劉士琪，陳 英，謝保鵬，裴婷婷，周 翼

(甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)管理學(xué)院,蘭州 730070)

0 引言

耕地是極其稀缺的自然資源之一，保持一定數(shù)量和質(zhì)量的耕地資源在國(guó)家社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中占有舉足輕重的地位。但是， 20世紀(jì)90年代以后，中國(guó)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，工業(yè)化、城鎮(zhèn)化進(jìn)程不斷深入，耕地轉(zhuǎn)為非農(nóng)用地的趨勢(shì)進(jìn)一步蔓延，致使稀缺的耕地面積迅速減少且質(zhì)量呈現(xiàn)不同程度下降，水土流失及荒漠化面積也在不斷擴(kuò)大，嚴(yán)重危及國(guó)家和區(qū)域糧食安全。近年來，隨著上述土地利用問題的不斷凸顯，土地利用/覆蓋變化(LUCC)逐漸成為專家學(xué)者們研究的熱點(diǎn)之一[1-6]。學(xué)者們針對(duì)耕地面積變化及其驅(qū)動(dòng)機(jī)制方面開展了相關(guān)研究，并且取得了一定成效。王琳、王季光、肖蓉、邵曉梅、王瑞發(fā)等[7-11]均是根據(jù)中東部各省、市的統(tǒng)計(jì)資料，分析了各研究區(qū)域在某時(shí)段內(nèi)耕地面積變化的趨勢(shì)、時(shí)空變化特征及影響該區(qū)域某時(shí)段內(nèi)耕地面積變化的驅(qū)動(dòng)因子。李裕瑞、李謝輝、李宏、趙庚星、魏倩倩等[12-16]均采用主成分分析法對(duì)所研究區(qū)某時(shí)段內(nèi)的耕地變化及其驅(qū)動(dòng)因子進(jìn)行分析。此外，部分學(xué)者從驅(qū)動(dòng)力模型構(gòu)建方面進(jìn)行了某時(shí)段內(nèi)的耕地變化及其驅(qū)動(dòng)因子研究，并取得了顯著成效。其中主要涉及的模型有多元線性回歸模型、STIRPAT模型等[17-19]?；谝陨涎芯坎浑y看出，一方面研究區(qū)域主要集中在中東部相對(duì)較發(fā)達(dá)的地區(qū)，而對(duì)西部經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)地區(qū)耕地面積銳減問題較少涉及，尤其針對(duì)綠洲區(qū)耕地面積變化的驅(qū)動(dòng)力研究更是鮮有涉及； 另一方面由于耕地面積的變化與社會(huì)經(jīng)濟(jì)因子之間的聯(lián)系較為緊密，所以在采用定量的方式進(jìn)行耕地面積變化的驅(qū)動(dòng)力分析時(shí)，選擇科學(xué)合理的計(jì)量方法顯得尤為重要。

綠洲是中國(guó)西北內(nèi)陸干旱半干旱氣候區(qū)的特色景觀。綠洲區(qū)的耕地資源作為綠洲系統(tǒng)最重要的組成部分，對(duì)區(qū)域社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展及生態(tài)環(huán)境建設(shè)具有重要意義[6， 21]。酒泉市耕地資源主要集中分布在河西走廊綠洲平原地區(qū)，并且均為水澆地，屬典型的平原灌溉農(nóng)業(yè)，耕地質(zhì)量較高，是西北干旱半干旱區(qū)土地的精華。因此，保持一定數(shù)量和質(zhì)量的耕地面積對(duì)該區(qū)域經(jīng)濟(jì)及其生態(tài)的可持續(xù)發(fā)展均具有十分重要的意義。

鑒于此，文章以1997—2016年綠洲區(qū)典型城市酒泉市的耕地面積有關(guān)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，分析該時(shí)段內(nèi)酒泉市耕地面積變化趨勢(shì)，在此基礎(chǔ)上，采用PCA-STIRPAT模型對(duì)1997—2016年酒泉市耕地面積變化的特征及其社會(huì)經(jīng)濟(jì)驅(qū)動(dòng)力進(jìn)行分析，并對(duì)引起酒泉市耕地面積變化的不同驅(qū)動(dòng)因子提出相應(yīng)的對(duì)策，為改善綠洲區(qū)生態(tài)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)綠洲農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展提供政策建議。

