廣西土地集約利用時空分異格局分析

韋燕飛 何彥諺 童新華

[摘要]摸清土地集約利用時空分異規律，是制定科學有效土地利用策略，提高土地集約利用程度的重要前提。以廣西區縣為研究單元，基于土地集約度模型，測算2008～2016年廣西土地集約利用水平，采用空間自相關模型與重心模型，探討廣西土地集約利用在空間尺度分布特征，分析空間格局演變和重心轉移特征。研究表明：①廣西土地集約利用水平總體呈上升趨勢，空間分異格局具有明顯的區域差異性與空間穩定性，呈現東部高西北低的穩定態勢；②區縣尺度下廣西土地集約利用水平具有顯著的空間聚集特征，聚集格局與廣西地形地貌特征空間上具有吻合性，低～低聚集模式主要分布在喀斯特石山遍布的西北地區，高～高聚集模式未呈現出明顯的成片集聚特征；③廣西土地集約利用變化差異主要發生在南北方向上，東部土地集約利用水平較高，各經濟區受海拔高度、地形地貌、區域經濟發展等不同主導因素的影響，重心移動軌跡有所差異，其中，西江經濟區移動軌跡與廣西總體軌跡差異較為顯著。研究明確了積極協調人們需求與土地利用潛力之間的關系，因勢利導地制定差別化土地集約利用政策，有利于提升土地集約利用水平，優化土地利用空間格局。

[關鍵詞]土地集約利用；重心模型；空間自相關；時空分異；廣西

[中國分類號]F301 [文獻標識碼]A

1 引言

社會經濟快速發展，城市化進程不斷推進，這帶來了巨大的財富，但同時也成為土地利用模式變化的主導因素，帶來了盲目擴張、土地閑置、粗放低效利用等突出問題，使得本來就稀缺的土地變得更為緊缺。提高土地集約利用效率是我國新時代社會健康穩定發展的重要任務，李克強總理在接見國土資源節約集約模范時提出“發展是硬道理、節約是大戰略，要把節約優先放在更加突出的位置”，推進節約集約用地，提高土地集約利用程度，是加快推進生態文明建設、推動經濟提質增效升級、保障經濟社會長遠可持續發展的必然選擇。要提升土地集約利用水平，首先需要掌握土地集約利用現狀，在摸清現狀的基礎上制定有效政策措施以提高土地集約利用水平，由此，對土地資源利用程度及其時空分異特征與發展演變的研究是重要的基礎工作，文本將從這角度開展研究。涉及的相關研究主要有土地集約利用研究與時空格局分析研究，學者們在這些方面開展了許多研究，如學者伊利、雷利·巴洛維、畢寶德、劉衛東、周誠等從經濟學與生態效益等角度研究土地集約利用的理論內涵，學者錢銘杰、宋德勇等研究土地集約利用的評價方法與指標構建，學者謝正峰、王文剛等利用空間自相關模型研究土地利用程度及土地利用變化的空間分異特征，學者熊冰瑤、王介勇等利用重心模型研究土地整治項目及糧食產量空間變化格局。空間自相關模型可較好的衡量區域要素屬性的空間擴散效應及聚集特征，重心模型在探索空間要素動態變化有獨特優勢，兩模型的結合可更好的揭示要素屬性的空間分異格局發展特征。從目前研究看，

尚未涉及將兩模型結合用于研究土地集約利用格局。鑒于此，文本采用李廣東等學者提出的土地集約度模型測度2008～2016年廣西各區縣土地集約利用水平，從時間和空間維度對土地集約利用水平進行數理統計分析，在區縣尺度下結合空間自相關模型與重心模型，對廣西2008～2016年土地集約利用水平進行時空格局分析，探尋其時空分異規律及重心移動軌跡，以期為廣西因地制宜、因勢利導地制定土地集約利用政策提供科學依據。

