鄂爾多斯準(zhǔn)格爾旗耕地動態(tài)變化及驅(qū)動力研究

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鄂爾多斯準(zhǔn)格爾旗耕地動態(tài)變化及驅(qū)動力研究

鞏 燦 旺,谷 俊 杰,胡 君 德

(內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué) 生態(tài)環(huán)境學(xué)院，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010018)

摘要：根據(jù)鄂爾多斯市準(zhǔn)格爾旗1988-2012年的統(tǒng)計資料，計算耕地資源變動情況，準(zhǔn)格爾旗耕地總面積呈先增加后減少趨勢，1988年到2000年耕地面積呈增長趨勢，年增加耕地面積為361.08hm2， 2000年至2012年期間，準(zhǔn)格爾旗耕地面積呈逐年減少趨勢，年平均減少312.92hm2，人均耕地面積呈減少趨勢，年均減少19.05 hm2/人。利用主成分方法，分析影響準(zhǔn)格爾旗耕地變化的驅(qū)動因子，將其概括為人口經(jīng)濟、產(chǎn)業(yè)和農(nóng)業(yè)科技因子，取三個因子變量的方差貢獻率為權(quán)重，計算得到耕地利用變化的綜合得分為：F=0.7311*F1+0.1784*F2+0.0905*F3。將耕地面積標(biāo)準(zhǔn)化處理，作為因變量(Y)，三大驅(qū)動力因子作為自變量，得到的回歸方程為：Y=0.71F1+0.629F2+0.38F3+0.285。

關(guān)鍵詞：耕地動態(tài)變化；驅(qū)動力分析；準(zhǔn)格爾旗

土地，是人類賴以生存和發(fā)展的最根本的物質(zhì)基礎(chǔ)，是一切物質(zhì)生產(chǎn)最基本的源泉[1-2]。而耕地是國土資源中最重要的類型，是農(nóng)業(yè)乃至國民經(jīng)濟的基礎(chǔ)，耕地資源的動態(tài)變化是影響區(qū)域可持續(xù)發(fā)展的核心問題之一[3]。但由于社會經(jīng)濟的發(fā)展，人口的增加，導(dǎo)致耕地面積日益減少，因此加強耕地變化研究，分析影響耕地減少的主要因素，對于合理利用耕地資源、控制耕地面積進一步減少具有重要意義。國際上，P.C Stem、Turnerll、IHDP等分別對于土地利用變化的社會、人類、社會經(jīng)濟驅(qū)動力進行了研究分析[4-5]。國內(nèi)不少學(xué)者也相繼開展研究，宋開山等利用GIS空間分析對三江源土地利用變化從人口和國家農(nóng)業(yè)政策兩方面進行了深入分析[6]，王思遠等通過建立數(shù)學(xué)模型，利用土地利用動態(tài)度模型、土地利用程度模型、墾殖指數(shù)模型對我國土地利用的時間和空間動態(tài)進行了定量研究[7]。

1.研究區(qū)概況

準(zhǔn)格爾旗地處內(nèi)蒙古西南部、鄂爾多斯市東部，地跨東經(jīng)110°50′— 110°27′, 北緯39°16′— 40°20′，黃河沿北、東、南流經(jīng)197km，隔河與山西、陜西毗鄰，有“雞鳴三省”之稱。全旗總面積7.551×103km2，總?cè)丝?6.69×104人，現(xiàn)有耕地面積67 967km2，占土地總面積的9.10%，林地面積219 627km2，占土地總面積的29.08%，草地面積388644km2，占土地總面積的51.47%。近24年的耕地變化呈先增加后減少的趨勢，1988-2000耕地面積逐漸增加，2000-2012年耕地面積逐漸減少。

2.數(shù)據(jù)來源與研究方法

2.1　數(shù)據(jù)來源

本文采用了《改革開放30年內(nèi)蒙古統(tǒng)計年鑒》中研究區(qū)數(shù)據(jù)，1988年至2012年的《內(nèi)蒙古統(tǒng)計年鑒》和準(zhǔn)格爾旗國土資源和房屋管理局官方網(wǎng)站公布的相關(guān)資料，采用人機交互判讀的方式生成土地利用現(xiàn)狀圖和動態(tài)數(shù)據(jù)。

