土地利用時空變化特征及驅動力分析

劉燕紅 黃川林 羅卓

摘要：基于1997-2010年土地利用變化數據，從土地利用類型的數量變化、土地利用程度的變化、土地利用的動態度、土地利用的經濟效益變化等方面，對重慶市土地利用時空特征進行分析，從經濟和社會兩個方面定性分析了影響土地利用變化的人文驅動因素，主要包括經濟利益、經濟發展水平、產業結構、宏觀政策、人口因素、交通因素等。結合1997-2010年重慶市相關數據，從定量角度分析表明，人口驅動因子和經濟發展驅動因子是影響重慶市耕地面積變化的主要驅動因子。結合重慶實際，提出了大力發展外向型農業和“三高”農業既有利于經濟社會發展，又能保護耕地和保障糧食安全的政策措施。

關鍵詞：土地利用；一圈兩翼；主成分分析；重慶市

中圖分類號：F301；F224 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2013）08-1788-04

重慶地處長江上游，目前正處于經濟社會發展和城市化進程的加速時期，也處于全國統籌城鄉配套改革試驗區建設的關鍵時期與重點突破階段，如何協調好建設、發展和吃飯的問題就成為了一個急需解決的問題。以往對重慶市土地利用變化分析只見于局部地區和小流域[1-5]，關于全市土地利用變化的研究也僅限于少數文獻[6-9]。

本研究基于第二次土地調查數據，通過對相關文獻閱讀[10-15]，從多個角度更加詳細地分析了重慶市1997-2010年這14年的土地利用變化，揭示其時空變化特征，并對影響土地利用變化的驅動機制進行分析，以期更加合理高效地配置土地資源，正確處理重慶經濟社會發展與耕地資源保護、保障糧食安全提供理論依據。

1 重慶市土地利用時空變化特征

1.1 土地利用類型的數量變化

1997年直轄以來，重慶市土地利用格局迅速變化。①耕地面積1997-2010年逐年減少，每年平均減少7 031.46 hm2。耕地的占用主要是人們追求經濟利益和人口增多、大力發展城鎮經濟產業、旅游業等政策的結果及重慶市直轄后城市化建設，由1997-2010年建設用地審批情況來看，每年建設用地均占用較大面積的耕地。②1997-2010年園地、林地面積呈逐年增加的態勢。園地年均增加7 855.03 hm2，林地年均增加58 165.25 hm2。主要由于退耕還林、還園的政策及經濟利益的驅動：一是脆弱的生態環境和三峽庫區生態保護，實施森林工程和庫周綠化帶工程建設等改善生態環境；二是在市場經濟條件下，園地的經濟效益遠大于耕地，所以把耕地改成園地，種植柑橘、獼猴桃、金銀花等收益高的經濟作物。③草地自2000年起逐年減少，年均減少17 687.18 hm2；其他土地自1998年起年均減少47 859.92 hm2。主要是荒山造林和土地開發，其他土地中田坎測算定義發生變化使然。④城鎮村及工礦用地、交通運輸用地面積逐年增加。城鎮村及工礦用地年均增加6 162.12 hm2，交通運輸用地年均增加1 019.79 hm2。⑤自三峽水庫蓄水開始，水域及水利設施用地便逐年增加，淹沒大量耕地、林地及建設用地。

1.2 土地利用程度的變化

區域土地利用程度變化是多種土地利用類型變化的綜合結果，可以用土地利用程度綜合指數來表征某一區域的土地利用程度，土地利用程度變化值可以表達為：

ΔIb-a=Ib-Ia=■Ai×Cib-■Ai×Cia （1）

R=■ （2）

式中，Ib、Ia分別為b時間和a時間的研究區域的土地利用程度綜合指數；Ai為第i級土地利用程度分級指數；Cib、Cia分別為時間b和時間a第i等級的土地利用程度面積比；R為某研究區域土地利用程度變化率。如ΔIb-a為正值，則該區域土地利用處于發展期，否則處于衰退期，但ΔIb-a的大小并不反映生態環境的好壞。

