湯　傲，李效順，2，閆慶武

(1.中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 國(guó)土環(huán)境與災(zāi)害監(jiān)測(cè)國(guó)家測(cè)繪局重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江蘇 徐州 221116；2.南京農(nóng)業(yè)大學(xué) 中國(guó)土地問(wèn)題研究中心，江蘇 南京 210095)

綠色礦業(yè)

西部礦區(qū)土(草)地退化因素分析與實(shí)證研究：以烏海市為例

湯傲1，李效順1，2，閆慶武1

(1.中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 國(guó)土環(huán)境與災(zāi)害監(jiān)測(cè)國(guó)家測(cè)繪局重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江蘇 徐州 221116；2.南京農(nóng)業(yè)大學(xué) 中國(guó)土地問(wèn)題研究中心，江蘇 南京 210095)

摘要：土地退化作為威脅人類(lèi)生存與發(fā)展的首要難題，一直引起政府廣泛關(guān)注，尤其是礦區(qū)土地退化問(wèn)題更為突出，也是學(xué)者研究熱點(diǎn)和政策治理難點(diǎn)。鑒于此，本文在理論分析基礎(chǔ)上，通過(guò)構(gòu)建計(jì)量經(jīng)濟(jì)模型，并選擇烏海礦區(qū)進(jìn)行實(shí)證分析，結(jié)果表明：第一，理論分析判斷，西部礦區(qū)土地(草地)退化是區(qū)域氣候、地貌、地質(zhì)、水資源、植被等自然環(huán)境要素和礦產(chǎn)開(kāi)采、人口增長(zhǎng)、土地利用等人為經(jīng)濟(jì)因素共同作用的產(chǎn)物，其中自然環(huán)境變化是其退化的外部條件，人為經(jīng)濟(jì)因素往往是驅(qū)動(dòng)其退化的內(nèi)因；第二，實(shí)證結(jié)果顯示，引起烏海礦區(qū)草地退化的前三位驅(qū)動(dòng)因素分別為經(jīng)濟(jì)發(fā)展與煤炭開(kāi)采、地區(qū)水分條件、地區(qū)干旱程度，其彈性系數(shù)和影響敏感度分別為-0.138、0.016和-0.017，驗(yàn)證了理論上的分析判斷結(jié)果；第三，深入分析發(fā)現(xiàn)，烏海礦區(qū)土地退化對(duì)各指標(biāo)的敏感程度按大小排序依次為地區(qū)生產(chǎn)總值(-0.174)、固定資產(chǎn)投資(-0.174)、煤炭開(kāi)采面積(-0.173)、人口數(shù)量(-0.173)、煤炭開(kāi)采量(-0.158)、日照時(shí)數(shù)(0.127)、降水量(0.069)、城鎮(zhèn)化率(-0.059)、平均相對(duì)濕度(-0.043)和年平均氣溫(0.031)。由此建議，礦區(qū)土退化防治和生態(tài)修復(fù)政策創(chuàng)新方向，應(yīng)該通過(guò)轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式、優(yōu)化固定資產(chǎn)投資和限制煤炭開(kāi)采面積及產(chǎn)量等調(diào)控其主導(dǎo)驅(qū)動(dòng)因素，從而扭轉(zhuǎn)礦區(qū)土(草)地退化日益嚴(yán)重的態(tài)勢(shì)。

關(guān)鍵詞：西部礦區(qū)；土地退化；實(shí)證分析；烏海

工業(yè)革命以來(lái)，由于人類(lèi)活動(dòng)的不當(dāng)開(kāi)發(fā)利用，造成地球大約1/10耕地退化變成荒地，尤其在干旱、半干旱和半濕潤(rùn)地區(qū)，全球每年約有5000萬(wàn)～7000萬(wàn)hm2耕地沙漠化，嚴(yán)重影響到了全球近25億人的正常生活及100多個(gè)國(guó)家和地區(qū)持續(xù)發(fā)展[1-2]。因此，土地退化是當(dāng)今全球覆被變化研究的重要內(nèi)容，被列入威脅人類(lèi)生存的10大環(huán)境與發(fā)展問(wèn)題之首[2-3]。改革開(kāi)放以后，與全球類(lèi)似，我國(guó)由水土流失、風(fēng)蝕沙化和鹽堿化形成的退化土地面積約占國(guó)土面積的41.7%[4]，尤以三北(東北、華北、西北)等干旱、半干旱礦區(qū)的土地退化最為突出[4-6]，全國(guó)每年因土地退化造成的直接經(jīng)濟(jì)損失超過(guò)540億元，同時(shí)付出的生態(tài)環(huán)境惡化成本難以估計(jì)[6]。由此可見(jiàn)，土地退化問(wèn)題正在壓縮中華民族的生存空間，并嚴(yán)重威脅著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展根基。

