泉州市土地利用變化及其驅(qū)動力分析

黃曉峰

(泉州市土地開發(fā)整理中心，福建 泉州 362000)

?

泉州市土地利用變化及其驅(qū)動力分析

黃曉峰

(泉州市土地開發(fā)整理中心，福建 泉州 362000)

文章采用2002-2014年的土地利用變更數(shù)據(jù)及社會經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計數(shù)據(jù)，探討了研究期內(nèi)泉州市土地利用數(shù)量變化、土地利用速度及土地利用程度，并運(yùn)用主成分分析法對引起土地利用變化的社會經(jīng)濟(jì)驅(qū)動因子進(jìn)行分析。研究結(jié)果表明：(1)泉州市土地利用變化總體趨勢是建設(shè)用地規(guī)模增加，未利用地規(guī)模減小，農(nóng)用地規(guī)模變化幅度不大；(2)泉州市土地利用程度處于較高的水平，且土地開發(fā)利用強(qiáng)度在不斷加大；(3)人口增長、經(jīng)濟(jì)發(fā)展、社會投資力度、居民收入及城市化水平是泉州市土地利用變化的主導(dǎo)因素。

土地利用變化； 驅(qū)動力； 泉州市

20世紀(jì)90年代以來，土地利用/覆蓋變化一直都是國內(nèi)外學(xué)者的研究熱點(diǎn)[1-2]。而驅(qū)動力機(jī)制作為土地利用變化研究領(lǐng)域焦點(diǎn)一直備受專家學(xué)者關(guān)注，部分專家學(xué)者認(rèn)為土地利用變化機(jī)制研究是土地利用變化模擬的基礎(chǔ)，是土地變化科學(xué)基本規(guī)律的研究，是土地利用變化問題最核心的研究部分[3-6]。近十幾年來，泉州市社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展取得了顯著成效，但隨著城鎮(zhèn)化、工業(yè)化進(jìn)程的加快，土地利用類型也相應(yīng)地產(chǎn)生了很大的變化，人地矛盾日趨緊張。因此，本文擬通過對泉州市2002-2014年土地利用變化及其驅(qū)動力進(jìn)行分析，力圖揭示泉州市土地利用變化與社會經(jīng)濟(jì)各因素之間的相互關(guān)系，以期為泉州市社會經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展和土地管理的科學(xué)決策提供借鑒。

1 研究區(qū)概況及數(shù)據(jù)來源

1.1 研究區(qū)概況

泉州市地處福建省東南部，地理位置：北緯24°22’-25°56’，東經(jīng)117°34’-119°05’，是福建省三大中心城市之一。北承省會福州，南接廈門特區(qū)，東望臺灣寶島，西毗漳州、龍巖、三明。全市土地面積11015平方公里，氣候?qū)賮啛釒ШＱ笮约撅L(fēng)氣候，終年溫暖濕潤，四季如春，地勢西北高東南低，山地、丘陵占土地總面積的五分之四，俗稱“八山一水一分田”。截止2014年底，泉州市戶籍人口716.22萬、GDP5733.36億元、財政總收入723.12億元、全社會固定資產(chǎn)投資額2940.25億元、實(shí)際利用外資37.36億美元、城鎮(zhèn)居民人均可支配收入34820元、農(nóng)民人均純收入14586元。

1.2 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)來源

本文社會經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)來源于2003-2015年泉州市統(tǒng)計年鑒，土地利用數(shù)據(jù)來源于2003年和2015年泉州市土地利用現(xiàn)狀變更調(diào)查數(shù)據(jù)。由于2003和2015年土地利用變更調(diào)查所采用的土地利用分類體系不一樣，為了研究方便，統(tǒng)一按照《全國土地分類》(過渡期)的分類體系對2015年的數(shù)據(jù)進(jìn)行換算，并將泉州市土地利用現(xiàn)狀分為農(nóng)用地、建設(shè)用地和未利用土地3個一級類，并在此基礎(chǔ)上根據(jù)研究的需要將農(nóng)用地細(xì)分為耕地、園地、林地、牧草地和其他農(nóng)用地；建設(shè)用地細(xì)分為居民點(diǎn)及獨(dú)立工礦用地、交通用地和水利設(shè)施用地；未利用地細(xì)分為未利用土地和其他土地。

