經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)土地利用變化及其驅(qū)動力分析——以廣東省為例

吳明發(fā)，歐名豪，廖榮浩

（1.廣東海洋大學(xué) 資源與環(huán)境系，廣東 湛江524088；2.南京農(nóng)業(yè)大學(xué) 公共管理學(xué)院，南京210095）

土地利用變化是在各種驅(qū)動力作用下土地利用目的與利用方式改變的體現(xiàn)[1－2]，受到自然與人類活動的雙重影響[3]，一直以來是國內(nèi)外學(xué)者研究的熱點問題[4－9]。然而，研究不同地域范圍內(nèi)的土地利用變化問題，其結(jié)果會表現(xiàn)出不同的區(qū)域特點，因此，目前全球土地利用變化研究一般以區(qū)域案例為基礎(chǔ)開展研究[10－13]，關(guān)注其對區(qū)域社會經(jīng)濟發(fā)展與生態(tài)環(huán)境的綜合影響，并探討其內(nèi)在機制及成因，從而為區(qū)域的社會經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展與生態(tài)環(huán)境保護提供科學(xué)的決策依據(jù)。廣東省是我國改革開放的前沿陣地，多年來經(jīng)濟總量位居全國第一。在經(jīng)濟快速發(fā)展的同時，資源環(huán)境特別是土地資源制約經(jīng)濟發(fā)展的問題尤為突出，如何協(xié)調(diào)兩者的關(guān)系始終是決策者和學(xué)者高度關(guān)切的問題。本文以廣東省為例，分析1996—2008年土地利用變化過程；借助SPSS軟件，采用主成分分析法，尋找影響1996—2008年土地利用變化的驅(qū)動力因素，揭示廣東省土地利用變化與社會、經(jīng)濟驅(qū)動因素之間的相互關(guān)系，以期為廣東省社會經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展與土地資源可持續(xù)利用提供科學(xué)參考。

1 研究區(qū)概況及數(shù)據(jù)來源

1.1 研究區(qū)概況

廣東省位于北緯20°13′—25°31′和東經(jīng)109°39′—117°19′，地處中國大陸最南部。東鄰福建，北接江西、湖南，西連廣西，南臨南海，珠江口東西兩側(cè)分別與香港、澳門特別行政區(qū)接壤，西南部雷州半島隔瓊州海峽與海南省相望。全省陸地面積1 797.5萬hm2，光、熱、水資源豐富，四季常青，動植物種類繁多。現(xiàn)轄21個地級市，33個縣級市、43個縣、3個自治縣、42個市轄區(qū)，1 588個（鄉(xiāng)）鎮(zhèn)。

廣東省是中國人多地少的省份之一，2008年末常住總?cè)丝跒? 544萬人，人口密度是全國的3倍，人均耕地只占全國的1／2，尤其是粵東潮汕平原，人均耕地僅0.02hm2。平原和盆谷平地不多，土地可墾率低，后備土地資源十分有限，人地矛盾十分突出。2008年有農(nóng)用地1 490.77萬hm2，其中耕地283.07萬hm2，園地100.75萬hm2，林地1 012.04萬hm2，牧草地2.72萬hm2，其他農(nóng)用地92.19萬hm2；建設(shè)用地180.76萬hm2，其中居民點及獨立工礦用地147.50萬hm2，交通運輸用地12.15萬hm2，水利設(shè)施用地21.11萬hm2；未利用地129.52萬hm2，其中未利用土地69.79萬hm2，其他土地59.73萬hm2。

1.2 數(shù)據(jù)來源

社會經(jīng)濟數(shù)據(jù)來源于廣東統(tǒng)計年鑒（1997—2009）。土地數(shù)據(jù)來源于1996—2008年廣東國土資源年鑒，其中1996—2001年的土地數(shù)據(jù)采用1984年全國農(nóng)業(yè)區(qū)劃委員會制訂的《土地利用現(xiàn)狀調(diào)查規(guī)程》中的“八大一級地類”統(tǒng)計口徑，2002—2008年的土地數(shù)據(jù)采用2002年國土資源部制訂的《全國土地分類（過渡期）》中的“三大一級地類”統(tǒng)計口徑。為了使數(shù)據(jù)具有可比性，統(tǒng)一采用《全國土地分類》（過渡期）所制定的土地利用分類體系，將研究區(qū)土地利用類型分為3個一級類別：農(nóng)用地、建設(shè)用地和未利用土地。并在一級類別的基礎(chǔ)上進一步細化分出10個二級類別：農(nóng)用地細分為耕地、園地、林地、牧草地和其他農(nóng)用地；建設(shè)用地細分成居民點及獨立工礦用地、交通用地和水利設(shè)施用地；未利用地細分為未利用土地和其他土地。

