商洛市土地利用類型變化及其影響因素分析

張雁，馬盈

（1.商洛學(xué)院 城鄉(xiāng)規(guī)劃與建筑工程學(xué)院，陜西商洛 726000；2.西北大學(xué) 城市與環(huán)境學(xué)院，陜西西安 710127）

土地利用變化是人類活動(dòng)的綜合表現(xiàn)，也是造成全球生態(tài)環(huán)境變化的主要因素，已經(jīng)成為社會(huì)各界關(guān)注的熱點(diǎn)[1-3]。商洛市作為南水北調(diào)中線水源區(qū)[4]，人地矛盾突出，經(jīng)濟(jì)發(fā)展長(zhǎng)期滯后。因此，近年來各級(jí)政府在保證南水北調(diào)中線供水安全基礎(chǔ)上，通過大力發(fā)展經(jīng)濟(jì)、加強(qiáng)城鄉(xiāng)建設(shè)，積極調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，提高人民生活水平，從而導(dǎo)致土地利用類型變化加速。因此，探討近年來商洛市土地利用變化規(guī)律及其影響因素，對(duì)區(qū)域后期調(diào)整土地利用結(jié)構(gòu)具有重要的現(xiàn)實(shí)指導(dǎo)意義。土地利用變化幅度、土地利用動(dòng)態(tài)度和土地利用程度綜合指數(shù)一直是國內(nèi)外學(xué)者研究區(qū)域土地利用變化特征的重要指標(biāo)[5-7]，同時(shí)研究其影響因素能揭示研究區(qū)土地利用變化機(jī)制[8]。如楊倩等[9]通過土地利用變化速率、類型轉(zhuǎn)移、 利用程度分析了漢江上游區(qū)域和各縣區(qū)土地利用時(shí)空變化，得到近年來漢江上游區(qū)域調(diào)整的土地利用結(jié)構(gòu)利于生態(tài)環(huán)境； 張文琦等[10]研究了三江平原濕地農(nóng)田化進(jìn)程中的土地利用變化過程及影響因素；盧嘉慧等[8]采用主成分分析法發(fā)現(xiàn)影響靖西市土地利用變化最主要驅(qū)動(dòng)力是經(jīng)濟(jì)發(fā)展，其次為人口增長(zhǎng)；拓進(jìn)寶[11]基于2003—2011 年商洛市城鎮(zhèn)化的加速推進(jìn)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展基礎(chǔ)上，通過土地利用動(dòng)態(tài)度和主成分分析了商洛市土地利用變化特征及其驅(qū)動(dòng)力。綜上所述，選取特定區(qū)域在特殊時(shí)期下的土地利用變化研究意義重大。因此，本文分析了商洛市既要大力發(fā)展社會(huì)經(jīng)濟(jì)，又要保護(hù)水源地這一特定時(shí)期下的2006—2016 年土地利用結(jié)構(gòu)、動(dòng)態(tài)和程度變化特征及其影響因素，以期為研究區(qū)后期合理利用和優(yōu)化配置土地資源提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

商洛市地處秦嶺山區(qū)、陜西省的東南部（東經(jīng) 108°34′20″～111°1′25″、北緯 33°2′30″～34°24′40″），地形地貌結(jié)構(gòu)復(fù)雜，素有“八山一水一分田”之稱。屬暖溫帶半濕潤(rùn)季風(fēng)氣候區(qū)，年平均氣溫12.9 ℃，年平均降水量731.4 mm。商洛市轄一區(qū)六縣，總面積約1.96 萬平方千米。2016 年末，商洛人口252.95 萬人，全市生產(chǎn)總值699.3 億元，比上年增長(zhǎng)10%。其中，第一產(chǎn)業(yè)增加值96.65 億元，增長(zhǎng)3.7%，占生產(chǎn)總值的比重為13.8%；第二產(chǎn)業(yè)增加值371.79 億元，增長(zhǎng)12.9%，占53.2%；第三產(chǎn)業(yè)增加值230.86 億元，增長(zhǎng)8.4%，占33%。據(jù)常住人口計(jì)算，全市人均生產(chǎn)總值29 574 元，比上年增長(zhǎng)了12%。非公有制經(jīng)濟(jì)實(shí)現(xiàn)增加值 379.27 億元，占全市占全市 GDP 的54.24%。

