基于PSR模型的县域耕地集约利用评价研究

张法朋 丁文婕

摘 要：科学合理地提高耕地集约利用水平，是保证地区粮食安全和促进地区可持续发展的有效途径。该研究以山东省乳山市为研究对象，构建了基于PSR模型的耕地集约利用评价指标体系;选择合理的评价指标，采用主成分分析的方法确定各指标权重;运用综合指数方法，分析了近20年乳山市的耕地集约利用度，并根据乳山市的实际情况和耕地集约利用评价的结果，提出了对策建议。

關键词：PSR;主成分分析法;耕地集约利用;乳山市

中图分类号 F301.2文献标识码 A文章编号 1007-7731（2020）（02-03）-0110-03

County Cultivated Land Intensive Utilization Based on PSR Model

——A Case of Rushan City

Zhang Fapeng1 et al.

（1Bureau of Natural Resources of Rushan，Rushan 264500，China）

Abstract：It is an effective way to improve the level of intensive cultivated land use scientifically and reasonably so as to guarantee the regional food security and promote the regional sustainable development.Taking rushan County， Shandong Province as the research object，this paper established the index system of culitivated land intensive utilization based on PSR model，selected reasonable index，and used principal component analysis to calculate the weight of each index，then calculated the cultivated land intensive utilization in twenty years with comprehensive index method，puted the countermeasures and suggestions on basis of the actual situation of rushan city and intensive use assessment results.

Key words：PSR;Principal component analysis;Cultivated land intensive utilization;Rushan City

人多地少，耕地资源不足是我国的基本国情，中国的耕地面积约占世界总耕地面积的7%，但人均耕地面积仅为世界人均耕地面积的1/4[1]。近年来，随着我国经济社会的快速发展，社会对农产品的需求量不断增大，城镇、工矿、交通等建设用地对土地的需求也不断增加。可以说，在相当长的一段时间内，我国经济社会的快速发展与资源环境、耕地保护的矛盾将十分突出[2]。因此，开展对耕地集约利用评价的研究，对于确保耕地资源的可持续利用具有十分重要的意义[3]。目前，关于耕地集约利用的研究主要集中在时空变化趋势[4-5]、驱动力[6-7]、分析评价等方面，其中分析评价主要是通过定性与定量相结合的方法进行研究[8]，首先构建评价指标体系，采用层次分析法[9]、物元分析法[10]等确定指标权重，在对指标无量纲化的基础上，得到评价值。

乳山市位于胶东半岛，近年来，随着经济的快速发展，建设用地规模不断增大，耕地保护压力也越来越大。为了更加充分地利用乳山市的耕地资源，保障粮食安全，笔者在参考已有相关研究成果的基础上[3，8，11-14，17]，采用PSR模型选取耕地集约利用评价指标，利用主成分分析确定评价指标权重，对近年来乳山市耕地利用度进行了分析，并提出了几点建议。

1 数据来源与研究方法

1.1 研究区概况 乳山市位于山东半岛东南端，地理坐标为东经121°10′19″～121°51′02″，北纬36°42′30″～37°09′05″。东西最大横距61.2km，南北最大纵距47.9km，辖区总面积1664.89km2。全市地貌属低山丘陵区，北部边境及东西两侧群山起伏，丘陵连绵，地势北高南低，呈簸箕状由北向南台阶式下降。山地、丘陵、平原面积分别占全市土地总面积的22.4%、50.3%和27.3%。全市下辖14个镇，1个街道办事处，2016年年末总人口55.8万人，其中农业人口44.6万人。全市耕地总面积约5.8万hm2，人均耕地面积0.104hm2。

1.2 数据来源 本研究从县域尺度揭示乳山耕地集约利用的时空变化特征，经济社会数据主要来自于1997—2016年《乳山市统计年鉴》，《乳山市土地利用总体规划（2006—2020年）》部分数据来自实地调查。

1.3 研究方法

1.3.1 PSR模型基于PSR 模型的耕地集约利用评价指标体系构建及指标权重的确定PSR（压力—状态—响应）模型，最早是由UNEP（联合国环境规划署）和OECD（经济合作与发展组织）为了评价世界环境状况共同提出的[3]。基于PSR模型的耕地集约利用分析，其基本思路是随着经济社会的发展，土地供需矛盾加剧，在耕地资源有限的同时，其数量和质量却在不断下降，粮食安全问题变得日益突出，给耕地资源造成了一定的压力，引起耕地质量、数量、利用程度和产出效益等状态的变化，人类通过向耕地增加化肥、农药、农业机械总动力等的投入，对耕地的社会经济发展压力和状态变化做出响应[8]。PSR模型描述了耕地集约利用评价指标之间的因果关系，并揭示了人地之间的相互作用关于，经过“作用-反馈-再作用”的循环过程，达到耕地集约利用的目的[14]。根据乳山实际情况，本着科学性、合理性、可操作性的原则，本研究建立了如下指标体系，见表1。

1.3.2 确定指标权重 指标权重的确定在指标评价体系中具有重要作用，是决定指标相对重要程度的一种主观评价和客观反映的综合度量[15]。目前，评价指标的权重确定方法分为主观和客观，主观赋权法主要包括层次分析法、专家打分法、模糊分析法等;客观赋权法主要包括熵值法、主成分分析法、均方差法等。本研究采用主成分分析法确定指标权重。为了使数据符合KMO检验标准，在确定权重前對各指标进行无量纲化处理。

