武威市土地利用變化特征及其驅(qū)動(dòng)響應(yīng)

宋雪婷，程 偲

（蘭州大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院，甘肅 蘭州 730000）

1 概述

改革開放以來(lái)，我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)持續(xù)發(fā)展推動(dòng)了區(qū)域城市化和現(xiàn)代化進(jìn)程，國(guó)家區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展與生態(tài)保護(hù)等戰(zhàn)略的實(shí)施也對(duì)我國(guó)土地利用時(shí)空格局產(chǎn)生了顯著影響。土地利用變化（Land Use Cover Change,LUCC）研究是當(dāng)前全球環(huán)境變化研究的基礎(chǔ)和關(guān)鍵[1]，土地利用變化及其人類響應(yīng)與綜合的土地利用區(qū)域模型是研究LUCC 的核心問(wèn)題之一[2]。揭示土地利用過(guò)程中的主要自然和社會(huì)經(jīng)濟(jì)驅(qū)動(dòng)力及其反饋過(guò)程，對(duì)促進(jìn)區(qū)域土地可持續(xù)利用和經(jīng)濟(jì)社會(huì)高質(zhì)量發(fā)展具有重要意義。

國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)該研究進(jìn)行了不同角度的闡釋與解讀。很多學(xué)者采用DPSIR、主成分分析等方法對(duì)土地利用變化驅(qū)動(dòng)因素進(jìn)行定量研究[3-4]。Lambin等[5]系統(tǒng)論述了導(dǎo)致土地利用變化的原因，劉紀(jì)遠(yuǎn)等[6]對(duì)21 世紀(jì)初我國(guó)土地利用變化空間格局與驅(qū)動(dòng)因素進(jìn)行了深入探討。潘竟虎等[7]運(yùn)用主成分分析法對(duì)近30 年玉門市LUCC 的驅(qū)動(dòng)因素進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)農(nóng)業(yè)人口增長(zhǎng)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展是最直接驅(qū)動(dòng)因素，同時(shí)也受政策因素影響。在很大程度上，影響土地利用變化除了社會(huì)經(jīng)濟(jì)及自然因素外，還包括許多國(guó)土空間開發(fā)利用過(guò)程中實(shí)施的難以量化評(píng)價(jià)的土地利用政策、法律法規(guī)和空間規(guī)劃等因素，而各因素對(duì)不同區(qū)域土地利用變化的驅(qū)動(dòng)效度是不盡相同的[8-9]。

西北內(nèi)陸干旱區(qū)地域遼闊但水資源缺乏，在自然氣候和人類活動(dòng)的長(zhǎng)期作用下，形成了獨(dú)特的土地利用格局[10]。研究土地利用格局演變特征及驅(qū)動(dòng)響應(yīng)過(guò)程對(duì)提高該區(qū)域土地資源利用效率、推動(dòng)區(qū)域用地向集約轉(zhuǎn)化和促進(jìn)土地資源合理利用具有現(xiàn)實(shí)意義。目前，大多數(shù)研究集中在土地利用變化的單因素單向研究[11]，較少利用結(jié)構(gòu)方程模型來(lái)測(cè)度土地利用變化的驅(qū)動(dòng)響應(yīng)過(guò)程，不能綜合反映區(qū)域土地利用與自然—社會(huì)系統(tǒng)的關(guān)系[12]。本研究基于武威市2009—2018 年土地利用動(dòng)態(tài)變化狀況，從土地利用轉(zhuǎn)移矩陣、動(dòng)態(tài)度和利用程度綜合指數(shù)探討武威市10 年間土地利用的演變特征，進(jìn)而利用結(jié)構(gòu)方程模型綜合量化分析區(qū)域自然、社會(huì)經(jīng)濟(jì)條件對(duì)其土地利用變化的驅(qū)動(dòng)響應(yīng)過(guò)程，旨在為武威市乃至西北內(nèi)陸區(qū)國(guó)土空間開發(fā)與利用、經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展提供理論支撐及參考依據(jù)。

