贵州省耕地资源动态变化及其驱动力

帅春雨，杨绍萍

（贵州省第一测绘院，贵州 贵阳 550000）

参照世界粮农组织（FAO）和联合国教科文组织（UNESCO）的不完全统计，全世界土地面积为1.83×10hm，而人均耕地仅有0.26 hm。2019 年底，全国耕地保有量为12 786.19 万hm，与2009 年相比减少了614.19 万hm，年均减少55.84 万hm，中国的人均耕地仅有0.09 hm，低于FAO 的数据0.17 hm，耕地保护红线已出现很大的危机，一些省份的人均耕地面积大大低于FAO 确定的0.053 hm红线。耕地是人类赖以生存和发展的物质基础，具有农业生产、空间承载以及环境保护等多种功能，关系国家安全和社会稳定，是保障粮食安全和国民经济高质量发展的宝贵资源。2020 年中央一号文件亦明确提出粮食生产要稳面积，坚守耕地和永久基本农田保护红线。近年来，土地利用研究广受关注，众多学者从不同角度出发，对不同用地类型，以不同尺度、不同研究方法对土地利用结构变化及其利用效率进行了研究。李博等对贵州省耕地面积的时空变化及驱动力分析进行了研究，并获得相应成果。张扬等进行了喀斯特山区耕地时空演变与影响因子分析。

本研究根据2009—2019 年贵州省耕地面积变化趋势以及相关社会经济资料，研究耕地的变化过程，结合定量分析得出引起耕地变化的驱动因子。本研究对贵州省耕地变化趋势进行预测分析，期望对贵州省合理利用、保护耕地资源以及促进区域经济的可持续发展和粮食安全生产提供重要参考和依据。

1 研究区概况

贵州省位于中国西南云贵高原东部，东经103°36'～109°31'，北纬24°37'～29°13' 之间，东毗湖南省，西连云南省，南邻广西省，北接四川省和重庆市。贵州省下辖6 个地级市、3 个自治州。国土总面积17.61 万km，占全国国土面积的1.8%。贵州处于中国西南部高原山地，地势呈现东低西高，海拔平均在1 100 m 左右，山高谷深，气温平均在14～16 ℃。地形地貌主要包括高原、山地、丘陵和盆地4 种类型，高原和山地面积相对较多。

2 耕地数量变化

2.1 耕地动态的数量变化

根据贵州省历年耕地变更调查数据进行统计，由表1 可知，2009—2019 年贵州省耕地总量呈减少趋势，由456.25 万hm减少到352.72 万hm，耕地面积减少了103.53 万hm，平均每年减少9.41万hm。

表1 2009—2019 年贵州省耕地面积变化数据

通过贵州省近10 年的耕地面积数据分析，10年期间贵州省耕地数量变化表现为平稳变化—小幅度缩减—大幅度降低。由图1 可知，2009—2011年，耕地面积呈现平稳变化趋势，由456.25 万hm减少到456.01 万hm，共减少0.25 万hm，平均每年减少0.08 万hm；2011—2018 年，耕地面积发生小幅度缩减，由456.01 万hm减少到451.22 万hm，减少了4.78 万hm，年均减少0.60 万hm，耕地面积变化率2011 年为0.134 9%，2018 年为-0.219 4%；2018—2019 年耕地面积大幅度降低，由451.22 万hm减少到352.72 万hm，减少了98.50万hm。

图1 2009—2019 年贵州省耕地总面积及人均耕地面积的动态

从人均耕地面积来看，2009—2016 年，人均耕地面积一直保持在0.127 3 hm·人以上，2017—2018 年，人均耕地面积降到0.126 7 hm·人以下，2019 急剧下降至0.097 3 hm·人。

2019 年与2018 年相比较，耕地面积减少的主要原因是：国家批准实施了25°以上坡耕地退耕还林；农业结构调整，农民在耕地上种果、种园木、种林木和挖塘养殖等现象较多。

2.2 耕地数量的区域变化

2.2.1 耕地相对变化率 因自然条件、社会经济发展水平和区域发展战略等存在一定的差异，贵州省各市州耕地数量变化存在明显的区域差异。本研究采用耕地相对变化率来反映这一空间差异。耕地相对变化率公式为：