2 區域概況

廣西壯族自治區（本文簡稱廣西）與廣東、湖南、貴州、云南相鄰，并與海南隔海相望，南瀕北部灣、面向東南亞，西南與越南毗鄰。介于104°26'E～112°04E，20°54'N～26°24N，地處低緯度，北回歸線橫貫全區中部，屬亞熱帶季風氣候區，氣候溫暖，雨水豐沛，熱量豐富，日照適中，礦產資源豐富，種類繁多，儲量較大，亦有“有色金屬之鄉”之稱。廣西可劃分為三大經濟分區，其中將南寧、北海、欽州、防城港四市劃分為北部灣經濟區，將柳州、桂林、梧州、貴港、玉林、賀州、來賓六市劃分為西江經濟區，將百色、河池、崇左三市劃分為桂西資源富集區，各分區社會經濟發展水平有所差異，研究區域與分區示意圖見圖1。廣西地形特征表現為山地多平地少，地勢由西北向東南傾斜，南部沿海地區地勢較為平坦，有利于土地的開發利用，而西北部為云貴高原的一部分，海拔較高，地勢嚴峻，是喀斯特地貌主要分布地區，生態環境較為脆弱，給土地利用帶來極大的挑戰。近年來，廣西重視對土地的節約集約利用，著力統籌資源保護和開發利用，全面提升資源節約集約利用水平，使國土資源節約集約利用步入全國先進行列。

3 數據來源與研究方法

3.1 土地集約度模型

對土地集約利用度的測算，許多學者提出了一系列的模型與測度方法，文本考慮到區縣數據的可獲得性，從國土空間集約利用本質角度出發，認為土地的投入、產出和承載是決定集約利用水平的關鍵要素，其中，土地投入通過地均全社會固定資產投資來說明，土地產出通過地均區域生產總值來表征，土地承載通過人口密度來解釋。將土地利用績效矢量分析方法應用于區縣土地集約利用度評價中，采用李廣東等學者提出的國土空間集約利用測度模型測度廣西土地集約利用水平。模型認為土地集約利用度是直角坐標系下的一個矢量（），是土地投入、土地產出和土地承載三個矢量（）的幾何。根據矢量運算法則：

3.2 空間自相關模型

空間自相關是空間統計分析的常用方法，主要用于衡量區域不同空間位置的社會、經濟、發展水平等指標的擴散效應及聚集特征，分為全局空間自相關與局部空間自相。全局空間自相關指數用于研究區域內某一屬性值的整體關聯度，判斷空間變量屬性值是否與相鄰空間相關；局部空間自相關指數用于研究同等級屬性發生的空間聚集情況和判定相鄰單元的相似性程度。全局莫蘭指數表達式：

3.3 重心模型

重心在物理學領域的含義指一個物體各部分所受重力產生的合力的作用點。將重心原理應用到地理學研究中，重心模型廣泛應用于土地整治項目分布、人口變遷、經濟發展等研究領域，其在探索空間要素動態變化方面具有獨特優勢。本文應用重心模型探索土地集約利用水平空間分異特征，分析土地集約利用重心位置偏離幾何中心的移動方向和距離，揭示土地集約利用水平在空間上的分布規律和演化特征。重心模型表示為：

3.4 數據來源與處理

本文社會經濟數據主要來源于《廣西壯族自治區統計年鑒》（2008～2016年），考慮到研究時期內發生行政區域的變動，為保持數據的一致性，結合新增區域的原歸屬情況，對數據進行歸并累加處理，將福綿區合并至玉州區，將平桂區合并至八步區，將龍圩區合并至蒼梧縣，將蝶山區合并至萬秀區，最終劃定108個研究單元，保證數據的可獲得性與連貫性。對個別區縣缺失的數據通過查閱各區縣地方政府門戶網站的政府工作報告補全，保證數據的完整性。經緯度坐標采用ArcGIS10.2軟件計算出廣西各區縣的幾何中心坐標，提高研究過程與結果的科學性與精確性。