2.2　研究方法

耕地動態(tài)變化主要采用Excel統(tǒng)計分析；驅(qū)動因子分析主要采用基于SPSS軟件的主成分分析方法，它可以把原來多個指標(biāo)化為少數(shù)幾個指標(biāo)，這些新指標(biāo)既能滿足盡量多地反映原來較多指標(biāo)的信息，彼此之間又相互獨立；計算1988年到2012年準(zhǔn)格爾旗耕地利用變化的綜合得分，并采用驅(qū)動力機制的回歸分析，通過建立驅(qū)動因素模型，分析主要驅(qū)動因素對于耕地變化的影響。

3耕地動態(tài)變化趨勢分析

3.1　耕地資源總量動態(tài)變化

區(qū)域土地利用變化包括土地利用類型的面積變化、空間變化和質(zhì)量變化。面積變化是首要變化，通過分析面積變化，可以了解耕地變化的總體趨勢。準(zhǔn)格爾旗耕地面積變化大體呈兩個階段(圖1)。

1988年到2000年耕地面積由66 098hm2，增加至70 431hm2，年增加耕地面積為361.08hm2，其中1992年到1995年間耕地面積增長較為緩慢，193.3hm2；2000年至2012年期間，準(zhǔn)格爾旗耕地面積呈逐年減少趨勢，耕地面積共減少3 755hm2，年平均減少312.92hm2，主要原因有以下兩點：一是政策因素，2000以后，國家和地方政府十分重視準(zhǔn)格爾旗地區(qū)生態(tài)環(huán)境的保護與建設(shè)，積極退耕還林還草，重建和恢復(fù)生態(tài)環(huán)境，提高區(qū)域生態(tài)承載力，逐步優(yōu)化生態(tài)環(huán)境；二是資源開發(fā)，準(zhǔn)格爾旗煤炭資源豐富，隨著煤礦的開發(fā)，城鎮(zhèn)面積不斷擴大，圍繞煤田相關(guān)的配套設(shè)施建設(shè)加快，一些良田因建設(shè)需要轉(zhuǎn)化為非農(nóng)用地。人均耕地面積大體呈逐漸減少趨勢，主要原因有：一是人口因素，準(zhǔn)格爾旗人口近25年來一直呈上升趨勢，人口的增長一方面對土地產(chǎn)生極大壓力，大量的農(nóng)用地轉(zhuǎn)化為為非農(nóng)用地，另一方面人口的增加使人均耕地面積計算的基數(shù)增加，單位人均耕地面積減少；二是經(jīng)濟因素，經(jīng)濟的發(fā)展引起農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，導(dǎo)致土地利用結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，種植業(yè)比重不斷降低，畜牧業(yè)和林業(yè)比重逐年增加，耕地面積相對減少，人均耕地占有量減少。

圖1：準(zhǔn)格爾旗1988-2012年耕地面積變化

4耕地資源變化驅(qū)動力分析

4.1　指標(biāo)的選取

根據(jù)主成分分析法的思路和要求[8]，考慮到選取因子要能夠量化并結(jié)合所搜集的資料，選擇1988—2012年的數(shù)據(jù)為分析樣本，將耕地面積(萬公頃)作為因變量Y，并選取10個因子作為自變量進行主成分分析：X1為年末總?cè)丝跀?shù)(萬人)，X2為總產(chǎn)值(萬元)，X3為社會固定資產(chǎn)投資總額(萬元)，X4為非農(nóng)人口比重(%)，X5為農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值(萬元)，X6為第二產(chǎn)業(yè)比重(%)，X7為第三產(chǎn)業(yè)比重(%)，X8為糧食單產(chǎn)(噸)，X9為農(nóng)民人均純收入(元)，X10為農(nóng)用化肥施用量(噸)等10個指標(biāo)為自變量，運用SPSS軟件進行主成分分析。

4.2　驅(qū)動力分析

應(yīng)用SPSS軟件進行主成分分析[9]，通過降維將多個變量劃分為幾個綜合指標(biāo)，得出耕地變化驅(qū)動力要素的相關(guān)系數(shù)矩陣(表1)，特征值、主成分貢獻率和主成分載荷矩陣(表2)。從表2可知，各因子之間存在著不同程度的相關(guān)性，說明進行主成分分析的必要性。由表3可知，第一、二、三主成分的貢獻率已達到94.979%，符合分析要求，由此進一步得出主成分載荷矩陣。從第一主成分中可以看出，X1、 X2、 X3、 X5、X9和X10與之有顯著的正相關(guān)性，分別代表年末總?cè)丝跀?shù)、總產(chǎn)值、社會固定資產(chǎn)投資總額、農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值(萬元)、農(nóng)民人均純收入、農(nóng)用化肥施用量。第二主成分X6和X7與之有顯著的正相關(guān)性，分別代表第二產(chǎn)業(yè)比重、第三產(chǎn)業(yè)比重。第三主成分與X7有顯著的正相關(guān)性，為糧食單產(chǎn)產(chǎn)量。因此準(zhǔn)格爾旗耕地面積變化驅(qū)動力因子可歸納為人口經(jīng)濟驅(qū)動力因子、產(chǎn)業(yè)驅(qū)動力因子和農(nóng)業(yè)科技因子。

