河南省耕地变化及其人文驱动力研究

第14卷第4期2007年8月水土保持研究

Research of So il and Water Co nserv atio n Vo l. 14 No. 4A ug. , 2007

河南省耕地变化及其人文驱动力研究

张桂宾, 王安周, 耿秀丽

(河南大学环境与规划学院资源与环境研究所, 河南开封 475001)

*

摘 要:根据河南省历年耕地及其相关统计数据, 对河南省耕地时间(数量和质量) 、空间变化和驱动因子进行了深入分析。结果显示:57a 期间, 耕地总量自1954年最高峰9. 06万km 2以来, 整体上呈逐年减少趋势; 1984~2005年耕地标准面积和标准系数均呈现波动增长趋势; 耕地空间分布重心整体上向东南方向变化; 采用主成分分析方法, 得出影响河南省耕地变化的驱动力归纳为农业科技进步、社会发展水平和经济发展水平。关键词:人地关系; 耕地变化; 驱动力; 河南省

中图分类号:F301. 24 文献标识码:A 文章编号:1005-3409(2007) 04-0065-04

Study on Cultivated Land Changes and Its Human Driving

Forces in He nan Province

ZH ANG Gu-i bin, WANG An -zhou, GENG Xiu -li

(I nstitute of R esour ces and Env ir onment , College of Envir onment and Pl anning, H e nan Univer sity , K aif eng, H e nan 475001, China)

Abstract:Based on cultivated land and related so cial eco nom ic statistical data in 1949~2005, trend of cult-i v ated land and its dr iv ing forces in H e nan pro vince w as analyzed. It w as found that the biggest area w as

9. 06 104km 2in 1954, the total ar ea of land w as r educing since 1954. Standard coefficient and area of cult-i v ated land w as fluctuant increasing fr om 1984to 2005and the r elative coefficient w as 0. 988. T he change tr end of cultiv ated land gravity center is southeast. By using principal components analysis, the r esults show ed that social dev elo pm ent and eco nom ic developm ent are the main human factors affecting cultivated land change w ith the pro gress of sc-i tech in agriculture. Key words:man -land relationship; land chang es; dr iv ing forces; H e nan province 土地是人类赖以生存的最基本的资源, 随着全球变化研究的深入, 土地利用/覆被变化研究已成为国际上研究的核心领域[1~4]。耕地作为土地的精华、生产力最高的土地类型, 其数量变化及其存量, 事关粮食安全与人类生存的大计, 对土地安全乃至生态安全也有一定影响。河南是个农业大省, 全国重要商品粮生产基地。近年来, 随着人口增长和经济的快速发展, 农业结构调整、城市建设、生态退耕等占用大量耕地, 人地矛盾逐渐突出。因此加强耕地变化及其驱动力研究, 并从人地关系新视角,

[5, 6]

寻求河南省耕地可持续利用对策, 对于保证耕地安全和实现区域经济社会可持续发展具有重要意义。

1 研究区概况

河南省位于华北大平原的南部, 秦岭山系余脉的东端, 全省面积16. 7万km , 占国土总量的1. 74%。气候属温带大陆性季风气候, 地貌东西差异明显, 土壤以褐土、黄棕壤和潮土为主。2005年河南人口9768万, 占全国13. 07亿人口的6. 24%, 居全国首位; GDP 为10587. 42亿元占全国总量的

2

*

收稿日期:2007-04-02

基金项目:国家自然科学基金(40071029)

:男, , , 。

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水土保持研究 第14卷

5. 57%, 在全国经济建设中具有重要的战略地位。

本研究中1984年以前河南省耕地数据来源于 中国土地数据集 (第四卷, 1990年) , 其他耕地和社会经济资料来源于 河南统计年鉴 和 中国统计年鉴 (1985~2006年) , 部分来自 河南省农村统计年鉴 (1995~1999年)

。

地面积采用标准系数与河南实际耕地面积的乘积, 是基于全国平均耕地质量水平的耕地面积, 具有全国或区域可比性。从图2可以看出, 耕地标准面积和标准系数曲线几乎重合, 两者相关系数0. 988。1984~1994年河南标准系数年均值0. 968, 变化幅度介于-0. 1~0. 1。一方面政府在节水灌溉、水土保持、盐碱地改良等方面加大投资力度, 使耕地供应不断增长; 其次由于城镇建设、农业结构转变等增加了耕地需求, 但供需总量基本保持动态平衡; 1995~2005年河南耕地标准面积呈显著增长态势, 年变化率8. 83%。这与强制推行补充耕地储备制度, 加大耕地保护和科技投入力度, 积极发展生态农业等有关, 有效遏止耕地减少趋势且资源利用效率明显提高, 大大缓解了社会经济发展对耕地的占用和需求的压力。

