彭志剛，胡賢輝，李艷超，曹秋平

(湖南師范大學資源與環(huán)境科學學院，湖南 長沙 410081)

湖南省耕地面積變化預測及其驅(qū)動力研究*

彭志剛，胡賢輝，李艷超，曹秋平

(湖南師范大學資源與環(huán)境科學學院，湖南 長沙 410081)

隨著經(jīng)濟社會的快速發(fā)展，建設(shè)用地占用耕地的需求量增大，湖南省耕地面積逐年減少。通過灰色預測方法，依據(jù)2000－2008年統(tǒng)計年鑒資料，預測未來幾年湖南省耕地面積變化情況。同時，使用SPSS17.0對耕地面積變化進行主成分分析，結(jié)果顯示，經(jīng)濟發(fā)展和人口密度是導致湖南省耕地面積變化的主要驅(qū)動因子。因此，控制人口增長，提高人口素質(zhì)，集約利用土地等是實現(xiàn)湖南省耕地可持續(xù)利用的有效途徑。

耕地面積預測;灰色預測模型;主成分分析;湖南省

湖南作為中國的一個農(nóng)業(yè)大省和全國最重要的商品糧基地，其耕地數(shù)量的變化直接影響到湖南省乃至全國的糧食安全態(tài)勢。改革開放以來，隨著湖南省經(jīng)濟的高速發(fā)展和城鎮(zhèn)規(guī)模的迅速擴張，大量耕地在城市化過程中消失，人多地少的矛盾日益突出，目前人均耕地只有0.055公頃。耕地資源的變化是區(qū)域土地利用變化的核心，受自然、社會、經(jīng)濟、技術(shù)和歷史等因素的影響，因此，耕地的變化和流向反映了社會經(jīng)濟發(fā)展的基本態(tài)勢［1］。耕地資源的變化是影響中國可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵問題［2］。研究湖南省耕地面積變化過程及其驅(qū)動力，對制定有針對性的符合湖南省實際情況保護耕地的政策法規(guī)及優(yōu)化資源配置、提高耕地的綜合利用效益，引導湖南省耕地可持續(xù)利用具有積極意義。筆者試圖通過定性與定量相結(jié)合的方法，研究湖南省2000－2008年耕地資源變化的驅(qū)動力并建立模型，以此揭示湖南省耕地面積變化及其驅(qū)動力。

一 湖南省耕地利用變化情況

由于我國耕地面積統(tǒng)計口徑的變化，本文選取2000年以后耕地面積數(shù)據(jù)作為研究對象。根據(jù)表1所示，自2000年起到2007年湖南省耕地面積逐年減少，到2007年耕地面積有所回升，但回升速度明顯低于下降速度。

本文通過資料收集分析認為導致湖南省耕地面積回升的原因主要是自2001年起我國及湖南省政府出臺的各項嚴格保護耕地政策，如∶《耕地占補平橫考核辦法》、《關(guān)于切實做好耕地占補平衡工作的通知》、《關(guān)于規(guī)范補充耕地驗收有關(guān)問題的通知》等政策開始發(fā)揮效力，有效地遏制了耕地面積的減少。根據(jù)湖南省土地利用總體規(guī)劃，2010年湖南省耕地保護量為378.73萬公頃，2020年為377.00公頃［3］。規(guī)劃期內(nèi)耕地面積與實際增長趨勢相反。為了更好地反映耕地保護目標與耕地面積變化的實際情況，文章使用灰色預測模型對湖南近幾年的耕地面積進行預測。

表1 湖南省近年來耕地面積變化表

二 湖南省耕地面積預測

(一)灰色模型原理

灰色預測模型由鄧聚龍教授于20世紀80年代初提出，研究包含已知信息和未知信息的灰色系統(tǒng)問題［4］。耕地變化系統(tǒng)中，影響要素之間的關(guān)系既具有確定型關(guān)系，也有難以確定關(guān)系的要素。本文利用時間序列對應(yīng)的耕地變化數(shù)據(jù)使用灰色模型預測未來耕地變化量。建模過程如下∶

