珠江三角洲耕地变化及驱动力研究

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1、珠江三角洲耕地变化及驱动力研究 董文福1 2 1 中国科学院地理科学与资源研究所，北京1 0 0 1 0 1 2 中国科学院研究生院，北京1 0 0 1 0 1 耕地作为人类开发利用土地最早的方式之一，与人类的生存发展密切相关。我国作为世 界上人口最多的发展中国家，耕地资源尤其重要。社会各界尤其是学术界对于我国的耕地进 行了大量的研究“卅，政府部门也建立了各种法律法规来保护耕地，限制对耕地的占用。然而 事实却是从改革开放以来，我国的耕地在逐年减少，在未来几年的经济发展中这种趋势还在继 续。由此就引发一个问题，是什么导致中国耕地的变化? 其变化的程度如何? 这些问题已有 一些学者进行了研究，并总

2、结了一些结论。另有一些学者也对各个不同区域的耕地变化及驱 动力进行了研究”“。珠江三角洲是我国的经济发达地区，同时又是我国耕地资源数量多、质 量好的地区，在经济发展过程中，珠江三角洲的耕地数量迅速减少，这些已有一些学者进行了 描述“。“ 。本文将使用数理统计方法对珠江三角洲耕地变化及驱动力进行定量研究，以提示 经济发达地区耕地变化的驱动力，为未来合理利用耕地、保护耕地提供制定政策的依据。 1 珠江三角洲概况 从不同的角度。珠江三角洲的范围有不同的定义。本文所研究的珠江三角洲是指广东省 确立的珠江三角洲经济区，具体包括广州、深圳、珠海、东莞、中山、江门、佛山以及惠州的惠城 区、惠阳、惠东、博罗，

3、肇庆市的端州区、鼎湖区、高要、四会( 图1 ) 。 珠江三角洲的土地面积4 1 7 万k 矗。占全省的2 3 1 9 ，人I ：1 按第五次人口普查资料为 4 0 7 8 0 8 万人，分别占全国和广东省的3 2 3 和4 7 8 59 6 ，人I ：1 密度9 7 8 人，k 矗，是广东省人口 密度的两倍。自改革开放以来，珠江三角洲地区充分发挥人缘地利、政策等优势，大力发展生 产力，工农业生产、外向型经济、城乡建设取得了很大成绩，大中城市基础设施比较好，目前已 基本形成了以广州为中心，包括深圳、珠海、佛山、江门、惠州、肇庆、东莞、中山等城市在内的城 市群。珠江三角洲地区土地面积仅占全省的2

4、3 1 99 6 ，占全国的0 4 3 9 6 ，但1 9 9 9 年和2 0 0 0 年 的国内生产总值分别占全省的7 8 7 2 和7 4 9 5 ，占全国的8 1 2 和8 1 0 。1 9 8 0 2 0 0 0 年，珠江三角洲地区经济年均增长达到1 6 9 ，大大高于同期9 6 的全国平均增速和1 3 8 的广东省平均增速。 2 珠江三角洲耕地变化情况 土地变化科学与生态建设 固1 珠江三角洲的范围 、 自改革开放以来，珠江三角洲在工业化城市化发展过程中增加了大量的建设用地，这其中 很大一部分来自于耕地。因此，珠江三角洲的耕地在经济发展过程中逐年减少，1 9 8 0 年，珠江 三角洲

5、有耕地1 4 5 1 4 9 3 6 亩，到了1 9 9 9 年，耕地面积仅为9 8 4 3 8 6 4 亩，二十年减少了4 6 7 1 0 7 2 亩。 年均递减3 2 2 。人均耕地在1 9 8 0 年为O 8 9 亩，人，到了1 9 9 9 年，在耕地减少的同时人口的 大量增加使人均耕地面积减少至o 4 3 亩，人，减少一半述多( 图2 ) 。总的来说，珠江三角洲近 垂g 星l 至星l 一耕地面积( 万亩) + 人均耕地面积( 亩X ) 圈2 1 9 8 0 一1 9 9 9 年珠江三角洲耕地面积及人均耕地面积变化曲线 蜥啪咖呦蚴哪 土地利用和疆被变化殛其环境效应 二十年来在改革开放和经