1 研究區(qū)域概況、研究方法及數(shù)據(jù)來源

1.1 研究區(qū)域概況

酒泉市位于甘肅省西北部，是甘肅省最大的城市，地理坐標(biāo)為北緯38°09′～42°48′，東經(jīng)92°20′～100°20′，東西長(zhǎng)約680km，南北寬約550km。酒泉市境內(nèi)河流年徑流量約33.34億m3。因氣候原因，水量不穩(wěn)，每年7—10月份是豐水期，枯水期甚長(zhǎng)， 5、6兩月水量回升迅速，與農(nóng)業(yè)的豐歉緊密相關(guān)。該市屬半沙漠干旱性氣候，氣候特點(diǎn)為干旱少雨、蒸發(fā)強(qiáng)烈、溫差較大。2016年底，酒泉市常住人口111.94萬人，其中城鎮(zhèn)人口65.68萬人，城鎮(zhèn)化率為58.67%。截止2016年底，酒泉市實(shí)現(xiàn)地區(qū)生產(chǎn)總值577.9億元，比2015年增加6.5%。該市耕地保有量25.79萬hm2，其中基本農(nóng)田面積15.53萬hm2，建設(shè)用地9.03萬hm2，土地整理復(fù)墾開發(fā)補(bǔ)充耕地0.105 25萬hm2。酒泉市土地總面積為19.2萬km2，占全省面積的42%，其中綠洲面積大概為5.952萬km2，約占區(qū)域土地總面積的31%。

1.2 研究方法

該文以市為統(tǒng)計(jì)單位，通過對(duì)1997—2016年酒泉市耕地面積數(shù)據(jù)及社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展數(shù)據(jù)進(jìn)行搜集整理，對(duì)影響綠洲區(qū)典型城市酒泉市耕地面積變化驅(qū)動(dòng)力進(jìn)行全面分析。具體方法為：第一，分析得到該研究時(shí)段內(nèi)酒泉市耕地面積變化特征。第二，通過查閱相關(guān)文獻(xiàn)，結(jié)合該市自然和社會(huì)經(jīng)濟(jì)特征，采用主成分分析法(Principal Component Analysis，PCA)篩選出影響酒泉市耕地面積變化的主要社會(huì)經(jīng)濟(jì)驅(qū)動(dòng)因子。第三，運(yùn)用STIRPAT模型進(jìn)一步分析酒泉市耕地面積變化與所篩選出的社會(huì)經(jīng)濟(jì)影響因子之間的因果關(guān)系，并在此基礎(chǔ)上得出結(jié)論。

1.3 數(shù)據(jù)來源

該文1997—2008年數(shù)據(jù)來源于土地利用變更調(diào)查數(shù)據(jù)， 2009—2016年數(shù)據(jù)主要是采用GIS和RS技術(shù)，通過酒泉市歷年的遙感影像和《酒泉統(tǒng)計(jì)年鑒》來獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，部分?jǐn)?shù)據(jù)來源于甘肅省統(tǒng)計(jì)局公布的該研究時(shí)段內(nèi)的《酒泉市國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展統(tǒng)計(jì)公報(bào)》。

1.4 綠洲區(qū)酒泉市耕地面積變化特征

通過1997—2016年酒泉市耕地面積變化趨勢(shì)可知，近20年，酒泉市耕地面積整體呈波動(dòng)式減少趨勢(shì)，但存在較大波動(dòng)。具體來看，酒泉市耕地面積變化大致可分為4個(gè)不同的趨勢(shì)類型：第一時(shí)段： 1997—2002年屬于迅速型增長(zhǎng)期，期間酒泉市耕地面積由1997年的14.283 707萬hm2迅速增加到2002年的15.170 895萬hm2， 6年耕地面積凈增加8 871.88hm2，增速高達(dá)6.21%； 第二時(shí)段： 2002—2004年為波動(dòng)型增長(zhǎng)期，該時(shí)期耕地面積先急劇下降后呈現(xiàn)迅速上升趨勢(shì)，波動(dòng)相對(duì)較大。其中2003年酒泉市耕地面積驟降至14.638 104萬hm2，相比于2002年耕地面積凈減少5 327.91hm2，降幅高達(dá)3.51%，而2004年該市耕地面積又迅速增加到15.211 431萬hm2，增速較大(為3.92%)； 第三時(shí)段： 2004—2009年屬于平穩(wěn)型遞減期，期間酒泉市耕地面積呈穩(wěn)定式減少； 第四時(shí)段： 2009—2016呈急劇型減少期，該時(shí)期耕地面積整體呈逐年下降趨勢(shì)，截止2016年底綠洲區(qū)酒泉市耕地面積減少為14.190 247萬hm2，而在2014年耕地面積存在上升波動(dòng)趨勢(shì)，但上升幅度較小，僅上幅0.37%。

