土地利用變化及社會(huì)經(jīng)濟(jì)驅(qū)動(dòng)因素

吳克寧+劉霈珈+宋文+高翔宇+吳嘉惠

摘要：以京津冀地區(qū)為例，利用2010—2013年4期土地利用數(shù)據(jù)，從土地利用變化幅度、土地利用變化強(qiáng)度（用土地動(dòng)態(tài)度體現(xiàn)）、土地利用轉(zhuǎn)移方向（用土地利用年度變化體現(xiàn)）等方面，分析京津冀地區(qū)1998—2013年的土地利用變化特征及相關(guān)驅(qū)動(dòng)因子。結(jié)果表明：（1）2010—2011年、2011—2012年、2012—2013年京津冀地區(qū)土地綜合動(dòng)態(tài)度分別為1.73%、1.10%、1.39%；（2）不同時(shí)間段內(nèi)，京津冀地區(qū)各種土地利用類型的變化速度基本呈現(xiàn)一致性；（3）京津冀地區(qū)土地利用變化的社會(huì)經(jīng)濟(jì)驅(qū)動(dòng)因素主要是人口增長、經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展以及城市化率的提高。

關(guān)鍵詞：土地利用變化；驅(qū)動(dòng)力；社會(huì)經(jīng)濟(jì)；京津冀地區(qū)；城市土地利用；結(jié)構(gòu)優(yōu)化

中圖分類號(hào)： F301.24文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A文章編號(hào)：1002-1302（2017）12-0279-04

2014年末，京津冀地區(qū)常住人口1.1億人，地區(qū)生產(chǎn)總值6.6萬億元，人均地區(qū)生產(chǎn)總值6萬元，是全國平均水平的1.36倍。京津冀地區(qū)與長三角地區(qū)[1]、珠三角地區(qū)比肩而立，是我國經(jīng)濟(jì)較具活力、開放程度較高、創(chuàng)新能力較強(qiáng)、吸納人口較多的地區(qū)，也是拉動(dòng)我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要引擎[2-4]。目前，國內(nèi)對于京津冀地區(qū)土地利用變化的研究主要包括以下幾個(gè)方面：利用數(shù)據(jù)包絡(luò)分析法（DEA）構(gòu)建DEA模型測算京津冀地區(qū)城市群的土地利用效率[4]；利用地理信息系統(tǒng)空間分析技術(shù)及景觀生態(tài)學(xué)方法，分析環(huán)京津冀貧困帶土地利用變化的時(shí)空格局[5]；構(gòu)建不同時(shí)期各生態(tài)土地利用類型變化的Logistic回歸模型，解釋京津冀區(qū)域土地利用變化的驅(qū)動(dòng)因素[6]；從時(shí)空分異的角度，利用InVEST模型模擬京津冀區(qū)域的生境質(zhì)量格局及演變，并結(jié)合空間自相關(guān)分析法，評估京津冀地區(qū)土地利用變化的生境質(zhì)量[7]。

土地利用/覆被變化（land use/cover change， 簡稱LUCC）的驅(qū)動(dòng)機(jī)制對于理解其變化特征及制定相關(guān)政策有重要意義[1，8-11]。為了解京津冀地區(qū)城市土地利用的變化態(tài)勢與內(nèi)在驅(qū)動(dòng)機(jī)制，本研究以京津冀地區(qū)為研究區(qū)，利用2010—2013年4期土地利用數(shù)據(jù)，采用時(shí)間序列分析法，并借助SPSS統(tǒng)計(jì)軟件，從土地利用變化幅度、土地利用變化強(qiáng)度、土地利用轉(zhuǎn)移方向等方面，分析京津冀地區(qū)1998—2013年的土地利用變化特征，并定量分析了研究區(qū)域內(nèi)部城市土地利用變化的驅(qū)動(dòng)因素，以期為京津冀地區(qū)城市土地利用結(jié)構(gòu)的進(jìn)一步優(yōu)化提供參考。

1材料與方法

1.1研究區(qū)概況

京津冀地區(qū)地處113°04′～119°53′E，36°01′～42°37′N，總面積約為217 158 km2，包括北京市、天津市及河北省的石家莊市、唐山市、廊坊市、秦皇島市、承德市、滄州市、邢臺(tái)市、邯鄲市、張家口市、保定市、衡水市共11個(gè)地級(jí)市，屬于典型的暖溫帶半濕潤半干旱大陸性季風(fēng)氣候。全區(qū)地勢由西北向東南部傾斜。2013年，京津冀地區(qū)生產(chǎn)總值達(dá)到66 474億元，人均生產(chǎn)總值24 518元，全社會(huì)固定資產(chǎn)投資總額 25 888 億元，第一、第二、第三產(chǎn)業(yè)比例為 4.66 ∶40.67 ∶54.67，屬于“三、二、一”型產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。

