2016年, 浙江省4个城市(镇)入围第三批国家新型城镇化综合试点单位。截至2016年12月, 国家新型城镇化综合试点总数扩大到2个省和246个城市(镇), 其中浙江省占10个。自2014年以来, 我国耕地面积基本持平, 总体上有所增加。浙江全省耕地主要集中在东北部的杭州、宁波、嘉兴、绍兴, 西南部的温州、衢州。除舟山、丽水受地理环境限制而耕地面积少外, 尤其是舟山市, 其他市分布较均匀。截至2016年, 浙江省总产值47 767.92亿元, 其中, 浙东北为31 680.89亿元, 占全省总产值的近2/3。

本研究耕地资源数据为2011— 2017年浙江各地级市土地利用变更调查数据, 社会经济数据来源于2012— 2018年《浙江省统计年鉴》, 以及各地级市的统计年鉴。土地利用数据来源于中国科学院资源环境数据中心全国土地利用数据库, 为2010、2015、2018年3期浙江省土地利用遥感监测数据。

1.3.1 变异系数

当需要比较两组数据离散程度大小的时候, 如果两组数据的测量尺度相差太大, 或者数据量纲不同, 直接使用标准差来进行比较不合适, 此时就应当消除测量尺度和量纲的影响, 而变异系数可以做到这一点, 其定义为标准差与平均值之比。一般来说, 其值平均水平高, 离散程度的测度值越大, 反之越小, 即变异系数可以表示浙江地区的农作物播种土地面积变化幅度。

1.3.2 泰尔指数

作为衡量个人之间或者地区间收入差距(或者称不平等度)的指标常被使用。泰尔指数可以表达浙江省各个区域的耕地情况差异。泰尔指数越大, 说明浙江省耕地数量空间差异越大。

1.3.3 生态系统多样性指数

单位耕地面积化肥超标量和单位耕地面积承载的人口数量直观地反映了化肥和人口对耕地生态系统的压力。农田生态系统多样性指数是采用香农-威纳指数, 选取研究区域粮食、棉花、油料、烟叶和蔬菜的播种面积, 计算研究区农田生态系统多样性。农田生态系统多样性指数越高, 农田生态系统的恢复力就越强, 与耕地生态功能成正相关。

1.3.4 主成分分析

主成分分析是一种统计方法。通过正交变换将一组可能存在相关性的变量转换为一组线性不相关的变量, 转换后的这组变量叫主成分。在用统计分析方法研究多变量的课题时, 变量个数太多就会增加课题的复杂性。人们自然希望变量个数较少而得到的信息较多。在很多情形下, 变量之间是有一定的相关关系的, 此时可以解释为这两个变量反映此课题的信息有一定的重叠。主成分分析是对于原先提出的所有变量中, 将重复的变量(关系紧密的变量)删去多余, 建立尽可能少的新变量, 使得这些新变量是两两不相关的, 而且这些新变量在反映课题的信息方面尽可能保持原有的信息。

由图1可知, 2011— 2017年, 浙江省耕地面积总量呈下降趋势。浙江省耕地数量由2011年的249.752万hm²降至2017年的214.212万hm², 净减35.54万hm²。其中, 2013— 2014年, 浙江省耕地数量呈断崖式下降, 净减33.774万hm²; 2011— 2017年, 只有2015— 2017年实现了耕地面积的增长, 其他年份均呈小幅下降趋势。

图1

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	图1 2011— 2017年浙江省耕地面积的变化

从其动态变化过程看, 浙江省耕地总量具有阶段性特征。其中, 2014年是浙江省耕地面积变化的节点, 2011— 2017年, 浙江省耕地变化大致可分为3个阶段。2011— 2013年, 浙江省耕地面积总量较大, 呈缓慢下降状态; 2013— 2014年, 浙江省耕地面积呈现断崖式下降; 2015— 2017年, 浙江省耕地面积总量较小, 呈缓慢上升趋势。2011— 2013年浙江省耕地面积平均值为248.686万hm², 2014— 2017年浙江省耕地面积平均值为213.449万hm², 后者仅为前者的85.8%。

