陕西省土地利用变化时空格局及其驱动因素

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　　摘 要：近年来，伴随着人类社会经济的快速健康发展，人类对于地球表面的改造利用能力增强，土地资源利用的方式及结构随之发生变化。随着西部大城市经济开发国家战略的深入及“一带一路”国家战略的深入实施，陕西省的城市化建设进程不断加快，人口急剧增长。但随之而来的主要问题是国有建设工业用地需求逐年的增大、耕地逐年的减少、土地质量的下降、人地矛盾突出等一系列问题。深入研究分析了陕西省的土地资源利用动态变化及其驱动力，揭示其动态变化的特征及可能存在的结构性问题，为陕西省国有土地可持续开发利用及自然资源的保护提供决策依据，同时对于保护和改善当地的生态环境也具有重要的战略价值参考和指导意义。因此，充分利用陕西省2009、2012、2015三年土地资源利用动态变更情况调查的数据，深入研究分析了陕西省2009—2015年土地资源利用的动态变化情况，挖掘和分析了影响陕西省土地资源利用动态变化的主要驱动因子，分析了引起陕西省土地资源利用动态变化的主要原因，为更加合理充分地利用国有土地进行资源开发利用提供有益参考。
　　关键词：土地利用变化;时空格局;驱动因素;因子分析;陕西省
　　引言
　　土地和自然资源的利用是人类赖以生存和持续发展的重要基础[1]。土地的利用/土地覆盖的变化对于区域社会和生态环境变化产生重要的影响，并以其累积的变化方式直接影响到区域和全球生态环境的变化。随着我国人口的增长以及城市化进程的加快，我国的土地利用结构发生快速的变化，在利用空间和格局上也呈现显著的区域分异变化特征[2]。目前，土地资源利用的变化区域差异及协调的发展越来越多地成为了中国学术界在土地资源的利用、环境的保护和区域社会市场经济的协调发展等领域中的重要研究热点。
　　陕西省地处于中国内陆的腹地，地貌的类型复杂，加上自然和人类对生产和经济活动的长期环境影响，土地资源利用的区域化程度差异明显。作为西部大城市开发与西部生态环境保护体系建设的一个重点区域，陕西省近7年多以来土地资源利用结构变化过程引起的西部人地关系的演变过程具有较强的典型性和重要的代表性。本文综合分析近年来陕西省的土地资源利用结构变化的特征及成因，既为本行政区域的土地利用资源的可持续合理利用的研究提供科学依据，也可为其他同类国家和地区提供重要的借鉴和参考启示。
　　一、研究區域概况
　　陕西省位于我国西北内陆腹地，是连接东南西北地区的重要交通枢纽。地域南北长、东西短，其中，南北长约880km，东西宽约160～490km，总面积高达20.56万km2。研究区位于东经105°29′～111°15′，北纬31°42′～39°35′，地跨西北温带和亚热带，整体地势属于大陆季风海洋性气候，冬冷夏热、四季分明，自南向北温度逐渐地降低。目前全省地势大致呈南北高、中部低，可以划分为陕北高原、关中平原、秦巴山区三个较大自然地貌构成区域。
　　二、研究方法与数据来源
　　（一）研究方法
　　1.土地利用变化分析
　　为充分反映土地利用在时空上的动态演变过程，分别对以下指标进行了解析[3-5]，主要的计算公式及图表如下。
　　（1）单一土地利用类型动态度
　　式中，K为某一土地利用类型动态度，Va为研究初期某一土地利用类型面积（hm2），Vb为研究期末某一土地利用类型的面积（hm2），T为研究时段长。
　　（2）综合土地利用动态度
　　式中，LC为综合土地利用类型动态度，LUi为研究初期第i类土地利用类型的面积（hm2），？驻LUi-j为研究时段内第i类土地利用类型转为其他土地利用类型面积的绝对值（hm2），T为研究时段长。
　　2.土地利用驱动因素分析
　　文中运用因子分析的原理和方法，通过采用方差最大法或四次方差最大法等对多项式作为主控变量指标（详见表1）进行旋转和降维，选取较少个数的原始变量作为主控指标的因子，反映其与原始主控变量大多数的主控因子间的内在相互关系。因子分析的具体步骤：（1）对原始主控指标进行数据无量纲化的处理;（2）通过构建完整的因子分析模型，得出各主成分的贡献率与累计贡献率，将特征值大的检验统计量（Kaiser-Meyer-Olkin，KMO）及巴特利特球形检验（Bartlett’s）卡方统计量，分别达到0.779和918.564（自由度为90），其观测显著水平小于0.05，进行因子分析[6-9]。
　　（二）数据来源