2 泉州市土地利用變化分析

2.1 泉州市土地利用的數(shù)量及結(jié)構(gòu)變化分析

土地利用數(shù)量和結(jié)構(gòu)變化是一個地區(qū)土地利用變化幅度的兩個重要指標(biāo)，土地利用結(jié)構(gòu)變化的公式為：

式中：Ai——第i類土地的面積；n——土地利用類型。采用公式對泉州市2002年和2014年地利用現(xiàn)狀面積進(jìn)行計算，結(jié)果見表1。

由表1可見，2002-2014年間泉州市各類土地利用現(xiàn)狀面積都發(fā)生了變化，具體如下：

(1)農(nóng)用地面積有所增加，但增加的幅度不大。從2002年的832302.86hm2增加到2014年的868643.35 hm2，增加了36340.49 hm2。但從農(nóng)用地二級類來看，農(nóng)用地面積的增加要?dú)w功于林地和園地面積的增加，其實(shí)耕地和其它農(nóng)用地分別減少了9.56%和16.31%。導(dǎo)致這種變化的原因除了建設(shè)用地占用以外，也跟在這期間泉州市加大了農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和建設(shè)生態(tài)林力度有直接的關(guān)系。

(2)建設(shè)用地顯著增加。2002-2014年泉州市建設(shè)用地總量從123401.9 hm2增加到167508.39 hm2，增加了44106.49 hm2，增長率為35.74%。其中交通運(yùn)輸用地規(guī)模增長率為130.97%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過其它地類的增長速度，居民點(diǎn)及工礦用地規(guī)模也大幅增加，增長率也達(dá)到了31.28%，僅次于交通運(yùn)輸用地。建設(shè)用地規(guī)模的快速增加主要原因在于這十多年來泉州市城鎮(zhèn)化、工業(yè)化及進(jìn)程加快，及交通運(yùn)輸工程建設(shè)力度的加大。

(3)未利用土地面積大幅減少。泉州市未利用土地面積從2002年的168795.38 hm2減少到2014年的92711.45 hm2，減少了76083.93 hm2，減少幅度達(dá)45.07%。這說明在研究期間，隨著泉州市社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，土地利用率也相應(yīng)有了很大的提高，未利用地主要轉(zhuǎn)化為林地、園地、交通運(yùn)輸用地和居民點(diǎn)及工礦建設(shè)用地。

2.2 泉州市土地利用動態(tài)度變化分析

各類土地利用變化的動態(tài)特征主要通過單一土地利用動態(tài)度和綜合土地利用動態(tài)度兩個指數(shù)來表示。

(1)單一土地利用動態(tài)度。單一土地利用動態(tài)指數(shù)主要用來表達(dá)研究區(qū)域一定時期范圍內(nèi)某

表1 泉州市土地利用面積變化情況表 單位hm2

種土地利用類型的數(shù)量變化情況，其公式表達(dá)為：

式中：K——研究時段內(nèi)某一土地利用類型動態(tài)度；Ua，Ub——研究初期和末期某一種土地利用類型的數(shù)量；T——研究時段長，當(dāng)T設(shè)定為年時，K的值就是該研究區(qū)某種土地利用類型年變化率[7]。

(2)綜合土地利用動態(tài)度。綜合土地利用動態(tài)指數(shù)主要用來表達(dá)一定時段內(nèi)土地利用變化的強(qiáng)度，它反映了人類與土地之間進(jìn)行的物質(zhì)、能量、信息交流的強(qiáng)度，其公式表達(dá)為：

式中：LUi——研究初期i類土地利用類型面積；ΔLUi-j——研究時段內(nèi)i類土地利用類型轉(zhuǎn)化為非i類(j類)土地利用類型的面積；T——研究時段，當(dāng)T的時段設(shè)定為年時，LC的值就是該研究區(qū)土地利用類型的年變化率[7]。

采用以上公式分別求出2002-2014年泉州市單一土地利用動態(tài)度和綜合土地利用動態(tài)度(表2)

