兰州市耕地面积变化及其驱动力分析

胡蝶 黎聪

[摘要]根据兰州市耕地面积统计资料，采用主成分分析与相关性分析法，运用SPSS数据处理软件，对2004～2015年来兰州市耕地面积变化趋势以及选取的9个驱动因子进行综合分析研究，结果表明：兰州市耕地面积从2004年到2015年减少了6.2×103hm2，主要是受到经济、农业以及人口因素的影响，今后应明确耕地资源的现状，提高保护耕地资源的意识，实现耕地资源的可持续发展。

[关键词]耕地面积变化；驱动力；主成分分析法；兰州市

[中图分类号]K921 [文献标识码]A

土地利用变化是全球变化研究的热点 。统计资料显示：2012年我国人均耕地面积不足世界人均面积一半。截至2015年末，全国耕地因建设占用、灾毁、生态退耕、农业结构调整等原因，年内净减少6.6万hm2。由于人口增长，在1961～2008年间，人均耕地面积减少了50.6%。根据联合国人口司2010年10月发表的《2010年世界人口状况报告》预测，到2050年世界人均耕地面积将降至0.151hm2。针对人均耕地面积逐年减少的趋势，学者们致力于从不同角度探讨耕地面积的变化及其驱动力分析。

卢艳等学者运用逐步回归方法分析了我国1986～2007年耕地面积的时空变化规律及影响因素，得出城市人口、第二产业总产值、乡镇企业增加值为当时耕地减少的主要驱动力。黄小波等针对湖南省永州市1996～2005年耕地数量变化进行驱动力分析。研究认为，国内学者主要结合统计资料，运用主成分分析法针对不同地区的耕地面积变化及其空间差异进行定量化研究。本文对兰州市耕地面积变化及其驱动力进行了分析研究，根据影响耕地变化的驱动因子，提出合理利用、规划耕地的政策，这对控制耕地面积的减少及耕地资源的可持续发展均具有重要意义。

1 研究区概况

兰州市地处我国西北内陆，甘肃省中部，全市土地面积为139995.3万hm2。市区南北群山对峙，东西黄河穿域而过，城市依山傍水而建。由于地形影响，市区东西狭长，有带状盆地的特征，属温带大陆性气候，夏无酷暑，冬无严寒。兰州境内已探明的各类矿床、矿点有156处35个矿种，非金属矿相对丰富，其中石英岩储量集中，运量储量达3亿t。2016年完成生产总值2264.23亿元，全年完成固定资产投资1990.95亿元，全年全市地区性财政收入为606.75亿元，经济实力在西北地区属于中上游水平。

2 研究方法与数据来源

2.1 研究方法

本文主要采用主成分分析（Principal Component Analysis-PCA）方法。它可以将原来的多个指标转化为少数几个新的综合性指标。新的指标较为全面的反映原来多个指标中的信息，其间又互相独立。PCA分析的步骤包括原始数据的提取和处理、计算相关系数矩阵、特征值、主成分累计贡献率、主成分载荷等，依据PCA方法的要求和思想，应用SPSS（Statistical Package For The Social Science，社会科学统计软件包）17.0软件进行相应的数据分析。

2.2 数据来源

本研究采用的数据资料来源：甘肃统计年鉴（2005-2016）、《甘肃省国土资源公报（2011-2015）》、《兰州市土地利用总体规划（2006-2020年）》等。

3 兰州市耕地面积变化及驱动力分析

3.1 耕地面积变化

根据统计资料数据显示，2004年以来兰州市耕地面积整体呈减少趋势。具体分为四个阶段：2004～2011年兰州市耕地面积呈逐年减少趋势；2011～2012年耕地面积有所增加；2012～2015年再次减少；2015年耕地面积为近十年最低值。耕地面积年增减率除2012年外，均为负值，表明耕地面积在持续减少，只有2011～2012年是增加的（见图1）。

3.2 耕地面积变化驱动力分析

从兰州市耕地面积变化的分析来看，其近十年来的耕地面积呈减少趋势，然而影响耕地面积变化的因子在不同时期各不相同，为了更准确分析其驱动因子，本文从经济因子、人口因子及其他因子三方面选取了9个影响耕地面积变化的指标，分别是：生产总值（X1）、全社会固定资产投资（X2）、农业生产总值（X3）、年底总人口（X4）、粮食单产（X5）、粮食总产量（X6）、粮食作物播种面积（X7）、农用机械总动力（X8）、建筑业企业单位数（X9），运用SPSS 17.0软件计算出相关的分析结果（见表1、表2、表3）。