[9]

图1 1949~2005年耕地数量动态变化

2 河南省耕地变化分析

2. 1 耕地数量变化分析

由上述数据所绘制的耕地变化曲线(图1) 显示, 1949年以来河南省耕地总体呈波动减少趋势, 大致可分为3个时期: 1949~1954年快速增加时期。5a 间耕地净增1. 72万km , 至1954年达到9. 06万km , 为历史最高。大量宜农荒地、滩地和盐碱地得以治理开发, 非农建设用地有限, 耕地增加较快; 1955~1997年波动减少时期, 大致可分两个阶段:第一阶段1955~1961年, 耕地净减少1. 38万km 2, 年平均减少2. 07%, 为河南耕地急剧减少时段。仅1961年就减少0. 25万km 2, 占2005年河南耕地面积的0. 35%; 第二阶段1962~1997年, 耕地呈缓慢减少趋势。由于重工轻农, 致使国民经济各行业比例失调, 二、三产业比重上升, 耕地大量减少; 1997年以来回升期, 8a 期间耕地增加0. 48万km , 这与加大了土地开发整治力度, 强化了耕地保护管理等, 有效抑制了耕地减少势头。河南人口由1949年4174万人增至2005年9768万人, 随着人口增加、耕地总量减少导致人均耕地由0. 176hm 2(1949年) 降至0. 074hm 2(2005年) , 不及全国人均耕地0. 099hm 2的75%, 人地关系逐渐恶化。2. 2 耕地质量变化分析

土地质量是一个综合概念, 是满足人们不同土地利用需求相关的状况和条件[8]。为定量评价耕地的生产力水平, 引入了标准系数概念, 它是河南省平

2[7]

2

2

图2 1984~2005年耕地标准面积与标准系数

图3 1983~2005年河南耕地分布重心动态变化

2. 3 耕地空间变化分析

耕地资源重心变化可反映耕地分布的空间变化状况, 该方法借助于人口重心的计算原理和方法, 将各地市行政中心所在的地理坐标乘以相应的耕地面积, 累加后除以全区总耕地面积所得[10]。依据相关的统计资料, 对河南省耕地分布重心进行了计算和分析。由图3可知, 1983年以来, 河南省耕地分布重心总体上呈现向东南移动的趋势, 该变化表明了中部和北部沿交通线地区三化(城市化、市场化和工业化) 程度较南部高, 占用耕地较多。特别近5a 以来, 向东偏移了, 变化趋势明显增强。主要是由于中, 但土地的

第4期 张桂宾等:河南省耕地变化及其人文驱动力研究

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低, 城市拓展主要是 摊大饼式 的外延式扩张, 使城市住房、交通、开发区和工业园区等建设用地快速扩张, 侵占周边大量耕地; 其次是豫西山地开展生态退耕, 豫东黄泛区、沿黄(郑州、新乡等) 地区在控制沙化、盐碱土改良利用方面效果显著, 使豫东耕地资源总量增长, 重心东移。

化的主要驱动因素。根据主成分分析的思路和基本要求, 遵循科学性、系统性、动态性、可行性与合理性等原则并兼顾到河南省的实际情况, 选取27个

重要社会经济因子作为耕地变化的驱动力分析因子(表1) 。首先对样本进行正态标准化处理以消除量纲影响, 然后运用SPSS 11. 0软件对影响河南(1984~2005年) 耕地变化的驱动因子进行主成分分析。

[11]

3 河南省耕地变化的人文驱动力分析

在短时间尺度上, 人类活动是引起土地利用变

表1 河南省耕地变化的社会经济评价指标[1]

指标人口类/Z 1经济社会类(Z 2)

经济增长类社会类财政投入类

农业投入类(Z 3)

科技投入类亚指标

评价因子

人口密度(X 1, 人/km 2) 、农业人口比重(X 2, %) 、总人口数(X 3, 万人) 人均G DP(X 4, 元) 、第一产业比重(X 5, %)

