江苏省耕地集约利用时空分异研究*

金 涛，陶凯俐，钱思航，朱志伟

(扬州大学农学院，江苏扬州 225009)

中国人地矛盾突出，人口增长以及人口大国饮食结构的变化，要求农业持续增产。耕地集约利用就成为保障国家粮食安全的必由之路。耕地是区域发展系统的基础资源，认识耕地利用集约度的时空演变特征，可以为耕地集约化管理提供参考依据。

江苏省地处江淮下游，平原广大，适宜于垦殖耕作。1980～2009年的30年间，全省人口添增30%，耕地面积减少11%，在人均耕地持续减少的压力下，依赖集约化高产农业，全省粮油等基本农产品仍能保持产需平衡。1999年，江苏省农业结构开始新一轮战略性调整，耕地数量、农作结构、复种指数、粮食单产等耕地变化指标的地域分化态势渐趋显著［1］。在此背景下，分析现阶段耕地利用集约度格局变化态势，全面把握其地域特征，对江苏省种植业分类调控以及耕地资源可持续利用和保护［2，3］具有重要的现实意义。

1 研究方法

1.1 指标体系构建

结合有关文献，耕地利用集约度一般从3个方面评价:(1)产出集约性。耕地集约利用是以更少的耕地生产同样或更多的产出，因此，单位面积耕地产出是最理想的评价标准［4］。由于各地农产种类不一，一般统一折算成价值形态来衡量。但这一评价标准有局限性，土地使用者经营水平、农产品市场售价等因地而异，会影响耕地集约度的区域可比较性［4］。(2)投入集约性。基于集约化本质是“资本和劳动对土地资源的替代”的认识，单位面积耕地的资本和劳动的投入量成为耕地利用集约度的基本测度指标［5］，一般是将相关投入量转化为实物、价值［6］或能值［7］等形态来测度。但单纯以投入来评价耕作集约度，只是关注耕地的使用价值，而忽视投入与产出相一致的环境可持续性目标。(3)管理集约性。如复种指数、灌溉率等，这是地域基于自身资源禀赋条件，响应外部市场需求压力，对耕地利用结构和利用程度进行调整的一种体现，也是耕地利用集约度常用评价标准。

从耕地资源管理的意义出发，对耕地利用集约化状态的这3个评价标准相互牵连。由于工业化和城市化对农业空间的不断占用，增进存量耕地的资本和劳动投入强度，提高耕地利用程度，最终期望由耕地实现增产增收，以满足不断增长的社会经济需求。由此，3个层面共同构成耕作系统集约化状态指标 (图1)。

1.2 评价方法

主成分因子分析法在指标变量信息尽可能不受损失的情况下，将多个变量集约成少数几个互不相关的综合变量—公因子，减少最终用于评价的变量，并使同时考虑不同侧面各种信息的多维评价成为可能。通过公因子之间的差异，可以揭示系统特征;各公因子 (评价指标)的权重由它对综合评价的贡献率决定，消除了人为确定权数的主观性，这一方法现已广泛应用于系统潜在因素分析和综合评价领域。

具体步骤是将原始观测值标准化处理，从指标相关系数矩阵出发，对主成分法提取的初等因子载荷矩阵进行方差最大化正交旋转，得到旋转后的因子特征根和贡献率，顺次提取公共因子。根据各公因子得分，计算综合水平指数。

各研究单元的综合水平指数函数:

图1 区域耕地集约利用状况评价框架

该文耕地利用相关数据均来源于2000、2010年的《江苏农村统计年鉴》。共选取江苏省77个县(市)(包括市辖区)为研究样本。运用SPSS16.0统计软件进行主成分分析，将各因子分值和综合得分值与ArcGIS的空间属性连接，运用自然裂点法，划分成最高、高、中等、低4个等级，绘制综合得分和各因子得分的分布图，分析耕地利用集约度地域结构演变特征。