　　研究以2009—2015年陕西省的土地资源综合利用分类数据为基础，其中土地利用分类依据系统分类标准选取的是包括耕地、园地等8大类土地类型。目前陕西省的人口及其社会经济等领域统计数据以《陕西省统计年鉴2017》的数据为主，辅助以陕西省历年的统计年鉴、国民经济和其社会发展时期的统计年鉴公报和其相关的研究作为参考文献。
　　三、结果与分析
　　（一）2009—2015年陕西省整体土地利用变化分析
　　耕地面积减少3.6万亩，其中，水田减少9.8万亩，水浇地减少23.4万亩，旱地增加29.7万亩。总体表现为关中、陕南耕地持续减少，其中以水浇地的减少最为突出，陕北地区耕地轻度增加。耕地减少以城乡建设用地、交通运输用地侵占耕地资源为主。
　　园地面积减少45.6万亩，其中，果园减少39万亩，茶园减少1万亩，其他园地减少5.6万亩。总体表现为咸阳市、渭南市、延安市的园地面积减少最为明显，分别为9.8万亩、8.7万亩、10.8万亩。
　　林地面积减少55.9万亩，包括有林地、灌木林、其他林地等。
　　草地面积减少52.1万亩，主要发生在陕北地区的延安市及榆林市。
　　城镇村及工矿用地增加123.4万亩，是2009—2015年间陕西省土地利用变化最突出的类型。城乡建设用地扩张的区域主要集中于西安市、咸阳市及榆林市。 　　交通运输用地增加32.8万亩，其中增加最为明显的是各个市的公路用地。
　　水域及水利设施用地减少2万亩，其中河流水面减少1.4万亩。
　　其他土地增加0.8萬亩，其中各个市的设施农用地有不同程度的增加;此外，渭南市的沼泽地面积及榆林市的面积有明显的减少，分别为1.9万亩、7.1万亩。
　　（二）土地利用变化度分析
　　1.单一土地利用类型动态度
　　根据式（1）计算出2009—2015年陕西省各市耕地、园地等动态度（如表2所示）。
　　由表2可以得知，7年来大部分的城市（地区）均在速度上出现不同程度快慢的规模耕地增加和减少，陕西省年平均规模耕地减少的速度大约为0.01%。规模耕地减少最快的城市是西安，年均耕地减少1.08%，远高于其他城市和地区;其次比较慢的是陕西省咸阳、商洛、铜川、汉中四市，减少的速度大约在0.1%～0.27%;陕西省渭南、延安、榆林三市的耕地面积也均有不同程度的减少和增加。
　　全省各市（自治区）均明显表现出了园地、林地、草地数量减少的多样化趋势，园地年平均的减少速度最快为0.72%，西安和安康园地草地减少的速度相当。其中，陕西省的园地年平均数量减少的速度最快为0.06%，榆林市的园地草地减少年平均速度最快为0.19%。其中，陕西省的草地年平均数量减少的速度最快为0.2%，渭南和汉中减少的速度最为明显，分别为0.79%、0.98%。
　　各市的城镇居民点及工矿用地、交通运输建设用地都可以出现不同程度快慢的规模增加。其中，西安市和陕北榆林市的增加用地速度最快。从其整体情况来看，陕北的居民点及工矿用地平均年增长的速率略高于山西省和陕南。
　　2.综合土地利用动态度
　　根据式（2）计算出2009—2015年陕西省各市土地综合动态度（如表3所示）。
　　由表3可知，陕西省各市的建设用地都已经出现不同程度快慢的规模增加，年建设用地增长速度平均为0.013%。其中又以西安市、咸阳市的年平均增长速度较为明显，分别为0.05%、0.035%;商洛市的年平均增长速度最低，为0.005%。
　　（三）土地利用变化驱动因素及机理分析
　　通过对构建主成分因子模型及对主成分因子的分析，提取得出3个主成分指标因子为反映指标主控特征值的因子，其主控特征值的信息量累计贡献率平均高达87.18%，可知这3个指标的主控成分因子的载荷值可以充分反映8个主成分指标的特征值和信息量。同时，依据各个指标的主控成分因子在变量上的作用和载荷值，可以分析得出：第一个指标的主控成分因子的载荷值可以被称为影响土地经济和社会发展的表现因子[10]，其主要的表现因素分别为土地经济生产力、地均固定资产、地均居民劳动生产率、地均固定资产、地均财政支出、农用地生产率、建设用地生产率等第一主控指标具有较高的载荷值，充分反映出我国经济快速发展的城镇化状况。第二主控的因子主要是表现在规模以上大中型工业用地的载荷值，反映出大中型工业化的经济发展迅速程度，因此可以简称为大中型工业经济发展的因子。第三主控因子也可以简称为大中型社会经济快速进步的因子，其主要是体现在规模以上城乡居民人均收入分配比、城镇化率的两个指标上，其载荷值相对较高，主控因子的特征值、贡献率及主控因子累计贡献率见表4。