城市化率(X 6, %) 、施工面积(X 7, 万km 2) 、社会消费品零售总额(X 8, 亿元) 、受灾面积(X 9, 103hm 2) 、旅客周转量(X 10, 百万人公里)

全社会固定资产总值(X 11, 亿元) 、财政支农(X 12, 亿元)

农村机械化动力(X 13, 109W ) 、化肥使用量(X 14, 109kg) 、有效灌溉面积(X 15, 万km 2) 、农业技术人员占农业人口比重(X 16, %) 、造林面积(X 17, km 2) 、农村用电量(X 18, 亿kW h) 、机耕面积(X 19, 103hm 2)

产值收入类

农业收入类(Z 4)

产量收入类农民收入类

农林牧渔中农业产值比重(X 20, %) 、农林牧渔增加值(X 21, 亿元) 、农业产值(X 22, 亿元) 粮食产量(X 23, 109kg ) 、粮食单产(X 24, kg/hm 2) 、大牲畜头数(X 25, 万头) 农民人均纯收入(X 26, 元) 、职工平均工资与城镇可支配收入比值(X 27, %)

表2 旋转因子载荷矩阵和特征值因素1

X 2X 18X 14X 26X 21X 15X 22X 8X 10X 9X 13

-0. 9950. 9930. 9920. 9860. 9840. 9810. 9810. 9770. 9760. 9680. 965特征值贡献率/%

X 24X 5X 23X 12X 11X 19X 25X 16X 17X 4X 2721. 38279. 194

0. 9582. 5169. 318

1. 0033. 716

0. 727

0. 5180. 935

-0. 3290. 304因素2

因素3

大正交旋转方法 对初始因素载荷矩阵进行最大旋转, 并列出因素旋转信息; 为了便于分析, 因素旋转的系数由大到小排列, 并剔除因素1载荷量绝对值小于0. 96的数值, 其他因素去除小于0. 3的数值(表2) 。

由表2可知, X 2, X 13, X 14, X 15, X 18, X 21, X 26等与第一主成分有很大相关, X 16, X 27与第二成分有较大正相关, X 4与第三主成分有较大正相关。因此将影响河南省耕地变化的驱动力归纳为农业科技进步、社会发展水平和经济发展水平。

农业科技进步。构成第一主成分的主要是农村用电量、化肥使用量、有效灌溉面积、农村机械化动力等因素, 这与河南省实际情况是相符的。1984年以来, 河南省为提高土地生产力水平, 保证耕地稳定、优质高产, 加大技术、资本等投入, 促使土地利用

方式、结构、水平发生了深刻变化。2005年全省有效灌溉面积达到4. 86 10hm , 比1994年增长了1. 483倍, 在一定程度上缓解旱涝灾害的困扰; 化肥施用量由1984年140. 16万t 增加到2005年518. 14万t, 年均增长率12. 25%, 且肥料构成亦有较大调整; 2005年农村机械化动力79. 34 10

6

6

2

按照Kaiser 选取特征值大于1的因素原则, 且第一、第二、第三主成分累计贡献率达到92. 228%, 基本上涵盖了所有信息, 因此可以初步概括为3个因素。根据3个因素的特征根, 求得因素的载荷矩a

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水土保持研究 第14卷

6. 66倍。总之, 科技在农业生产中得到广泛应用。另外2个主要因子是农业人口比重和客运量。人口增加必然带来粮食需求、住房面积增加; 农业劳动力减少致使土地投入不足、经营方式粗放; 交通运输业发展提高了区域间的通达性、改善投资环境, 使道路沿线及延伸方向, 人类活动对土地利用结构、程度、方式等, 呈现出梯度性渐变规律。

社会发展水平。构成第二主成分的主要因子是职工平均工资与城镇可支配收入, 两者分别从1984年866元和542元增至2005年的14288元和8668元, 增幅明显; 2005年农民人均纯收入达到2870元。伴随人民生活水平的提高, 人们消费的各种生物产品、农业资源和各类服务的绝对量也相应增加, 而消费方式趋于生态化、多元化等; 城镇用地扩展不是靠挖掘自身潜力, 而是侵占城镇周边大量良田, 呈现摊大饼式向外拓展; 农村居民点和乡镇企业布局松散且用地规模不断扩展, 不利于土地集约; 城镇化、第三产业等迅速发展, 也会加速耕地减少。这些社会因子共同作用, 必将对河南省生态环境、耕地资源产生更大的压力。