資料來源：該文1997—2008年數(shù)據(jù)來源于土地利用變更調(diào)查數(shù)據(jù)， 2009—2016年數(shù)據(jù)主要是采用GIS和RS技術(shù)，通過酒泉市歷年的遙感影像和《酒泉統(tǒng)計(jì)年鑒》來獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，部分?jǐn)?shù)據(jù)來源于甘肅省統(tǒng)計(jì)局公布的該研究時(shí)段內(nèi)的《酒泉市國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展統(tǒng)計(jì)公報(bào)》圖1 1997—2016年酒泉市耕地面積變化趨勢(shì)

2 綠洲區(qū)耕地面積變化驅(qū)動(dòng)力分析

2.1 基于PCA的綠洲區(qū)耕地面積變化驅(qū)動(dòng)力分析

2.1.1 驅(qū)動(dòng)因子選取

一般將影響土地利用變化的因素概括為自然(例如：氣候、土壤、水文等因素)、社會(huì)經(jīng)濟(jì)(例如：城鎮(zhèn)化率、人口變化率、區(qū)域GDP、人均收入水平、農(nóng)業(yè)機(jī)械化水平等因素)兩個(gè)方面。由于酒泉市屬于典型的綠洲農(nóng)業(yè)城市，因此，分析影響酒泉市耕地面積變化的驅(qū)動(dòng)因素必須是在保持綠洲系統(tǒng)穩(wěn)定的基礎(chǔ)上，結(jié)合酒泉市的自然、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)條件等因素進(jìn)行耕地面積變化的驅(qū)動(dòng)因子研究。但是因?yàn)樽匀灰蛩厥苋藶榭刂谱兓^小且定量表達(dá)較為困難，所以該文主要針對(duì)酒泉市耕地面積變化的社會(huì)經(jīng)濟(jì)驅(qū)動(dòng)因素進(jìn)行研究。由1997—2016年酒泉市耕地面積變化趨勢(shì)分析可知，酒泉市耕地面積整體呈波動(dòng)式減少趨勢(shì)。因此，在充分調(diào)查有關(guān)綠洲農(nóng)業(yè)區(qū)耕地面積變化資料及總結(jié)前人研究成果的基礎(chǔ)上，結(jié)合酒泉市經(jīng)濟(jì)發(fā)展特點(diǎn)及耕地面積變化的實(shí)際情況，以1997—2016年共20年的時(shí)間序列為資料，從酒泉市城鎮(zhèn)化水平、收入水平、人口、經(jīng)濟(jì)、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)等5個(gè)方面選取13個(gè)主要指標(biāo)因子進(jìn)行酒泉市耕地面積變化的社會(huì)經(jīng)濟(jì)驅(qū)動(dòng)力分析。其中13個(gè)指標(biāo)因子分別為：X1城鎮(zhèn)化率(%)，X2城鎮(zhèn)人均可支配收入(元)； X3人均GDP(元)、X4農(nóng)民人均純收入(元)； X5總?cè)丝?萬人)、X6農(nóng)業(yè)人口(萬人)； X7糧食作物總產(chǎn)量(t)、X8公路里程(km)、X9社會(huì)消費(fèi)品總額(億元)、X10城市固定資產(chǎn)投資(億元)； X11地區(qū)生產(chǎn)總值(億元)、X12工業(yè)增加值(億元)、X13第一產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)比重(%)。