針對(duì)土地退化及其嚴(yán)重影響，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)此進(jìn)行了深入探索分析，研究重點(diǎn)大致有以下幾方面：一是土地退化評(píng)價(jià)指標(biāo)體系研究[7-8]；二是土地退化的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)與影響因素分析[9-13]；三是土地退化的防治措施與生態(tài)恢復(fù)[14-16]。以上學(xué)者的研究成果，為本文研究開(kāi)展提供了很好的指導(dǎo)意義和參考價(jià)值，本研究與其不同的是，本文選擇了我國(guó)土地退化最為突出的區(qū)域之一：西部礦區(qū)作為實(shí)驗(yàn)基地(選擇該區(qū)域主要是因?yàn)榈V區(qū)對(duì)生態(tài)環(huán)境的人為擾動(dòng)性更加強(qiáng)烈且土地退化的驅(qū)動(dòng)主體相對(duì)明確)，試圖從理論上首先分析判斷礦區(qū)土地退化的關(guān)鍵成因，然后在理論指導(dǎo)下構(gòu)建計(jì)量經(jīng)濟(jì)模型，并采用 2000～2012年烏海礦區(qū)的時(shí)間序列數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)證分析，進(jìn)而定量揭示烏海礦區(qū)土地退化的主要驅(qū)動(dòng)力因素，以便為西部礦區(qū)土地退化治理及生態(tài)修復(fù)政策創(chuàng)新提供科學(xué)依據(jù)和定量參考。

1研究框架與理論分析

1.1研究框架

本文主要按照“理論分析→模型構(gòu)建→實(shí)證分析→結(jié)論提煉”的邏輯思路開(kāi)展研究，基本研究框架如圖1所示。首先，理論分析部分主要在回顧前人對(duì)于土地退化的內(nèi)涵以及驅(qū)動(dòng)機(jī)制研究的基礎(chǔ)上，總結(jié)歸納影響礦區(qū)土地(草地)退化的驅(qū)動(dòng)力因素并進(jìn)行驅(qū)動(dòng)機(jī)制分析。其次，基于理論分析，考慮數(shù)據(jù)的可獲得性和研究方法的可行性，選取適當(dāng)變量和驅(qū)動(dòng)因子，構(gòu)建符合礦區(qū)土地(草地)退化驅(qū)動(dòng)機(jī)制的計(jì)量經(jīng)濟(jì)模型。接著，在理論分析和計(jì)量模型指導(dǎo)下，選取烏海礦區(qū)的時(shí)間序列數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)證分析，并運(yùn)用主成分分析法揭示烏海礦區(qū)土地退化的主要驅(qū)動(dòng)力因素和進(jìn)行模型參數(shù)估計(jì)，進(jìn)而定量揭示各驅(qū)動(dòng)因子對(duì)礦區(qū)土地退化的彈性系數(shù)和敏感程度。最后，提煉本文主要結(jié)論并提出對(duì)策建議。