经济发展水平。GDP 是反映河南经济综合水平的重要指标。河南省人均GDP 从1984年的482元增加到2005年的11364元, 增长了23. 56倍。经济的增长促使基础设施建设不断完善和发展, 城市住房、交通、开发区和工业园区等建设用地快速扩张, 大量耕地和农用地被占用; 受比较利益的驱动, 用地者不断调整土地利用结构, 致使耕地数量不断减少。此外, 国家或政府的宏观经济和环保政策对耕地变化会产生显著影响和制约作用, 是土地利用的直接决策依据

[7]

列保护耕地的强有力措施, 使耕地面积有一定程度的回升, 但人地矛盾加剧的趋势没有从根本上得以改变。

研究中耕地数据来源单一且精度不高, 影响分析结果的科学性和准确性; 耕地质量属于耕地内在的特性, 通过对比分析土壤中有机质、微量元素含量变化可定量描述耕地质量变化, 耕地变化的过程、驱动力机制及动态演化模型建立, 是今后研究的方向。从人地关系角度审视, 应摒弃工业文明时代 先污染后治理 的发展模式, 继而树立全新的资源观和科学的发展观, 走人口、资源、环境与经济相协调的生态可持续发展道路。

参考文献:

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地变化驱动要素研究-以安塞县为例[J].水土保持学报, 2003, 17(4) :146-148.

。

4 结论与对策

耕地是最基本的自然资源, 保持一定数量的耕地是人类赖以生存和发展的最基本条件[12]。建国以来, 河南省耕地数量经历了增长、减少再到增加的

波动变化过程, 但整体上呈现波动减少态势, 2005年人均耕地面积仅为0. 074hm 2; 河南耕地标准面积和标准系数相关系数0. 988, 呈现同方向变化趋势; 在短时间尺度上耕地变化受技术、经济、社会和政治等要素的综合影响[13], 农业科技进步可改良土壤、提高资源利用效益, 但大量农药、化肥的使用造成土壤污染、地力衰减。经济社会的发展、人口持续增长和非农业建设用地规模扩大, 致使耕地数量、结构和属性等发生深刻变化。虽然近些年采取了一系

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Research of So il and Water Co nserv atio n Vo l. 14 No. 4A ug. , 2007

河南省耕地变化及其人文驱动力研究

张桂宾, 王安周, 耿秀丽

(河南大学环境与规划学院资源与环境研究所, 河南开封 475001)

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摘 要:根据河南省历年耕地及其相关统计数据, 对河南省耕地时间(数量和质量) 、空间变化和驱动因子进行了深入分析。结果显示:57a 期间, 耕地总量自1954年最高峰9. 06万km 2以来, 整体上呈逐年减少趋势; 1984~2005年耕地标准面积和标准系数均呈现波动增长趋势; 耕地空间分布重心整体上向东南方向变化; 采用主成分分析方法, 得出影响河南省耕地变化的驱动力归纳为农业科技进步、社会发展水平和经济发展水平。关键词:人地关系; 耕地变化; 驱动力; 河南省

中图分类号:F301. 24 文献标识码:A 文章编号:1005-3409(2007) 04-0065-04

Study on Cultivated Land Changes and Its Human Driving

Forces in He nan Province

ZH ANG Gu-i bin, WANG An -zhou, GENG Xiu -li

(I nstitute of R esour ces and Env ir onment , College of Envir onment and Pl anning, H e nan Univer sity , K aif eng, H e nan 475001, China)

Abstract:Based on cultivated land and related so cial eco nom ic statistical data in 1949~2005, trend of cult-i v ated land and its dr iv ing forces in H e nan pro vince w as analyzed. It w as found that the biggest area w as