人均耕地面积是耕地变化的另一个重要指标, 反映人地矛盾的状况。随着人口数量增加、耕地总量的减少, 浙江省人均耕地数量呈现逐年减少的趋势。由图2可知, 2013— 2014年, 人均耕地出现较大幅度的下降, 降幅达14%; 此后人均耕地面积仍呈下降趋势。统计表明, 人均耕地面积由2011年的522.31 m²减至2017年的432.09 m², 降幅17.3%。

图2

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	图2 2011— 2017年浙江省人均耕地面积

2.2.1 浙江省耕地面积空间变化幅度

从变异系数动态变化看, 2011— 2017年浙江耕地数量的变异系数呈现先降低后增高的发展态势(图3)。2011— 2013年变异系数减小缓慢, 相对差异不明显; 2013— 2014年变异系数快速下降, 2014年差异减小; 2014— 2017年浙江省耕地数量的变异系数处于上升状态, 差异拉大, 变化趋势减弱。在2011— 2017年, 2014年前变异系数呈现下降趋势, 2014年后变异系数呈现上升趋势。也就是说, 2011— 2014年, 浙江省各市耕地面积变化幅度呈现减小趋势, 而在2014年新型城镇化提出后, 浙江省各市耕地面积呈增加趋势。

图3

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	图3 浙江省耕地面积变异系数

2.2.2 浙江省各市耕地面积差异变化

从泰尔指数变化态势(图4)看, 浙江省耕地面积在2011— 2013年呈上升趋势, 在2014— 2016年呈下降态势。表明2011— 2016年浙江省耕地数量的空间差异整体呈先扩大后缩小的发展趋势, 且体现为“ 平缓— 快速— 平缓” 的阶段性变化特征。

图4

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	图4 浙江省耕地面积变化趋势

2.3.1 生态承载功能指标

新型城镇化要求在城镇化过程中要走集约、节能、生态的新路子。因此, 在对驱动力进行分析时, 选取农田生态系统多样性指数, 对耕地面积变化与农田生态系统多样性指数变化之间的关系进行分析。根据浙江省历年粮食、棉花、油料、烟叶和蔬菜的播种面积进行计算农田生态系统多样性指数。由图5可知, 2011— 2017年浙江省耕地生态多样性指数多年来呈持续下降趋势。其中, 2013— 2014年下降最快, 2014— 2015年下降趋势减弱。由此可知, 浙江省农田生态恢复能力持续减弱, 但相比2013— 2014年, 其生态恢复能力减弱速度有所下降。

图5

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	图5 生态系统多样性指数

2.3.2 驱动力分析

影响耕地资源变化的因子错综复杂, 考虑到资料的统一性和可靠性, 通过参考国内已有的研究成果, 以及新型城镇化带来的变化性因素, 选取人口(X₁, 万人)、农业人口(X₂, 万人)、GDP(X₃, 亿元)、一产(X₄, 亿元)、二产(X₅, 亿元)、三产(X₆, 亿元)、基础设施建设投资(X₇, 亿元)、生态多样性指数(X₈)、化肥使用量(X₉, 万t)、粮食单产(X₁₀, kg· hm^-2)、农作物单产(X₁₁, kg· hm^-2)等11个指标作为自变量, 以耕地面积(Y, 万hm²)作为因变量, 利用主成分分析方法, 对新型城镇化背景下浙江省耕地面积变化的驱动因子进行定量分析。由表1可知, 相关系数基本都较高; 各指标间的相关性大, 则信息存在重叠的情况, 影响耕地面积变化的11个因子之间的相关系数说明主成分分析十分必要。因此, 可运用主成分分析, 将多个变量划分为几个综合指标。