圖1　研究框架

1.2理論分析

理論分析的邏輯起點(diǎn)從土地退化的內(nèi)涵界定開(kāi)始，其實(shí)聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織早在1971年發(fā)表的《Land Degradation》中首次提出了土地退化的概念[17]，此后相關(guān)國(guó)際學(xué)術(shù)組織和國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)土地退化的內(nèi)涵進(jìn)行深入探討[18-20]，但目前尚未形成統(tǒng)一的界定。筆者在總結(jié)前人觀點(diǎn)的基礎(chǔ)上，本文界定的土(草)地退化是指受到人為因素或自然因素或人為、自然綜合因素的干擾、破壞而改變土(草)地原有的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、理化性狀，逐步減少或失去原先所具有的綜合生產(chǎn)潛力的演替過(guò)程。由此可見(jiàn)，土地退化是受自然因素、人為因素或自然因素和人為因素綜合影響下長(zhǎng)期、綜合的演變過(guò)程，其驅(qū)動(dòng)因素往往是錯(cuò)綜復(fù)雜的。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外學(xué)者也對(duì)土地退化的驅(qū)動(dòng)因素做了很多研究工作，如Mehnaz等[9]利用遙感手段監(jiān)測(cè)并評(píng)價(jià)了印度喀什米爾喜馬拉雅巴德加姆的土地退化程度，確定植被、土地利用及坡度是影響土地退化程度的重要因素；Mohamed 等[10]監(jiān)測(cè)了埃及尼羅河三角洲的土地退化情況，發(fā)現(xiàn)研究區(qū)域的主要土地退化類(lèi)型為土壤鹽堿化、土壤壓實(shí)及水蝕等。趙云杰等[12]采用基于光譜混合分析(SMA)表明煤炭開(kāi)采形成的地表塌陷和采煤過(guò)程中的污水排放是造成礦區(qū)土地退化的主要原因。劉亞萍等[21]針對(duì)目前礦區(qū)土地退化的研究指出：①大量的礦物開(kāi)采破壞了地表結(jié)構(gòu)引起礦區(qū)大量的水土流失；②礦山開(kāi)采后的采空區(qū)和塌陷區(qū)造成大范圍的土地污染和環(huán)境污染；③開(kāi)采形成的尾礦造成土壤酸化形成鹽堿地；④采礦直接影響地表水和地下水污染，導(dǎo)致土壤質(zhì)量下降、生態(tài)系統(tǒng)退化等。另外，有些學(xué)者從土地退化的內(nèi)涵來(lái)分析其驅(qū)動(dòng)力因素，將水土流失、土地沙化、土壤鹽堿化、土地污染等歸納為土地退化主要驅(qū)動(dòng)因素等。如圖2所示，本研究在總結(jié)土地退化成因研究成果的基礎(chǔ)上[22-25]，主要將驅(qū)動(dòng)礦區(qū)土(草)地退化的因素劃分為自然驅(qū)動(dòng)因子和人為驅(qū)動(dòng)因子兩種類(lèi)型。

圖2理論分析

自然驅(qū)動(dòng)因子為土地退化提供了外在條件，如退化土地生態(tài)系統(tǒng)本身比較脆弱，抗干擾能力、穩(wěn)定性和自我調(diào)節(jié)能力差[26]，使得土地退化演變過(guò)程更易發(fā)生。土地退化的主要自然因素有三個(gè)方面：第一，地貌及其物質(zhì)的不穩(wěn)定性；第二，外營(yíng)力多變，降水不穩(wěn)定；第三，氣候的演變。自然驅(qū)動(dòng)因子往往是在較大的時(shí)空尺度上作用于景觀，引起景觀發(fā)生大面積的變化，地質(zhì)運(yùn)動(dòng)使地表隆起，氣候干旱，風(fēng)沙大，光熱資源充足，自然條件下的干旱程度和沙漠發(fā)展，這是土地退化的自然因素。

人為因素尤其是不合理的人類(lèi)活動(dòng)往往是造成土地退化的內(nèi)部原因。如我國(guó)由于過(guò)度放牧、過(guò)度農(nóng)墾、過(guò)度樵采、水資源利用和工礦交通的破壞形成了北方荒漠化[27]。另外，人口的急劇增長(zhǎng)是人類(lèi)不合理活動(dòng)的主要?jiǎng)恿?，人?lèi)粗放型經(jīng)濟(jì)活動(dòng)和落后的生產(chǎn)方式是造成土地退化的主要原因，工礦建設(shè)加速了土地退化進(jìn)程，危害較大[28]；還有學(xué)者從人為因素中分離出社會(huì)經(jīng)濟(jì)因素，其主要包括人口變化、貧困、國(guó)際經(jīng)濟(jì)、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)水平、城市擴(kuò)張政策、市場(chǎng)利益驅(qū)動(dòng)、土地產(chǎn)權(quán)分配、土地使用者對(duì)土地退化的態(tài)度和其他經(jīng)濟(jì)因素等等[27，29-30]。人類(lèi)對(duì)自然認(rèn)識(shí)的不足以及地區(qū)發(fā)展目標(biāo)、政策的不合理，加速了土地退化的進(jìn)程，其中最具破壞性的人為因素有：不可控制的礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)、城市邊界擴(kuò)張、過(guò)度墾殖和過(guò)度放牧等。

綜上所述，理論上分析發(fā)現(xiàn)，驅(qū)動(dòng)礦區(qū)土地的因素可以劃分為自然和人為兩種類(lèi)型，其中自然因素是外因，人為因素是其主導(dǎo)驅(qū)動(dòng)因素(內(nèi)因)。鑒于本研究的重點(diǎn)主要集中在礦區(qū)土(草)地退化驅(qū)動(dòng)因素上，因此下文在理論分析指導(dǎo)下，通過(guò)構(gòu)建計(jì)量經(jīng)濟(jì)模型，主要對(duì)影響礦區(qū)土地退化的自然條件、經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展水平(人為因素)特別是礦產(chǎn)資源開(kāi)采等驅(qū)動(dòng)機(jī)制因素進(jìn)行實(shí)證分析和量化。