6、济发展过程中，耕地面积逐年下降，人均耕地面积大幅度减少。 3 珠江三角洲耕地变化的驱动力分析 珠江三角洲耕地变化受到各方面因素的综合影响，主要包括自然因素，人口增长，经济发 展、城市化和工业化以及政策制度等。在二十年的时间尺度上，自然因素影响耕地变化的作用 很小，对于珠江三角洲这样一个经济发达地区来说，二十年的耕地变化主要是受当地经济发 展，城市化和工业化以及政策制度的影响。这其中应该说政策制度的影响起了很大的作用，但 同时其影响又是难以定量化研究，只能定性说明。因此，本文定量研究耕地变化驱动力主要是 考虑经济发展，人口增长、城市化工业化发展的影响，用主成分分析方法和多元线性回归模型 来初步探

7、讨耕地变化的驱动力。 3 1 耕地变化驱动力的主成分分析 根据实际研究和以往的研究成果，我们选取7 个变量作为耕地变化的驱动因子，以定量研 究耕地变化的驱动力。这7 个驱动因子变量是：x 1 总人口数( 人) ，X 2 城市化水平 ( 9 6 ) ，X 3 全社会固定资产投资额( 亿元) ，) ( 工业总产值( 亿元) ， ( 5 城乡居民储蓄 存款年末余额( 亿元) ，K 社会消费品零售总额( 亿元) ，x 7 实际利用外资( 亿元) 。其中 x l 代表人口，x 2 、x 3 代表城市化，墨、X 代表工业化，X 、) ( 6 代表人民的生活水平。在确定7 个 驱动因子之后，它们之间的相关性

8、如何? 所选的这些驱动因子可以用几个主成分来表示? 这 些变量与确定的主成分之间的相关性如何? 要回答这些问题就必须对这些驱动因子进行主成 分分析。主成分分析的主要目的是简化数据，将若干个自变量压缩成几个独立成分，以此来减 弱自变量之间的相互干扰，并定量说明自变量对于因变量的贡献率。 选取7 个驱动因子指标以1 9 8 0 1 9 9 9 年2 0 年的数据为样本( 表1 ) ，用S P S S 进行主成分 析，得出相关系数矩阵、特征值、主成分贡献率及主成分载荷矩阵( 表2 、表3 、表4 ) 。 表1 珠江三角洲耕地变化驱动因子主成分分析数据 土地变化科学与生态建设 续表 资料来源：由参考文

9、献 1 3 ，1 4 ，1 5 1 6 计算整理而成。 根据S P S S 主成分分析方法的特征值准则，即取特征值大于等于l 的主成分作为初始因 子，放弃特征值小于1 的主成分，由特征值及主成分贡献率( 表3 ) 可知，只有第一主成分的特 征值大于1 ，其贡献率达到了9 5 8 8 4 ，已经能够包含足够的信息量，故只需提取第一主成分。 其实由表2 我们就可以看出这七个变量指标是存在高度相关性的，其相关系数在0 8 6 4 以上， 最高墨和】( 6 的相关系数达到0 9 9 6 。再从主成分载荷矩阵( 表4 ) 表中我们也可以看出，第一 主成分与七个变量是高度相关的，其相关系数在0 9 4 9

10、 0 9 9 4 之间，其中，代表人民生活水平 的变量X 相关系数最大，其次是代表城市建设的变量X 3 和代表外资利用情况的变量x 7 ，其 相关系数分别为0 9 9 0 和0 9 8 9 。从这个结果中我们可以看出，耕地变化的驱动因素只需要第 一主成分就能基本包含所有的信息，并且所有的驱动因子都和第一主成分高度相关，说明耕地 的变化是所选的指标所代表的驱动因素的共同作用的结果，即耕地的变化是受人口、经济、城 市化、工业化等因素的共同驱动。 表2 耕地变化驱动因素变量相关系数矩阵 土地利用和覆被变化及其环境效应 裹3 特征值及主成分贡献率 3 2 耕地变化驱动力的多元线性回归模型 耕地变化驱动

11、因素的主成分分析只是说明了前述八个变量所代表的驱动因素对于耕地变 化的驱动机制以及综合作用情况，结果表明耕地变化是在这些驱动因素的共同作用下的结果。 以前面主成分分析为基础，可以建立耕地变化与代表驱动因素的变量指标之问的多元线性回 归模型，进一步定量求出耕地变化与这些驱动因素之间的相关关系。 多元线性回归模型是解释土地利用土地覆被变化常用的一种系统分析模型。该模型要 求在某一地区、某一时间内的土地利用，土地覆被变化与其驱动因子之间存在线性关系，通过 对可能引起土地利用土地覆被变化的各种驱动因子进行多变量分析而建立的一种数学模型。 多元线性回归模型建立的步骤是：首先确定影响Y ( 因变量) 的因