給定原始數(shù)據(jù)∶

x(0)={x(0)(1)，x(0)(2)，x(0)(3)，…，x(0)(n －1)，x(0)(n)}

對原始數(shù)據(jù)做第一次累計相加∶

x(1)={x(1)(1)，x(1)(2)，x(1)(3)，…，x(1)(n －1)，x(1)(n)}

相應(yīng)微分方程為∶dx(1)/dt+ax(1)=u

其中a為待辨識參數(shù)，u為待辨識參數(shù)內(nèi)生變量。

結(jié)果相應(yīng)處理得灰色預測的時間響應(yīng)函數(shù)為∶

x(1)(k+1)=(x(0)(1)－u/a)eak+u/a

根據(jù)^x(0)(k)=(^x(1)(k)－^x(1)(k－1))可得模型預測值序列為∶

^x(0)={x(0)(2)，x(0)(3)，…，x(0)(n －1)，x(0)(n)}

灰色模型建立后一般要進行關(guān)聯(lián)度檢驗及小誤差概率檢驗。關(guān)聯(lián)度是模型數(shù)據(jù)與實際數(shù)據(jù)的相近程度，一般r＞ρ為滿意(ρ為分辨因數(shù)，0≤ρ≤1，一般取 ρ=0.5)。小誤差概率P越大越好。

(二)灰色模型建立

根據(jù)灰色模型原理和方法，以湖南省各年份耕地面積數(shù)據(jù)(見表2)建立GM(1，1)模型。

表2 數(shù)據(jù)擬合值及2011－2013年預測值

(三)預測結(jié)果討論

由于2020年耕地保有量的測算是通過部門預測法、人口預測法、多元分析法、城市化分析法等方法經(jīng)過加權(quán)分析等得出最終的結(jié)果，能作為湖南省耕地保護長期堅持的目標值。耕地面積的變化在未來時間序列內(nèi)具有不確定性，通過灰色模型能預測某一時刻的特征量，通過對這一時刻的特征量與耕地保護總體目標的對比，我們可以制定相對應(yīng)的耕地保護力度或耕地占用指標。如模型分析結(jié)果顯示，到2009年，湖南省耕地面積就已經(jīng)突破377.0萬公頃的界限，并且每年以勻速減少。通過對這一結(jié)果的分析，文章認為應(yīng)該堅持不懈地堅持我國耕地保護政策，同時通過土地整理開發(fā)復墾等項目平衡建設(shè)用地對耕地的占用，保持湖南省耕地面積不低于377.0萬公頃。為了更好地掌握耕地面積變化情況，制定靈活可行的政策，文章以下內(nèi)容對湖南省耕地面積變化驅(qū)動進行分析。

三 湖南省耕地面積變化驅(qū)動力分析

(一)指標選取

生態(tài)退耕、農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和建設(shè)占用是耕地數(shù)量下降的主要原因［5］。因此，本文主要選取以下經(jīng)濟因素指標作為驅(qū)動因子∶城市化水平(X1)、地區(qū)生產(chǎn)總值(X2)、規(guī)模以上工業(yè)總產(chǎn)值(X3)、社會消費品零售總額(X4)、人口密度(X5)、糧食總產(chǎn)量(X6)、地方財政收入(X7)、城鎮(zhèn)居民人均可支配收入(X8)。

(二)驅(qū)動力分析

利用統(tǒng)計年鑒數(shù)據(jù)，使用SPSS17.0軟件進行主成分分析，得出特征值、各個主成分的貢獻率、累計貢獻率以及主成分載荷矩陣。經(jīng)KMO和Bartlett檢驗，KMO值為0.559，卡方值為145.31，對應(yīng)的相伴概率值為0.0001，小于指定的顯著水平0.05，表明相關(guān)系數(shù)矩陣不是單位陣，原有變量之間存在相關(guān)性，適合進行主成分分析。

表3 KMO和Bartlett的檢驗

表4 特征值及累計貢獻率

表5 主成分載荷矩陣

根據(jù)表4第一主成分的累計貢獻率已達到85.035%?？梢哉J為包含了全部變量的信息。從表5可以看出，第一主成分主要包括 X1、X2、X5、X7、X8。即城市化水平、地區(qū)生產(chǎn)總值、人口密度、地方財政收入和城鎮(zhèn)居民人均可支配收人可以認為是影響耕地變化的主要原因。從以上4個因素可以歸納為經(jīng)濟發(fā)展、人口發(fā)展驅(qū)動。