2模型構(gòu)建與統(tǒng)計(jì)分析

2.1模型構(gòu)建與彈性界定

在理論分析的基礎(chǔ)上，借鑒相關(guān)學(xué)者研究方法與成果[31-33]，為了消除異方差，本文構(gòu)建如下對(duì)數(shù)形式的計(jì)量模型來(lái)實(shí)證檢驗(yàn)各種自然地理?xiàng)l件、社會(huì)經(jīng)濟(jì)及人文因素對(duì)礦區(qū)土地退化的影響。具體計(jì)量模型形見(jiàn)式(1)。

(1)

式中：Yt為因變量土地退化水平；αt表示模型的常數(shù)項(xiàng)；Xit為各個(gè)土地退化的影響因素，具體從自然條件、宏觀社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展以及礦產(chǎn)資源開(kāi)采等方面選取相應(yīng)的變量；βit表示各影響因素的回歸系數(shù)，以此系數(shù)大小可判斷驅(qū)動(dòng)因變量變化的主導(dǎo)因素；εt為模型的隨機(jī)誤差項(xiàng)；下標(biāo)i代表影響因素的個(gè)數(shù)，n表示影響因素總數(shù)；下標(biāo)t代表時(shí)間(年)；T表示觀察時(shí)期總數(shù)。

為了準(zhǔn)確判斷影響土地退化的主導(dǎo)因素，明確模型中回歸系數(shù)的經(jīng)濟(jì)學(xué)內(nèi)涵和現(xiàn)實(shí)指導(dǎo)意義，對(duì)式(1)等式兩邊進(jìn)行求偏導(dǎo)數(shù)，得式(2)。并對(duì)式(2)進(jìn)行簡(jiǎn)單變形處理，得式(3)。

(2)

(3)

由式(3)可明顯看出，各影響因素的回歸系數(shù)βit，亦即是各影響因子X(jué)it對(duì)因變量Yt的彈性系數(shù)，其現(xiàn)實(shí)意義就是因變量變動(dòng)的百分比相應(yīng)于每個(gè)自變量變動(dòng)的百分比，能夠直接反映變量之間變動(dòng)的敏感程度。

2.2變量選取與數(shù)據(jù)說(shuō)明

1)土地退化水平。為了能夠更直觀地反映土地退化的現(xiàn)狀和進(jìn)程，結(jié)合烏海地區(qū)當(dāng)?shù)赝恋乩锰攸c(diǎn)，本模型選取草地面積這一指標(biāo)作為因變量。數(shù)據(jù)來(lái)源于歷年的《烏海市土地利用變更調(diào)查報(bào)告》。

2)自然條件。影響土地退化的自然因素錯(cuò)綜復(fù)雜，由于本文選取草地面積作為因變量，因此采用與植被生長(zhǎng)密切相關(guān)的系列自然因素指標(biāo)，主要選取年降水量、年平均相對(duì)濕度、年日照時(shí)數(shù)和年平均氣溫四個(gè)指標(biāo)來(lái)反映該地區(qū)自然條件。四個(gè)指標(biāo)數(shù)據(jù)均來(lái)自歷年的《烏海市國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展統(tǒng)計(jì)公報(bào)》。

3)社會(huì)經(jīng)濟(jì)因素。反映地區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r的指標(biāo)多不勝數(shù)，考慮本文研究重點(diǎn)，所以在選取社會(huì)經(jīng)濟(jì)自變量時(shí)，主要結(jié)合區(qū)域人口、城鎮(zhèn)化、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)及投資等對(duì)土地退化的顯著影響，主要選取人口數(shù)、城鎮(zhèn)化率、地區(qū)GDP、固定資產(chǎn)投資四個(gè)反映地區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r和投入的指標(biāo)。數(shù)據(jù)均來(lái)源于歷年的《烏海市國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展統(tǒng)計(jì)公報(bào)》。