12、素X J ，x 2 ，K ( 自变 量) ，然后，设因变量Y 和这些自变量线性相关建立数学模型： ， Y = 琢+ B 【X I - 岛X 2 + + 取X 根据1 9 8 0 1 9 9 9 年的耕地面积Y ( 亩) 数据和代表驱动因素的变量指标x l X ( 表5 ) 进行 逐步回归分析，从前面的主成分分析得知，所选取的7 个影响因子对耕地面积变化都有很大的 相关性。经计算得出珠江三角洲地区耕地面积变化与驱动因子的多元线性回归模型为： Y = 0 0 t ) 0 0 0 0 2 3 0 3 3 8 蜀一1 0 9 7 1 0 置一3 0 4 1 9 7 弱一1 4 9 1 3 5 置： 土

13、地变化科学与生态建设 + 3 2 3 - 6 8 9 X 5 + 5 1 6 0 9 4 x 6 1 2 6 0 6 - 2 x , 衰5 珠江三角洲地区耕地变化与其驱动因素的相关分析数据 资料来源；由参考文献E 1 3 ，1 4 1 5 ，1 6 计算整理而成。 该多元线性回归方程经过F 检验，其显著度达到0 0 1 的水平，表明方程中的自变量与因 变量有显著的线性关系，说明这些驱动力因子能够较好地解释耕地面积的变化。 4 结论 珠江三角洲经过二十年的经济发展，耕地已发生了很大的变化，由于工业化和城市化的不 断发展，珠江三角洲对于建设用地的需求越来越旺盛，这必然要占用相当一部分耕地，珠江三

14、角洲的耕地已从1 9 8 0 年的1 4 5 1 4 9 3 6 亩减少到1 9 9 9 年的9 8 4 3 8 6 4 亩，人均耕地面积更是从0 8 9 亩从减少到0 4 3 亩从。通过主成分分析，我们可以看出所选的这些驱动因子之间具有极大 的相关性，并且和所选取的第一主成分都有极高的相关性，说明都是和耕地变化密切相关的。 在主成分分析的基础上，又进一步建立了多元线性回归模型，从而更好地反映珠江三角洲耕地 变化是在人口、城市化、工业化、人民生活水平等因素的共同驱动下的结果。随着经济的进一 步发展，城市化、工业化水平的进一步提高，人民生活水平逐步走向全面小康，珠江三角洲对于 土地利用和覆被变化

15、殛其环境效应 建设用地的需求还会继续上升，这就要求我们在这个过程中要切实保护好耕地，稳定耕地面 积。 参考文献 1 l ”g Y a n g ，X i u b i n L i ，2 0 0 0 C u l t i v a t e d l a n da n d f o o ds u p p l y i nC h i n a L a n d k P 浙，V 0 1 1 7 ，印7 3 一鹤 2 廖和平、沈琼等：“中国耕地资源及其可持续发展”， 西南师范大学学报( 自然科学版) ，2 0 0 2 年第3 期。 3 】李秀彬：“中国近2 0 年来耕地的变化及其政策启示”。自然资源学报，1 9 9 9

16、年第4 期。 4 赵其国、周炳中等：“中国耕地资源安全问题及相关对策思考”， ，2 0 0 2 年第6 期。 5 任国柱、蔡玉梅：。中国耕地后备资源开发的特点和对策”。资源科学，1 9 9 8 年第5 期。 6 吴绍洪、李荣生：“中国耕地与未来3 0 年食物需求。保障及对策”。 地理科学进展，2 0 0 2 年第2 期。 7 杨桂山：“长江三角洲近5 0 年来耕地数量变化的过程与驱动机制研究”，自然资源学报) ，2 0 0 1 年第2 期。 8 邵晓梅、杨勤业等：“山东省耕地变化趋势及驱动力研究”，地理研究，2 0 0 1 年第3 期。 9 】周炳中、赵其国等：。江苏省耕地变化及其驱动机制的数理探讨”， 土壤学报，2 0 0 3 年第5