4.3.1人口經(jīng)濟驅(qū)動力因子

人口因素對于土地利用變化的影響比較典型，也是比較活躍的驅(qū)動因子之一。人口作為一種外界壓力，對耕地數(shù)量的變化起著雙向調(diào)控作用：一方面，人口的增加需要更多的耕地提供糧食以滿足人們生存的需要；另一方面，人口增加導(dǎo)致居民點用地、公共設(shè)施、交通等各項建設(shè)用地需求增加，其中很大一部分來自耕地的占用，造成耕地數(shù)量的減少。人口因素使土地利用結(jié)構(gòu)和空間分布不斷發(fā)生變化。準(zhǔn)格爾旗現(xiàn)有人口36.69萬，人口數(shù)量由1988年的22.35萬增加到2012年的30.88萬，持續(xù)增長的人口，對土地和區(qū)域生態(tài)造成極大的壓力，使土地利用結(jié)構(gòu)發(fā)生變化。由于城鎮(zhèn)擴大及配套設(shè)施建設(shè)的發(fā)展，大量農(nóng)用地轉(zhuǎn)化為非農(nóng)用地，優(yōu)質(zhì)耕地比重下降。

表1：耕地變化驅(qū)動力要素的相關(guān)系數(shù)矩陣

表2：特征值、主成分貢獻率和主成分載荷矩陣

4.3　因子分析

經(jīng)濟因素引起農(nóng)業(yè)用地結(jié)構(gòu)的調(diào)整，對耕地變化有很大的影響，使土地資源在產(chǎn)業(yè)上重新分配，導(dǎo)致土地利用結(jié)構(gòu)發(fā)生變化[10]。經(jīng)濟的發(fā)展使本區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)總值增加，種植業(yè)比重不斷下降，畜牧業(yè)和林業(yè)比重逐年上升。縱觀1988-2012年，準(zhǔn)格爾旗的總產(chǎn)值由2.55億元增長到1 000.39億元，增長了近1 000多倍；固定資產(chǎn)投資由0.31億元增長到550.12億元，增長了1700多倍。隨著不斷增長的社會經(jīng)濟和逐漸富裕的人民，對城市功能的要求也不斷增加，城市基本建設(shè)項目增加，城市建成區(qū)日益擴大，農(nóng)村城鎮(zhèn)化加快，工業(yè)企業(yè)增加。以此導(dǎo)致了大量耕地占用,耕地的持續(xù)減少,農(nóng)業(yè)人地矛后不斷增加。

4.3.2產(chǎn)業(yè)驅(qū)動力因子

土地利用類型結(jié)構(gòu)模式是在特定的經(jīng)濟系統(tǒng)和產(chǎn)業(yè)環(huán)境下形成的，產(chǎn)業(yè)因素受經(jīng)濟發(fā)展的影響，引起農(nóng)業(yè)用地結(jié)構(gòu)的變化，使的土地利用機構(gòu)發(fā)生變化的同時也影響農(nóng)業(yè)人口的數(shù)量，隨著人均國內(nèi)生產(chǎn)總值的提高和經(jīng)濟的進一步發(fā)展，對第二、第三產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)品需求大于對第一產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)品需求，生產(chǎn)要素從第一產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移到第二、第三產(chǎn)業(yè)，因而第一產(chǎn)業(yè)在產(chǎn)量和就業(yè)人員等各方面份額逐漸下降，第二、三產(chǎn)業(yè)的份額相對上升。越來越多的人從種植業(yè)調(diào)整到各行各業(yè)，從事農(nóng)業(yè)的勞動力變化，不斷改變耕地數(shù)量的變化。因此，區(qū)域的生產(chǎn)力和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)是土地特別是耕地動態(tài)變化的直接決定因素。然而，準(zhǔn)格爾旗的第二、第三產(chǎn)業(yè)比重由1988年的0.21、0.51分別增加到2012年的0.64、0.65。