2 研究區(qū)概況、數(shù)據(jù)與方法

2.1 研究區(qū)概況

武威市位于甘肅省西部，地處黃土、青藏和蒙新三大高原的過(guò)渡帶，是河西走廊重要的交通隘口。武威市總面積約3.23 萬(wàn)km2，現(xiàn)轄一區(qū)三縣。武威市屬于典型的溫帶大陸性氣候，年平均氣溫7.8℃，年降水量60～610 mm，海拔1 020～4 874 m，地勢(shì)呈西南向東北傾斜[13]。2018 年，全市地區(qū)生產(chǎn)總值（GDP）為469.27 億元，年末常住人口182.78 萬(wàn)人，水資源總量14.8 億m3。武威市已開發(fā)利用土地3 234 709.32 hm2，其中耕地454 680.41 hm2，林地369 820.16 hm2，草地981 309.25 hm2，城鄉(xiāng)建設(shè)用地94 067.93 hm2，水域37 907.54 hm2，未利用土地1 296 924.03 hm2，2009—2018 年，全市城鄉(xiāng)建設(shè)用地增加25%，為城市化快速推進(jìn)提供了廣闊的土地空間資源。

2.2 數(shù)據(jù)來(lái)源

本研究主要采用武威市2009—2018 年土地利用變更表和統(tǒng)計(jì)年鑒數(shù)據(jù)，以及2010 年、2014 年與2018 年3 期土地利用遙感數(shù)據(jù)。其中，2009—2018年土地利用變更表來(lái)源于甘肅省城鄉(xiāng)規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院，2009—2018 年統(tǒng)計(jì)年鑒數(shù)據(jù)來(lái)源于甘肅省武威市統(tǒng)計(jì)局[14]，2010 年、2014 年與2018 年土地利用遙感數(shù)據(jù)來(lái)源于中國(guó)科學(xué)院資源環(huán)境科學(xué)數(shù)據(jù)中心的中國(guó)多時(shí)期土地利用土地覆被遙感監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)集（CNLUCC）[15]，該數(shù)據(jù)集是以陸地衛(wèi)星Landsat 遙感影像數(shù)據(jù)作為主要信息源，通過(guò)人工目視解譯生成。

2.3 研究方法

本研究中LUCC 特征主要采用土地利用動(dòng)態(tài)度、土地利用轉(zhuǎn)移矩陣、土地利用綜合指數(shù)三個(gè)指標(biāo)來(lái)測(cè)度，其計(jì)算過(guò)程如式（1）—（4）所示。土地利用變化的驅(qū)動(dòng)響應(yīng)過(guò)程采用DPSIR-PLS 模型分析，模型的構(gòu)建過(guò)程如下文所示。

2.3.1 LUCC 特征指標(biāo)

（1）土地利用動(dòng)態(tài)度

土地利用動(dòng)態(tài)度可表達(dá)區(qū)域在一定時(shí)間范圍內(nèi)某種土地利用類型的數(shù)量變化情況[16]，計(jì)算公式為:

式中:Ua、Ub分別表示研究期初和研究期末某一土地利用類型的面積；T 為研究期時(shí)長(zhǎng)；當(dāng)T 的時(shí)段設(shè)定為年時(shí)，K 即為研究區(qū)域某種土地利用類型的年變化率。

（2）土地利用轉(zhuǎn)移矩陣

土地利用轉(zhuǎn)移矩陣是土地利用類型間相互轉(zhuǎn)化的數(shù)量和方向定量研究的主要方法，能反映土地利用變化的結(jié)構(gòu)特征和各類型間的轉(zhuǎn)移方向[17]。

式中：Sij為研究期內(nèi)第i 類土地向第j 類轉(zhuǎn)化的面積；i 為第一時(shí)期土地利用類型；j 為第二時(shí)期土地利用類型；n 為土地利用類型的數(shù)量。

（3）土地利用程度綜合指數(shù)

土地利用程度綜合指數(shù)是描繪土地利用程度，研究區(qū)域內(nèi)土地利用開發(fā)程度有效量化指標(biāo)[18]，計(jì)算如式（3）、（4）所示：