2 土地利用變化分析

2.1 土地利用結(jié)構(gòu)變化分析

區(qū)域土地利用面積和結(jié)構(gòu)的變化是研究區(qū)域土地利用變化的一個重要方面，通過對其分析，可以發(fā)現(xiàn)區(qū)域土地利用的發(fā)展趨勢。土地利用結(jié)構(gòu)反映不同類型的土地在國民經(jīng)濟各產(chǎn)業(yè)部門配置中所占的比重，其公式為：

式中：Ai——第i類土地的面積；n——土地利用類型。1996年和2008年廣東省土地利用面積統(tǒng)計結(jié)果見表1。

表1 1996－2008年廣東省土地利用面積變化

土地利用面積總量分析。由表1看出，廣東省林地面積最多，超過1 000萬hm2，也超過廣東省陸地面積的一半；其次為耕地，但不到林地面積的1／3；再次為居民點及獨立工礦用地，由1996年的114.42萬hm2增加到2008年的147.5萬hm2；其余的土地利用類型面積都低于100萬hm2；廣東省交通非常發(fā)達，發(fā)展很快，但所占面積相對較少，由1996年的8.58萬hm2增加到2008年的12.15萬hm2；牧草地面積最少，由1996年的2.83萬hm2減少到2008年的2.72萬hm2。

土地利用面積增（減）量分析。13a間各類土地面積增量絕對值由大到小依次為：耕地＞居民點及獨立工礦用地＞園地＞林地＞其他農(nóng)用地＞其他土地＞交通運輸用地＞未利用土地＞水利設(shè)施用地＞牧草地；增加量由大到小依次為：居民點及獨立工礦用地＞園地＞其他農(nóng)用地＞交通運輸用地＞水利設(shè)施用地；減少量由大到小依次為：耕地＞林地＞其他土地＞未利用土地＞牧草地。因此，雖然廣東省林地面積最多，但從土地面積增（減）量來看，耕地面積變化最大，減少44.15萬hm2；其次是居民點及獨立工礦用地，增加33.08萬hm2；再次是園地，增加21.79萬hm2；第四才是林地，減少20.26萬hm2；面積變化最小的是牧草地，只減少0.11萬hm2。

土地利用結(jié)構(gòu)變化分析。13a間各類土地所占比重增減率絕對值由大到小依次為：耕地＞居民點及獨立工礦用地＞林地＞園地＞其他農(nóng)用地＞其他土地＞交通運輸用地＞未利用土地＞水利設(shè)施用地＞牧草地；增長率由大到小依次為：居民點及獨立工礦用地＞園地＞其他農(nóng)用地＞交通運輸用地＞水利設(shè)施用地；減少率由大到小依次為：耕地＞林地＞其他土地＞未利用土地＞牧草地。由此得出，耕地在各用地類型中所占的比重下降最快；而城鎮(zhèn)建設(shè)用地所占比重增長最大；由于水利設(shè)施用地和牧草地面積占廣東省陸地面積的比重本身很小，計算基數(shù)小，因而比重增長或者下降的速度很小。

2.2 土地利用動態(tài)度變化分析

土地利用動態(tài)度可以定量描述土地利用的變化速度，對于預(yù)測區(qū)域未來土地利用的變化趨勢具有積極作用，采取單一土地利用動態(tài)度來表示。單一土地利用動態(tài)度可表達區(qū)域一定時間范圍內(nèi)某種土地利用類型的數(shù)量變化情況，易于通過不同土地利用類型間的比較反映不同土地類型變化的差異，從而探求其背后的驅(qū)動因子。其公式表達為：

式中：K——研究時段內(nèi)某種土地利用類型的動態(tài)度，也可以表示某種土地利用類型的年變化率。Ua，Ub——研究期初和研究期末某種土地利用類型的面積；T——研究時長，當(dāng)T設(shè)為年時，K即為研究區(qū)內(nèi)某種土地利用類型的年變化率。根據(jù)公式計算出1996—2008年廣東省土地利用動態(tài)度，其絕對值由大到小依次為：交通運輸用地（3.20%）＞居民點及獨立工礦用地（2.22%）＞園地（2.12%）＞其他農(nóng)用地（1.27%）＞耕地（－1.04%）＞其他土地（－0.58%）＞牧草地（－0.30%）＞未利用土地（－0.28%）＞水利設(shè)施用地（0.18%）＞林地（－0.15%）；增長率由大到小依次為：交通運輸用地＞居民點及獨立工礦用地＞園地＞其他農(nóng)用地＞水利設(shè)施用地；減少率由大到小依次為：耕地＞其他土地＞牧草地＞未利用土地＞林地。由此得出，廣東省交通發(fā)展最快；其次為城鎮(zhèn)建設(shè)發(fā)展，其占用了大量土地；再次為園地和其他農(nóng)用地發(fā)展，兩者增長率都超過1%；由于林地面積基數(shù)很大，并且減少量相對并不大，因而減少率最小，僅為0.15%，說明廣東省在生態(tài)維護上做得比較好，值得肯定和推崇。