1.2 研究方法

1.2.1 土地利用變化幅度

商洛市土地利用變化幅度[12]計(jì)算公式為：

式中：RL 為研究時(shí)段內(nèi)某土地類型利用的變化幅度；Ua、Ub分別為研究初期、研究末期某土地類型利用的面積。

1.2.2 土地利用動(dòng)態(tài)度

商洛市單一土地利用動(dòng)態(tài)度[12]計(jì)算公式為:

式中：K 為研究時(shí)段內(nèi)某一土地利用類型動(dòng)態(tài)度，Ua、Ub分別為研究初期、研究末期某一土地利用類型的數(shù)量，T 為研究時(shí)段長(zhǎng)。

1.2.3 土地利用程度綜合指數(shù)

商洛市土地利用程度綜合指數(shù)[12]計(jì)算公式為：

式中：L 為研究區(qū)土地利用程度綜合指數(shù)，Bi為研究區(qū)第i 級(jí)土地利用程度分級(jí)指數(shù)，Ci為研究區(qū)內(nèi)第i 級(jí)土地利用程度土地所占的面積百分比，n 為土地利用程度分級(jí)指數(shù)，表1 中列出了土地利用分級(jí)賦值依據(jù)[13]。

表1 土地利用類型分級(jí)指數(shù)

商洛市土地利用程度變化[12]計(jì)算公式為：

式中：△L 為土地利用程度變化量；R 為土地利用程度變化率。若△L>0 或R>0，則該區(qū)土地利用處于發(fā)展時(shí)期，若△L<0 或R<0，則該區(qū)土地利用處于衰退期[12]。

1.2.4 主成分分析

主成分分析法是利用降維的思想，把多指標(biāo)轉(zhuǎn)化為少數(shù)幾個(gè)綜合指標(biāo)，其中每個(gè)主成分都能夠反映原始變量的大部分信息，且所含信息互不重復(fù)[8，11，12]。因此，本文根據(jù)主成分分析法的原理，按照主導(dǎo)性、覆蓋性和代表性原則，結(jié)合商洛市土地利用實(shí)際情況從經(jīng)濟(jì)指標(biāo)、社會(huì)指標(biāo)以及土地利用3 個(gè)方面選取了商洛市2006—2016 年的國民生產(chǎn)總值（元）X1、第一產(chǎn)產(chǎn)值（萬元）X2、第二產(chǎn)產(chǎn)值（萬元）X3、固定資產(chǎn)總投資（萬元）X4、總?cè)丝冢ㄈ耍5、農(nóng)民人均純收入（元）X6、人均國民生產(chǎn)值（元）X7、城鎮(zhèn)化水平（%）X8、社會(huì)零售總額（萬元）X9、建設(shè)占用耕地（hm2）X10、土地開發(fā)補(bǔ)耕地（hm2）X11等11 個(gè)影響土地利用變化指標(biāo)。

1.3 數(shù)據(jù)來源與處理

1.3.1 數(shù)據(jù)來源

本文研究國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展數(shù)據(jù)主要來源于《商洛市國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展統(tǒng)計(jì)公報(bào)》（2006—2016 年）；土地利用數(shù)據(jù)來源于《陜西省土地利用現(xiàn)狀數(shù)據(jù)集》（2006—2016 年），并參照了商洛市2006—2016 年土地利用變更數(shù)據(jù)（商洛市國土局） 和商洛市土地利用總體規(guī)劃（2006—2020），因數(shù)據(jù)來源有一定差異，研究中數(shù)據(jù)進(jìn)行了一定修訂。依照我國土地利用規(guī)劃分類體系和數(shù)據(jù)實(shí)際情況，本研究將商洛市土地利用類型分為耕地、園地、林地、草地、城鎮(zhèn)及工礦用地、交通運(yùn)輸用地、水域及水利設(shè)施用地、未利用土地8 類主要土地利用類型。