4 結果分析

4.1 土地集約利用水平時空演變格局

4.1.1 時間演變格局。利用土地集約度模型測算廣西各區縣土地集約利用程度，采用均值法測算各年期廣西土地集約利用綜合水平。從時間尺度看，2008～2016年廣西土地集約利用程度變化趨勢總體是漸增的（圖2），2008～2014年經歷了穩步的提升，2014～2016年進入快速提升的階段，其中2014～2015年是增幅最大的一個階段。近年來，廣西越來越重視對土地的節約集約利用，通過合理規劃土地利用空間，加大土地投資力度，控制建設用地的肆意擴張等一系列舉措提高土地的利用率，因此，近年來土地集約利用綜合水平變化趨勢充分體現了政策舉措的有效性。

4.1.2 空間演變格局。借助ArcGIS10.2軟件繪制各年期土地集約利用程度空間分異圖（圖3），各區縣的土地集約利用水平差異較大，為清楚的反映空間分異情況，將土地集約利用水平分為個15等級。從區域尺度看，2008～2016年廣西土地集約利用程度空間分異格局呈現出明顯的區域差異性與空間穩定性，土地集約利用程度較高的地區主要分布在東部，東部地勢較為平坦有利于土地的開發與利用，與中國較為發達的廣東省交界，一定程度上有利于土地開發利用過程中的資金、技術等資本的交流與融合。而西北部土地集約利用程度較低，其毗鄰中國西部的云南省與貴州省，屬于云貴高原的一部分，地勢較嚴峻，喀斯特石山分布較為廣泛，生態環境脆弱不穩定，土地利用難度較大，在地形地貌與社會經濟發展等綜合影響下，土地集約利用水平空間上呈現東部高西北低的穩定態勢。

4.2 土地集約利用水平空間關聯性分析

4.2.1 全局集聚特征。采用全局空間自相關模型測算各年期廣西土地集約利用Morans I指數，反映2008～2016年廣西土地集約利用水平的空間關聯程度（圖4）。Morans I指數均大于0，且處于較高的水平，體現廣西土地集約利用水平空間聚集現象顯著，存在空間正相關。從時間區間看，2008～2016年Morans I指數變化總體呈現上升趨勢，2008～009年經歷了穩步提升，2009～2013年保持平穩，2013～2015年出現小幅下降，2015～2016年快速提升，在2016年達到最高峰值，空間集聚現象最為顯著。

4.2.2 空間異質性分析。在局部空間自相關模型支持下，繪制廣西各區縣土地集約利用程度LISA聚集圖（圖5），反映各區縣土地集約利用水平發生空間聚集的具體位置和判定相鄰區縣間的相似性程度。從聚集發生的區位看，廣西土地集約利用低～低聚集模式主要分布在西北地區，聚集格局與廣西地形地貌特征相吻合，表現為海拔較高、喀斯特地貌分布廣泛、地勢較嚴峻的區域是主要的集約利用低～低聚集區，其在空間上表現區域穩定性，在時間上呈現區域逐漸縮小的態勢，該區域由于地形條件成為制約土地集約利用的關鍵因素。高～高聚集模式未呈現出明顯的成片集聚特征，在2008～2014年主要分布在桂林市的疊彩區、秀峰區、七星區、象山區、雁山區以及北海市的銀海區。桂林市是我國著名的旅游城市，旅游業的發展促進土地的經濟投資與產出，提升土地的集約利用。北海市以旅游城市定位，地處北部灣沿岸，擁有優良港口，地勢平坦，有利于土地合理發開利用。在2015～2016年高～高聚集模式主要分布在桂林市的疊彩區、秀峰區、七星區、象山區、雁山區以及柳州市的柳北區、城中區、柳南區、魚峰區，形成兩小組團。柳州市是廣西主要的工業城市，土地投資與產出效益顯著，同時提供較多就業機會，促進勞動力的涌入，土地投入、產出與承載力水平較高，土地得到較為充分的利用。低～高聚集模式主要分布于高～高模式區域的周圍，體現土地集約利用水平存在空間異質性。