9. 06 104km 2in 1954, the total ar ea of land w as r educing since 1954. Standard coefficient and area of cult-i v ated land w as fluctuant increasing fr om 1984to 2005and the r elative coefficient w as 0. 988. T he change tr end of cultiv ated land gravity center is southeast. By using principal components analysis, the r esults show ed that social dev elo pm ent and eco nom ic developm ent are the main human factors affecting cultivated land change w ith the pro gress of sc-i tech in agriculture. Key words:man -land relationship; land chang es; dr iv ing forces; H e nan province 土地是人类赖以生存的最基本的资源, 随着全球变化研究的深入, 土地利用/覆被变化研究已成为国际上研究的核心领域[1~4]。耕地作为土地的精华、生产力最高的土地类型, 其数量变化及其存量, 事关粮食安全与人类生存的大计, 对土地安全乃至生态安全也有一定影响。河南是个农业大省, 全国重要商品粮生产基地。近年来, 随着人口增长和经济的快速发展, 农业结构调整、城市建设、生态退耕等占用大量耕地, 人地矛盾逐渐突出。因此加强耕地变化及其驱动力研究, 并从人地关系新视角,

[5, 6]

寻求河南省耕地可持续利用对策, 对于保证耕地安全和实现区域经济社会可持续发展具有重要意义。

1 研究区概况

河南省位于华北大平原的南部, 秦岭山系余脉的东端, 全省面积16. 7万km , 占国土总量的1. 74%。气候属温带大陆性季风气候, 地貌东西差异明显, 土壤以褐土、黄棕壤和潮土为主。2005年河南人口9768万, 占全国13. 07亿人口的6. 24%, 居全国首位; GDP 为10587. 42亿元占全国总量的

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收稿日期:2007-04-02

基金项目:国家自然科学基金(40071029)

:男, , , 。

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5. 57%, 在全国经济建设中具有重要的战略地位。

本研究中1984年以前河南省耕地数据来源于 中国土地数据集 (第四卷, 1990年) , 其他耕地和社会经济资料来源于 河南统计年鉴 和 中国统计年鉴 (1985~2006年) , 部分来自 河南省农村统计年鉴 (1995~1999年)

。

地面积采用标准系数与河南实际耕地面积的乘积, 是基于全国平均耕地质量水平的耕地面积, 具有全国或区域可比性。从图2可以看出, 耕地标准面积和标准系数曲线几乎重合, 两者相关系数0. 988。1984~1994年河南标准系数年均值0. 968, 变化幅度介于-0. 1~0. 1。一方面政府在节水灌溉、水土保持、盐碱地改良等方面加大投资力度, 使耕地供应不断增长; 其次由于城镇建设、农业结构转变等增加了耕地需求, 但供需总量基本保持动态平衡; 1995~2005年河南耕地标准面积呈显著增长态势, 年变化率8. 83%。这与强制推行补充耕地储备制度, 加大耕地保护和科技投入力度, 积极发展生态农业等有关, 有效遏止耕地减少趋势且资源利用效率明显提高, 大大缓解了社会经济发展对耕地的占用和需求的压力。

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图1 1949~2005年耕地数量动态变化

2 河南省耕地变化分析

2. 1 耕地数量变化分析

由上述数据所绘制的耕地变化曲线(图1) 显示, 1949年以来河南省耕地总体呈波动减少趋势, 大致可分为3个时期: 1949~1954年快速增加时期。5a 间耕地净增1. 72万km , 至1954年达到9. 06万km , 为历史最高。大量宜农荒地、滩地和盐碱地得以治理开发, 非农建设用地有限, 耕地增加较快; 1955~1997年波动减少时期, 大致可分两个阶段:第一阶段1955~1961年, 耕地净减少1. 38万km 2, 年平均减少2. 07%, 为河南耕地急剧减少时段。仅1961年就减少0. 25万km 2, 占2005年河南耕地面积的0. 35%; 第二阶段1962~1997年, 耕地呈缓慢减少趋势。由于重工轻农, 致使国民经济各行业比例失调, 二、三产业比重上升, 耕地大量减少; 1997年以来回升期, 8a 期间耕地增加0. 48万km , 这与加大了土地开发整治力度, 强化了耕地保护管理等, 有效抑制了耕地减少势头。河南人口由1949年4174万人增至2005年9768万人, 随着人口增加、耕地总量减少导致人均耕地由0. 176hm 2(1949年) 降至0. 074hm 2(2005年) , 不及全国人均耕地0. 099hm 2的75%, 人地关系逐渐恶化。2. 2 耕地质量变化分析

土地质量是一个综合概念, 是满足人们不同土地利用需求相关的状况和条件[8]。为定量评价耕地的生产力水平, 引入了标准系数概念, 它是河南省平

2[7]