產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變會通過相對應(yīng)的土地利用變化得到反應(yīng)，具體主要表現(xiàn)在土地資源及其他資源在各產(chǎn)業(yè)部門間的重新分配和組合。產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的變動，對土地利用變化的的控制和影響具有不確定性，在區(qū)域上有不平衡性。在經(jīng)濟快速發(fā)展區(qū)域，土地利用變化于產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整具有相對敏感性，導(dǎo)致大量耕地轉(zhuǎn)變?yōu)榻ㄔO(shè)用地。

4.3.3農(nóng)業(yè)科技因子

農(nóng)業(yè)科技的發(fā)展受市場的引導(dǎo)，引導(dǎo)土地利用結(jié)構(gòu)發(fā)生變化。農(nóng)業(yè)科技的進步，使生產(chǎn)力不斷提高，化肥農(nóng)藥的使用、農(nóng)業(yè)機械的普及等導(dǎo)致糧食產(chǎn)量發(fā)生量的變化，單位糧食產(chǎn)量逐漸提高?？萍及l(fā)展，技術(shù)進步，使的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)相關(guān)的灌溉等配套施施設(shè)逐漸完善，提高水利化程度，在一定水平上提高了糧食單產(chǎn)，增加耕地產(chǎn)出率，緩解了耕地的生產(chǎn)壓力，在一定程度上放寬了耕地占用的門檻，同時，在農(nóng)業(yè)技術(shù)的指引下，本區(qū)加強農(nóng)田建設(shè)和防護林帶建設(shè)，成為穩(wěn)定高產(chǎn)的糧食生產(chǎn)基地。

5耕地變化驅(qū)動機制的回歸分析

表3：因子得分矩陣

F1=0.138×1+0.127×2+0.1234×3-0.141×4+0.141×5+0.091×6+0.043×7+0.072×8+0.141×9+0.127×10

F2=-0.003×1-0.241×2-0.133×3+0.063×4-0.075×5+0.426×6+0.541×7+0.103×8-0.1×9+0.103×10

F3=-0.108×1-0.171×2-0.209×3+0.041×4+0.083×5-0.221×6-0.179×7+0.974×8-0.057×9+0.191×10

在上述分析的基礎(chǔ)上，以F1、F2、F3為因子變量，取三個因子變量的方差貢獻率為權(quán)重，可以得到以下計算公式：

F=a1×F1+a2×F2+a3×F3

即：F=0.7311×F1+0.1784×F2+0.0905×F3

計算1988年到2012年準(zhǔn)格爾旗耕地利用變化的綜合得分(圖2)，1988-2012年準(zhǔn)格爾旗的耕地利用變化的綜合得分逐漸增加，整體呈臺階式波動增加。1988-1989年驅(qū)動力綜合得分均為負(fù)值，分別為-0.0861、-0.0156；1990-2012年驅(qū)動力綜合得分均為正值。1988-1996年綜合得分增加比較緩慢，表明所選取的三個公共因子對準(zhǔn)格爾旗的耕地變化的驅(qū)動力影響比較弱，1997年之后，綜合得分的增加逐漸加快，表明影響準(zhǔn)格爾旗耕地變化的驅(qū)動力逐漸加強，影響最大的驅(qū)動力因子為人口經(jīng)濟、產(chǎn)業(yè)、農(nóng)業(yè)科技。

圖2:準(zhǔn)格爾旗耕地變化驅(qū)動力分值圖

回歸分析是一種揭示因變量與自變量之間變化規(guī)律的分析方法，將準(zhǔn)格爾旗1988年到2012年的耕地面積做標(biāo)準(zhǔn)化處理，將其作為回歸分析的因變量(Y)，把驅(qū)動力因子F1、F2、F3作為回歸分析的自變量，得到如下的回歸方程：Y=0.71F1+0.629F2+0.38F3+0.285。從回歸方程中可以看出，三個公共因子對耕地變化影響作用大小不同，第一公共因子對耕地變化影響較大。

6結(jié)論

本文采用1988-2013年土地利用變化數(shù)據(jù)，對準(zhǔn)格爾旗耕地利用現(xiàn)狀、耕地利用動態(tài)變化進行分析，同時結(jié)合社會經(jīng)濟統(tǒng)計數(shù)據(jù)，利用spss軟件主成分分析方法，對于影響準(zhǔn)格爾旗土地利用變化的驅(qū)動因子進行分析，計算1988年到2012年準(zhǔn)格爾旗耕地利用變化的綜合得分，并進行回歸建模分析，可以得到以下結(jié)論：