1.2數(shù)據(jù)來源與處理

本研究中使用的數(shù)據(jù)包括京津冀地區(qū)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)。社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)獲取自相應(yīng)年份的《河北省統(tǒng)計(jì)年鑒》（2010—2013年）、《北京市統(tǒng)計(jì)年鑒》（2010—2013年）、《天津市統(tǒng)計(jì)年鑒》（2010—2013年）、《河北省國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展統(tǒng)計(jì)公報(bào)》（2010—2013年）、《北京市國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展統(tǒng)計(jì)公報(bào)》（2010—2013年）、《天津市國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展統(tǒng)計(jì)公報(bào)》（2010—2013年），以及北京市、天津市、河北省年度土地利用現(xiàn)狀匯總表（2010—2013年）。結(jié)合研究區(qū)的土地利用特點(diǎn)，參照國家基本資源與環(huán)境本底動(dòng)態(tài)遙感調(diào)查數(shù)據(jù)庫的分類體系，將土地類型劃分為耕地、林地、草地、建設(shè)用地、水域和未利用地6大類。

1.3研究方法

土地利用動(dòng)態(tài)度反映了某個(gè)時(shí)間范圍內(nèi)土地利用類型的數(shù)量變化情況，包括土地資源的數(shù)量變化、土地利用的空間變化及土地利用類型組合方式變化等，按照研究對象又可以分為土地利用動(dòng)態(tài)度與單一土地利用動(dòng)態(tài)度[2]。

1.3.1綜合土地利用動(dòng)態(tài)度綜合土地利用動(dòng)態(tài)度是指一定時(shí)間范圍內(nèi)，在某個(gè)研究區(qū)域內(nèi)整體土地利用類型的變化速率，是表征區(qū)域土地利用類型變化速率差異的指標(biāo)，能夠顯示區(qū)域內(nèi)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展對土地利用變化的綜合影響程度，其表達(dá)式[2]：

S=[∑mn=1（ΔSi-j/Si）]×1/t×100%。

式中：Si為監(jiān)測開始時(shí)第i類土地利用類型總面積，km2；ΔSi-j為監(jiān)測開始至監(jiān)測結(jié)束時(shí)段內(nèi)第i類土地利用類型轉(zhuǎn)換為其他類土地利用類型面積總和，km2；t為時(shí)間段。土地利用動(dòng)態(tài)度S反映與t時(shí)段對應(yīng)的研究樣區(qū)土地利用變化速率。

1.3.2單一土地利用動(dòng)態(tài)度單一土地利用動(dòng)態(tài)度是在一定研究時(shí)期內(nèi)，研究區(qū)某一土地利用類型的變化狀況，能夠表征不同土地利用類型在一定時(shí)期內(nèi)的變化速率、變化程度，其表達(dá)式[2]：

K=Ub-UaUa×1T×100%。

式中：K為研究時(shí)期內(nèi)某一土地利用類型動(dòng)態(tài)度，%；Ua、Ub 分別為研究初期、研究末期某一種土地利用類型的具體數(shù)量，km2；T為時(shí)間，年。

2結(jié)果與分析

2.1京津冀地區(qū)土地利用變化特征

2.1.1綜合土地利用動(dòng)態(tài)度根據(jù)綜合土地利用動(dòng)態(tài)度的公式，通過計(jì)算可以得出，京津冀地區(qū)土地利用變化的速度一直都很高，表明社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)對土地利用格局的影響非常劇烈。2010—2011、2011—2012、2012—2013年京津冀地區(qū)土地綜合動(dòng)態(tài)度分別為1.73%、1.10%、1.39%。endprint