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图2 1984~2005年耕地标准面积与标准系数

图3 1983~2005年河南耕地分布重心动态变化

2. 3 耕地空间变化分析

耕地资源重心变化可反映耕地分布的空间变化状况, 该方法借助于人口重心的计算原理和方法, 将各地市行政中心所在的地理坐标乘以相应的耕地面积, 累加后除以全区总耕地面积所得[10]。依据相关的统计资料, 对河南省耕地分布重心进行了计算和分析。由图3可知, 1983年以来, 河南省耕地分布重心总体上呈现向东南移动的趋势, 该变化表明了中部和北部沿交通线地区三化(城市化、市场化和工业化) 程度较南部高, 占用耕地较多。特别近5a 以来, 向东偏移了, 变化趋势明显增强。主要是由于中, 但土地的

第4期 张桂宾等:河南省耕地变化及其人文驱动力研究

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低, 城市拓展主要是 摊大饼式 的外延式扩张, 使城市住房、交通、开发区和工业园区等建设用地快速扩张, 侵占周边大量耕地; 其次是豫西山地开展生态退耕, 豫东黄泛区、沿黄(郑州、新乡等) 地区在控制沙化、盐碱土改良利用方面效果显著, 使豫东耕地资源总量增长, 重心东移。

化的主要驱动因素。根据主成分分析的思路和基本要求, 遵循科学性、系统性、动态性、可行性与合理性等原则并兼顾到河南省的实际情况, 选取27个

重要社会经济因子作为耕地变化的驱动力分析因子(表1) 。首先对样本进行正态标准化处理以消除量纲影响, 然后运用SPSS 11. 0软件对影响河南(1984~2005年) 耕地变化的驱动因子进行主成分分析。

[11]

3 河南省耕地变化的人文驱动力分析

在短时间尺度上, 人类活动是引起土地利用变

表1 河南省耕地变化的社会经济评价指标[1]

指标人口类/Z 1经济社会类(Z 2)

经济增长类社会类财政投入类

农业投入类(Z 3)

科技投入类亚指标

评价因子

人口密度(X 1, 人/km 2) 、农业人口比重(X 2, %) 、总人口数(X 3, 万人) 人均G DP(X 4, 元) 、第一产业比重(X 5, %)

城市化率(X 6, %) 、施工面积(X 7, 万km 2) 、社会消费品零售总额(X 8, 亿元) 、受灾面积(X 9, 103hm 2) 、旅客周转量(X 10, 百万人公里)

全社会固定资产总值(X 11, 亿元) 、财政支农(X 12, 亿元)

农村机械化动力(X 13, 109W ) 、化肥使用量(X 14, 109kg) 、有效灌溉面积(X 15, 万km 2) 、农业技术人员占农业人口比重(X 16, %) 、造林面积(X 17, km 2) 、农村用电量(X 18, 亿kW h) 、机耕面积(X 19, 103hm 2)

产值收入类

农业收入类(Z 4)

产量收入类农民收入类

农林牧渔中农业产值比重(X 20, %) 、农林牧渔增加值(X 21, 亿元) 、农业产值(X 22, 亿元) 粮食产量(X 23, 109kg ) 、粮食单产(X 24, kg/hm 2) 、大牲畜头数(X 25, 万头) 农民人均纯收入(X 26, 元) 、职工平均工资与城镇可支配收入比值(X 27, %)

表2 旋转因子载荷矩阵和特征值因素1

X 2X 18X 14X 26X 21X 15X 22X 8X 10X 9X 13

-0. 9950. 9930. 9920. 9860. 9840. 9810. 9810. 9770. 9760. 9680. 965特征值贡献率/%

X 24X 5X 23X 12X 11X 19X 25X 16X 17X 4X 2721. 38279. 194

0. 9582. 5169. 318

1. 0033. 716

0. 727

0. 5180. 935

-0. 3290. 304因素2

因素3

大正交旋转方法 对初始因素载荷矩阵进行最大旋转, 并列出因素旋转信息; 为了便于分析, 因素旋转的系数由大到小排列, 并剔除因素1载荷量绝对值小于0. 96的数值, 其他因素去除小于0. 3的数值(表2) 。

由表2可知, X 2, X 13, X 14, X 15, X 18, X 21, X 26等与第一主成分有很大相关, X 16, X 27与第二成分有较大正相关, X 4与第三主成分有较大正相关。因此将影响河南省耕地变化的驱动力归纳为农业科技进步、社会发展水平和经济发展水平。