2 结果分析

2.1 因子变化

根据图1的评价框架，选取耕地利用相关的14项变量进行主成分分析，对因子矩阵进行正交旋转，获得主成分特征值和方差贡献率 (表1)。1999、2009年的5个主成分的累积贡献率分别达到74%和71%以上，能够反映这14项变量71%以上的信息量。

图2 1999年和2009年集约化综合指数

1999年和2009年的第一因子均与耕地产出率、劳动产出率等变量相关，表明耕地经济效能对耕地利用集约度的影响较大。1999年第一因子的机械总动力、农药投入和有效灌溉率等变量被2009年的经作结构、塑料薄膜使用等变量替代，意味着结构调整对耕地利用集约度的作用加强。

因子特征值表示因子对耕地利用集约度的重要性，根据每个因子上载荷较大 (≥|±0.6|)的变量类型 (表1)，1999年，江苏省耕地利用集约度依次由耕地利用强度、耕地利用广度、种植结构调整、劳动集约度、机械化等5个因子解释;2009年，则分别由经济效益、劳动密集度、水利化、机械化和粮产效率等因子来解释。

复种指数是衡量耕地利用程度的重要指标，1999年和2009年的第二因子均与复种指数相关。2009年，劳动投入、农用化学品施用对耕地利用集约度的影响有所加大。

2.2 时空变化

(1)时序变化。由5个主因子得分值，测算1999年和2009年耕地利用集约度综合指数，以两个年份均值线 (均值为0)为界，将77个空间单元区分成集约化水平高低两类地区，在坐标系中分成4个象限，2、4象限包含的地区，集约度发生高低转化 (图2)。77个县区中，22个仍保持较高位，27个保持较低位不变;12个集约化水平由低位区进入较高列，16个由高位区进入较低地区组，相对低值区数量略有增加 (表2，图2)。总体上，1999～2009年间，近37%的空间单元发生高低地位水平的转化。

表1 旋转后因子载荷、特征值和方差贡献率

(2)空间变化。1999～2009年，耕地利用集约度综合得分相对弱化地区主要集中于太湖周边和近海的沿江地区;其他地区总体变化不大:宁镇扬丘陵区维持相对弱势，淮北地区总体维持相对强势 (图3)。

表2 1999年和2009年耕地利用集约化指数的县区分类

图3 耕地利用集约化度空间格局变化

江苏省位于长三角经济区北翼，由南向北“核心—边缘”发展格局较为显著。从综合得分上，中南部经济高梯度区的局部耕作集约度相对有所弱化;而淮北边远农区，不少县区综合得分始终较高。随着农产品保鲜存储和运输技术的发展，农业分工扩展至更边远地区，江苏省远隔农业带基本成型。

2.3 因子得分格局

2009年，第一因子与土地产出率、劳动产出率、农膜使用量、经作结构显著正相关，第一因子水平高的地区具有投入和产出效益好、农田非粮化程度高的特征。得分高的地区集中在太湖农区和南京都市辐射区，沿海农区和淮北部分农区 (图4a)。前者受大都市市场需求的影响，后者则由于土质原因，农作结构调整幅度较大。得分低的地区主要分布洪泽湖向东延伸区及淮北部分农区。

第二因子与化肥施用、劳动力投入、复种指数、农药使用量正相关，第二因子水平高的地区具有劳动密集、化学化程度高、种植密度高的特征。得分高的地区相对集中在淮北农区，这里工业化和城市化水平较低，农业劳动力相对富余;得分低的地区相对集中在太湖地区和宁镇扬丘陵地区 (图4b)。这一带城市化水平高，耕地和务农劳动力流失严重，2007年太湖“蓝藻”生态事件后，周边地区启动退耕还湖、还林、还园，以及测土配方、精确施肥等一系列行动计划，目前，复种指数和农用化学品投入处于全省的相对低位［1］，意味着集约度有所下降。