表1 1997—2016年影響酒泉市耕地面積變化的指標(biāo)數(shù)據(jù)

年份X1X2X3X4X5X6X7X8X9X10X11X12X13199732.01 6 4859 8643 41889.38 60.77 635 8928 997.4 43.56 167.4159.284.7 16.7199832.76 6 89413 2564 56290.15 60.62 529 3929 265.7 45.27 189.2184.587.6 17.3199933.00 7 32114 8734 78690.79 60.83 504 0579 203.5 47.85 221.4178.589.5 18.4200033.43 7 96514 6825 12998.05 65.27 398 7539 452.6 49.65 223.9192.893.6 17.6200134.37 8 89516 3215 43795.76 62.85 242 0929 685.1 51.24 248.1196.492.3 15.3200236.39 9 46815 4355 89196.20 61.19 328 9019 864.5 53.86 267.5200.995.2 16.8200334.99 9 68417 8636 45796.62 62.81 277 2939 941.2 55.21 305.9208.398.4 16.4200435.06 9 78619 8646 32897.17 63.12 282 5539 979.8 56.32 328.6216.994.2 14.5200534.98 9 96421 4356 54297.76 63.56 366 55011 134.5 57.26 354.2245.896.9 15.2200634.48 10 26326 5137 12398.29 64.43 369 51711 276.0 59.24 379.5213.696.3 14.7200734.87 11 96830 2656 98799.03 64.51 362 76311 323.2 60.37 389.4223.598.5 16.4200834.96 12 43724 7597 365101.32 65.92 366 44211 400.0 62.53 413.2248.02100.0 15.7200937.49 13 70531 5997 234103.50 64.73 360 62411 425.0 75.83 407.4321.05122.8 14.6201050.53 15 10438 7547 521105.35 52.12 367 41213 291.0 87.59 421.5405.03173.0 13.4201157.97 17 26543 7458 158108.65 45.67 354 89414 267.2 105.20 452.4481.5196.5 12.3201262.25 20 06252 1168 654109.34 41.28 325 72315 368.5 124.40 546.2574.6258.7 12.1201364.58 22 38958 0889 786108.95 38.59 333 41515 543.9 140.10 587.8642.7283.4 12.1201463.83 23 56955 87210 364109.53 39.62 346 87216 650.7 156.80 665.4589.6285.3 11.7201564.73 25 69754 29712 36897.24 34.35 356 23416 781.0 176.60 654.2544.8134.2 14.4201658.67 30 07251 72114 592111.94 46.26 338 56117 463.0 193.30 765.3577.9130.9 15.1 資料來源:《酒泉統(tǒng)計(jì)年鑒》和酒泉市統(tǒng)計(jì)局官網(wǎng)數(shù)據(jù),部分?jǐn)?shù)據(jù)來源于甘肅省統(tǒng)計(jì)局公布的該研究時(shí)段內(nèi)的《酒泉市國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展統(tǒng)計(jì)公報(bào)》

2.1.2 基于PCA的綠洲區(qū)耕地面積變化驅(qū)動(dòng)力分析結(jié)果

主成分分析(Principal Component Analysis，PCA)的核心思想是降維，該分析方法有4個(gè)主要特點(diǎn)：第一，因子個(gè)數(shù)遠(yuǎn)小于原有變量個(gè)數(shù)； 第二，因子能夠反映原有變量的絕大部分信息； 第三，因子之間的線性關(guān)系不顯著； 第四，因子具有命名解釋性。因此，根據(jù)該文的研究?jī)?nèi)容和研究目的需要，采用統(tǒng)計(jì)分析軟件SPSS 17.0對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行主成分分析，得出酒泉市耕地面積變化社會(huì)經(jīng)濟(jì)驅(qū)動(dòng)力因子的相關(guān)系數(shù)矩陣，具體如表2所示。