农业科技进步。构成第一主成分的主要是农村用电量、化肥使用量、有效灌溉面积、农村机械化动力等因素, 这与河南省实际情况是相符的。1984年以来, 河南省为提高土地生产力水平, 保证耕地稳定、优质高产, 加大技术、资本等投入, 促使土地利用

方式、结构、水平发生了深刻变化。2005年全省有效灌溉面积达到4. 86 10hm , 比1994年增长了1. 483倍, 在一定程度上缓解旱涝灾害的困扰; 化肥施用量由1984年140. 16万t 增加到2005年518. 14万t, 年均增长率12. 25%, 且肥料构成亦有较大调整; 2005年农村机械化动力79. 34 10

6

6

2

按照Kaiser 选取特征值大于1的因素原则, 且第一、第二、第三主成分累计贡献率达到92. 228%, 基本上涵盖了所有信息, 因此可以初步概括为3个因素。根据3个因素的特征根, 求得因素的载荷矩a

68

水土保持研究 第14卷

6. 66倍。总之, 科技在农业生产中得到广泛应用。另外2个主要因子是农业人口比重和客运量。人口增加必然带来粮食需求、住房面积增加; 农业劳动力减少致使土地投入不足、经营方式粗放; 交通运输业发展提高了区域间的通达性、改善投资环境, 使道路沿线及延伸方向, 人类活动对土地利用结构、程度、方式等, 呈现出梯度性渐变规律。

社会发展水平。构成第二主成分的主要因子是职工平均工资与城镇可支配收入, 两者分别从1984年866元和542元增至2005年的14288元和8668元, 增幅明显; 2005年农民人均纯收入达到2870元。伴随人民生活水平的提高, 人们消费的各种生物产品、农业资源和各类服务的绝对量也相应增加, 而消费方式趋于生态化、多元化等; 城镇用地扩展不是靠挖掘自身潜力, 而是侵占城镇周边大量良田, 呈现摊大饼式向外拓展; 农村居民点和乡镇企业布局松散且用地规模不断扩展, 不利于土地集约; 城镇化、第三产业等迅速发展, 也会加速耕地减少。这些社会因子共同作用, 必将对河南省生态环境、耕地资源产生更大的压力。

经济发展水平。GDP 是反映河南经济综合水平的重要指标。河南省人均GDP 从1984年的482元增加到2005年的11364元, 增长了23. 56倍。经济的增长促使基础设施建设不断完善和发展, 城市住房、交通、开发区和工业园区等建设用地快速扩张, 大量耕地和农用地被占用; 受比较利益的驱动, 用地者不断调整土地利用结构, 致使耕地数量不断减少。此外, 国家或政府的宏观经济和环保政策对耕地变化会产生显著影响和制约作用, 是土地利用的直接决策依据

[7]

列保护耕地的强有力措施, 使耕地面积有一定程度的回升, 但人地矛盾加剧的趋势没有从根本上得以改变。

研究中耕地数据来源单一且精度不高, 影响分析结果的科学性和准确性; 耕地质量属于耕地内在的特性, 通过对比分析土壤中有机质、微量元素含量变化可定量描述耕地质量变化, 耕地变化的过程、驱动力机制及动态演化模型建立, 是今后研究的方向。从人地关系角度审视, 应摒弃工业文明时代 先污染后治理 的发展模式, 继而树立全新的资源观和科学的发展观, 走人口、资源、环境与经济相协调的生态可持续发展道路。

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。

4 结论与对策

耕地是最基本的自然资源, 保持一定数量的耕地是人类赖以生存和发展的最基本条件[12]。建国以来, 河南省耕地数量经历了增长、减少再到增加的

波动变化过程, 但整体上呈现波动减少态势, 2005年人均耕地面积仅为0. 074hm 2; 河南耕地标准面积和标准系数相关系数0. 988, 呈现同方向变化趋势; 在短时间尺度上耕地变化受技术、经济、社会和政治等要素的综合影响[13], 农业科技进步可改良土壤、提高资源利用效益, 但大量农药、化肥的使用造成土壤污染、地力衰减。经济社会的发展、人口持续增长和非农业建设用地规模扩大, 致使耕地数量、结构和属性等发生深刻变化。虽然近些年采取了一系