從表2可以看出，泉州市土地利用綜合動態(tài)度為0.79%，變化速度并不是很快。但從單一動態(tài)度上看，泉州市不同類型的土地利用在變化程

表2 泉州市土地利用動態(tài)指數(shù) 單位：%

度上差別很大，變化速度最快的是交通運(yùn)輸用地，單一動態(tài)度指數(shù)達(dá)到10.91%；牧草地、未利用地、居民點(diǎn)及工礦用地及園地的變化速度也比較快，單一動態(tài)度指數(shù)分別為-8.1%、-5.16%、2.61%、2.52%；其余地類變化速度相對較慢。泉州市土地利用變化程度最大的是建設(shè)用地，這與研究期間泉州市社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展導(dǎo)致對建設(shè)用地需求不斷加大有著密切的關(guān)系；牧草地、未利用地變化速度也比較快，主要原因在于泉州市嚴(yán)格地執(zhí)行國家耕地占補(bǔ)平衡政策，隨著建設(shè)用地量的增加，為了實(shí)現(xiàn)耕地占補(bǔ)平衡，作為新增耕地來源的未利用地和草地大量被開墾為耕地。可見，在建設(shè)用地需求大增和國家占補(bǔ)平衡政策的共同作用下，泉州市土地利用的變化總體顯現(xiàn)出未利用地、草地→耕地→建設(shè)用地變化規(guī)律，這也就是三大地類中建設(shè)用地和未利用土地的變化速度較快而農(nóng)用地變化速度較慢的原因。但同時我們也應(yīng)注意到，園地在所有地類中的變化速度并不算大，但與其它農(nóng)用地相比還是高出很多，其主要原因在于泉州市積極調(diào)整農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)、大力發(fā)展特色農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)，導(dǎo)致部分耕地、林地及未利用地轉(zhuǎn)變?yōu)閳@地。

2.3 土地利用程度變化分析

動態(tài)度指數(shù)主要是用來描述土地利用的變化速度，而土地利用程度及所處的階段則一般用土地利用程度指數(shù)進(jìn)行分析。本文參照中科院遙感所劉紀(jì)遠(yuǎn)提出的土地利用程度分析方法，把土地利用類型為4級(表3)，并分別計算泉州市土地利用程度綜合指數(shù)和土地利用程度綜合指數(shù)變化量，其公式表達(dá)為：

(1)土地利用程度綜合指數(shù)

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[8]。

(2)土地利用程度綜合指數(shù)變化量：

Lb-a=Lb-La

式中：Lb-a為土地利用程度綜合指數(shù)變化量；Lb為某研究區(qū)域末期土地利用程度綜合指數(shù)；La為某研究區(qū)域初期土地利用程度綜合指數(shù)；Ai為第i級土地利用程度分級指數(shù)；Cib為研究區(qū)域b時間第i級土地利用程度分級面積百分比；Cia為研究區(qū)域a時間第i級土地利用程度分級面積百分比。如果Lb-a>0，則該區(qū)域土地利用處于發(fā)展時期, 否則處于調(diào)整期或衰退期[8]。

表3 土地資源利用類型分級

根據(jù)以上公式計算得到泉州市2002年和2014年的土地利用程度綜合指數(shù)分別是232.76和247.37。根據(jù)檢索相關(guān)論文的研究成果，福建省2006年土地利用綜合指數(shù)為223.12[9]，浙江省2004年土地利用綜合指數(shù)為234.18[10], 廣東省2002年和2008年全省土地利用綜合指數(shù)為234.68和236.96[11]。泉州市土地利用程度綜合高于全省土地利用綜合指數(shù)，接近于周邊經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)省份土地利用綜合指數(shù)，可見泉州市土地利用程度較高。同時，在研究期內(nèi)泉州市土地利用程度變化變量Lb-a為14.61，表明泉州市土地利用正處于發(fā)展期，且土地開發(fā)利用強(qiáng)度不斷加大。產(chǎn)生這一現(xiàn)象的主要原因在于社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需求導(dǎo)致未利用地、林地、園地和耕地向城鎮(zhèn)、居民點(diǎn)、工礦和交通運(yùn)輸用地轉(zhuǎn)化，以及在耕地占補(bǔ)平衡和農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整等國家政策的調(diào)控下出現(xiàn)了未利用地、林地向園地、耕地轉(zhuǎn)化。