4)礦產(chǎn)資源開(kāi)采?？紤]研究對(duì)象和區(qū)域(礦區(qū))的特殊性，與一般研究不同時(shí)是，本研究特選取烏海市年煤炭開(kāi)采量和年煤炭開(kāi)采面積來(lái)反映地區(qū)礦產(chǎn)資源開(kāi)采狀況。數(shù)據(jù)均來(lái)源于歷年的《烏海市統(tǒng)計(jì)年鑒》和《烏海市生態(tài)環(huán)境治理報(bào)告》。

最后，本研究主要收集整理了2000～2012年烏海市13年的系列時(shí)間序列數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)證分析。各個(gè)變量的描述性統(tǒng)計(jì)分析見(jiàn)表1。

表1　變量描述性統(tǒng)計(jì)

注：數(shù)據(jù)主要來(lái)源于《烏海市土地利用變更調(diào)查報(bào)告》、《烏海市國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展統(tǒng)計(jì)公報(bào)》、《烏海市統(tǒng)計(jì)年鑒》和《烏海市生態(tài)環(huán)境治理報(bào)告》。

3實(shí)證分析：以烏海市為例

3.1研究區(qū)概況

烏海市位于內(nèi)蒙古自治區(qū)的西南部，在東經(jīng)106.36°至107.05°，北緯39.15°至39.52°之間，南北長(zhǎng)約80km，東西寬30km，地處黃河上游，東臨鄂爾多斯高原，南與寧夏石嘴山市隔河相望，西接阿拉善盟草原，北靠肥沃的河套平原。烏海市是內(nèi)蒙古自治區(qū)新興工業(yè)城市，土地面積為2350km2，人口54.14萬(wàn)人，全市轄海勃灣、烏達(dá)和海南三個(gè)區(qū)。

烏海市礦產(chǎn)資源十分豐富，素以“烏金之?！敝Q(chēng)。境內(nèi)的烏海礦區(qū)屬于神東億噸級(jí)煤炭生產(chǎn)基地，包括海勃灣礦區(qū)和烏達(dá)礦區(qū)，共有60余家煤礦井點(diǎn)。持續(xù)大規(guī)模的煤炭資源開(kāi)發(fā)給國(guó)家和地區(qū)帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)效益，但在同時(shí)也對(duì)區(qū)域的生態(tài)環(huán)境帶來(lái)了嚴(yán)重的負(fù)面影響。

3.2主成分分析

由于本研究所選的10個(gè)自變量，不僅與草地面積存在高度的相關(guān)性，而且各變量之間也存在一定的耦合關(guān)聯(lián)性(共線性)。為解決本文自變量共線性問(wèn)題，增強(qiáng)參數(shù)估計(jì)的可靠性，在模型估計(jì)之前，首先進(jìn)行主成分分析(因?yàn)椴捎弥鞒煞址治龇梢詫⒏髯兞靠s減為幾個(gè)相互獨(dú)立的公共因子，并能較好地代表原有指標(biāo)的解釋信息)，因此對(duì)模型作如下變形：令Bt=lnYt，Ait=lnXit。

本研究主要運(yùn)用IBMPASSStatistics20統(tǒng)計(jì)軟件，調(diào)用其主成分分析程序，首先進(jìn)行坐標(biāo)變換處理，得到標(biāo)準(zhǔn)化后的數(shù)據(jù)和相關(guān)矩陣，再根據(jù)相關(guān)矩陣求特征值與特征向量，提取主成分，計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表2。

表2　特征值及主成分貢獻(xiàn)率

抽取特征值大于1的成分，這3個(gè)主成分的累積貢獻(xiàn)率達(dá)到了86.909%，相當(dāng)于代表了前面10個(gè)指標(biāo)的86.909%的信息，抽取他們足以代表原始指標(biāo)的絕大部分信息，可以用來(lái)對(duì)烏海市土(草)地退化影響因子進(jìn)行解釋。

為了更加直觀地看出各變量在主成分上的影響度，下面對(duì)變量載荷矩陣實(shí)施方差最大化正交旋轉(zhuǎn)，得旋轉(zhuǎn)后的各因子得分矩陣，進(jìn)而計(jì)算出主成分得分系數(shù)矩陣和主成分綜合得分，結(jié)果見(jiàn)表3、表4。

3.3模型參數(shù)估計(jì)

將2000～2012年間每年主成分綜合得分定義為自變量，將烏海市草地面積定義為因變量，進(jìn)行回歸建模，得到主成分回歸模型，見(jiàn)式(4)。

(4)