表2 酒泉市耕地面積變化驅(qū)動(dòng)力因子相關(guān)系數(shù)矩陣

X1X2X3X4X5X6X7X8X9X10X11X12X13X11.000 X20.919 1.000 X30.958 0.944 1.000 X40.820 0.970 0.876 1.000 X50.780 0.801 0.848 0.749 1.000 X6-0.974 -0.860 -0.892 -0.748 -0.622 1.000 X7-0.286 -0.342 -0.353 -0.421 -0.505 0.153 1.000 X80.954 0.982 0.946 0.935 0.825 -0.895 -0.322 1.000 X90.926 0.941 0.925 0.953 0.738 -0.893 -0.276 0.942 1.000 X100.876 0.979 0.944 0.972 0.828 -0.792 -0.412 0.943 0.954 1.000 X110.983 0.943 0.977 0.851 0.844 -0.932 -0.305 0.966 0.936 0.913 1.000 X120.857 0.681 0.836 0.524 0.778 -0.811 -0.250 0.757 0.671 0.673 0.868 1.000 X13-0.802 -0.676 -0.824 -0.576 -0.805 0.716 0.448 -0.760 -0.643 -0.709 -0.815 -0.862 1.000

由酒泉市耕地面積變化社會(huì)經(jīng)濟(jì)驅(qū)動(dòng)力因子相關(guān)系數(shù)矩陣(表2)可知，驅(qū)動(dòng)因子X1與X3、X8、X11； X2與X4、X10； X3與X11； X4與X10； X8與X11； X9與X10有較大相關(guān)性，且因子相關(guān)系數(shù)均在0.95以上，表明上述因子之間具有必然的因果聯(lián)系性，進(jìn)一步說明對(duì)影響酒泉市耕地面積變化的社會(huì)經(jīng)濟(jì)驅(qū)動(dòng)因子進(jìn)行主成分分析極有必要。

表3 特征值和主成分貢獻(xiàn)率

成分初始特征值提取平方和載入合計(jì)方差的(%)累計(jì)(%)合計(jì)方差的(%)累計(jì)(%)110.52480.95280.95210.52480.95280.95221.0588.13689.0881.0588.13689.08830.8836.79395.88040.2942.26398.14450.1331.0299.16360.0560.42999.59370.0280.21699.80880.0130.09899.90690.0050.04199.947100.0030.02499.971110.0020.01899.989120.0010.00899.9971300.003100.00

由初始特征值和主成分貢獻(xiàn)率及累計(jì)貢獻(xiàn)率(即解釋的總方差)可知，第一、第二主成分的初始特征值分別為10.524、1.058，初始特征值均大于1，且主成分累計(jì)貢獻(xiàn)率為89.088%，即前兩個(gè)主成分共解釋了原有變量總方差的89.088%。總體上，原有變量的信息丟失較少，因子分析效果比較理想。因此，可以對(duì)酒泉市耕地面積變化作出充分解釋。

表4 主成分載荷矩陣

變量第一主成分第二主成分X10.9710.138X20.9470.071X30.9870.03X40.903-0.03X50.867-0.292X6-0.904-0.297X7-0.3950.875X80.9870.080X90.9520.160X100.957-0.038X110.9870.091X120.8280.027X13-0.8240.222

由主成分載荷矩陣(表4)可知，第一主成分與城鎮(zhèn)化率(X1)、人均GDP(X3)、公路里程(X8)、社會(huì)消費(fèi)品總額(X9)、地區(qū)生產(chǎn)總值(X11)等存在較大相關(guān)性，相關(guān)系數(shù)均大于0.95，反映了影響酒泉市耕地面積變化的社會(huì)動(dòng)力、經(jīng)濟(jì)動(dòng)力因子； 1997—2016年酒泉市城鎮(zhèn)化率從1997年的32.01%上升到58.67%，表明酒泉市城鎮(zhèn)化進(jìn)程發(fā)展較快，基礎(chǔ)設(shè)施水平有了進(jìn)一步提高，促使酒泉市耕地面積發(fā)生相應(yīng)變化。人均GDP、社會(huì)消費(fèi)品總額、地區(qū)生產(chǎn)總值分別由1997年9 864元、43.56億元、159.2億元上升到2016年的5.172 1萬元、193.30億元、577.9億元， 3項(xiàng)驅(qū)動(dòng)因子均增長(zhǎng)迅速。同時(shí)， 20年酒泉市公路里程增加了8 465.6km，年均增加423.28km，上述指標(biāo)均反映出酒泉市人均生活水平及消費(fèi)水平不斷提高，經(jīng)濟(jì)發(fā)展及城市建設(shè)步伐加快，該趨勢(shì)在引起區(qū)域物質(zhì)消費(fèi)需求增加的同時(shí)，也進(jìn)一步促使區(qū)域土地利用結(jié)構(gòu)的調(diào)整，進(jìn)而引起酒泉市耕地面積隨之發(fā)生變化。第二主成分中僅有糧食作物總產(chǎn)量載荷值絕對(duì)值大于0.85，因此將其概括為農(nóng)業(yè)產(chǎn)值主成分。綜上所述，由主成分分析方法得出影響酒泉市耕地面積變化的社會(huì)經(jīng)濟(jì)驅(qū)動(dòng)因素為：城鎮(zhèn)化水平、社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、農(nóng)業(yè)產(chǎn)值三大主要因素。