3 驅(qū)動力分析

研究區(qū)的諸多因素會對區(qū)域土地利用變化產(chǎn)生影響，因此在選用指標(biāo)體系時要綜合考慮因素指標(biāo)的全面性和各因素之間相關(guān)的問題。而主成分分析的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(dú)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，便于進(jìn)一步分析。此外，由于主成分分析對樣本量沒有嚴(yán)格要求，因此，對于時間序列偏短情況下的土地利用/覆蓋變化驅(qū)動力分析則更為有效[12]。

根據(jù)前文的分析及泉州市土地利用的實(shí)際情況，本文擬選取14個社會經(jīng)濟(jì)指標(biāo)采用主成分分析方法對泉州市土地利用變化的驅(qū)動力進(jìn)行定量分析，具體指標(biāo)如下：X1——年末總?cè)丝?人)、X2——非農(nóng)業(yè)人口(人)、X3——國內(nèi)總產(chǎn)值(萬元)、X4——第一產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值(萬元)、X5——第二產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值(萬元)、X6——第三產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值(萬元)、X7——農(nóng)林牧漁業(yè)總產(chǎn)值(萬元)、X8——全部工業(yè)總產(chǎn)值(萬元)、X9——社會消費(fèi)品零售總額(萬元)、X10——全社會固定資產(chǎn)投資額(萬元)、X11——實(shí)際利用外資(萬美元)、X12——財政收入(萬元)、X13——城鎮(zhèn)居民人均可支配收入(萬元)、X14——農(nóng)民人均純收入(萬元)，以上14個因子基本涵蓋了國民經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計各項(xiàng)主要指標(biāo)。

選擇泉州市2002-2014年序列資料變量作為原始變量，根據(jù)指標(biāo)體系選取的14個因子，運(yùn)用統(tǒng)計軟件SPSS19.0進(jìn)行主成分分析，分別計算出特征值和各主成分的貢獻(xiàn)率與累計貢獻(xiàn)率。根據(jù)計算結(jié)果，第一、第二主成分的累計貢獻(xiàn)率已經(jīng)達(dá)到99.18%(表4)，完全達(dá)到分析要求。因此只需求出第一、第二主成分即可，它們已經(jīng)充分反映了泉州市土地利用變化的綜合態(tài)勢。以前2個主成分為基礎(chǔ)，根據(jù)各主成分中各驅(qū)動因了荷載可便可分析其在相應(yīng)主成分中的貢獻(xiàn)率(表5)。

表4 前2個主成分特征值、貢獻(xiàn)率及累積貢獻(xiàn)率

從表5可以看出，第一主成分對泉州市土地利用變化的貢獻(xiàn)率高達(dá)96%，是土地利用變化的主要影響因子。在第一主成分中，非農(nóng)業(yè)人口外其余13個因子都與第一主成分呈顯著正相關(guān)，而這些因子主要與人口增長、經(jīng)濟(jì)發(fā)展、社會投資及居民收入水平的提高有關(guān)，因此第一主成分可以被認(rèn)為是人口增長、經(jīng)濟(jì)發(fā)展、社會投資及居民收入水平的代表。在第二主成分中，只有非農(nóng)業(yè)人口這一因子的荷載絕對值大于0.8，非農(nóng)業(yè)人口這一因子主要與城市化水平相關(guān)，因此，第二主成分可概括為城市化主成分。

表5 主成分旋轉(zhuǎn)載荷矩陣

以上分析結(jié)果表明，選取的泉州市社會經(jīng)濟(jì)方面的14個因子都對土地利用變化造成了顯著影響，這14個因子可以進(jìn)一步歸類為5類，即人口增長、經(jīng)濟(jì)發(fā)展、社會投資、居民收入及城市化水平。通過以上分析可以得出，研究期內(nèi)人口增長、經(jīng)濟(jì)發(fā)展、社會投資力度、居民收入及城市化水平的提高是泉州市土地利用變化的主導(dǎo)因素。

4 結(jié)論

4.1 泉州市土地利用變化總體趨勢是建設(shè)用地規(guī)模顯著增加，未利用地規(guī)模明顯減小，農(nóng)用地規(guī)模變化幅度不大。

4.2 泉州市土地利用綜合動態(tài)度為0.79%，變化速度并不是很快。但不同類型的土地利用在變化程度上差別很大，變化速度最快的是交通運(yùn)輸用地，單一動態(tài)度指數(shù)達(dá)到10.91%；牧草地、未利用地、居民點(diǎn)及工礦用地及園地的變化速度也比較快，單一動態(tài)度指數(shù)分別為-8.1%、-5.16%、2.61%、2.52%；其余地類變化速度相對較慢。社會經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展導(dǎo)致建設(shè)用地需要大增以及在國家占補(bǔ)平衡、農(nóng)業(yè)調(diào)整政策的共同作用是產(chǎn)生這一現(xiàn)象的主要原因。

