耕地是農業生產最基本的生產資料，耕地的收益是農民收入的重要來源，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，隨著我國經濟持續快速發展，占用耕地現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、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濟、社會、生態功能的協調發展。

1研究區域概況

咸寧市位于湖北省南部，地跨東經113°32'～114°58'，北緯29°02'～29°19'，有“湖北南大門”之稱。現轄一市一區四縣，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數據來源與研究方法

2.1數據來源

研究數據主要來源于《咸寧市統計年鑒》(1998～2010)、《咸寧地區農村統計年鑒》(1997～1998)、《湖北省統計年鑒》(1990～2010)。為了便于計算，取1990、1995、2000、2005、2010年五個年度數據。

2.2研究方法

2.2.1綜合評價函數構建

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: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

根據方差的貢獻率確定綜合評價函數中的權重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，構建指標體系要考慮各個方面的系統功能，反映耕地利用的經濟、社會、生態效益。因此本文根據指標體系選取的科學性與操作性、資源與環境相適應、系統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，其中經濟效益指標體系10個，社會效益、生態效益指標各7個，如表1所示。

3.1.2指標的標準化處理

首先對綜合指標數據進行一致化處理，將各類型指標統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值間的懸殊差別帶來的影響，避免不合理現象的發生，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數據代入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，但生態效益從70.43下降到65.54。

經濟效益的提高主要得益于科技進步。根據主成分分析結果，對經濟效益貢獻較大的主要為技術效率、耕地生產力、勞動生產率，每公頃耕地的產值從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、農業供養能力增強以及農民人均純收入的提高。

生態環境效益的降低主要由于化肥、農藥的大量使用，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，經濟效益、社會效益有較大提高，但耕地的生態效益波動下降。

經濟效益、社會效益的提高主要由于科技進步使耕地生產力、勞動生產率、耕地的供養能力、農民的人均收入得到提高。而耕地生態效益的下降主要由于化肥農藥的大量施用、能耗的增加以及農田水利投入的不足。因此，應加大農業科技投入，注意保護農業生態，減少農藥化肥的施用，積極進行耕地的整治，加強水利基礎設施建設，建設耕地環境質量安全體系。