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，同時耕地的生態(tài)功能也受到越來越多的重視。國內外學者對耕地利用進行了大量的研究，首先是用途轉移引起的耕地面積時空格局變化，尤其是1978年以后，隨著我國經(jīng)濟持續(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動機制［1～3］，其次研究耕地質量、質量空間格局的變化以及對耕地的集約評價，最后從耕地的糧食安全角度進行研究［4～6］，對耕地的結構、形態(tài)、綜合評價研究比較少。本文以湖北省咸寧市為例，利用主成分分析法對20年來的耕地效益及驅動因子進行研究，從而促進耕地利用的經(jīng)濟、社會、生態(tài)功能的協(xié)調發(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，地勢南高北低，由幕阜山脈向長江沿岸呈波狀遞減，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，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年全市總人口290.96萬，GDP達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)計年鑒》(1998～2010)、《咸寧地區(qū)農(nóng)村統(tǒng)計年鑒》(1997～1998)、《湖北省統(tǒng)計年鑒》(1990～2010)。為了便于計算，取1990、1995、2000、2005、2010年五個年度數(shù)據(jù)。

2.2研究方法

2.2.1綜合評價函數(shù)構建

運用主成分分析法來評價耕地利用效益，其核心是通過主成分分析，選擇m個主分量y1、y2…ym，以每個主因子的yi的方差貢獻率ai作為權重，構建綜合評價函數(shù):F=∑mi=1aiyi，∑mi=1ai＜1(公式1)式中，yi(i=1，2，…，m)為第i個主成分的得分;ai為各主因子的權重。

2.2.2因子權重確定

根據(jù)方差的貢獻率確定綜合評價函數(shù)中的權重ai(i=1，2，…，m)，計算方法如下:式中，a為權重矩陣，ai(i=1，2，…，m)為各主因子的權重，λi(i=1，2，…，m)為各主因子貢獻率。

3咸寧市耕地利用效益的評價

3.1耕地利用效益評價指標體系的構建

3.1.1評價指標體系的構建

耕地本身是一個復雜的系統(tǒng)，構建指標體系要考慮各個方面的系統(tǒng)功能，反映耕地利用的經(jīng)濟、社會、生態(tài)效益。因此本文根據(jù)指標體系選取的科學性與操作性、資源與環(huán)境相適應、系統(tǒng)性與層次性相結合的原則，建立耕地利用效益的指標體系，選擇了24個指標，其中經(jīng)濟效益指標體系10個，社會效益、生態(tài)效益指標各7個，如表1所示。

3.1.2指標的標準化處理

首先對綜合指標數(shù)據(jù)進行一致化處理，將各類型指標統(tǒng)一處理為極大型指標，然后，為了消除由于各項指標量綱不同以及數(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，運用標準差對評價指標作無量綱化處理。處理結果如表2。

3.2綜合評價的計算與分析

3.2.1綜合評價的計算

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

3.2.2評價結果分析

從表3結果可以看出，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)濟效益從51.72上升到70.33，社會效益從52.44上升到70.23，但生態(tài)效益從70.43下降到65.54。

經(jīng)濟效益的提高主要得益于科技進步。根據(jù)主成分分析結果，對經(jīng)濟效益貢獻較大的主要為技術效率、耕地生產(chǎn)力、勞動生產(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，平均每個勞力的產(chǎn)出上升了0.38萬元，年增加12.44%。

對于耕地利用社會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。化肥施用量從1990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)濟效益、社會效益有較大提高，但耕地的生態(tài)效益波動下降。

經(jīng)濟效益、社會效益的提高主要由于科技進步使耕地生產(chǎn)力、勞動生產(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，應加大農(nóng)業(yè)科技投入，注意保護農(nóng)業(yè)生態(tài)，減少農(nóng)藥化肥的施用，積極進行耕地的整治，加強水利基礎設施建設，建設耕地環(huán)境質量安全體系。