2.2 綠洲區(qū)耕地面積STIRPAT模型分析

2.2.1 STIRPAT模型

由于土地利用和各社會(huì)經(jīng)濟(jì)因子之間以及各驅(qū)動(dòng)因子之間彼此存在著相互影響及制約的關(guān)系，因此，采用定量分析方法對(duì)上述關(guān)系進(jìn)行分析時(shí)，必須采用嚴(yán)謹(jǐn)合理的計(jì)量方法，防止數(shù)據(jù)的異方差性和多重共線性問題。由于STIRPAT模型對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行了對(duì)數(shù)轉(zhuǎn)換，在處理數(shù)據(jù)的異方差性和多重共線性問題方面有較大優(yōu)勢(shì)[22]。同時(shí)，能夠較好地解釋實(shí)證分析中土地利用與各驅(qū)動(dòng)因子之間的關(guān)系。因此，該文采用STIRPAT模型分析城鎮(zhèn)化水平(城鎮(zhèn)化率)、社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平(人均GDP、公路里程、社會(huì)消費(fèi)品總額、地區(qū)生產(chǎn)總值等)、農(nóng)業(yè)產(chǎn)值(糧食作物總產(chǎn)量)對(duì)酒泉市耕地面積變化的影響。Dietz 等[23]對(duì)傳統(tǒng)的IPAT(即：I=PAT，環(huán)境壓力等式，其中，I為環(huán)境壓力，P表示人口數(shù)量，A為富裕度，T為技術(shù)。)模型進(jìn)行改進(jìn)提出了STIRPAT模型，其公式為：

I=aPbAcTde

(1)

式(1)中，a表示模型的系數(shù)，b、c、d為個(gè)驅(qū)動(dòng)力指數(shù)，e為模型的誤差項(xiàng)。在實(shí)際應(yīng)用中，由于是針對(duì)社會(huì)人文因素對(duì)環(huán)境影響的分析，一般需對(duì)式(1)取對(duì)數(shù)進(jìn)行應(yīng)用，因此，將式(1)取對(duì)數(shù)可表示為：

ln(I)=f+bln(P)+cln(A)+dln(T)+g

(2)

f和g分別為式(1)中，a和e的對(duì)數(shù)。該文中I表示耕地面積，P、A、T等自變量為通過主成分分析方法后得出的影響酒泉市耕地面積變化的驅(qū)動(dòng)因子。

2.2.2 指標(biāo)選取

由于主成分分析初步得出的耕地面積變化驅(qū)動(dòng)影響因子具有多重共線性，為更進(jìn)一步揭示影響酒泉市耕地面積變化的社會(huì)經(jīng)濟(jì)驅(qū)動(dòng)因子，在主成分分析的基礎(chǔ)上運(yùn)用SPSS17.0進(jìn)一步對(duì)篩選出來的影響因子(城鎮(zhèn)化率、人均GDP、糧食作物總產(chǎn)量、公路里程、社會(huì)消費(fèi)品總額、地區(qū)生產(chǎn)總值)做回歸分析，最終滿足數(shù)據(jù)分析條件的因素為：城鎮(zhèn)化率(城鎮(zhèn)人口占總?cè)丝跀?shù)，X1)、人均GDP(X3)、公路里程(X8)，即分別對(duì)應(yīng)STIRPAT模型中的P、A、T等自變量。

