新型城鎮(zhèn)化背景下浙江耕地面積變化及驅動力分析

相海余，楊慧利

(浙江工商大學 旅游與城鄉(xiāng)規(guī)劃學院，浙江 杭州 310018)

土地是人類賴以生存的物質基礎，是國民經濟和社會發(fā)展的寶貴資源和重要的生產要素[1-6]。浙江省耕地面積僅208.17萬hm2，有“七山一水二分田”之說。耕地作為農村的首要問題之一，引來眾多學者的研究[7-14]。本研究以新中國成立之后的農業(yè)數據為依據，以浙江省為案例，對新型城鎮(zhèn)化背景下耕地空間格局演變特征及形成機理進行研究，探討浙江省耕地數量時空變化及其驅動力，以期能為浙江耕地保護與經濟社會協調發(fā)展提供客觀依據，為類似地區(qū)相關研究提供科學借鑒。

1 資料與方法

1.1 研究區(qū)概況

2016年，浙江省4個城市(鎮(zhèn))入圍第三批國家新型城鎮(zhèn)化綜合試點單位。截至2016年12月，國家新型城鎮(zhèn)化綜合試點總數擴大到2個省和246個城市(鎮(zhèn))，其中浙江省占10個。自2014年以來，我國耕地面積基本持平，總體上有所增加。浙江全省耕地主要集中在東北部的杭州、寧波、嘉興、紹興，西南部的溫州、衢州。除舟山、麗水受地理環(huán)境限制而耕地面積少外，尤其是舟山市，其他市分布較均勻。截至2016年，浙江省總產值47 767.92億元，其中，浙東北為31 680.89億元，占全省總產值的近2/3。

1.2 數據來源

本研究耕地資源數據為2011—2017年浙江各地級市土地利用變更調查數據，社會經濟數據來源于2012—2018年《浙江省統(tǒng)計年鑒》，以及各地級市的統(tǒng)計年鑒。土地利用數據來源于中國科學院資源環(huán)境數據中心全國土地利用數據庫，為2010、2015、2018年3期浙江省土地利用遙感監(jiān)測數據。

1.3 研究方法

1.3.1 變異系數

當需要比較兩組數據離散程度大小的時候，如果兩組數據的測量尺度相差太大，或者數據量綱不同，直接使用標準差來進行比較不合適，此時就應當消除測量尺度和量綱的影響，而變異系數可以做到這一點，其定義為標準差與平均值之比。一般來說，其值平均水平高，離散程度的測度值越大，反之越小，即變異系數可以表示浙江地區(qū)的農作物播種土地面積變化幅度。

1.3.2 泰爾指數

作為衡量個人之間或者地區(qū)間收入差距(或者稱不平等度)的指標常被使用。泰爾指數可以表達浙江省各個區(qū)域的耕地情況差異。泰爾指數越大，說明浙江省耕地數量空間差異越大。

1.3.3 生態(tài)系統(tǒng)多樣性指數

單位耕地面積化肥超標量和單位耕地面積承載的人口數量直觀地反映了化肥和人口對耕地生態(tài)系統(tǒng)的壓力。農田生態(tài)系統(tǒng)多樣性指數是采用香農-威納指數，選取研究區(qū)域糧食、棉花、油料、煙葉和蔬菜的播種面積，計算研究區(qū)農田生態(tài)系統(tǒng)多樣性。農田生態(tài)系統(tǒng)多樣性指數越高，農田生態(tài)系統(tǒng)的恢復力就越強，與耕地生態(tài)功能成正相關。

1.3.4 主成分分析

主成分分析是一種統(tǒng)計方法。通過正交變換將一組可能存在相關性的變量轉換為一組線性不相關的變量，轉換后的這組變量叫主成分。在用統(tǒng)計分析方法研究多變量的課題時，變量個數太多就會增加課題的復雜性。人們自然希望變量個數較少而得到的信息較多。在很多情形下，變量之間是有一定的相關關系的，此時可以解釋為這兩個變量反映此課題的信息有一定的重疊。主成分分析是對于原先提出的所有變量中，將重復的變量(關系緊密的變量)刪去多余，建立盡可能少的新變量，使得這些新變量是兩兩不相關的，而且這些新變量在反映課題的信息方面盡可能保持原有的信息。