1.3.2 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2013 和 SPSS22.0 處理數(shù)據(jù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 商洛市土地利用類型數(shù)量和動(dòng)態(tài)變化

從表2 可以看出，2006 年和2016 年林地比重均最大，耕地次之，因此，林地和耕地是研究區(qū)的主要土地利用類型變化，也說明商洛市經(jīng)濟(jì)以第一產(chǎn)業(yè)及其副業(yè)為主。在2006—2016 年的未利用地比重由2006 年的3.35%下降為2016 年的1.28%，草地比重由4.58%下降為2.93%，而城鎮(zhèn)及工礦用地、水域及水利設(shè)施用地、園地和交通用地均在上升； 未利用地比重由2006 年大于城鎮(zhèn)及工礦用地和水域及水利設(shè)施用地的比重，而2016 年城鎮(zhèn)及工礦用地（1.98%）>水域及水利設(shè)施用地（1.29%）>未利用地（1.28%），說明近十年來商洛市城鎮(zhèn)建設(shè)在加速，建設(shè)用地占用了未利用地和草地資源。

從商洛市2006—2016 年的土地利用類型變化幅度來看，耕地、園地、林地、城鎮(zhèn)及工礦用地、交通運(yùn)輸用地和水域及水利設(shè)施用地面積均呈上升趨勢(shì)，變化幅度從大到小依次為： 園地（27.69%）>城鎮(zhèn)及工礦用地（21.60%）>水域及水利設(shè)施用地（18.69%）>交通運(yùn)輸用地（16.86%）>林地（3.60%）>耕地（0.79%），這與商洛市定位生態(tài)園林城市、 大力發(fā)展經(jīng)濟(jì)、 改善民生基礎(chǔ)工程、 南水北調(diào)中線水源地以及自然生態(tài)環(huán)境等有關(guān)。而未利用地和草地面積呈大幅度下降趨勢(shì)，變化幅度高達(dá)-61.82%和-35.90%，結(jié)合實(shí)際調(diào)研發(fā)現(xiàn)，這與園地、城鎮(zhèn)及工礦用地、水域及水利設(shè)施用地、交通運(yùn)輸用地占用了草地和未利用地有關(guān)。

從表2 還可以看出，商洛市2006—2016 年的八種土地類型動(dòng)態(tài)度差異明顯，但除未利用地為-6.18%外，其余均低于4.0%。其中，耕地（0.08%）、園地（2.77%）、林地（0.36%）、草地（-3.59%）、城鎮(zhèn)及工礦用地（2.16%）、交通運(yùn)輸用地（1.69%）、水域及水利設(shè)施用地（1.87%），依據(jù)劉紀(jì)遠(yuǎn)等研究成果[14]，商洛市土地利用類型變化較為緩慢，即土地利用結(jié)構(gòu)已趨于穩(wěn)定。

2.2 商洛市土地利用程度變化

將表2 中的2006 年和2016 年八種土地利用類型比重和表1 中的土地利用類型分級(jí)指數(shù)分別帶入式(3)，得出2006—2016 年商洛市土地利用程度綜合指數(shù)（表3）。從表3 可以看出，商洛市近10 年的綜合指數(shù)呈逐年上升趨勢(shì)，由2006年的211.82 增加到2016 年的215.04，但綜合指數(shù)為211～215，依據(jù)莊大方等研究成果[15]，說明商洛市土地利用程度整體較低。