式中，Qa，Qb 分别为各地区研究期初和研究期末的耕地面积；Ca，Cb 分别为整个地区研究期初和研究期末的耕地面积。

2.2.2 灰色关联模型传统灰色关联法最优向量的确定一般是将指标数据原始数据进行标准化处理且都转化为正向指标后，选择各指标最大值为其最优向量，公式为：

式中，G 为取最大运算符。

利用灰色关联系数公式计算第j 个评价指标Y与最优向量G 的关联系数ε(Y，G)：

根据以上计算公式，全省9 个地州的耕地数量变化情况可以划分为3 个区，即缓慢减少区（0≤R＜1.00）、快速减少区（1.00≤R＜1.50）、急剧减少区（R≥1.50）。如表2 所示，贵州省9 个地州耕地数量变化的空间差异变化为：（1）急剧减少区。主要有遵义市和毕节市，这2 个市在研究期间耕地减少了38.31×10hm，占贵州省耕地减少总量的36.67%。主要原因是：近10 年遵义市和毕节市发展迅速，大量的农业人口涌向城市，城市的基础设施建设占用大量的耕地资源，产业调整等方面造成了耕地资源的急剧减少。（2）快速减少区。包括铜仁市、黔西南州和黔南州，该区域研究期间耕地面积减少了37.74×10hm，减少总量占全省的36.12%。铜仁市属于国家武陵山经济协作区，区位优势突出，发展潜力和空间较大。黔西南州是贵州省的“ 金州”，社会经济发展相对较快，在一定程度上造成耕地资源的快速减少。（3）减少缓慢区。包括贵阳市、六盘水市、安顺市、黔东南州，研究期间4 个地州市耕地面积减少了28.43×10hm，减少总量占全省的27.21%。这些地区优化建设用地批供结构，大力发展农村土地整治，实施全域土地综合整治项目，在一定程度上抑制了耕地资源的减少。

表2 贵州省2009—2019 年各市州耕地数量变化及分区

3 耕地数量变化驱动力分析

研究采用贵州省2009—2019 年耕地数量及其变化过程，在灰色模型的分析下，探讨贵州省耕地资源变化的驱动力影响因子。耕地数量基础数据来源于贵州省自然资源部门2009—2019 年第二次土地调查成果、土地变更调查和第三次国土调查；主要社会经济数据来源于《贵州省统计年鉴（2009—2019 年）》。

3.1 确定耕地变化的影响因子

为了更好地分析贵州省耕地数量变化的驱动因子，本研究结合贵州省的地域特点，参照综合性、主导性、指标的可取性3 个方面，结合其他学者的相关研究成果，从社会经济发展水平、人口分布情况、人们的物质生活水平以及农业生产能力4 个方面选取其中的14 个指标：国民生产总值（GDP）、总人口、农业人口、第一产业GDP、第一产业固定资产投资、城镇化率、建设用地面积、农田有效灌溉保证率、农村居民人均可支配收入、粮食总量、粮食作物播种面积、农用化肥施用量（折纯），农业机械总动力、公路里程，对贵州省2009—2019 年耕地的变化情况进行综合分析。

3.2 主要因子分析结果

利用灰色模型对14 个因子做主成分分析，得到各影响因素的关联系数（表3）。

表3 各影响因素的关联系数

结合14 个影响因素关联系数的算术平均数，计算等权关联度。对各因素关联度进行大小排序，确定各因素关联度对耕地的影响强弱程度。由表4 可知，14 个因素与耕地资源面积变化的关联度强弱影响为：粮食作物播种面积＞粮食总产量＞有效灌溉面积＞农用化肥使用量＞第一产业固定资产投资＞公路里程＞城镇化率＞建设用地面积＞第一产业GDP＞农村居民人均可支配收入＞GDP＞农业人口＞总人口＞农业机械总动力。

表4 各影响因素与耕地资源面积变化关联度数据排序

3.3 耕地数量变化的驱动力

3.3.1 人口增长驱动 耕地的减少与人口的增加幅度成正趋势，贵州省2009 年总人口为3 537 万人，2019 年增加到3 622.95 万人，增加了2.43%；耕地面积从456.25 万hm减少到352.72 万hm，减少了22.69%；人均耕地面积由2009 年的0.129 0 hm·人下降到2019 年的0.097 4 hm·人。人口数量的增加，带来耕地的变化，人口大量变化会引起耕地资源的减少；随着新型城镇化的发展，基础设施的完善，工业和城镇用地的增加，会引起耕地大量萎缩。