式（3）、（4）中：L 為土地利用程度綜合指數(shù)，數(shù)值越大利用程度越高；Ai為土地利用程度分級(jí)指數(shù)；Ci為土地利用程度面積百分比；Lb-a為土地利用程度綜合變化指數(shù)；La、Lb分別為a、b 時(shí)間研究區(qū)土地利用程度綜合指數(shù)；Ca、Cb分別為第i 級(jí)的土地利用類型面積百分比。當(dāng)Lb-a>0 則表示區(qū)域土地利用處于發(fā)展期，否則處于調(diào)整期或衰退期。Ai取值參考劉紀(jì)遠(yuǎn)[19]提出的土地利用程度綜合分析方法，將土地利用分為4 級(jí)：第1 級(jí)為未利用土地；第2 級(jí)為林、草、水用地；第3 級(jí)為農(nóng)業(yè)用地；第4 級(jí)為城鄉(xiāng)聚落用地。

2.3.2 驅(qū)動(dòng)響應(yīng)指標(biāo)體系構(gòu)建

DPSIR 模型[20]是由OECD 于1993 年對(duì)已有的土地利用與經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)模型修訂而提出的方法，能有效整合土地可持續(xù)利用與經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展過(guò)程中資源開發(fā)、人口承載和生態(tài)環(huán)境中的問(wèn)題。結(jié)構(gòu)方程模型可用于探索多變量間的結(jié)構(gòu)化指標(biāo)相關(guān)性度量的問(wèn)題，能夠最大限度探索基于理論與模型框架下的多變量之間的相互關(guān)系。本研究利用SmartPLS 2.0 軟件，基于DPSIR 模型和結(jié)構(gòu)方程模型的基本思路建構(gòu)土地利用變化DPSIR-PLS 模型[21]，探索武威市土地利用變化的驅(qū)動(dòng)響應(yīng)過(guò)程。

在參照已有文獻(xiàn)的DPSIR 模型[22]基礎(chǔ)上，構(gòu)建以下5 個(gè)準(zhǔn)則層：驅(qū)動(dòng)力（Driving Force）用于表征驅(qū)動(dòng)土地利用類型轉(zhuǎn)變的推力，是度量區(qū)域土地利用過(guò)程中糧肉供給量及人口密集和城鎮(zhèn)化率的承載量；壓力層（Pressure Layer）是人口和生產(chǎn)生活耗水量增長(zhǎng)而造成土地利用類型轉(zhuǎn)變的壓力；狀態(tài)層（State Layer）是在驅(qū)動(dòng)力與壓力之下的社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的格局狀態(tài)；影響層（Influence Layer）是土地利用在區(qū)域自然農(nóng)牧生產(chǎn)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的格局狀態(tài)下的影響；響應(yīng)層（Response Layer）是社會(huì)經(jīng)濟(jì)狀況與驅(qū)動(dòng)力-壓力-狀態(tài)耦合下的區(qū)域綜合社會(huì)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)與人口生產(chǎn)生活變化響應(yīng)。

如圖1 所示，基于準(zhǔn)則層構(gòu)建的土地利用變化驅(qū)動(dòng)響應(yīng)過(guò)程，其中驅(qū)動(dòng)力作為區(qū)域人口對(duì)各類資源的利用，能對(duì)壓力、狀態(tài)、影響和響應(yīng)等準(zhǔn)則層做出基礎(chǔ)支撐和間接影響（路線①）；社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的格局狀態(tài)會(huì)對(duì)驅(qū)動(dòng)力-壓力-狀態(tài)壓力耦合下的人口生產(chǎn)生活變化響應(yīng)帶來(lái)直接影響，同時(shí)也會(huì)通過(guò)對(duì)土地利用的改變，間接改變區(qū)域的響應(yīng)過(guò)程（路線②）。每個(gè)準(zhǔn)則層分別用4～5 個(gè)基礎(chǔ)指標(biāo)進(jìn)行度量化，構(gòu)建的驅(qū)動(dòng)力-壓力-狀態(tài)-影響-響應(yīng)指標(biāo)體系中共計(jì)24 個(gè)基礎(chǔ)指標(biāo)，見表1。