表2 2006—2016 年商洛市土地利用類型面積變化

為了進(jìn)一步分析商洛市土地利用的綜合程度和變化發(fā)展趨勢(shì)，將表3 數(shù)據(jù)代入式(4)和式(5)，得出2006—2016 年和每一年間商洛市土地利用程度變化量和變化率（表4）。從表4 可以看出，2006—2016 年的土地利用程度變化量（3.2166）和變化率（0.0152）是正值，且值最大；在每一年間的土地利用程度變化量和變化率中，除了2009—2010年的土地利用程度變化量（-0.0003）為負(fù)值，其余年間均為正值但指標(biāo)值均很小，土地利用程度變化率接近0 或?yàn)?。依據(jù)韓緒研究成果[12]，說明商洛市近10 年土地利用變化總體上處于發(fā)展期，但發(fā)展緩慢，甚至出現(xiàn)了調(diào)整期或衰退期。

表3 商洛市2006—2016 年土地利用程度指數(shù)

表4 2006—2016 年商洛市土地利用程度變化量和變化率

綜上所述，2006—2016 年商洛市土地利用程度總體較低，雖然處于發(fā)展期，但發(fā)展緩慢，進(jìn)一步說明近10 年來商洛市經(jīng)濟(jì)、城市有所發(fā)展，但整體上發(fā)展緩慢，這與實(shí)際情況相符，也與商洛市土地利用結(jié)構(gòu)整體調(diào)整政策有關(guān)。

2.3 土地利用類型變化的影響因素

表 5、 表 6 為商洛市 2006—2016 年的土地利用類型變化影響因素主成分分析結(jié)果。

從表5 可知，第一、二主成分的特征值分別為8.507，1.340，累計(jì)貢獻(xiàn)率為89.514%，達(dá)到分析的要求，對(duì)第一、二主成分進(jìn)行分析。主成分載荷是指主成分與變量之間的相關(guān)系數(shù)，從表6 可知，第一主成分與國民生產(chǎn)總值、一二產(chǎn)值、固定資產(chǎn)投資、農(nóng)村家庭純收入、人均國民生產(chǎn)總值、城鎮(zhèn)化水平、 社會(huì)零售總額有很大的相關(guān)性，可以總結(jié)為經(jīng)濟(jì)發(fā)展因素； 第二主成分與總?cè)丝?、土地開發(fā)補(bǔ)耕地有較大的相關(guān)性，可以理解為是人口增長(zhǎng)的代表。由此可知，影響商洛市土地利用類型變化的主要因素是商洛市的經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)變化和城鎮(zhèn)化發(fā)展。

表5 2006—2016 年商洛市土地利用類型前五個(gè)主要成分特征值及貢獻(xiàn)率

表6 2006—2016 年商洛市土地利用類型1、2 主成分載荷矩陣

3 討論與結(jié)論

1）商洛市土地利用類型以林地為主，這與研究區(qū)長(zhǎng)期實(shí)施退耕還林、封山育林等生態(tài)建設(shè)工程有關(guān)； 商洛市2006—2016 年的園林和建設(shè)用地變化幅度上升顯著，這與區(qū)域大力發(fā)展經(jīng)濟(jì)建設(shè)有關(guān)；水域及水利設(shè)施用地面積在增加，而水域?qū)嶋H面積在減小，說明是水利設(shè)施用地面積在增加，這與本研究中土地利用類型劃分有關(guān)；而未利用地和草地呈大幅度下降趨勢(shì)，可能會(huì)影響到研究區(qū)土地資源可持續(xù)利用，未來應(yīng)該關(guān)注未利用地和草地驟減帶來的負(fù)面影響。

2）2006—2016 年商洛市土地利用類型動(dòng)態(tài)度和利用程度綜合指數(shù)均反映出研究區(qū)土地利用結(jié)構(gòu)已趨于穩(wěn)定，但缺乏空間分布及其結(jié)構(gòu)是否合理的研究，因此，土地利用類型空間變化及其發(fā)展趨勢(shì)和最優(yōu)結(jié)構(gòu)值得探討。

3）2006—2016 年商洛市土地利用結(jié)構(gòu)和變化主要受社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)影響，也是區(qū)域政策的具體體現(xiàn)，但土地利用變化與區(qū)域政策響應(yīng)關(guān)系缺乏深入研究，未來應(yīng)加強(qiáng)它們之間相互關(guān)系的研究。