4.3 土地集約利用重心移動軌跡

利用重心模型對廣西及各經濟區土地集約利用水平進行時空分析，借助ArcGIS10.2軟件研究土地集約利用重心移動距離（表1）及移動軌跡（圖6）。

4.3.1 廣西重心移動。廣西土地集約利用重心總體呈南北方向波動趨勢，相對于廣西地理重心向東偏移，體現廣西土地集約利用變化差異主要發生在南北方向上，東部土地集約利用水平較高。從移動的方向和移動距離而言，2008～2009年土地集約利用重心向西北方向偏移，移動距離為5.6414km；2009～2010年、2010～2011年、2012～2013年、2014～2015和2015～2016年土地集約利用重心向東北方向偏移，移動距離分別為0.4672km、0.5449km、2.5564km、15.8074km以及9.4059km；2011～2012年和2013～2014年土地集約利用重心向西南方向偏移，移動距離分別為1.0759km、7.1063km。近三年土地集約利用重心移動幅度較大，快速向東北方向移動，體現東北部的城市土地集約利用水平提高速度較快。

4.3.2 北部灣經濟區重心移動。北部灣經濟區土地集約利用重心總體呈南北方向波動趨勢，相對于該經濟區地理重心向南部偏移，表明該經濟區南部土地利用水平較高。從重心移動的方向和距離而言，2008～2009年和2009～2010年土地集約利用重心向西南方向偏移，移動距離分別為1.9026km和0.8693km；2010～2011年、2011～2012年和2015～2016年土地集約利用重心向西北方向偏移，移動距離分別為0.4259km、0.7621km、2.2170km；2013～2014年土地集約利用重心向東北方向偏移，移動距離為0.3158km；2012～2013年與2014～2015年土地集約利用重心向東南方向偏移，移動距離分別為1.5334km、2.0020km。重心移動在南北方向上下移動，土地集約利用水平差異主要發生在南北方向上，總體上南部土地集約利用水平較高，這主要由于該經濟區北部馬山縣、隆安縣、上林縣分布部分石漠化區域，給土地利用帶來難度；而南部沿海地區地勢平坦，又有欽州港、防城港等優良港口帶動經濟發展，提升土地投資產出價值，有利于土地集約利用。

4.3.3 西江經濟區重心移動。西江經濟區土地集約利用重心由南北方向波動轉為東西方向波動，與廣西土地集約利用重心移動方向差異較為顯著，相對于該經濟區地理重心向西偏移，說明該經濟區西部土地集約利用水平較高。從重心移動的方向和距離而言，2008～2009年、2009～2010年、2010～2011年2012～2013年土地集約利用重心向偏正北移動，移動距離分別為16.3161km、1.0189km、1.9747km、2.8894km；2011～2012年土地集約利用重心向西北方向移動，移動距離為0.6503km；2013～2014年土地集約利用重心向西南方向移動，移動距離為2.0396km；2014～2015年和2015～2016年土地集約利用重心向西北方向移動，移動距離分別為16.0486km、2.9138km。重心移動由主要呈縱向偏移到2013年變為呈橫向偏移，主要由于柳州市位于經濟區的西部，近年柳州市部分城市社會經濟快速發展，土地利用程度得以提升，土地集約利用水平出現了高～高集聚模式，因此重心呈現橫向往柳州市方向偏移。

4.3.4 桂西資源富集區重心移動。桂西資源富集區土地集約利用重心總體呈向南移動，相對于該經濟區地理重心向南偏移，表明該經濟區南部土地利用水平較高。從重心移動的方向和距離而言，2008～2009年、2011～2012年、2013～2014年、2014～2015年、2015～2016年土地集約利用重心向西南方向偏移，偏移距離分別為3.7072km、12.4809km、1.7522km、4.6690km；2009～2010年、2010～2011年土地集約利用重心向東南方向偏移，偏移距離分別為4.4322km、6.3071km；2012～2013年土地集約利用重心向東面偏移，偏移距離為1.3223km。桂西資源富集區土地集約利用重心逐年向南移動，由于該經濟區北部海拔高、地勢起伏大，土地利用難度較大，因此集約利用重心主要往南面移動。