　　将其中的主成分进行提取，采用具有kaiser标准化的正交抑制因子旋转法，旋转在4次迭代后逐渐收敛，得出了主控成分因子在各个变量的载荷值，详见表5。
　　为了进一步对陕西省10个主要城市和县区土地综合利用贡献率变化的驱动机制进行分类和回归分析，将从中提取的3个城市主控因子通过贡献率回归方法计算各个城市和县区的主控因子综合得分即f1、f2、f3。
　　（1）式中，wi为第i个主控因子的权重，fi为第i个主控因子
　　从发展时序的角度可以分析，短期内，自然条件等因素对于陕西土地利用变化的驱动作用很小，主要程度上是因为受土地及社会主义经济政策等因素的变化驱动影响，即在不同的社会主义经济发展阶段和时期，工业化、城镇化的进程等众多自然因素对陕西省土地利用变化的驱动作用在其中表现最为突出。综上所述，得到土地利用分析的结论。
　　（2）不同经济发展阶段对耕地利用变化的影响
　　依据陕西省第一阶段主控经济社会的发展阶段与第一时期主控产业经济的发展相关因子，利用皮尔逊相关系数进行测度，相关系数为0.872，其间相关系数有较强的正相关关系。结果表明，陕西省在近7年来进入经济趋于稳定有序发展的阶段，经济趋于稳定发展的模式，逐渐由初始的经济粗放型发展模式转变为集约型的发展阶段和模式，通过研究和运用先进的技术，提高企事业单位综合利用土地的生产力，耕地综合利用趋于稳定[11]。
　　（3）工业化与城镇化对工业用地变化的影响
　　随着近年来我国工业化、城市化的发展进程不断加快，耕地非农转化土地利用率不断地提高，城市用地不断拓展，必然进一步地增加建设工业用地的集约化利用和开发的需求，在诸多因素牵引下，工业用地等大中型城镇化土地第二主控利用企事业单位的土地产出率明显地增加、经济效益也不断提高。陕西省工业用地与第二主控因子即工业发展因子的相关系数为0.923，应用三次多项式计算模型对陕西省10个工业城市的大中型工业用地数量和面积与第一主控工业发展因子、第二主控发展因子相关系数进行了拟合，f1、f2、f3，f2拟合度分别为0.932，标准误差拟合度为33.01，结果都论证了我国工业化及大中型城镇化的发展必须以充足的大中型工业用地资源作为其前提和保障。
　　（4）政策制度对土地利用变化的影响
　　影响陕西省土地开发利用结构变化的具体影响因素有：（1）土地管制。陕西省出现了土地利用“市场失灵”问题。因此，政府增加了非农业占用耕地的成本，抑制了非农业转化耕地的效率，保护了陕西省的耕地资源[12-14]。（2）土地产权。单靠集体经济的组织难以有效保障政府和农民的对集体土地的所有权，而农民的土地集体产权明晰[15]可以有效维护政府和农民在土地开发征用过程中的集体经济权利和合法地位，保护农民的耕地。土地所有产权的明晰不仅有效维护了土地使用人和所有者的权益，而且同时也有利于最大限度降低了土地违法征用过程中的风险和纠纷，规范违法征地的行为。（3）土地市场化[16-17]。通过土地市场机制及与国家土地政策宏观调控的有机结合，使农民的土地使用资源得到有效合理的利用和配置，农民使用土地的供需关系趋于平衡和合理性，土地价格的合理性得到保障。 　　三、結论
　　陕西省充分采取措施合理保护和利用基本农田，平衡耕地占补，引进和推广现代农业的机械化生产技术，加大农业投入和农业机械化的水平;同时，加快产业结构的调整，转变农业经济增长方式，充分发挥农业和资本对市场的主导和调节作用，推动农产业转型升级，加强对矿区和农业整体的土地综合利用和生态环境整治的土地监管，促进土地产业集约发展和产业结构优化，缓解了经济快速增长对陕西省土地综合利用和生态资源需求的巨大压力[18]。为了加强对土地的节约和集约化利用力度，陕西省有关部门要进一步严格贯彻落实陕西省土地综合利用发展总体规划，挖掘综合利用土地的潜力，实现对自然资源的有效利用和合理配置，实现区域经济的可持续发展。
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　　Driving factor and Spatial Patterns of Land Use Change in Shanxi Province
　　DU Xiao-ya
　　（Jiangsu province Real Estate Registration Center，Nanjing 210046，China）