2.3 土地利用程度變化分析

土地利用程度主要反映了土地利用的廣度和深度，它不單反映土地利用本身的自然屬性，亦反映出土地系統(tǒng)中人類因素和自然環(huán)境的綜合效應(yīng)。土地利用的程度可以用土地利用程度指數(shù)來刻畫，它用來表示人類開發(fā)利用土地的程度，能夠較好地反映土地利用的總體程度。根據(jù)中科院遙感所劉紀(jì)遠提出的土地利用程度分析方法，把土地自然平衡保持的狀態(tài)分為4級并賦予分級指數(shù)[14]，公式為：

式中：Ld——土地利用程度綜合指數(shù)；Ai——第i類土地利用程度分級指數(shù)；Ci——第i類土地面積比重，計算結(jié)果見表2。

由表2可以看出，1996—2008年廣東省土地利用程度綜合指數(shù)逐年上升，說明土地開發(fā)利用程度不斷加深，主要原因是利用程度低的土地利用類型向利用程度較高的土地利用類型轉(zhuǎn)化，表現(xiàn)為未利用土地、其他土地、林地、草地、耕地向園地、其他農(nóng)用地、居民點及獨立工礦用地、交通運輸用地轉(zhuǎn)化，使得土地利用程度增加，土地利用向深度和廣度發(fā)展；土地利用程度綜合指數(shù)最大值為236.96，與土地利用程度綜合指數(shù)極值400相差較遠，說明廣東省土地利用開發(fā)力度不是很大，這可能與林地占比重大且超過廣東省陸地面積的一半有關(guān)。

表2 1996－2008年廣東省土地利用綜合指數(shù)

3 土地利用變化驅(qū)動力分析

區(qū)域土地利用變化的影響因素很多，選擇驅(qū)動力影響因素指標(biāo)時要盡可能全面，但很多指標(biāo)之間存在不同程度的相關(guān)性，容易產(chǎn)生多元共線性問題而無法得出正確的分析結(jié)果。主成分分析方法可以很好地解決這一問題，其目的就是通過線性變換，將原來的多個指標(biāo)組合成相互獨立的少數(shù)幾個能充分反映總體信息的指標(biāo)，使用提取出的主成分代替原始變量，從而在不丟掉主要信息的前提下避開了變量間的共線性問題；并且主成分分析方法對樣本容量沒有嚴格要求，非常適合做土地利用變化驅(qū)動力分析。其公式為：

式中：p＝1，2，…；x1，x2，…，xp——p個原變量（均值為零、方差為1）；F1，F(xiàn)2，…，F(xiàn)m——m 個公共因子變量，m小于p；apm——因子載荷，是第p個原有變量在第m個公共因子變量上的載荷；ε——特殊因子。

3.1 選擇指標(biāo)體系

根據(jù)廣東省土地利用的實際情況，遵循客觀性、層次性、動態(tài)性、可行性和科學(xué)性原則，從社會因素、經(jīng)濟因素、農(nóng)業(yè)因素三個方面選取12個指標(biāo)，即：社會因素4個，X1——年末總?cè)丝冢ㄈf人）；X2——農(nóng)業(yè)人口比重（%）；X3——公路通車里程（km）；X4——糧食產(chǎn)量（萬t）；經(jīng)濟因素6個，X5——農(nóng)民人均純收入（元）；X6——社會固定資產(chǎn)投資額（億元）；X7——國內(nèi)生產(chǎn)總值（億元）；X8——工業(yè)總產(chǎn)值（億元）；X9——第一產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值占 GDP 的比重 （%）；X10——第三產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值占GDP的比重（%）；農(nóng)業(yè)因素2個，X11——有效灌溉面積（hm2）；X12——農(nóng)業(yè)占農(nóng)林牧業(yè)產(chǎn)值比重（%）。

3.2 主成分分析

借助SPSS 17.0軟件，采用主成分分析法，選擇累積貢獻率大于85%來提取主成分，得到特征值和主成分貢獻率（表3）。由表3可知，前兩個主成分的累積貢獻率達到了92.21%，完全可以滿足分析的需要。