(1)截止到2013年，準(zhǔn)格爾旗耕地面積69 767hm2，占土地總面積的9.10%。自1988以來，準(zhǔn)格爾旗的耕地面積呈先上升后減少的趨勢，但人均耕地面積不斷下降，1988年到2000年由于人口增加和開墾荒地等原因耕地面積由66 098hm2，增加至70 431hm2，年增加耕地面積為361.08hm2，其中1992年到1995年間耕地面積增長較為緩慢；2000年至2012年期間，國家和地方政府積極改善區(qū)域生態(tài)環(huán)境，退耕還林還草，準(zhǔn)格爾旗耕地面積呈逐年減少趨勢，耕地面積共減少3 755hm2，年平均減少312.92hm2。

(2)采用SPSS軟件，運用因子分析和主成分分析方法對準(zhǔn)格爾旗耕地利用變化的社會人文因素進行綜合定量的分析，得出耕地變化驅(qū)動力要素的相關(guān)系數(shù)矩陣，特征值、主成分貢獻率和主成分載荷矩陣，得出影響準(zhǔn)格爾旗耕地變化的主要有三個公共因子，三個公共因子的主成分公式分別為：在此分析的基礎(chǔ)上，以F1、F2、F3為因子變量，取三個因子變量的方差貢獻率為權(quán)重，可以得到以下計算公式：F=0.7311×F1+0.1784×F2+0.0905×F3

準(zhǔn)格爾旗的耕地動態(tài)變化驅(qū)動因素歸納起來可分為人口經(jīng)濟、產(chǎn)業(yè)、農(nóng)業(yè)科技三大因素。人口經(jīng)濟是導(dǎo)致準(zhǔn)格爾旗耕地數(shù)量減少的主要驅(qū)動力，產(chǎn)業(yè)和農(nóng)業(yè)科技是耕地數(shù)量變化的直接因素。隨著經(jīng)濟的發(fā)展、人口增加和農(nóng)業(yè)科技的投入，未來一段時間內(nèi)，準(zhǔn)格爾旗的經(jīng)濟發(fā)展引起的耕地數(shù)量減少仍將繼續(xù)。

(3)采用回歸分析方法，將準(zhǔn)格爾旗1988年到2012年的耕地面積做標(biāo)準(zhǔn)化處理，作為回歸分析的因變量，把F1、F2、F3三大驅(qū)動力因子作為自變量，得到如下的回歸方程：Y=0.71F1+0.629F2+0.38F3+0.285。從回歸方程中可以看出，三個公共因子對耕地變化影響作用大小不同，第一公共因子對耕地變化影響較大。

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Dynamic Change of Cultivated Land and Its Driving Forces in Zhungeer

GONG Can-wang,GU Jun-jie,HU Jun-de

(Eco-Environmental College,Inner Mongolia Agricultural University,Hohhot 010018)

Abstract:According the statistical data of zhungeer ordos city from 1988 to 2012, to calculate the changing situation of cultivated land resources.The total area of cultivated land showed a trend of increasing firstly and decreasing later.Totally, the cultivated land area had been increasing 361.08 hm2per year from 1988 to 2000, however, during 2000 to 2012, the cultivated land area showed a trend of decreasing by an average of 312.92 hm2year by year.Average arable land area reduced 19.05 hm2by person per year.Using the principal component method to analyze the driving factors of cultivated land changing that affected Zhungeer.It summarized as the population economic, industrial and agricultural science and technology factor.Taking three factors variable of the variance contribution rate as weight, calculating the comprehensive score of cultivated land changing: F=F2+0.1784*0.1784*0.7311*F1F3.Processing standardization for cultivated land as the dependent variable (Y), the three major driving factors as independent variables, the regression equation is: Y=0.71F1F2F3+0.285+0.38+0.629).

Key words:Dynamic change of cultivated land;Driving force analysis;Zhungeer

中圖分類號：S28

文獻標(biāo)識碼：A

文章編號：1004-1869(2015)02-0041-05

作者簡介：鞏燦旺(1988-),山東省新泰市人，碩士研究生，研究方向：土地信息技術(shù)。

收稿日期：2014-10-04