圖1 驅(qū)動(dòng)響應(yīng)過(guò)程構(gòu)建

表1 驅(qū)動(dòng)力/壓力-狀態(tài)-影響-響應(yīng)指標(biāo)體系構(gòu)建

3 結(jié)果與分析

3.1 土地利用面積時(shí)空變化特征

如圖2 所示，2010—2018 年武威市土地利用面積隨時(shí)間的變化量。武威市土地利用面積變化量最大的是耕地、草地和城鄉(xiāng)建設(shè)用地，其中2010—2013年耕地面積持續(xù)減少，2014—2018 年耕地面積逐漸增加；2010—2012 年草地面積均為增加，2013—2018 年草地面積持續(xù)減少；城鄉(xiāng)建設(shè)用地面積持續(xù)增加，其中2011 年增長(zhǎng)量最多；水域、未利用地面積呈波動(dòng)狀態(tài)但變化不大。

圖2 2010—2018 年武威市土地利用面積變化量

2010—2014 年，涼州區(qū)的建設(shè)用地?cái)U(kuò)張使主城區(qū)周邊耕地縮減；天?？h耕地面積減少，實(shí)施下鄉(xiāng)入川工程，并對(duì)遷出地實(shí)施退耕還林還草政策，該區(qū)域在此期間25°以上坡耕地退耕、15°～25°水源地耕地退耕、嚴(yán)重沙化耕地退耕等累計(jì)面積達(dá)1 935 hm2，使生態(tài)環(huán)境得以恢復(fù)和保護(hù)。2014—2018 年，全市耕地有所增加，主要集中在古浪縣，因?qū)嵤┥鷳B(tài)移民、易地扶貧搬遷工程，將生活在祁連山高深山區(qū)群眾搬遷到北部川區(qū)，大量的未利用地轉(zhuǎn)化為耕地，對(duì)古浪縣第一產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值增加和農(nóng)民生活條件改善帶來(lái)了顯著影響。城鄉(xiāng)建設(shè)用地在武威市各縣區(qū)均呈現(xiàn)增加趨勢(shì)，但增加趨勢(shì)放緩、增長(zhǎng)面積顯著減少，主要來(lái)源于城市周邊用地的征收和對(duì)城市交通運(yùn)輸布局優(yōu)化需求的增長(zhǎng)。林地在武威市全域的年度變化中均呈現(xiàn)減少的趨勢(shì)，但是隨著年份增加，減少量有所下降，一方面武威市受水文和氣候條件影響造成林地保育難度加大，另一方面與武威全域?qū)嵤┨烊涣直Ｗo(hù)和造林工程、落實(shí)重點(diǎn)區(qū)域退耕還林政策實(shí)施和三北防護(hù)林體系建設(shè)工程有關(guān)。

同時(shí)，土地利用空間變化驅(qū)動(dòng)因素還包括諸多國(guó)土空間開發(fā)利用過(guò)程中實(shí)施的難以量化評(píng)價(jià)的土地利用政策、法律法規(guī)和空間規(guī)劃等因素。武威市重視天然林地的封育和保護(hù)，并積極落實(shí)各項(xiàng)林地利用政策，加強(qiáng)森林植被管護(hù)和封禁保護(hù)。2014—2018 年，全市林業(yè)投資完成額約3.2 億元，天然林保育、無(wú)林地和疏林地新封山（沙）育林面積分別共計(jì)7 876 hm2和3 309 hm2，三北防護(hù)林體系建設(shè)工程建成防護(hù)林面積1 711 hm2，有效遏制了林地面積削減勢(shì)頭，并提高了林業(yè)產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值，2014—2018 年總產(chǎn)值創(chuàng)收56 億元。另外，空間變化還包括全市各縣區(qū)實(shí)施的城鄉(xiāng)建設(shè)用地增減掛鉤的國(guó)土整理項(xiàng)目，包括整理低效和廢棄閑置的農(nóng)村建設(shè)用地和獨(dú)立工礦廢棄地、等量核定為建設(shè)用地占用的耕地等。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，2016 年以來(lái)，拆除農(nóng)村宅基地約2 777.56 hm2，復(fù)墾出2 690.96 hm2的耕地，并已用于城市建設(shè)用地建設(shè)面積為1 154.48 hm2，其中占用城市周邊耕地679 hm2，其余主要為未利用地的開發(fā)。這一舉措實(shí)現(xiàn)了城鄉(xiāng)建設(shè)用地空間布局調(diào)整和用地效益提升，也為未來(lái)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和城市空間擴(kuò)張預(yù)留了建設(shè)用地指標(biāo)，從而影響了該市耕地與城鄉(xiāng)建設(shè)用地的空間布局。