2.1.2單一土地利用動(dòng)態(tài)度根據(jù)單一土地利用動(dòng)態(tài)度的公式，通過計(jì)算可以獲得當(dāng)前社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)對京津冀地區(qū)不同土地利用類型的影響。表1、圖1結(jié)果表明：不同時(shí)間段內(nèi)，各種土地利用類型的變化速度基本呈現(xiàn)一致性。主要表現(xiàn)：（1）建設(shè)用地面積一直在增加，2010—2013年各年份間增速分別為1.12%、1.07%、1.12%；（2）耕地、林地、草地、水域、未利用地面積基本上一直在減少，2011—2012年，其減少速度分別為0.12%、0.16%、0.33%、1.02%、0.44%，而2012—2013年，其減少速度分別為0.12%、0.22%、0.11%、0.79%、042%，其中水域面積的減少速度最快，如圖2所示。表1京津冀地區(qū)2010—2013年各種土地利用類2.2京津冀地區(qū)土地利用變化的驅(qū)動(dòng)機(jī)制分析

根據(jù)主成分分析方法，并結(jié)合京津冀2市1省的社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r，依據(jù)數(shù)據(jù)的可靠性原則，選取2008—2010年京津冀地區(qū)人均國內(nèi)生產(chǎn)總值（GDP）（X1）、全社會(huì)固定資產(chǎn)投

資總額（X2）、國民生產(chǎn)總值（GNP，X3）、第二產(chǎn)業(yè)比重（X4）、第三產(chǎn)業(yè)比重（X5）、工業(yè)總產(chǎn)值（X6）、總?cè)丝冢╔7）、人口密度（X8）、非農(nóng)業(yè)人口比重（X9）、林牧漁業(yè)總產(chǎn)值在第一產(chǎn)業(yè)中的比重（X10）、人均糧食產(chǎn)量（X11）、房地產(chǎn)開發(fā)投資總額（X12）、居民消費(fèi)水平（X13）、旅客周轉(zhuǎn)量（X14）14個(gè)分析因子，分別代表人口增長、經(jīng)濟(jì)發(fā)展、城市化等影響土地利用變化的社會(huì)經(jīng)濟(jì)因素，詳見表2。

2.2.1計(jì)算結(jié)果與分析在確定了樣本數(shù)據(jù)后，利用SPSS軟件，對京津冀土地利用原始數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理。進(jìn)行主成分分析，相關(guān)系數(shù)矩陣見表3。

由表3的相關(guān)系數(shù)矩陣可知，在原始變量數(shù)據(jù)中，X1與X2、X3、X6、X8、X13，X2與X3、X6、X8，X3與X6、X8、X13，X6與X1、X2、X3、X8、X13，X8與X1、X2、X3、X6，X10與X14，X11與X12，X13與X1、X3、X6、X14，這些變量之間的相關(guān)性系數(shù)均在0.94以上，說明人均國內(nèi)生產(chǎn)總值與全社會(huì)固定資產(chǎn)投資總額、國

民生產(chǎn)總值、工業(yè)總產(chǎn)值、人口密度、居民消費(fèi)水平之間，全社會(huì)固定資產(chǎn)投資總額與國民生產(chǎn)總值、工業(yè)總產(chǎn)值、人口密度之間，國民生產(chǎn)總值與工業(yè)總產(chǎn)值、人口密度、居民消費(fèi)水平之間，工業(yè)總產(chǎn)值與人均生產(chǎn)總值、全社會(huì)固定資產(chǎn)投資總額、國民生產(chǎn)總值、人口密度、居民消費(fèi)水平之間，人口密度與人均生產(chǎn)總值、全社會(huì)固定資產(chǎn)投資總額、國民生產(chǎn)總值、工業(yè)總產(chǎn)值之間，林牧漁業(yè)總產(chǎn)值在第一產(chǎn)業(yè)中比重與旅客周轉(zhuǎn)量之間，人均糧食產(chǎn)量與房地產(chǎn)開發(fā)投資總額之間，居民消費(fèi)水平與人均生產(chǎn)總值、國民生產(chǎn)總值、工業(yè)總產(chǎn)值、旅客周轉(zhuǎn)量之間具有極強(qiáng)的正相關(guān)關(guān)系。反映經(jīng)濟(jì)增長、人口增長、城市化水平以及產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)變化等因素之間的關(guān)系。此外，X10與X11、X12，X11與X14，X12與X14之間的相關(guān)性系數(shù)均小于 -0.94，表明林牧漁業(yè)總產(chǎn)值在第一產(chǎn)業(yè)中的比重與人均糧食產(chǎn)量、房地產(chǎn)開發(fā)投資總額之間，人均糧食產(chǎn)量與旅客周轉(zhuǎn)量之間，房地產(chǎn)開發(fā)投資總額與旅客周轉(zhuǎn)量之間存在較強(qiáng)的負(fù)相關(guān)關(guān)系，反映了產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)變化所帶來的經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)變化。