4.3 泉州市2002年和2014年的土地利用程度綜合指數(shù)分別是232.76和247.37，與本省及周邊省份同時期的土地利用綜合指數(shù)相比，泉州市土地利用程度處于較高的水平。泉州市土地利用程度變化變量Lb-a為14.61，表明泉州市土地利用正處于發(fā)展期，且土地開發(fā)利用強(qiáng)度不斷加大。

4.4 主成分分析選取的社會經(jīng)濟(jì)方面的14個因子都對泉州市土地利用變化有顯著影響，人口增長、經(jīng)濟(jì)發(fā)展、社會投資力度、居民收入及城市化水平的提高是泉州市土地利用變化的主導(dǎo)因素。

[1]李秀彬.全球環(huán)境變化研究的核心領(lǐng)域——土地利用/土地覆被變化的國際研究動向[J].地理學(xué)報,1996,51(6):553-558.

[2]唐華俊,等.土地利用/土地覆被變化(LUCC)模型研究進(jìn)展[J].地理學(xué)報,2009,64(4):456-468.

[3]王兵, 臧玲. 我國土地利用/土地覆被變化研究近期進(jìn)展[J].地域研究與開發(fā),2006,25(2):86-91.

[4]田亞昭.土地利用變化驅(qū)動力及其研究方法[J].金融教學(xué)與研究,2009,(125):76-77.

[5]史培軍,陳晉,潘耀忠.深圳市土地利用變化機(jī)制分析[J].地理學(xué)報,2000,55(2):151-160.

[6]角媛梅,王金亮,馬劍.三江并流區(qū)土地利用/覆被變化因子分析[J].云南師范大學(xué)學(xué)報,2002,22(3):59-65.

[7]梁治平,周興.土地利用動態(tài)變化的模型分析[C]∥中國土地資源戰(zhàn)略與區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展研究，2006:165-170.

[8]劉紀(jì)遠(yuǎn).中國資源環(huán)境遙感宏觀調(diào)查與動態(tài)研究[M].北京:中國科學(xué)技術(shù)出版社,1996:158-188.

[9]石少雄,林 忠,游建勝.福建省土地利用動態(tài)變化研究[J].科協(xié)論壇.2008,(10)102-103.

[10]朱閃閃, 趙言文.浙江省土地利用變化及社會經(jīng)濟(jì)驅(qū)動因素[J].長江流域資源與環(huán)境,2008,17(Z1):1-7.

[11]吳明發(fā),歐名豪,廖榮浩.經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)土地利用變化及其驅(qū)動力分析——以廣東省為例[J].水土保持研究,2012,19(1):179-183.

[12]李月臣,劉春霞.1987-2006年北方13省土地利用/覆蓋變化驅(qū)動力分析[J].干旱區(qū)地理,2009,32(1):37-46.

Analysis on Land Use Changes and Driving Forces in Quanzhou City

HUANG Xiao-Feng

(Quanzhou Land Development and Consolidation Center, Quanzhou Fujian 362000, China)

Based on the detailed investigation and social economic data of land use between 2002 and 2014, this paper discussed the land use quantity change, speed of land use and land use degree in Quanzhou city, and used the principal component analysis (pca) to analyze the social economic driving factors that led to the change of land use. The results shows:(1) The trend of land use change in Quanzhou city is with the increase of construction land scale, the decrease of unused land scale while with no significant change of farmland scale; (2) Land use degree in Quanzhou city is at relatively higher levels, and land development and utilization intensity is growing; (3) Population growth, economic development, social investment, resident income and urbanization level are the dominant factors of land use change in Quanzhou City.

land use change；diving force；Quanzhou city

2016-07-02

黃曉峰(1978-)，男，土地規(guī)劃利用工程師，碩士，研究方向?yàn)閲临Y源管理和研究。

F301.2

A

1674-344X(2016)08-0070-05