3.3.2 社会经济的发展驱动 GDP、第一产业GDP、第一产业固定资产投资反映贵州省社会经济综合水平。贵州省2019 年GDP 为16 769.34 亿元，是2009年3 913.27 亿元的4.29 倍；2019 年第一产业GDP为2 280.56 亿元，是2009 年554.02 亿元的4.12 倍；2019 年第一产业固定资产投资为370.56 亿元，是2009 年的5.05 倍。随着城市的发展，城市规模不断扩大，耕地会被大量占用；经济水平的上涨，人们对住房、城市基础设施等方面有更高的要求，会加速耕地减少。

3.3.3 农业生产能力驱动 土地利用的广度和深度主要取决于技术的进步。随着农业科技水平、高标准农田整治，全域土地综合整治、土地开发等不断完善，农业综合生产能力得到较大提高，耕地数量相对增加。农业机械总动力由2009 年的1 606.42 万kW增加到2019 年的2 962.71 万kW，增加了184%。农用化肥使用量由2009 年的86.54 万t 降低到2019 年的83.18 万t。农业生产能力的提高很大程度提高了粮食单产水平，集约与节约用地方面也得到了较大提升，农业生产能力驱动对耕地的占用有所减缓。

3.3.4 人们生活驱动 农村居民人均可支配收入对耕地变化有直接影响。贵州省2009 年的农村居民人均可支配收入3 005.41 元，2019 年增加到10 756元。由于农业产业结构的调整，大部分农民选择经济效益高的水果、中药材等来代替粮食的种植。随着农业产业结构的变化，耕地面积不断减少。

4 耕地变化预测分析

4.1 耕地变化预测方法

耕地变化是由社会经济、人口增长、自然因素等方面引起的，采用灰色系统GM（1,1）方法可以预测耕地的变化趋势。本研究利用灰色系统GM（1,1）模型对贵州省耕地数量进行预测，并对保护耕地提出有针对性的建议。

4.2 耕地面积变化预测结果

以贵州省2009—2019 年耕地变化排序为基础，采用灰色系统GM（1,1）,预测研究区域2025—2035年耕地面积变化情况。预测模型为：

由表5 可知，相对平均误差为0.36%，相对误差较小（绝对值不超过3%）说明模型精度满足要求。贵州省耕地面积在2009—2035 年呈下降趋势，2009年的4.56×10hm减少到2025 年的3.49×10hm，最后减少到2035 年的3.18×10hm。预测的结果表明，贵州省耕地保护的压力巨大，形势不容乐观。

表5 对误差计算

5 结论与讨论

（1）贵州省耕地数量从总体呈下降趋势，由2009 年的456.25 万hm减少到2035 年的318.00万hm，耕地数量减少了126.25 万hm，平均每年减少5.12 万hm。人均耕地有所降低，从0.127 3 hm下降到0.097 3 hm。贵州省耕地数量变化存在明显的区域差异，耕地资源急剧减少区主要是遵义市、毕节市；耕地资源快速减少区主要包括铜仁市、黔西南州和黔南州；耕地资源缓慢减少区主要包括贵阳市、六盘水市、安顺市、黔东南州。

（2）主成分分析结果表明，贵州省耕地变化的驱动力主要表现为人口因素、社会经济的发展、农业生产能力以及人们生活水平。人口数量的增加，会带来耕地的变化，人口大量变化会引起耕地资源的减少；随着新型城镇化的发展，基础设施的完善，工业和城镇用地的增加，会引起耕地大量萎缩。城市规模不断扩大，大量耕地被占用，经济水平的上涨，人们会对住房、城市基础设施等方面有更高的要求，会加速耕地减少。

（3）通过灰色系统GM（1,1）模型预测，贵州省2020—2035 年耕地面积呈下降趋势。贵州省耕地保护的压力巨大，形势不容乐观。

（4）贵州省土地垦殖率高，坡度较大，后备资源匮乏，耕地减少的面积较大，实现耕地保有量任务十分艰巨。在对耕地数量急剧减少的地区，应发挥耕地“ 红线”约束引导作用，严控非农建设占用耕地，落实耕地“ 占补平衡”政策，通过土地整治、永久基本农田划定等措施保障耕地数量，积极引导耕地空间合理布局。必须加大耕地保护力度，完善耕地占补平衡政策，建立补充耕地立项、实施、验收、管护全程监管机制，确保补充可长期稳定利用的耕地，实现补充耕地产能与所占耕地相当。