通過(guò)SPSS統(tǒng)計(jì)分析軟件，對(duì)方程模擬參數(shù)進(jìn)行回歸估計(jì)(結(jié)果見(jiàn)表5)，整體上看，該函數(shù)擬合優(yōu)度R=0.975，調(diào)整后的R2=0.933，表明表3中的資料擬合優(yōu)度非常好；顯著性檢驗(yàn)中F=56.912，Sig<0.05，表明模型整體顯著性水平較高。局部上來(lái)看，在各個(gè)回歸系數(shù)的顯著性檢驗(yàn)中，第一主成分系數(shù)和常數(shù)項(xiàng)顯著性水平極高，能夠通過(guò)1%顯著性檢驗(yàn)，第二、第三主成分系數(shù)顯著不太理想，但都通過(guò)了顯著性檢驗(yàn)。因此，確定回歸方程的常數(shù)項(xiàng)為11.671，主成分Z1、Z2、Z3的回歸系數(shù)分別為-0.138、0.016、-0.017。主成分Z1、Z2、Z3依次代表了第一驅(qū)動(dòng)力、第二驅(qū)動(dòng)力及第三驅(qū)動(dòng)力。

表3　主成分得分系數(shù)矩陣

表4　主成分綜合得分

表5　方程回歸結(jié)果

注：括號(hào)內(nèi)是t值，***、**、*分別表示在1%，15%，17%水平上顯著。

特別說(shuō)明的是，在回歸方程中自變量為主成分分析中的三個(gè)公因子，而在因子分析中，成分系數(shù)矩陣給出了公因子和原始變量的對(duì)應(yīng)關(guān)系(表3)，因此只需將上述對(duì)應(yīng)關(guān)系代入標(biāo)準(zhǔn)化后的回歸系數(shù)，即可解出原始變量對(duì)因變量的標(biāo)化回歸系數(shù)，標(biāo)準(zhǔn)化的常數(shù)項(xiàng)是沒(méi)有值的。最終，本研究得到的原始變量作自變量的標(biāo)化方程，見(jiàn)式(5)。

B=0.069A1-0.043A2+0.031A3+0.127A4

-0.173A5-0.059A6-0.174A7-0.174A8

-0.158A9-0.173A10

(5)

如前所述，在進(jìn)行主成分分析之前，本研究對(duì)全部變量數(shù)據(jù)進(jìn)行了對(duì)數(shù)處理，因此該標(biāo)化回歸方程得到的系數(shù)分別為各個(gè)指標(biāo)因子對(duì)土(草)地退化的彈性系數(shù)，即每個(gè)指標(biāo)的單位變化率對(duì)土(草)地退化水平變化率的影響大小，以此可以進(jìn)一步分析判斷各個(gè)指標(biāo)相對(duì)于土(草)地退化的敏感程度。

3.4結(jié)果分析

結(jié)合以上主成分分析結(jié)果，根據(jù)旋轉(zhuǎn)成分矩陣(表6)中負(fù)荷(i，j大小能夠體現(xiàn)Ai在Zj上貢獻(xiàn)程度，由此可以解釋每個(gè)主成分代表的現(xiàn)實(shí)涵義。Z1中人口、地區(qū)生產(chǎn)總值、固定資產(chǎn)投資、年原煤開(kāi)采量以及年煤炭開(kāi)采面積五個(gè)指標(biāo)的負(fù)荷分別為0.964、0.983、0.982、0.911和0.984，均高于其他指標(biāo)且相差不大，說(shuō)明這五個(gè)指標(biāo)在主成分Z1中具有貢獻(xiàn)率?？紤]到此五項(xiàng)指標(biāo)均對(duì)于城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展產(chǎn)生推動(dòng)作用，尤其是年原煤開(kāi)采量以及年煤炭開(kāi)采面積直接相關(guān)于煤炭開(kāi)采，本研究將主成分Z1的現(xiàn)實(shí)因素歸納為：煤炭開(kāi)采與經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

同理，在主成分Z2中年平均降水量、年平均相對(duì)濕度和城鎮(zhèn)化率三個(gè)指標(biāo)的貢獻(xiàn)率較高并相對(duì)統(tǒng)一，再者由于烏海地區(qū)城鎮(zhèn)化率較高并已經(jīng)達(dá)到穩(wěn)定飽和狀態(tài)，在研究的時(shí)間尺度上幾乎沒(méi)有變化，基本可忽略該因素的影響，因此本研究將主成分Z2的現(xiàn)實(shí)因素歸納為：地區(qū)水分條件；在主成分Z3中年總?cè)照諘r(shí)數(shù)指標(biāo)具有高貢獻(xiàn)率，年平均相對(duì)濕度指標(biāo)貢獻(xiàn)率相對(duì)較高，筆者將主成分Z3的現(xiàn)實(shí)因素歸納為：地區(qū)干旱程度。