3.2 土地利用轉(zhuǎn)移特征

分析武威市在2010—2014 年與2014—2017年的區(qū)域內(nèi)土地利用轉(zhuǎn)移矩陣情況（表2、表3），結(jié)果表明全市土地利用類型在2010—2017 年內(nèi)發(fā)生了明顯的轉(zhuǎn)化。從總量上看，變化量較大的主要是耕地、草地和城鄉(xiāng)建設(shè)用地。

表2 2010—2014 年武威市土地利用轉(zhuǎn)移矩陣

表3 2014—2017 年武威市土地利用轉(zhuǎn)移矩陣

從不同的時(shí)段來(lái)看：2010—2014 年，草地和城鄉(xiāng)建設(shè)用地面積增加，增加面積分別為14 853.90 hm2和11 172.82 hm2，草地面積主要轉(zhuǎn)入來(lái)源為耕地，城鄉(xiāng)建設(shè)用地主要由耕地、草地和未利用地轉(zhuǎn)換而來(lái)。2014 年，武威市人均城鎮(zhèn)工礦用地面積256 m2，人均農(nóng)村居民點(diǎn)用地面積達(dá)327 m2，超出國(guó)家規(guī)定的人均建設(shè)用地標(biāo)準(zhǔn)[23]，表明武威市城鄉(xiāng)建設(shè)用地利用水平不高。耕地、林地、水域和未利用地面積減少，減少面積分別為23 168.21 hm2、1 096.76 hm2、248.45 hm2和1 513.30 hm2。2014—2017 年，耕地和城鄉(xiāng)建設(shè)用地面積增加，增加面積分別為5 763.8 hm2和6139.63hm2，均主要占用草地。草地、林地、水域和未利用地面積減少，減少面積分別為7 958.53 hm2、2 301.81 hm2、50.76 hm2和1 592.33 hm2，其中草地面積減少最多，主要轉(zhuǎn)換為耕地和城鄉(xiāng)建設(shè)用地；其次為林地和未利用地，主要轉(zhuǎn)換為耕地。

3.3 土地利用動(dòng)態(tài)度與利用程度變化

2009—2015 年，全市耕地、林地、水域和未利用地面積減少，草地和城鄉(xiāng)建設(shè)用地增加。各區(qū)縣耕地、林地面積均為減少，其中耕地、林地面積年減少率最快的分別為民勤縣（1.35%）、涼州區(qū)（0.81%）；涼州區(qū)和民勤縣草地面積年增長(zhǎng)率分別為0.86%、0.32%，古浪縣和天?？h草地面積年減少率分別為0.09%、0.04%；涼州區(qū)（3.06%）和民勤縣（3.01%）的城鄉(xiāng)建設(shè)用地年增長(zhǎng)率均高于全市平均水平，表明涼州區(qū)和民勤縣城鄉(xiāng)區(qū)都進(jìn)行了不同程度的城鎮(zhèn)化擴(kuò)張。

2015—2018 年，全市林地、草地和未利用地面積減少，耕地、城鄉(xiāng)建設(shè)用地和水域面積增加。林地、草地和未利用地面積減少率最快的分別為涼州區(qū)（0.40%）、民勤縣（0.41%）、古浪縣（0.39%）；耕地面積除涼州區(qū)減少外，其他縣均有所增加，其中古浪縣增長(zhǎng)率最高（0.66%）；各區(qū)縣城鄉(xiāng)建設(shè)用地面積變化均為增加，但涼州區(qū)和民勤縣的變化率明顯減小，古浪縣增長(zhǎng)率最高（1.94%）。

2009—2018 年，總體上看，全市面積減少的為耕地、林地、水域和未利用地，其他用地面積增加。古浪縣和天?？h耕地面積增加，其他區(qū)縣減少，其中民勤縣減少最快、古浪縣增加最快；林地面積各區(qū)縣均減少，其中涼州區(qū)減少最快（0.72%）；各區(qū)縣城鄉(xiāng)建設(shè)用地面積均為增加，天?？h增長(zhǎng)率最低（1.85%），表4。