根據土地利用程度變化的計算模型，計算各區縣土地利用程度的演變情況（圖1）。全市的土地利用程度總體上處于發展期。其中大渡口區、江北區土地利用程度的變化值較大，說明土地利用的強度增加很快，而土地利用程度變化值小于0的則因退耕還林以及三峽工程建設等原因導致土地利用處于衰退期，反映了該區域生態環境趨于優良。

1.3 土地利用的動態度

土地利用動態度能定量描述土地利用的變化速度。利用單一土地利用類型動態度可真實表達區域一定時間范圍內土地利用類型的數量變化情況。其表達式為：

K=■×■×100% （3）

式中：K為研究時段內某一土地利用類型動態度；Ua、Ub分別為研究初期和末期某一土地利用類型的數量；T為研究時段長，當T的單位為年時，K值就是該研究區內某種土地利用類型年變化率。

運用上述公式計算得出1997-2010年重慶市各區縣單一土地利用動態度指數，結果表明全市其他土地減少變化度最大，其次是草地、耕地；全市園地增加變化速度最快，林地、城鎮村及工礦用地、交通運輸用地次之（圖2）。

1.4 土地利用的經濟效益變化

重慶市直轄以來，尤其是定位統籌城鄉改革試驗區以來，全市土地利用的總體效益日益凸顯。1997年重慶市地均GDP為15 189.75元/hm2，到2010年增長到96 214.5元/hm2；地均第二產業產值1997年為6 657.15元/hm2，2010年達到52 918.65元/hm2；地均第三產業產值凈增加了30 094.95元/hm2；地均固定資產投資凈增加了79 740.30元/hm2，增長幅度最大（圖3），說明固定資產投資對主城區的經濟發展起著重要的作用。

2 重慶市土地利用變化驅動力分析

2.1 經濟因素

2.1.1 經濟利益 從經濟學角度分析，人們在投資決策時，往往把資金投放到經濟效益好的產業或行業中，而在確定土地利用方向時也必然考慮這一因素，往往受到不同用途土地的比較利益影響。經濟效益較低的耕地調整為經濟效益較高的園地、林地或養殖業用地，種植經濟果樹、花卉或挖塘養魚。1997-2010年全市農業生產結構調整約占用耕地達65 955 hm2。通過比較經濟效益，農業年產值提高了68.87%，農民人均年收入由1 965.00元/年提高到5 276.66元/年。因此，受比較經濟利益的影響，重慶市園地面積逐年增加。

2.1.2 經濟發展水平 經濟發展水平決定了人們轉化土地利用類型的能力，而土地利用方式和水平的調整也會伴隨著經濟社會發展而變化。自1997年直轄以來，重慶一直保持著較快的經濟發展速度，GDP年均增長率達14.89%。全市經濟發展水平的突飛猛進、人民收入水平的提高，勢必影響土地利用的變化，促使各種非農建設用地的需求增加。

2.1.3 產業結構 產業結構的變化可引起土地資源在產業部門中的重新分配，導致土地利用結構的變化。重慶市產業結構總的趨勢是第一產業比重逐年下降，由1997年的24.47%下降到2010年的8.65%，第二產業和第三產業比重逐年上升，分別由1997年的43.58%和31.95%上升到2010年的55.00%和36.35%，處于工業化加速發展階段，在今后一段時期內，土地利用結構將隨工業的發展而發生變化，土地利用會呈現農用地減少，非農建設用地增加的趨勢。

2.2 社會因素

2.2.1 宏觀政策因素 短期內土地利用變化的主要動因來自人類，尤其是土地管理政策的變化。土地利用政策在很大程度上決定區域土地利用的變化趨勢。政府鼓勵種植經濟作物，農業結構調整，推動園地面積增長；經濟發展規劃和招商引資的優惠政策促使工業園區用地面積增長；大量資本進入推動了城市的發展和擴張，特別是重慶市確定為統籌城鄉改革試驗區以來，城鎮化速度加快，基礎設施不斷完善；三峽水庫蓄水，淹沒農田、村莊，以及與三峽工程相應的生態環境治理工程的建設，導致水域及水利設施用地和林地的增加。