表6　旋轉(zhuǎn)成分矩陣

基于以上結(jié)果分析，本研究將烏海市土(草)退化的三大驅(qū)動(dòng)因素歸納為：煤炭開(kāi)采與經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展、地區(qū)水分條件、地區(qū)干旱程度。

整體來(lái)看，就煤炭開(kāi)采與經(jīng)濟(jì)發(fā)展而言，與理論分析結(jié)果一致，該因素對(duì)烏海草地退化具有負(fù)向驅(qū)動(dòng)作用，如表5所示，煤炭開(kāi)采與經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)草地面積的影響度為-0.138，成為第一大驅(qū)動(dòng)力。第二驅(qū)動(dòng)力—地區(qū)水分條件(正驅(qū)動(dòng)力)，第三驅(qū)動(dòng)力—地區(qū)干旱程度(負(fù)驅(qū)動(dòng)力)驗(yàn)證了理論分析結(jié)果，即地區(qū)水分條件、地區(qū)干旱程度對(duì)烏海礦區(qū)土地退化彈性系數(shù)和影響度分別為0.016、-0.017。

具體來(lái)看，從對(duì)應(yīng)每個(gè)原始指標(biāo)的標(biāo)化回歸方程中，我們可以更清晰地看出因變量(草地面積)對(duì)每個(gè)指標(biāo)的敏感程度大小。其中，草地面積對(duì)地區(qū)生產(chǎn)總值、固定資產(chǎn)投資的敏感程度最大，達(dá)到-0.174，其次為煤炭開(kāi)采面積(-0.173)、人口數(shù)量(-0.173)，再次為煤炭開(kāi)采量(-0.158)，城鎮(zhèn)化率(-0.059)，特別說(shuō)明的是，正如前文所指出的，由于烏海地區(qū)城鎮(zhèn)化率較高并已經(jīng)達(dá)到穩(wěn)定飽和狀態(tài)，因此草地退化對(duì)城鎮(zhèn)化率(-0.059)的敏感程度不高，而日照時(shí)數(shù)(0.127)、降水量(0.069)、平均相對(duì)濕度(-0.043)和年平均氣溫(0.031)等自然因素對(duì)烏海礦區(qū)草地退化的彈性系數(shù)較小，說(shuō)明自然因素并不是造成其草地退化的主導(dǎo)因素。

4主要結(jié)論與政策建議

第一，理論分析判斷，西部礦區(qū)土(草)地退化是區(qū)域氣候、地貌、地質(zhì)、水資源、植被等自然環(huán)境要素和礦產(chǎn)開(kāi)采、人口增長(zhǎng)、土地不合理利用等人文社會(huì)因素共同作用的產(chǎn)物，其中自然環(huán)境是其退化外部條件，人為社會(huì)因素往往是驅(qū)動(dòng)其退化的內(nèi)因，影響礦區(qū)土(草)退化的驅(qū)動(dòng)機(jī)制因素可以劃分為自然條件、經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展水平以及礦產(chǎn)資源開(kāi)采三種。

第二，實(shí)證結(jié)果顯示，烏海市草地面積退化的第一驅(qū)動(dòng)力、第二驅(qū)動(dòng)力和第三驅(qū)動(dòng)力分別為經(jīng)濟(jì)發(fā)展與煤炭開(kāi)采、地區(qū)水分條件以及地區(qū)干旱程度，其彈性系數(shù)和影響敏感度分別為-0.138、0.016和-0.017，說(shuō)明烏海社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展尤其是煤礦開(kāi)采等人為社會(huì)因素對(duì)區(qū)域土(草)地退化具有最大的負(fù)面驅(qū)動(dòng)作用，自然因素影響相對(duì)較少，從而驗(yàn)證了理論上的分析判斷。

第三，深入分析發(fā)現(xiàn)，烏海市草地面積對(duì)各指標(biāo)的敏感程度按大小排序依次為地區(qū)生產(chǎn)總值(-0.174)、固定資產(chǎn)投資(-0.174)、煤炭開(kāi)采面積(-0.173)、人口數(shù)量(-0.173)、煤炭開(kāi)采量(-0.158)、日照時(shí)數(shù)(0.127)、降水量(0.069)、城鎮(zhèn)化率(-0.059)、平均相對(duì)濕度(-0.043)和年平均氣溫(0.031)。由此建議，未來(lái)煤礦區(qū)土(草地)退化防治和生態(tài)修復(fù)政策創(chuàng)新方向應(yīng)該是，通過(guò)轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式、優(yōu)化固定資產(chǎn)投資和限制煤炭開(kāi)采面積及產(chǎn)量等調(diào)控其主導(dǎo)退化因素，從而扭轉(zhuǎn)礦區(qū)土(草)地退化日益嚴(yán)重的態(tài)勢(shì)。