据表1可知，所选取的影响兰州市耕地面积变化的9个因子均存在不同程度的相关性，并且相關系数都较高；各指标间的相关性越大，则信息存在重叠的情况，影响耕地面积变化的9个因子之间说明主成分分析十分必要，可运用主成分分析法提取公共因子。

通过进一步分析得出前3个主成分特征值都大于1（见表2），且累计贡献率达到91.541%。三个成分的特征根均大于1，与之相对应，方差贡献率分别为67.941%、12.364%和11.236%，前三个主成分方差累计贡献率达到91.541%，表明已包含原来9个指标91.899%的信息量，完全符合分析要求；第一主成分的特征值最大，包含的信息多于其他两个主成分，是兰州市耕地面积变化的主导因子。

主成分载荷是主成分与变量之问的相关系数。从表3可看出，第一主成分与生产总值、全社会固定资产投资、农业生产总值、粮食单位面积产量、粮食总产量、农业机械总动力等因子高度正相关；第二主成分与粮食作物播种面积这一因子相关性较大；第三主成分与年底总人口具有较大的相关性。综合以上，可将影响兰州市耕地面积变化的驱动力主要因子归纳为社会经济因素、农业因素和人口因素三方面。

3.3 耕地面积变化驱动力主成分分析

3.3.1 经济因素。兰州市2004年生产总值为504.65亿元，到2015年实现生产总值2095.99亿元，12年间涨幅达315.3%。全社会固定资产投资由231.91亿元增加到1803.75亿元，而同期耕地面积减少了62000hm2。兰州市正由工业型城市逐步转型为新兴产业城市，工业生产以及第三产业的发展，基础设施的不断完善，因而对耕地需求量也在不断增加。经济发展在很大程度上加速了耕地面积的减少，导致人地矛盾更加突出。

3.3.2 农业因素。根据甘肃省统计年鉴统计2004年兰州市粮食作物播种面积为124400hm2，2015年为122790hm2，减少了1623.33hm2，但粮食总产量却从2004年的327747.51t上升至2015年的459022t；粮食单位面积产量也由2004年的2634.34kg/hm2增加至2015年3738kg/hm2；由此可见合理的农业产业结构、逐步发展的农业科技水平、高素质的劳动者及农业发展方式对粮食产量十分重要，这在一定程度上缓解了耕地减少和人口增加带来的粮食危机。

3.3.3 人口因素。人口数量的变化对耕地数量变化起着重要的作用。兰州市2004年常住人口305.07万人，到2015年时常住人口增长至321.90万人，耕地面积从211506.67hm2减少到205264.00hm2。随着城镇化进程的加快，人口的增加必然会占用更多的耕地来保证人们的居住及活动需求；与此同时，人口的增加也需要更多的耕地来满足人口的粮食需求。由此使人地关系变得非常紧张，加剧了人地矛盾。

4 结论

兰州市耕地面积从2004～2015年的2.11×105hm2减少到2.05×105hm2，期间共减少0.62×105hm2，平均每年减少600hm2，整体呈逐年下降趋势。

针对兰州市耕地面积逐年减少的现象，为了缓解主要驱动力对耕地面积减少的影响，建议采取以下措施：一是强化耕地使用制度，保持耕地总量平衡。注重后备耕地资源的开发和利用，确保耕地数量上的稳定。二是要制定合理的政策，加快人口城市化进程。制定相关优惠政策，加快城镇化进程，挖掘城市内部潜力，严格执行城市土地利用规划。三是加快科技研发，提高耕地质量。水土流失、盐碱化、风沙侵蚀等各种因素对兰州市耕地的质量提出严峻的挑战。因此，应努力盘活农村空地，集约化管理，合理调整农业结构，避免产业结构调整造成耕地质量的降低。

本文仅从经济因素，农业因素和人口因素三方面对兰州市耕地面积变化及驱动力进行分析研究，但是涉及耕地面积变化和其驱动力分析的因素还有很多，因此需要进一步结合遥感影像和耕地动态变化模型来进行更加深入的研究。

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