表4 2009—2018 年武威市及各區(qū)縣土地利用動(dòng)態(tài)度

續(xù)表4

從表5 中可知，在2009 年、2015 年、2018 年，武威市及其各區(qū)縣土地利用程度綜合指數(shù)均低于全國(guó)平均水平231.92[24]，表明武威市全域土地利用水平仍有待提高；2009—2018 年，武威市土地利用綜合指數(shù)呈上升趨勢(shì)，說(shuō)明土地利用處于發(fā)展期。涼州區(qū)、古浪縣和天祝縣土地利用綜合指數(shù)不斷上升，民勤縣土地利用綜合指數(shù)先下降后上升。各區(qū)縣土地利用程度存在較大差異，1 級(jí)土地利用程度民勤縣最高，天?？h最低；2 級(jí)土地利用程度天?？h最高，其次為古浪縣，民勤縣最低；3 級(jí)土地利用程度涼州區(qū)最高，其次為古浪縣；4 級(jí)土地利用程度涼州區(qū)最高，民勤縣最低。

表5 2009 年、2015 年、2018 年武威市及各區(qū)縣土地利用程度綜合指數(shù)

3.4 驅(qū)動(dòng)響應(yīng)過(guò)程分析

圖3 為DPSIR-PLS 模型的結(jié)構(gòu)路徑：模型解釋了總體90%左右的變異數(shù)，各準(zhǔn)則層之間的相關(guān)性均很顯著（P＜0.05，r=0.95），表明該模型結(jié)構(gòu)相較圖1 中的理論模型結(jié)構(gòu)，更能代表武威市土地利用變化驅(qū)動(dòng)與響應(yīng)過(guò)程。

圖3 基于DPSIR-PLS 模型的土地利用變化驅(qū)動(dòng)與響應(yīng)過(guò)程

土地利用驅(qū)動(dòng)力層面：糧食產(chǎn)量、肉類總產(chǎn)量和城鎮(zhèn)化率三者相較人口密度而言，對(duì)武威市區(qū)域土地的改變產(chǎn)生了顯著的正向影響，表明糧食和肉類產(chǎn)量保障了全域人口的基本糧肉需求，并有效促進(jìn)了第一產(chǎn)業(yè)增加值的提升。而城鎮(zhèn)化率作為土地利用變化的強(qiáng)大驅(qū)動(dòng)力，使區(qū)域人口在城鎮(zhèn)化階段中向城鎮(zhèn)聚居的過(guò)程對(duì)各類用地時(shí)空變化量和利用度均產(chǎn)生重要影響。武威市城鎮(zhèn)人口逐年增多，但10 年間市域總?cè)丝诔市》陆第厔?shì)，人口密度的變化沒(méi)有對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顟B(tài)和用地?cái)?shù)量減少產(chǎn)生顯著影響。

土地利用壓力層面：水資源是限制武威市各項(xiàng)發(fā)展的重要因素，當(dāng)前，武威市水資源總體基本滿足市域各項(xiàng)生產(chǎn)生活的需求，總耗水量的增加顯著地保障了經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展水平的提升，但其與總供水量顯著負(fù)相關(guān)，表明在耗水過(guò)程中須平衡總耗水量與總供水量之間的供需關(guān)系，保障區(qū)域水土資源的耦合和優(yōu)化利用，有效緩和市域土地利用變化壓力。同時(shí)，從全域上來(lái)看，武威市農(nóng)村人口和總?cè)丝诰氏陆第厔?shì)，公路客運(yùn)周轉(zhuǎn)量的高度相關(guān)表明武威市存在本地人口跨區(qū)域流失的風(fēng)險(xiǎn)，這雖然能降低土地利用變化壓力，并提高區(qū)域人均國(guó)土資源總體承載力水平，但從長(zhǎng)遠(yuǎn)上看人口流失對(duì)武威市未來(lái)經(jīng)濟(jì)社會(huì)高質(zhì)量發(fā)展是不利的。