最后，雖然本研究就礦區(qū)土地退化問(wèn)題進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間探索研究，并揭示了主要驅(qū)動(dòng)因素和定量結(jié)果。然而，必須看到由于影響礦區(qū)土(草)地退化的驅(qū)動(dòng)因素繁多、加上不斷動(dòng)態(tài)變化，一方面本研究的變量選擇可能存在遺漏，另一方面可能由于時(shí)間序列相對(duì)較短、加上短期內(nèi)氣候變化不大等原因，以至于日照時(shí)數(shù)、降水量和平均相對(duì)濕度等因素的估計(jì)參數(shù)方向與理論分析結(jié)果不盡一致，以上研究不足都會(huì)對(duì)研究結(jié)果帶來(lái)偏差，有待以后研究不斷修正。

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Empirical research on the driving factors of land(grassland) degradation in western mining area：a case study of the Wuhai

TANG Ao1，LI Xiao-shun1，2，YAN Qing-wu1

(1.The Key Laboratory for Land Environment and Disaster Monitoring of SBSM in Jiangsu Province，China University of Mining and Technology，Xuzhou 221116，China；2.China Land Problem Research Center，Nanjing Agricultural University，Nanjing 210095，China)

Abstract:Land degradation，the primary problem which threaten human survival and development，has aroused wide attention of government，especially the mining area land degradation which is also an academic research hotspot and policy management difficulty.In view of this，based on the theoretical analysis，this article select the Wuhai mining area to conduct an empirical analysis through constructing econometric models，the results show that：① according to theoretical analysis of the results，the western mining area land(grassland) degradation is a combination of the integrated impacts of natural environment factors(e.g.regional climate，geomorphology，geology，water，vegetation) and human factors(e.g.mining，population growth，land use)，which natural environmental changing is the external conditions and human factors are the internal reason；②the empirical results show that the top three driving factors of grassland degradation in Wuhai mining area are coal mining and regional economic development，water conditions and regional drought degree.The elastic coefficient and impact sensitivity are 0.138，0.016 and 0.016 respectively；③the thorough analysis indicates that，the index of Wuhai mining area land degradation sort as follows according to the sensitive degree：regional GDP(-0.174)，fixed assets investment(-0.174)，coal mining area(-0.173)，population(-0.173)，coal mines(-0.158)，sunshine duration(0.127)，precipitation(0.069)，urbanization rate(-0.059)，average relative humidity(-0.043)and annual average temperature(0.031).It is suggested that we should regulate its dominant driving factors by transforming the pattern of economic development，optimizing the investment in fixed assets and limiting the coal mining area and yield etc，thus reversing the increasing tendency of the mining area land(grassland) degradation.

Key words：the western mining area；land degradation；the empirical analysis；Wuhai

收稿日期：2015-08-20

基金項(xiàng)目：科技基礎(chǔ)性工作專(zhuān)項(xiàng)計(jì)劃項(xiàng)目資助(編號(hào)：2014FY110800)；國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目資助(編號(hào)：71473249；U1361214)；江蘇省社科基金重點(diǎn)項(xiàng)目資助(編號(hào)：15EYA002)；江蘇省老工業(yè)基地資源利用與生態(tài)修復(fù)協(xié)同創(chuàng)新中心和高校優(yōu)勢(shì)學(xué)科建設(shè)工程項(xiàng)目資助(編號(hào)：SZBF2011-6-B35)；研究生培養(yǎng)創(chuàng)新工程項(xiàng)目資助(編號(hào)：KYZZ_0389)

作者簡(jiǎn)介：湯傲(1994-)，女，安徽安慶人，碩士研究生，主要研究礦區(qū)土地退化與生態(tài)修復(fù)。E-mail：tangao1994@126.com。 通訊作者：李效順(1983-)，男，河南周口人，副教授，博士后，主要研究資源經(jīng)濟(jì)與政策。E-mail：lxsh@cumt.edu.cn。

中圖分類(lèi)號(hào)：X24

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1004-4051(2016)05-0058-07