表3 前四個主成分特征值及貢獻率

從表4中可以看出，主成分1的貢獻是6.12，主成分2的貢獻是4.95，主成分1統(tǒng)計值比主成分2大，說明主成分1比主成分2在影響廣東省土地利用變化方面更有驅(qū)動性。選取主成分1和主成分2的載荷系數(shù)大于0.85進行分析，可以看到主成分1主要與公路通車里程、國內(nèi)生產(chǎn)總值、農(nóng)民人均純收入、社會固定資產(chǎn)投資額和工業(yè)總產(chǎn)值呈顯著正相關(guān)，這些指標(biāo)與經(jīng)濟和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)有很大關(guān)系，因此可以命名為經(jīng)濟發(fā)展因素；主成分2與有效灌溉面積和農(nóng)業(yè)占農(nóng)林牧業(yè)產(chǎn)值比重呈顯著正相關(guān)，這些指標(biāo)與農(nóng)業(yè)發(fā)展有關(guān)，因此可以命名為農(nóng)業(yè)發(fā)展因素。

廣東省土地利用變化的影響因素重要性從大到小依次排序為：公路通車里程、國內(nèi)生產(chǎn)總值、工業(yè)總產(chǎn)值、農(nóng)民人均純收入、社會固定資產(chǎn)投資額、有效灌溉面積、農(nóng)業(yè)占農(nóng)林牧業(yè)產(chǎn)值比重、第一產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值占GDP的比重、糧食產(chǎn)量、農(nóng)業(yè)人口比重、年末總?cè)丝?、第三產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值占GDP的比重，說明經(jīng)濟發(fā)展因素是影響廣東省土地利用變化的最重要因素，但農(nóng)業(yè)發(fā)展因素也是不可忽略的主要因素之一。人口因素對主成分2的影響比對主成分1的影響更為突出，且對主成分1作用方向為正，對主成分2作用方面為負，說明人口增長不利于農(nóng)業(yè)的發(fā)展，但有利于經(jīng)濟的發(fā)展，且經(jīng)濟發(fā)展可以減弱人口增長對農(nóng)業(yè)發(fā)展帶來的不利影響，詳見表4。

表4 旋轉(zhuǎn)載荷矩陣

4 結(jié)論

（1）廣東省林地面積最多，超過廣東省陸地面積的一半；其次為耕地，但不到林地面積的1／3；再次為居民點及獨立工礦用地；其余的土地利用類型面積都低于100萬hm2；排在最后兩位是交通運輸用地和牧草地，2008年面積分別為12.15萬hm2和2.72萬hm2。

（2）雖然廣東省林地面積最多，但耕地面積變化最大，減少44.15萬hm2，在各用地類型中所占的比重下降最快；其次是居民點及獨立工礦用地，增加33.08萬hm2，在各用地類型中所占比重增長最大；再次是園地，增加21.79萬hm2；第四才是林地，減少20.26萬hm2；面積變化最小的是牧草地，只減少0.11萬hm2。

（3）土地利用動態(tài)變化表現(xiàn)為耕地、林地、牧草地、未利用土地和其他土地面積凈減少；園地、其他農(nóng)用地、居民點及獨立工礦用地、交通運輸用地和水利設(shè)施用地凈增加；從土地利用動態(tài)度絕對值由大到小排序看：交通運輸用地＞居民點及獨立工礦用地＞園地＞其他農(nóng)用地＞耕地＞其他土地＞牧草地＞未利用土地＞水利設(shè)施用地＞林地，廣東省交通發(fā)展最快；其次為城鎮(zhèn)建設(shè)發(fā)展，其占用了大量土地；再次為園地和其他農(nóng)用地發(fā)展，兩者增長率均超過1%；林地減少率最小，僅為0.15%，說明廣東省在生態(tài)維護上做得比較好，值得肯定和推崇。

（4）13a來，廣東省土地利用程度不斷加深，主要原因是利用程度低的土地利用類型向利用程度較高的土地利用類型轉(zhuǎn)化的結(jié)果，表現(xiàn)為未利用土地、其他土地、林地、草地、耕地向園地、其他農(nóng)用地、居民點及獨立工礦用地、交通運輸用地轉(zhuǎn)化；土地利用程度綜合指數(shù)最大值為236.96，與土地利用程度綜合指數(shù)極值400相差較遠，說明廣東省土地利用開發(fā)力度不是很大。

（5）廣東省土地利用變化的主要驅(qū)動因素可以歸結(jié)為經(jīng)濟發(fā)展因素和農(nóng)業(yè)發(fā)展因素。經(jīng)濟發(fā)展因素是最重要的影響因素，主要包含公路通車里程、國內(nèi)生產(chǎn)總值、農(nóng)民人均純收入、社會固定資產(chǎn)投資額和工業(yè)總產(chǎn)值5個因子；農(nóng)業(yè)發(fā)展因素也不可忽略，主要包含有效灌溉面積和農(nóng)業(yè)占農(nóng)林牧業(yè)產(chǎn)值比重兩個因子。因此隨著今后廣東省節(jié)約集約用地試點示范省的不斷推進，“挖存量變增量、墾后備擴資源”將是解決廣東省經(jīng)濟發(fā)展與農(nóng)業(yè)發(fā)展齊頭并進的重要措施。

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