2.2.2 人口因素 人口因素是短期內影響土地利用變化的主要因素之一，也是土地利用變化最具活力的驅動因素。人類通過改變土地利用類型和結構，增強對土地的干預程度，來滿足人類對生存發展的需要。1997-2010年，重慶市人口從3 044.90萬人增加到3 303.45萬人，增加了258.55萬人；非農業人口則由594.58萬人增加到1 107.00萬人，增加了512.42萬人。人口的增加必然會對糧食、住房及公共設施的需求增大，導致城鎮擴張，耕地減少。

2.2.3 交通因素 交通條件的變化對土地利用的轉變有相當大的影響，農田轉化為城鎮用地的強度與其到交通干線的距離有密切的關系。重慶市交通成了以公路和鐵路為主骨架、農村公路、港口群建設為重點，統籌考慮并有機銜接各種交通基礎設施建設，基本建成長江上游交通樞紐，實施“6小時重慶”公路工程，建成“二環八射”高速公路；構建承東啟西、溝通南北的重要鐵路樞紐；以長江、烏江和嘉陵江“一干兩支”高等級航道、重慶主城、涪陵、萬州三大樞紐港區以及江津等5個重點港區的建設為重點，基本建成長江上游航運中心；建成黔江舟白機場，形成一大兩小機場格局，創造條件適時建設旅游金三角支線機場。優越交通條件不僅影響了重慶市各區縣經濟，而且引起該區域土地利用結構產生較大變化。

3 土地變化驅動力計量分析

從重慶市1997-2010年土地利用動態變化可以看出，耕地變化是該區土地利用變化的核心類型，減少的去向主要為園地、林地、建設用地。選擇重慶市耕地面積變化進行社會驅動力定量分析，運用主成分分析法，希望有利于了解耕地面積變化的社會驅動機制，從而有針對性地制定與實施保護耕地的對策。

根據主導性、數據可獲取性等原則，選取GDP（億元）X1、人均GDP（元）X2、城市建設征用土地面積（km2）X3、非農業人口數（萬人）X4、建成區面積（km2）X5、農業機械總動力（萬kW）X6、農業總產值（萬元）X7、農用化肥施用量（萬t）X8、總人口數（萬人）X9、第一產業占GDP的比重（%）X10、第二產業占GDP比重（%）X11、第三產業占GDP的比重（%）X12、糧食播種面積（hm2）X13共計13個影響糧食耕地面積的指標進行耕地面積變化驅動力分析。

以1997-2010年數據為樣本，運用SPSS軟件進行主成分分析，得到各個成分的特征值、貢獻率及累計貢獻率和主成分載荷矩陣。根據重慶實際，對這些因子進行分析歸類，可將13個因子分為四類，分別是經濟發展水平驅動因子（X1、X2、X10、X11、X12）、人口驅動因子（X4、X9）、農業科技驅動因子（X6、X7、X8、X13）和政策驅動因子（X3、X5）。從特征值與特征貢獻率（表1）和主成分載荷（表2）可以看出，第一、第二主成分累計貢獻率分別達到了77.783%、94.579%，確定主成分為2個。每個主成分在主成分載荷上載荷表現不同，第一主成分在X1、X2、X3、X4、X5、X6、X7、X8、X10、X11、X13上具有較大的載荷，第二主成分在X9、X12具有較大的載荷。由此可見，人口驅動因子和經濟發展驅動因子是影響重慶市耕地面積變化的主要驅動因子。

4 小結與討論

重慶市作為全國統籌城鄉配套改革試驗區，驅動重慶市土地利用變化的主要因素是經濟利益、經濟發展水平、產業結構、宏觀政策、人口因素、交通因素；從重慶市土地利用驅動力進行分析發現，人口驅動因子和經濟發展驅動因子是影響重慶市耕地面積變化的主要驅動因子。為此在未來一段時間內重慶市應該根據實際制定出既有利經濟社會發展，又能保護耕地和保障糧食安全的措施，即在發展地區經濟的同時， 特別要在土地利用結構和布局方面充分結合地區實際，大力發展外向型農業和“三高”農業來引導農地規模化經營，大力發展輕工業、生態旅游業和建設生態城市來引導重慶市土地利用朝著更加合理、高效、節約資源的方向發展。

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