2 結果與分析

2.1 浙江省耕地面積變化

由圖1可知，2011—2017年，浙江省耕地面積總量呈下降趨勢。浙江省耕地數量由2011年的249.752萬hm2降至2017年的214.212萬hm2，凈減35.54萬hm2。其中，2013—2014年，浙江省耕地數量呈斷崖式下降，凈減33.774萬hm2；2011—2017年，只有2015—2017年實現了耕地面積的增長，其他年份均呈小幅下降趨勢。

圖1 2011—2017年浙江省耕地面積的變化

從其動態(tài)變化過程看，浙江省耕地總量具有階段性特征。其中，2014年是浙江省耕地面積變化的節(jié)點，2011—2017年，浙江省耕地變化大致可分為3個階段。2011—2013年，浙江省耕地面積總量較大，呈緩慢下降狀態(tài)；2013—2014年，浙江省耕地面積呈現斷崖式下降；2015—2017年，浙江省耕地面積總量較小，呈緩慢上升趨勢。2011—2013年浙江省耕地面積平均值為248.686萬hm2，2014—2017年浙江省耕地面積平均值為213.449萬hm2，后者僅為前者的85.8%。

人均耕地面積是耕地變化的另一個重要指標，反映人地矛盾的狀況。隨著人口數量增加、耕地總量的減少，浙江省人均耕地數量呈現逐年減少的趨勢。由圖2可知，2013—2014年，人均耕地出現較大幅度的下降，降幅達14%；此后人均耕地面積仍呈下降趨勢。統(tǒng)計表明，人均耕地面積由2011年的522.31 m2減至2017年的432.09 m2，降幅17.3%。

圖2 2011—2017年浙江省人均耕地面積

2.2 浙江省耕地面積空間變化

2.2.1 浙江省耕地面積空間變化幅度

從變異系數動態(tài)變化看，2011—2017年浙江耕地數量的變異系數呈現先降低后增高的發(fā)展態(tài)勢(圖3)。2011—2013年變異系數減小緩慢，相對差異不明顯；2013—2014年變異系數快速下降，2014年差異減?。?014—2017年浙江省耕地數量的變異系數處于上升狀態(tài)，差異拉大，變化趨勢減弱。在2011—2017年，2014年前變異系數呈現下降趨勢，2014年后變異系數呈現上升趨勢。也就是說，2011—2014年，浙江省各市耕地面積變化幅度呈現減小趨勢，而在2014年新型城鎮(zhèn)化提出后，浙江省各市耕地面積呈增加趨勢。

圖3 浙江省耕地面積變異系數

2.2.2 浙江省各市耕地面積差異變化

從泰爾指數變化態(tài)勢(圖4)看，浙江省耕地面積在2011—2013年呈上升趨勢，在2014—2016年呈下降態(tài)勢。表明2011—2016年浙江省耕地數量的空間差異整體呈先擴大后縮小的發(fā)展趨勢，且體現為“平緩—快速—平緩”的階段性變化特征。

圖4 浙江省耕地面積變化趨勢

2.3 浙江省耕地面積變化驅動力分析

2.3.1 生態(tài)承載功能指標

新型城鎮(zhèn)化要求在城鎮(zhèn)化過程中要走集約、節(jié)能、生態(tài)的新路子。因此，在對驅動力進行分析時，選取農田生態(tài)系統(tǒng)多樣性指數，對耕地面積變化與農田生態(tài)系統(tǒng)多樣性指數變化之間的關系進行分析。根據浙江省歷年糧食、棉花、油料、煙葉和蔬菜的播種面積進行計算農田生態(tài)系統(tǒng)多樣性指數。由圖5可知，2011—2017年浙江省耕地生態(tài)多樣性指數多年來呈持續(xù)下降趨勢。其中，2013—2014年下降最快，2014—2015年下降趨勢減弱。由此可知，浙江省農田生態(tài)恢復能力持續(xù)減弱，但相比2013—2014年，其生態(tài)恢復能力減弱速度有所下降。