表1

表1

表1 耕地数量变化驱动力变量相关系数矩阵 因子 X1 X2 X3 X4 X5 X6 X7 X8 X9 X10 X2 0.575 X3 0.998 0.577 X4 0.945 0.699 0.955 X5 0.996 0.603 0.996 0.996 X6 0.996 0.558 0.999 0.945 0.991 X7 0.982 0.523 0.989 0.958 0.987 0.987 X8 -0.958 -0.485 -0.943 -0.868 -0.955 -0.936 -0.940 X9 -0.961 -0.378 -0.964 -0.894 -0.959 -0.965 -0.983 0.569 X10 -0.732 -0.895 -0.739 -0.833 -0.759 -0.724 -0.704 0.676 0.067 X11 -0.546 -0.141 0.561 0.465 0.526 0.578 0.594 0.793 0.854 0.237

表1 耕地数量变化驱动力变量相关系数矩阵

由表2可知, 前两个主成分的累计贡献率达到97.8%, 且特征值均> 1, 符合分析要求, 进一步得到主成分载荷矩阵。其中第一主成分特征值最大, 包含的信息多于另一个主成分, 是浙江省耕地面积变化的主导因子。通过对表3主成分载荷矩阵的分析, 从第一、第二主成分可见, X₁、X₃、X₄、X₅、X₆、X₇、X₈、X₁₁与其具有较大的相关性, 可将驱动因素归纳为经济结构与发展水平、人口数量、生态要素、作物单产。

表2

表2

表2 特征值及主成分贡献率 主成分 特征值 贡献率/% 累计贡献率/% X1 9.773 81.4 81.4 X2 1.700 14.2 95.6 X3 0.269 2.2 97.8 X4 0.144 1.2 99.0 X5 0.100 0.8 99.9 X6 0.014 0.1 100.0 X7 0 0.0 100.0 X8 0 0.0 100.0 X9 0 0.0 100.0 X10 0 0.0 100.0 X11 0 0.0 100.0

表2 特征值及主成分贡献率

表3

表3

表3 主成分载荷矩阵 变量 第一主成分 第二主成分 X1 0.989 0.082 X2 0.645 -0.698 X3 0.992 0.087 X4 0.979 -0.086 X5 0.997 0.111 X6 0.986 0.136 X7 -0.943 -0.129 X8 -0.948 -0.294 X9 -0.786 0.586 X10 0.504 0.794 X11 -0.917 0.285

表3 主成分载荷矩阵

经济发展。2011— 2017年, 浙江省经济总量不断增加, 从2011年的32 363.38亿元增至2017年的51 768.26亿元, 增幅60%。其中第一产业增长幅度为22.2%, 第二产业增长幅度为36.1%, 第三产业增长幅度为91.0%。经济总量及第一、二、三产业的发展与耕地面积的变化呈正相关关系。经济发展有利于耕地面积的增长。

人口数量。2011— 2017年, 全省人口增长176.32万人, 其中农业人口增长92.69万人。农业人口占总人口比例在2013年之后呈缓慢下降趋势。而根据主成分载荷矩阵, 相对于农业人口的变动, 浙江省总人口的变动对耕地面积的影响更为显著。在新型城镇化背景下, 农业机械化水平进一步得到提高, 可以预测, 农业人口对耕地面积的影响会进一步下降。而总人口的增加使得对作物的需求提升, 从而促进耕地面积的增加。

生态要素。生态多样性在2011— 2017年不断下降。根据主成分载荷矩阵, 生态多样性与耕地面积呈负相关关系。生态环境的改善作为新型城镇化的必然要求, 在一定程度上会不利于耕地面积的增加。但从长远角度来说, 生态保护与耕地保护并不冲突。

农作物单产。2011— 2017年, 浙江省农作物单产变化幅度并不明显, 增幅3%。浙江省农村部分的耕地所生产的作物仅为满足农户自身需要, 并不用于售卖等用途。农作物单产与耕地面积变化呈负相关关系。