土地利用變化狀態(tài)層面：第一產(chǎn)業(yè)增加值、第三產(chǎn)業(yè)增加值和社會(huì)消費(fèi)品零售總額相較固定資產(chǎn)投資對(duì)土地利用變化影響層有更高的相關(guān)性，這表明武威市全區(qū)國(guó)民生產(chǎn)總值中一產(chǎn)和三產(chǎn)的增加會(huì)顯著地改變區(qū)域土地利用格局。同時(shí)，武威市城鄉(xiāng)建設(shè)用地變化量逐年減少，且與一產(chǎn)、三產(chǎn)增加值和社會(huì)銷售總額顯著負(fù)相關(guān)，表明武威市產(chǎn)業(yè)發(fā)展與社會(huì)銷售總額的增長(zhǎng)對(duì)城鄉(xiāng)建設(shè)用地空間面積擴(kuò)張依賴的減弱，也進(jìn)一步表明武威市城鎮(zhèn)化發(fā)展仍處于“S”型中期加速發(fā)展階段，需要土地利用結(jié)構(gòu)調(diào)整與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級(jí)協(xié)調(diào)推進(jìn)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)區(qū)域國(guó)民生產(chǎn)總值提升和土地優(yōu)化配置相協(xié)調(diào)，達(dá)到《武威市國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十三個(gè)五年規(guī)劃綱要》中經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展與各類涉及國(guó)土類規(guī)劃的目標(biāo)保持一致。

土地利用變化影響層面：林地和未利用地面積年變化量均無(wú)法用此模型度量，這二者更多的是受政策因素影響，特別是天然林保育、無(wú)林地和疏林地新封山（沙）育林等措施，與林地和未利用地的面積增減量息息相關(guān)；而草地面積與城鄉(xiāng)建設(shè)用地面積年變化量對(duì)土地利用變化響應(yīng)層有著相同的負(fù)趨向性，說(shuō)明城鄉(xiāng)建設(shè)用地和草地變化量有所減小，但仍不會(huì)造成響應(yīng)層中牲畜承載量和人均GDP 等各類指標(biāo)效應(yīng)的減弱；而耕地和水域面積年變化量對(duì)土地利用變化響應(yīng)層有相同的正趨向性，表明10年間耕地與水域的變化促進(jìn)了財(cái)政收入比和城鄉(xiāng)收入比的改善。

土地利用變化響應(yīng)層面：牲畜承載量與耕地有效灌溉面積、總供水量存在顯著的負(fù)相關(guān)效應(yīng)，與總耗水量效應(yīng)反之；而在時(shí)間尺度上總耗水量呈逐年增加、總供水量呈逐年減少趨勢(shì)，表明區(qū)域牲畜承載能力與耕地有效灌溉面積受水資源總量限制嚴(yán)重。與此同時(shí)，在響應(yīng)層中人均GDP、城鄉(xiāng)收入比和財(cái)政收支比等綜合指標(biāo)逐年改善，特別是區(qū)域生產(chǎn)總值、農(nóng)村可支配收入和一般公共預(yù)算收入的提升，是土地利用時(shí)空格局優(yōu)化的具體表現(xiàn)，是城鄉(xiāng)融合發(fā)展政策、區(qū)域生產(chǎn)總值提升造成的一般公共預(yù)算收入的政策效應(yīng)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展紅利的外溢。

4 討論

本研究采用的DPSIR-PLS 模型有效分析了土地利用變化驅(qū)動(dòng)響應(yīng)過(guò)程中驅(qū)動(dòng)力對(duì)壓力、狀態(tài)、影響和響應(yīng)準(zhǔn)則層的間接影響大小，但社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展格局對(duì)人口生產(chǎn)生活響應(yīng)的直接影響沒(méi)有被有效測(cè)度。因此，量化不同區(qū)域的土地利用變化驅(qū)動(dòng)響應(yīng)過(guò)程應(yīng)在DPSIR-PLS 模型框架中選擇差異化的指標(biāo)因子。

武威市作為西北內(nèi)陸區(qū)，應(yīng)平衡好區(qū)域人口增長(zhǎng)與土地利用之間的關(guān)系，促進(jìn)人口城鎮(zhèn)化與土地城鎮(zhèn)化相協(xié)調(diào)，制定土地利用轉(zhuǎn)變與人口增長(zhǎng)掛鉤的相關(guān)政策，促進(jìn)區(qū)域內(nèi)人地要素向集約、節(jié)約化土地利用上轉(zhuǎn)化。同時(shí)，實(shí)施水源地水質(zhì)提升和水量供需平衡工程，穩(wěn)定生活、生產(chǎn)用水總供給量，打造節(jié)水工程、農(nóng)業(yè)工程以提升區(qū)域用水效率，降低區(qū)域總耗水量，從而緩解新型城鎮(zhèn)化發(fā)展過(guò)程中的水資源供需矛盾，提升區(qū)域水土資源承載能力。