力在不斷增強(qiáng)。

3結(jié)論

根據(jù)以上分析，利用主成分分析法選取的14個(gè)分析因子可以被歸為4類，即經(jīng)濟(jì)因素、城市化因素、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)比重變化因素、人口因素。由以上分析可以看出，這4個(gè)因素是京津冀地區(qū)土地利用變化的主導(dǎo)因素，即影響京津冀地區(qū)2010—2013年土地利用變化的社會(huì)經(jīng)濟(jì)驅(qū)動(dòng)力主要是經(jīng)濟(jì)增長、城市化、三產(chǎn)比重的變化、人口增長。這充分表明經(jīng)濟(jì)發(fā)展、城市化水平的提高加速了耕地面積的減少，不斷向其他用地類型轉(zhuǎn)化；另外，常住人口的增長同樣造成耕地面積的減少。從建設(shè)用地與耕地變化特征的影響因子可以看出，對土地利用變化影響最大的為城市化率、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)變化、常住人口或非農(nóng)業(yè)人口的增長。因此，可以從人口增長、經(jīng)濟(jì)發(fā)展等因素來分析其對土地利用變化的影響。

（1）人口急劇增長。整體來看，2013年京津冀地區(qū)總?cè)丝谶_(dá)到10 920萬人，平均每年增長32.3萬人。從土地資源來看，新增人口勢必需要新的承載空間，產(chǎn)生了建設(shè)用地的旺盛需求，推動(dòng)了建設(shè)用地的快速擴(kuò)張，建設(shè)用地的快速擴(kuò)張導(dǎo)致耕地?cái)?shù)量不斷減少，人口的持續(xù)高速增長給京津冀地區(qū)耕地保護(hù)以及建設(shè)用地空間的拓展帶來了嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。

（2）社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。固定資產(chǎn)投資迅速增長帶來的經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展是京津冀地區(qū)土地利用變化的直接驅(qū)動(dòng)因素。2013年京津冀地區(qū)實(shí)現(xiàn)GDP 62 544億元，比2012年增長9%，比2010年增長52%。與經(jīng)濟(jì)發(fā)展相對應(yīng)的是，京津冀地區(qū)耕地面積由2010年的7 218 913 hm2下降到2013年的 7 210 661 hm2。從投入產(chǎn)出方面來看，京津冀地區(qū)固定資產(chǎn)投資總額由2010年的27 088億元增長到2013年的40 348億元，其中建設(shè)用地就是固定資產(chǎn)投資的重要組成部分，其來源一方面提高了土地利用強(qiáng)度，拓展了城市空間，另一方面就是由較多的耕地面積轉(zhuǎn)化而來。從產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)來看，北京市第一、第二、第三產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)由2010年的0.87 ∶23.56 ∶75.57變化為2013年的0.51 ∶21.68 ∶77.81，天津市由2010年的158 ∶52.47 ∶45.95變化為2013年的1.80 ∶50.39 ∶47.81，河北省由2010年的12.57 ∶52.50 ∶34.93變?yōu)?013年的 12.37 ∶52.16 ∶3547，可見第三產(chǎn)業(yè)比重保持持續(xù)增長的態(tài)勢，對于北京市而言，第一、第二產(chǎn)業(yè)比重明顯降低，第二產(chǎn)業(yè)的外遷轉(zhuǎn)移以及產(chǎn)業(yè)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的調(diào)整帶來了土地利用結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)化以及建設(shè)用地的擴(kuò)張，進(jìn)一步加快了京津冀地區(qū)耕地的轉(zhuǎn)化速度。

（3）城市化因素。城市化速度的提升必定會(huì)以一定的建設(shè)用地作為生產(chǎn)生活的保障，隨著城市化規(guī)模的不斷增加，各endprint

項(xiàng)建設(shè)用地對土地的需求日益增強(qiáng)。京津冀地區(qū)城市化增長較快，2010年城市化率為62%，到2013年城市化率增加到66%，反映了京津冀地區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展。由此可見，隨著京津冀地區(qū)城市化率的進(jìn)一步提高，城市人口數(shù)量的增長可能會(huì)使建設(shè)用地需求與日俱增。

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doi：10.15889/j.issn.1002-1302.2017.12.070endprint