(三)結(jié)果分析

(1)經(jīng)濟發(fā)展驅(qū)動。地區(qū)生產(chǎn)總值、地方財政收入、城鎮(zhèn)居民人均可支配收入和城市化水平為經(jīng)濟發(fā)展驅(qū)動。在驅(qū)動力因子中位居前列，表明其對耕地變化具有重要的驅(qū)動作用。湖南省地區(qū)生產(chǎn)總值從2000年的3551.49億元增長到2008年的11156.64億元;城市化水平由2000年30%增長到2008年的42.01%，年均增長1.33%，增長速度較快。同時，隨著經(jīng)濟社會的快速發(fā)展，各行業(yè)對土地需求量不斷增加，人均住宅面積的擴大，城市綠地的面積和其他公共設(shè)施用地面積的持續(xù)擴大，各類高速、高鐵以及水利設(shè)施用地等基礎(chǔ)設(shè)施用地面積不斷增加，導致建設(shè)用地的擴張日益侵占耕地，加速了耕地面積的減少，造成人地矛盾進一步尖銳，耕地保護的任務(wù)進一步加劇。但是經(jīng)濟發(fā)展并不一定會造成耕地面積的減少，只要集約利用土地，經(jīng)濟發(fā)展和耕地保護可以實現(xiàn)良性互動。

(2)人口驅(qū)動。人口也是構(gòu)成耕地面積變化的主要驅(qū)動因子之一。耕地面積的持續(xù)減少，除了由于經(jīng)濟的發(fā)展驅(qū)動外，人口增長也是不可忽視的重要因子之一。人類是最具活力的耕地利用變化的主要驅(qū)動力之一，人口密度與耕地面積變化成正相關(guān)，人口增長速度越快則土地利用變化越快，因而人口密度對耕地面積變化起著重要的作用。湖南省2000年人口為321.34人/平方公里，2008年增加到323.19人/平方公里。人均耕地面積由2000年的0.05976公頃減少到2008年的0.05536公頃，人均凈減少0.0044公頃。同時，城鎮(zhèn)居民和農(nóng)村居民的人均居住面積也在逐年增大。人口的持續(xù)增加和居住水平的不斷提高，引起了住宅用地的需求量不斷增加，這種逆向發(fā)展將使人地矛盾進一步尖銳，耕地負荷越來越重。

通過分析得出，影響湖南省耕地面積變化的主要是經(jīng)濟發(fā)展和人口密度等因子，在今后一段時間內(nèi)，它們?nèi)詫⑵鹬鲗ё饔谩Ｍㄟ^進一步的主成分分析及回歸分析，可以看出具體是城市化水平、地區(qū)生產(chǎn)總值、人口密度、地方財政收入和城鎮(zhèn)居民人均可支配收人因素。因此，為了保證耕地總量動態(tài)平衡，保障糧食安全，實現(xiàn)耕地資源的可持續(xù)利用，采取合理的經(jīng)濟、行政和法律手段控制人口增長和提高人口素質(zhì)及經(jīng)濟發(fā)展對耕地的占用和破壞，進一步提高土地的執(zhí)法力度，提高土地的集約利用水平，認真貫徹我國“珍惜和合理利用土地，切實保護耕地”的基本國策才是當務(wù)之急。

［1］李仕利.耕地資源變化驅(qū)動力研究——以湖南寧遠為例［J］.安徽農(nóng)業(yè)科學，2007，(16).

［2］李秀彬.中國近20年來耕地面積的變化及其政策啟示［J］.自然資源學報，1999，(4).

［3］中華人民共和國國土資源部.湖南國土資源廳土地利用總體規(guī)劃(2006 －2020)［EB/OL］.http://www.mlr.gov.cn/tdsc/tdgh/201012/t20101210_800715.htm，2010 －12 －10.

［4］鄧聚龍.灰色預測與決策［M］.武漢:華中理工大學出版社，1989.

［5］陳百明.中國近期耕地資源與糧食綜合生產(chǎn)能力的變化態(tài)勢［J］.資源科學，2004，(5).

(責任編校:譚緯緯)

F323.211

A

1008－4681(2012)01－0032－03

2011－11－22

國家社會科學基金項目，編號∶10CJY027、10BGL062;湖南省教育廳資助科研項目，編號∶09W026;湖南省情與決策咨詢研究課題，編號∶0910BZZ6;湖南師范大學社會科學青年學術(shù)骨干課題，編號∶09XGG37。

彭志剛(1984－)，男，江西九江人，湖南師范大學資源與環(huán)境科學學院碩士生。研究方向∶土地經(jīng)濟學。胡賢輝(1978－)，男，江西上饒人，湖南師范大學資源與環(huán)境科學學院講師，博士。研究方向∶土地經(jīng)濟學。