同時(shí)，武威市應(yīng)把握國(guó)家和省級(jí)農(nóng)業(yè)、生態(tài)類型用地保護(hù)及經(jīng)濟(jì)社會(huì)協(xié)調(diào)發(fā)展的新機(jī)遇。國(guó)家政策中進(jìn)一步加大對(duì)西部生態(tài)脆弱地區(qū)生態(tài)建設(shè)的支持力度，加大對(duì)農(nóng)產(chǎn)品主產(chǎn)區(qū)和重點(diǎn)生態(tài)功能區(qū)的轉(zhuǎn)移支付力度，這能有效推動(dòng)武威市農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量提升和農(nóng)用地節(jié)約、集約利用，促進(jìn)各縣區(qū)加強(qiáng)對(duì)生態(tài)脆弱用地的恢復(fù)，實(shí)現(xiàn)區(qū)域可持續(xù)國(guó)土空間優(yōu)化和土地節(jié)約、集約利用。涼州區(qū)、民勤縣兩縣區(qū)被甘肅省列入橫向石羊河流域水環(huán)境改善生態(tài)保護(hù)補(bǔ)償試點(diǎn)縣，這也能在提高水源涵養(yǎng)林蓄水保水功能與增加水域面積的同時(shí)，發(fā)揮重點(diǎn)生態(tài)功能區(qū)的山水林河湖草生態(tài)系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)價(jià)值，實(shí)現(xiàn)區(qū)域生態(tài)環(huán)境改善、水域用地面積保護(hù)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)利益的多贏。

5 結(jié)論

本研究采用土地利用轉(zhuǎn)移矩陣、動(dòng)態(tài)度和利用程度綜合指數(shù)分析武威市2009—2018 年土地利用時(shí)空變化特征，并應(yīng)用DPSIR-PLS 模型探究該市土地時(shí)空變化的驅(qū)動(dòng)響應(yīng)過(guò)程，基于以上研究分析可獲得以下結(jié)論：

（1）2009—2018 年，武威市不同土地利用類型的面積發(fā)生了較大變化，耕地、林地、水域和未利用地面積減少，草地、城鄉(xiāng)建設(shè)用地面積增加。

（2）2010—2014 年耕地主要轉(zhuǎn)化為草地，耕地面積減少，城鄉(xiāng)建設(shè)用地主要占用耕地、草地和未利用地。2014—2017 年耕地面積在此期間增幅較大，主要來(lái)源于草地，其次是林地和未利用地，城鄉(xiāng)建設(shè)用地則主要來(lái)源于城市周邊和交通沿線的耕地占用和未利用地開發(fā)。

（3）2009—2018 年，武威市各縣區(qū)土地利用程度綜合指數(shù)均低于全國(guó)平均水平，2015—2018 年土地利用程度綜合指數(shù)較2009—2015 年的變化量增大，土地利用狀態(tài)總體上處于發(fā)展期。

（4）利用DPSIR-PLS 模型分析各準(zhǔn)則層之間不同的驅(qū)動(dòng)響應(yīng)程度，結(jié)果為：驅(qū)動(dòng)力層面糧食產(chǎn)量、肉類總產(chǎn)量和城鎮(zhèn)化率是結(jié)構(gòu)過(guò)程中的主要驅(qū)動(dòng)因素；年末常住人口流失和總耗水量的增加是影響土地利用變化壓力層的主要壓力；狀態(tài)層中逐年減少的總供水量與驅(qū)動(dòng)層中的耕地有效灌溉面積和牲畜承載量有顯著負(fù)向影響；土地利用影響層中各類用地的年變化量受自然、社會(huì)經(jīng)濟(jì)和難以量化的政策因素共同影響；武威市區(qū)域土地利用時(shí)空格局變化下人均GDP、城鄉(xiāng)收入比和財(cái)政收支比等綜合指標(biāo)表現(xiàn)出較好的響應(yīng)。