2.2.3 模型結(jié)果與分析

由于STIRPAT模型本身能夠?qū)δＰ偷漠惙讲钚赃M(jìn)行有效控制。因此，此處不需再考慮異方差處理問題。采用SPSS軟件對(duì)式(2)進(jìn)行回歸分析，STIRPAT模型估計(jì)結(jié)果如表5所示。

由表5可知，模型I的R2為0.978 6，指標(biāo)系數(shù)均在0.05顯著性水平下通過檢驗(yàn)，可知方程擬合效果較為理想。因此，根據(jù)上述分析結(jié)果，依據(jù)各變量的回歸系數(shù)，得出方程為：

ln(Y)=6.583 21+0.043 5lnP-0.259 6lnA-0.431 2lnT

(3)

表5 STIRPAT模型估計(jì)結(jié)果

未標(biāo)準(zhǔn)化系數(shù)tSig.B標(biāo)準(zhǔn)誤常數(shù)6.583 211.457 14.375 20lnP0.043 50.023 40.002 40.015lnA-0.259 6-0.195 2-0.032 70.005lnT-0.431 2-1.210 3-0.130 40.036 注:R2 =0.978 6

由式(3)可知，城鎮(zhèn)化率變量系數(shù)為正，說明城鎮(zhèn)化率與酒泉市耕地面積變化成正相關(guān)，即城鎮(zhèn)化率提高一個(gè)百分點(diǎn)，該市耕地面積增長(zhǎng)0.043 5%。隨著城鎮(zhèn)化進(jìn)程的不斷深入，一方面能夠加快農(nóng)村剩余勞動(dòng)力轉(zhuǎn)移，使之轉(zhuǎn)移到城鎮(zhèn)的第二、三產(chǎn)業(yè)； 另一方面隨著農(nóng)村勞動(dòng)力減少，農(nóng)村土地流轉(zhuǎn)程度將會(huì)進(jìn)一步加深，有利于實(shí)現(xiàn)土地的規(guī)?；C(jī)械化經(jīng)營(yíng)，進(jìn)而促使農(nóng)村土地集約化利用的實(shí)現(xiàn)，最終增加耕地面積。人均GDP變量系數(shù)為負(fù)，即人均GDP每增加一個(gè)百分點(diǎn)，酒泉市耕地面積將下降0.259 6%。原因是與機(jī)械化水平較高的地區(qū)相比，綠洲區(qū)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展由于長(zhǎng)期受粗放式發(fā)展方式的影響，優(yōu)秀人才引進(jìn)機(jī)制尚未完全建立，技術(shù)更新?lián)Q代較為遲緩，機(jī)械化水平較為落后。粗放式的發(fā)展方式，致使經(jīng)濟(jì)發(fā)展主要依賴增加原始土地資源的投入作為綠洲區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的資本，從而導(dǎo)致耕地面積進(jìn)一步減少。此外，公路里程與耕地面積呈負(fù)相關(guān)。表明隨著公路里程的增加，耕地面積將會(huì)出現(xiàn)下降趨勢(shì)。截止2016年，酒泉市公路里程已達(dá)到1.746 3萬km，1997—2016年，酒泉市公路里程年均增加約423.28km，公路網(wǎng)的快速發(fā)展勢(shì)必會(huì)對(duì)研究區(qū)耕地造成一定程度的影響，占用部分耕地，造成耕地面積減少。

3 結(jié)論與對(duì)策

綠洲區(qū)農(nóng)業(yè)的發(fā)展對(duì)西北干旱半干旱地區(qū)的糧食安全和區(qū)域經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定發(fā)展有其重要意義。該文以1997—2016年綠洲區(qū)典型城市酒泉市耕地面積變化為例，分析了1997—2016年酒泉市耕地面積變化趨勢(shì)。在此基礎(chǔ)上，采用主成分分析和STIRPAT模型對(duì)影響酒泉市耕地面積變化的主要社會(huì)經(jīng)濟(jì)驅(qū)動(dòng)因子進(jìn)行研究，得出如下結(jié)論。

