耕地是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)最基本的生產(chǎn)資料，耕地的收益是農(nóng)民收入的重要來源，也是保證國家糧食安全的基本條件，同時(shí)耕地的生態(tài)功能也受到越來越多的重視。國內(nèi)外學(xué)者對(duì)耕地利用進(jìn)行了大量的研究，首先是用途轉(zhuǎn)移引起的耕地面積時(shí)空格局變化，尤其是1978年以后，隨著我國經(jīng)濟(jì)持續(xù)快速發(fā)展，占用耕地現(xiàn)象始終未得到有效控制，很多學(xué)者從不同角度研究了我國不同區(qū)域耕地利用變化及其驅(qū)動(dòng)機(jī)制［1～3］，其次研究耕地質(zhì)量、質(zhì)量空間格局的變化以及對(duì)耕地的集約評(píng)價(jià)，最后從耕地的糧食安全角度進(jìn)行研究［4～6］，對(duì)耕地的結(jié)構(gòu)、形態(tài)、綜合評(píng)價(jià)研究比較少。本文以湖北省咸寧市為例，利用主成分分析法對(duì)20年來的耕地效益及驅(qū)動(dòng)因子進(jìn)行研究，從而促進(jìn)耕地利用的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、生態(tài)功能的協(xié)調(diào)發(fā)展。

1研究區(qū)域概況

咸寧市位于湖北省南部，地跨東經(jīng)113°32'～114°58'，北緯29°02'～29°19'，有“湖北南大門”之稱。現(xiàn)轄一市一區(qū)四縣，地勢(shì)南高北低，由幕阜山脈向長(zhǎng)江沿岸呈波狀遞減，即由中山、低山、丘陵過渡到臨江濱湖平原。地處中緯度地帶，四季分明，熱量充足，雨水充沛，無霜期長(zhǎng)，光熱水同期。全市年平均氣溫16～17℃，年均降水量1500～2000mm，多年平均年降水量為190.4×108m3。2010年全市總?cè)丝?90.96萬，GDP達(dá)520.33億元。

2數(shù)據(jù)來源與研究方法

2.1數(shù)據(jù)來源

研究數(shù)據(jù)主要來源于《咸寧市統(tǒng)計(jì)年鑒》(1998～2010)、《咸寧地區(qū)農(nóng)村統(tǒng)計(jì)年鑒》(1997～1998)、《湖北省統(tǒng)計(jì)年鑒》(1990～2010)。為了便于計(jì)算，取1990、1995、2000、2005、2010年五個(gè)年度數(shù)據(jù)。

2.2研究方法

2.2.1綜合評(píng)價(jià)函數(shù)構(gòu)建

運(yùn)用主成分分析法來評(píng)價(jià)耕地利用效益，其核心是通過主成分分析，選擇m個(gè)主分量y1、y2…ym，以每個(gè)主因子的yi的方差貢獻(xiàn)率ai作為權(quán)重，構(gòu)建綜合評(píng)價(jià)函數(shù):F=∑mi=1aiyi，∑mi=1ai＜1(公式1)式中，yi(i=1，2，…，m)為第i個(gè)主成分的得分;ai為各主因子的權(quán)重。

2.2.2因子權(quán)重確定

根據(jù)方差的貢獻(xiàn)率確定綜合評(píng)價(jià)函數(shù)中的權(quán)重ai(i=1，2，…，m)，計(jì)算方法如下:式中，a為權(quán)重矩陣，ai(i=1，2，…，m)為各主因子的權(quán)重，λi(i=1，2，…，m)為各主因子貢獻(xiàn)率。

3咸寧市耕地利用效益的評(píng)價(jià)

3.1耕地利用效益評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的構(gòu)建

3.1.1評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的構(gòu)建

耕地本身是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)，構(gòu)建指標(biāo)體系要考慮各個(gè)方面的系統(tǒng)功能，反映耕地利用的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、生態(tài)效益。因此本文根據(jù)指標(biāo)體系選取的科學(xué)性與操作性、資源與環(huán)境相適應(yīng)、系統(tǒng)性與層次性相結(jié)合的原則，建立耕地利用效益的指標(biāo)體系，選擇了24個(gè)指標(biāo)，其中經(jīng)濟(jì)效益指標(biāo)體系10個(gè)，社會(huì)效益、生態(tài)效益指標(biāo)各7個(gè)，如表1所示。

3.1.2指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)化處理

首先對(duì)綜合指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行一致化處理，將各類型指標(biāo)統(tǒng)一處理為極大型指標(biāo)，然后，為了消除由于各項(xiàng)指標(biāo)量綱不同以及數(shù)值間的懸殊差別帶來的影響，避免不合理現(xiàn)象的發(fā)生，運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)差對(duì)評(píng)價(jià)指標(biāo)作無量綱化處理。處理結(jié)果如表2。

3.2綜合評(píng)價(jià)的計(jì)算與分析

3.2.1綜合評(píng)價(jià)的計(jì)算

把表2數(shù)據(jù)代入SPSS軟件，利用公式1，通過主成分分析計(jì)算出近20年咸寧市耕地利用效益評(píng)價(jià)。為了便于分析，將綜合評(píng)價(jià)結(jié)果進(jìn)行處理，以便結(jié)果為正，見表3。

3.2.2評(píng)價(jià)結(jié)果分析

從表3結(jié)果可以看出，近20年來，咸寧市耕地利用效益總體不斷提高，從1990年的58.33上升到2010年的69.32，具體講，經(jīng)濟(jì)效益從51.72上升到70.33，社會(huì)效益從52.44上升到70.23，但生態(tài)效益從70.43下降到65.54。

經(jīng)濟(jì)效益的提高主要得益于科技進(jìn)步。根據(jù)主成分分析結(jié)果，對(duì)經(jīng)濟(jì)效益貢獻(xiàn)較大的主要為技術(shù)效率、耕地生產(chǎn)力、勞動(dòng)生產(chǎn)率，每公頃耕地的產(chǎn)值從1990年的0.64萬元增加到2010年的4.14萬元，增加了6.47倍，平均每個(gè)勞力的產(chǎn)出上升了0.38萬元，年增加12.44%。

對(duì)于耕地利用社會(huì)效益的提高主要由于人均糧食的提高、農(nóng)業(yè)供養(yǎng)能力增強(qiáng)以及農(nóng)民人均純收入的提高。

生態(tài)環(huán)境效益的降低主要由于化肥、農(nóng)藥的大量使用，以及能耗的增加和灌溉條件的降低?；适┯昧繌?990年的5.12×104t上升到2010年的11.39×104t，農(nóng)用地耗電從1990年的1.07×104kWh，增加到2010年的3.70×104kWh，而有效灌溉面積從1990年的10.44×104hm2減少到8.56×104hm2。

4結(jié)論與建議

近20年來湖北省咸寧市耕地利用效益不斷提高，其中，經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益有較大提高，但耕地的生態(tài)效益波動(dòng)下降。

經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益的提高主要由于科技進(jìn)步使耕地生產(chǎn)力、勞動(dòng)生產(chǎn)率、耕地的供養(yǎng)能力、農(nóng)民的人均收入得到提高。而耕地生態(tài)效益的下降主要由于化肥農(nóng)藥的大量施用、能耗的增加以及農(nóng)田水利投入的不足。因此，應(yīng)加大農(nóng)業(yè)科技投入，注意保護(hù)農(nóng)業(yè)生態(tài)，減少農(nóng)藥化肥的施用，積極進(jìn)行耕地的整治，加強(qiáng)水利基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，建設(shè)耕地環(huán)境質(zhì)量安全體系。