圖5 生態(tài)系統(tǒng)多樣性指數

2.3.2 驅動力分析

影響耕地資源變化的因子錯綜復雜，考慮到資料的統(tǒng)一性和可靠性，通過參考國內已有的研究成果，以及新型城鎮(zhèn)化帶來的變化性因素，選取人口(X1，萬人)、農業(yè)人口(X2，萬人)、GDP(X3，億元)、一產(X4，億元)、二產(X5，億元)、三產(X6，億元)、基礎設施建設投資(X7，億元)、生態(tài)多樣性指數(X8)、化肥使用量(X9，萬t)、糧食單產(X10，kg·hm-2)、農作物單產(X11，kg·hm-2)等11個指標作為自變量，以耕地面積(Y，萬hm2)作為因變量，利用主成分分析方法，對新型城鎮(zhèn)化背景下浙江省耕地面積變化的驅動因子進行定量分析。由表1可知，相關系數基本都較高；各指標間的相關性大，則信息存在重疊的情況，影響耕地面積變化的11個因子之間的相關系數說明主成分分析十分必要。因此，可運用主成分分析，將多個變量劃分為幾個綜合指標。

表1 耕地數量變化驅動力變量相關系數矩陣

由表2可知，前兩個主成分的累計貢獻率達到97.8%，且特征值均>1，符合分析要求，進一步得到主成分載荷矩陣。其中第一主成分特征值最大，包含的信息多于另一個主成分，是浙江省耕地面積變化的主導因子。通過對表3主成分載荷矩陣的分析，從第一、第二主成分可見，X1、X3、X4、X5、X6、X7、X8、X11與其具有較大的相關性，可將驅動因素歸納為經濟結構與發(fā)展水平、人口數量、生態(tài)要素、作物單產。

經濟發(fā)展。2011—2017年，浙江省經濟總量不斷增加，從2011年的32 363.38億元增至2017年的51 768.26億元，增幅60%。其中第一產業(yè)增長幅度為22.2%，第二產業(yè)增長幅度為36.1%，第三產業(yè)增長幅度為91.0%。經濟總量及第一、二、三產業(yè)的發(fā)展與耕地面積的變化呈正相關關系。經濟發(fā)展有利于耕地面積的增長。

表2 特征值及主成分貢獻率

表3 主成分載荷矩陣

人口數量。2011—2017年，全省人口增長176.32萬人，其中農業(yè)人口增長92.69萬人。農業(yè)人口占總人口比例在2013年之后呈緩慢下降趨勢。而根據主成分載荷矩陣，相對于農業(yè)人口的變動，浙江省總人口的變動對耕地面積的影響更為顯著。在新型城鎮(zhèn)化背景下，農業(yè)機械化水平進一步得到提高，可以預測，農業(yè)人口對耕地面積的影響會進一步下降。而總人口的增加使得對作物的需求提升，從而促進耕地面積的增加。

生態(tài)要素。生態(tài)多樣性在2011—2017年不斷下降。根據主成分載荷矩陣，生態(tài)多樣性與耕地面積呈負相關關系。生態(tài)環(huán)境的改善作為新型城鎮(zhèn)化的必然要求，在一定程度上會不利于耕地面積的增加。但從長遠角度來說，生態(tài)保護與耕地保護并不沖突。

農作物單產。2011—2017年，浙江省農作物單產變化幅度并不明顯，增幅3%。浙江省農村部分的耕地所生產的作物僅為滿足農戶自身需要，并不用于售賣等用途。農作物單產與耕地面積變化呈負相關關系。

3 小結

在新型城鎮(zhèn)化提出后，浙江省耕地面積呈上升趨勢，空間差異減小。在生態(tài)多樣性方面，浙江省耕地的生態(tài)多樣性常年呈下降趨勢，但在新型城鎮(zhèn)化提出后，其下降趨勢減弱。而通過對浙江省耕地的主成分分析可知，經濟發(fā)展、人口數量、生態(tài)要素、農作物單產為其主要驅動因子，其中經濟發(fā)展與人口數量呈正相關關系，生態(tài)要素和農作物單產呈負相關關系。生態(tài)要素作為新型城鎮(zhèn)化的一個主要體現方面，在短期內對耕地面積的增長并沒有促進作用。