(1)1997—2016年酒泉市耕地面積整體呈波動(dòng)式減少趨勢(shì)，但存在較大波動(dòng)。具體來看，研究時(shí)段內(nèi)酒泉市耕地面積變化大致可分為4個(gè)不同的趨勢(shì)類型： ①1997—2002年屬于迅速型增長(zhǎng)期， 6年耕地面積凈增加8 871.88hm2，增速高達(dá)6.21%； ② 2002—2004年為波動(dòng)型增長(zhǎng)期，該時(shí)期耕地面積先急劇下降后呈現(xiàn)迅速上升趨勢(shì)，波動(dòng)相對(duì)較大。其中2003年相比于2002年耕地面積降幅高達(dá)3.51%，而2004年該市耕地面積又迅速增加到15.211 431萬hm2，增速較大(為3.92%)； ③ 2004—2009年屬于平穩(wěn)型遞減期，期間酒泉市耕地面積呈穩(wěn)定式減少； ④ 2009—2016呈急劇型減少期，該時(shí)期耕地面積整體呈逐年下降趨勢(shì)，截止2016年底，綠洲區(qū)酒泉市耕地面積減少為14.190 247萬hm2，而在2014年耕地面積存在上升波動(dòng)趨勢(shì)，但上升幅度較小，僅上幅0.37%。

(2)由主成分分析表明，酒泉市耕地面積變化與城鎮(zhèn)化水平(城鎮(zhèn)化率)、社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平(人均GDP、公路里程、社會(huì)消費(fèi)品總額、地區(qū)生產(chǎn)總值等)、農(nóng)業(yè)產(chǎn)值(糧食作物總產(chǎn)量)存在較大相關(guān)性。

(3)STIRPAT模型分析結(jié)果表明,1997—2016年酒泉市耕地面積變化的主要驅(qū)動(dòng)力是城鎮(zhèn)化率、人均GDP及公路里程。其中，隨著城鎮(zhèn)化率的不斷提高，對(duì)酒泉市耕地面積的增加有一定促進(jìn)作用； 由于綠洲農(nóng)業(yè)長(zhǎng)期采用粗放式的發(fā)展方式，人均GDP的增加是以犧牲較為珍貴的土地資源為代價(jià)來實(shí)現(xiàn)，致使綠洲農(nóng)業(yè)區(qū)耕地面積進(jìn)一步減少； 公路里程與耕地面積呈負(fù)相關(guān)，隨著公路里程的增加，耕地面積將會(huì)出現(xiàn)下降趨勢(shì)，符合預(yù)期。

保持一定數(shù)量和質(zhì)量的耕地資源對(duì)于綠洲區(qū)社會(huì)生態(tài)經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定發(fā)展有極其重要的意義。一方面一定數(shù)量和質(zhì)量的耕地資源能夠維持干旱半干旱區(qū)的生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定； 另一方面一定數(shù)量和質(zhì)量的耕地資源對(duì)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展和糧食安全有著舉足輕重的作用。因此，為了防止綠洲農(nóng)業(yè)區(qū)耕地資源的進(jìn)一步減少，結(jié)合綠洲區(qū)自然社會(huì)經(jīng)濟(jì)條件狀況，建議采取以下措施。

(1)優(yōu)化土地利用結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)變土地利用方式，實(shí)現(xiàn)綠洲農(nóng)業(yè)區(qū)粗放式發(fā)展向集約式發(fā)展的轉(zhuǎn)變，提高土地集約利用率。

(2)通過增加技術(shù)投入的方式大力發(fā)展節(jié)水農(nóng)業(yè)、特色農(nóng)業(yè)，實(shí)現(xiàn)區(qū)域農(nóng)業(yè)特色種植，建立健全特色農(nóng)產(chǎn)品市場(chǎng)，增加農(nóng)民收入。

(3)嚴(yán)格計(jì)劃執(zhí)行監(jiān)管，確保計(jì)劃安排有效實(shí)施，落實(shí)最嚴(yán)格的耕地保護(hù)制度和最嚴(yán)格的節(jié)約集約用地制度，以增加耕地?cái)?shù)量，改善耕地質(zhì)量，為綠洲農(nóng)業(yè)區(qū)域經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展提供強(qiáng)有力的土地資源支撐。