正向指标：[Ai=Xi-XminiXmaxi-Xmini] （1）

负向指标：[Ai=Xmaxi-XiXmaxi-Xmini] （2）

式中，[Ai]代表该项指标的无量纲化值，[Xmaxi]为第i个评价指标的最大值，[Xmini]为第i个指标的最小值，[Xi]为第i个指标的实际值。

利用统计软件SPSS 22得到各项指标权重，如表2所示。

1.3.3 总评价指标的计算 对于耕地利用集约度的计算，可以采用综合指数法，具体计算如下：

[S=Ai*Wj] （3）

式中，S代表耕地利用集约度，[Ai]代表该项指标的无量纲化值，[Wj]代表该项指标的权重。

2 结果与分析

根据表3可以得出，乳山市历年耕地利用集约度和历年准则层压力指数、状态指数、响应指数，其结果见图1和图2。

由图1可知，1997—2008年乳山市耕地利用集约度呈变大趋势，2008—2016年耕地利用集约度呈下降趋势。由图2可知，压力指数逐年增加;状态指数大体呈波动状态，从1997—2006年有增大的趋势，2006年达到最高值，2007—2016年有减小的趋势。响应指数1997—2008年与压力指数变化趋势大体相同，2009—2016年波动较大，有下降趋势。根据各项指数的变动趋势，结合同期农业数据，分析造成这种变化的主要原因如下：一是粮食总产量的变化。从1997—2008年乳山市夏粮和秋粮产量逐年增加，2010年达到历史最高值317843t，之后粮食总产量逐年降低，2016年只有209482.5t。二是复种指数的变化。从1997—2008年，复种指数基本上维持在150%左右，但2009年以后复种指数下降到130%左右。三是农业机械化和有效灌溉面积的变化。随着新农村建设的推进，农业机械总动力、化肥使用量、农药使用量在2010年之前逐年增加，之后维持在稳定水平，但低于2010年投入;有效灌溉面积在2007—2011年维持在历史高位，但之后下降。四是近5年农业从业人口减少，劳动力不足，部分土地闲置撂荒。

3 结论与建议

本研究采用PSR模型、主成分分析和综合指数方法，分析了近20年乳山耕地利用集约水平。结果表明，乳山市耕地集约利用度的提升较大，随时间变化的态势明显，但近5年耕地利用集约的程度有下降的趋势，特别是在保护有效耕地面积，改善中低产田方面需引起有关部门高度重视，避免出现粮食安全问题。

鉴于此，就乳山市耕地集约利用提出以下几点建议：一是树立耕地资源忧患意识，认清当前耕地资源不断减少的严峻局面，实行最严格的耕地管制制度，切实加强保护耕地，特别是落实基本农田保护红线划定，加强基本农田的保护工作;二是优化农业结构，发展产业化经营，调整作物结构和耕地配置结构，提高生产力水平[16];三是提高农民种粮的积极性，建议国家或地方政府从稳定农业生产资料价格、粮食收购价、土地经营权流转、农民技能培训等方面，积极引导广大农民朋友科学种粮;四是加强农田水利等基础设施建设，鼓励社会资本参与投资农业发展，积极改造中低产田，努力建设涝能排、旱能浇的高标准农田。

参考文献

[1]丁超，许皞，张祥义.河北省耕地集约利用时空分异特征[J].土壤通报，2014，45（3）：550-555.

[2]崔丽，许月卿.河北省农用地利用集约度时空变异分析[J].地理科学进展，2007，26（2）：116-125.

[3]程兰花，杨德刚，张新焕，等.基于PSR模型的新疆县域耕地集约利用时空演化特征[J].干旱区研究，2018，35（2）：493-502.

[4]于丹丹，刘淑英，王平，等.甘肃省耕地集约利用空间分析[J].土壤通报，2015，46（6）：1299-1306.

[5]张志功，刘淑英，王平，等.民勤县耕地集约利用空间格局分析[J].干旱区资源与环境，2013，27（10）：44-50.

[6]王喜，彭宏杰，樊鹏飞，等.耕地集约利用评价及障碍因素分析研究基于突变级数模型空间格局分析[J].资源开发与市场，2016，32（8）：902-906.

[7]彭文甫，周介铭.近50年四川省耕地变化分析[J].资源科学，2005，27（3）：79-85.

[8]黄露滴，黄美菱.基于PSR模型的四川省耕地集约利用评价及分区研究[J].安徽农业科学，2018，46（1）：204-207.

[9]朱红波，张安录.我国耕地资源生态安全的时空差异分析[J].长江流域资源与环境，2007，16（6）：754-758.

[10]张锐，郑华伟，刘友兆.基于PSR模型的耕地省厅安全物元分析评价[J].生态学报，2013，33（16）：5090-5100.

[11]杜国名，刘彦随.黑龙江省耕地集约利用评价及分区研究[J].资源科学，2013.35（3）：554-560.

[12]罗志军，聂玲玲，陈兵，等.基于PSR模型的江西省耕地集约利用时空变化特征研究[J].江西农业大学学报，2015，37（1）：183-189.

[13]宋永永，米文宝，仲俊涛，等.宁夏耕地集约利用的时空格局演化[J].经济地理，2015，35（9）：172-181.

[14]窦妍，南灵.基于PSR框架的耕地集约利用评价及驱动力研究：以关中地区为例[J].农业现代化研究，2011，32（5）：615-618.

[15]尹凯，基于PSR模型的农村居民点土地集约利用评价研究——以山东省定陶县为例[D].泰安：山东农业大学，2013：14.

[16]郑伟健.基于改进熵值法的耕地利用集约度评价[J].新疆农垦经济，2010，4：58.

[17]刘玉，郝星耀，潘瑜春，等.河南省耕地集约利用时空分异及分区研究[J].地理科学，2014，34（10）：1218-1225.

（责编：张宏民）