　　Abstract：In recent years，with the rapid and healthy development of human society and economy，the ability of human beings to transform and utilize the earth’s surface has been enhanced，and the way and structure of land resource utilization have changed with it. With the deepening of the national strategy of economic development in the western big cities and the further implementation of the “Belt and Road”national strategy，the process of urbanization construction in Shaanxi Province has been accelerated and the population has increased sharply. But the main problems are the increasing demand for industrial land for state-owned construction，the decrease of cultivated land，the decline of land quality and the prominent contradiction between man and land. This paper analyzes the dynamic change of land resource utilization and its driving force in shanxi province，reveals its characteristics of dynamic change and possible structural problems，and provides decision-making basis for the sustainable development and utilization of state-owned land and the protection of natural resources in shanxi province. At the same time，it also has important strategic value reference and for protecting and improving local ecological environment. Therefore，making full use of the data of the survey on the dynamic change of land resource utilization in Shaanxi Province in 2009，2012 and 2015，this paper deeply studies and analyzes the dynamic change of land resource utilization in Shaanxi Province from 2009 to 2015，excavates and analyzes the main driving factors affecting the dynamic change of land resource utilization in Shaanxi Province，analyzes the main causes of the dynamic change of land resource utilization in Shaanxi Province，and provides a useful reference for more rational and full use of state-owned land for resource exploitation and utilization.
　　Key words：land use change;space-time pattern;driving factors;factor analysis;shanxi province
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