第三因子与有效灌溉率、旱涝保收率显著正相关，第三因子水平高的地区具有灌溉条件好，水利化程度高的特征。第三因子水平高的地区主要集中在太湖流域、向北延伸至沿江农区。洪泽湖以东沿苏北灌溉总渠沿线地区，农田灌溉条件相对弱化 (图4c)，而这一带目前正是全省粮食主要生产区［8］，相对薄弱的农田水利化水平将直接威胁到全省的粮食安全。

第四因子与农用柴油、机械总动力、机耕率正相关，第四因子水平高的地区具有机械化程度高的特征。总体上，苏北地区高于苏中、苏南地区。主要是苏北耕地资源丰富，且集中连片。苏南历史上精耕细作的小农传统，及改革开放以来自下而上的农村工业化和城镇化发展模式，导致农业空间的碎分化，不利于大规模的农业机械化作业。

图4 2009年因子得分空间分布

第五因子与粮食单产显著正相关，第五因子水平高的地区具有粮食生产能力强的特征。江苏省粮食单产高值区相对集中于江苏中南部，洪泽湖以东地区，向南至里下河、沿江中部至整个苏南地区 (图4e)。南通、盐城、徐州等地一些县区，因土壤盐化或沙化，不具粮食生产比较优势。

3 结论与政策启示

(1)1999～2009年间，全省77个县 (市)行政单元中，近37%的耕作集约化水平发生高低转化，相对低位区比重有所增加。耕地利用集约度相对弱化地区主要集中于环太湖地区、近海的沿江地区。江苏省耕地集约利用的基数水平高，以苏南地区最为显著，受边际收益递减律的作用，依赖高物质投入实现增产的空间已有限。江苏省地处国家首位经济区辐射圈，这种市场区位要求耕地经营以品质替代产量以响应高端市场需求，未来全省耕地集约利用的基本方向将是以增效替代增产。

(2)以太湖农区为代表的苏南地区，历史上以精耕细作的劳动密集型农业闻名，当前正被土地节约和劳动节约的高效生态型农业替代，表现为劳动投入少、化学品投入减少、复种指数降低，而经济产出率高。该区灌溉条件好，是全省粮食单产的高值集中区，目前面临粮食生产的进退选择问题。由于粮食种植业的土地密集性和机械化要求高等特点，该区粮食生产难有经济比较优势，但在生态和文化的维度，苏南稻作农业仍有保存和发展的巨大意义。最终抉择取决于经济利益与综合效益之价值目标的权衡。

(3)当前全省粮食主产区主要分布在洪泽湖以东，并向南至里下河、沿江中部的粮食单产高值区，这些地区粮产效率高但耕地经济产出效率低。鉴于其耕地对全省粮食安全保障的重大意义，当前迫切需要构建区际经济补偿机制，有针对性地实施区域农业补贴等政策;另外，要加大洪泽湖以东淮河流域的农田水利化建设力度，以确保农业高产稳产。

(4)经济发达地区复种指数调减，粮棉等大宗农产品供应减少，要求外围农区加大耕地开发强度，而增加化肥、农药等增产性资本投入，成为其提高耕地生产力的重要手段。一般，土地分散经营，多数土地使用者施肥的随意性大，与农产品的预期产量不同步。针对淮北农区的劳动密集、农用化学程度较高的集约性特征，当前，一方面要加大本地区工业化和城市化进程，为务农劳力提供更多的非农就业机会，另一方面，通过土地入股或专业协会等模式，推进土地规模化经营进程，统一推行测土配方、精确施肥的现代农艺技术，尽可能减小环境负影响。

［1］金涛，陆建飞.江苏粮食生产格局变化的耕地因素分解.经济地理，2011，31(11):1886～1890

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［8］李裕瑞，吕爱清，卞新民.江苏省人均粮食地域格局变化特征及驱动机制.资源科学，2008，30(3):423～430