5 結論與討論

本文基于土地集約度模型測算土地集約利用水平，運用空間自相關模型與重心模型，利用ArcGIS、GeoDa軟件和數理統計方法，對廣西2008～2016年土地集約利用時空分異特征和重心轉移進行了研究。研究結果有助于深入判定廣西土地集約利用水平分布的地域性與方向性，為清楚掌握廣西土地利用狀態與發展趨勢，提高土地集約利用程度提供參考。

從時空演變格局看，廣西土地集約利用程度水平總體呈上升趨勢，廣西土地集約利用工作成效顯著。土地集約利用水平空間分異格局具有明顯的區域差異性與空間穩定性，呈現東部高西北低的穩定態勢。

從空間關聯性看，區縣尺度下廣西土地集約利用水平具有顯著的空間集聚特征，聚集格局與廣西地形地貌特征空間上呈現吻合性，地形條件較為惡劣的西北石山地區是土地集約利用水平低～低聚集模式區，其具有空間穩定性與區域縮小的態勢。高～高聚集模式未呈現出明顯的成片集聚特征，主要以小組團的形式分布在桂林市、柳州市與北海市部分經濟發達地區。

從重心移動軌跡看，總體上，廣西土地集約利用重心呈南北方向波動趨勢，相對于廣西地理重心向東偏移，廣西土地集約利用變化差異主要發生在南北方向上，東部土地集約利用水平較高。各經濟區受不同主導因素的影響重心偏移軌跡有所不同，北部灣經濟區與桂西資源富集區土地集約利用水平主要受地形條件的影響，重心向南偏移，西江經濟區土地集約利用水平主要受社會經濟發展影響，重心移動由主要呈縱向變為呈橫向，向經濟發達城市偏移。

推進土地集約利用已成為各地方國土資源部門的重點工作與主要職責，區縣土地集約利用水平提升的重點是協調人們需求與土地利用潛力之間的關系，在滿足人們基本需求的前提下節約集約利用土地資源。集約利用水平提升關鍵在于因勢利導，積極引導有利因素發揮效應，盡量避免不利因素的影響，根據區域差異制定差別化的土地集約利用政策。具體來說，對于主要受地形條件影響的北部灣經濟區與桂西資源富集區，應優化空間集約利用的管制手段，給予政策鼓勵與支持，在注重生態環境保護的同時，以資源環境承載力為基礎，合理挖掘土地的利用潛力。對于主要受社會經濟發展影響的西江經濟區，關鍵在于提高城鎮化與工業化的整體水平與發展質量，完善土地市場的運作機制，充分利用區位和交通優勢提高單位面積土地的投入和產出。

[參考文獻]

[1] 理查得·T·伊利，愛德華·W·莫爾豪斯.土地經濟學原理[M].北京：商務印書館，1982：66.

[2] 雷利·巴洛維.土地資源經濟學[M].北京：北京農業大學出版社，1989：50.

[3] 畢寶德.土地經濟學[M].北京：中國人民大學出版社，1991：139-141.

[4] 劉衛東.土地資源學[M].北京：百家出版社，1994：254-258.

[5] 周誠.土地經濟學原理[M].北京：商務印書館，2003：113-123.

[6] 錢銘杰，王緒龍，孫玉晶，等.土地集約利用評價方法研究綜述[J].資源開發與市場，2012，28（06）：529-533.

[7] 宋德勇，苗澍森，楊睿.土地集約利用指標評價研究——以武漢市為例[J].中國人口·資源與環境，2015，25（05）：62-65.

[8] 謝正峰，王倩.廣州市土地利用程度的空間自相關分析[J].熱帶地理，2009，29（02）：129-133.

[9] 王文剛，龐笑笑，宋玉祥，等.中國建設用地變化的空間分異特征[J]. 地域研究與開發，2012，31（01）：110-115.

[10] 王介勇，劉彥隨.1990年至2005年中國糧食產量重心演進格局及其驅動機制[J].資源科學，2009，31（07）：1188-1194.

[11] 熊病瑤，夏建國，林婉嬪，等.四川省土地整治項目時空分異格局分析[J].中國生態農業學報，2017，25（12）：1858-1869.

[12] 班茂盛，方創琳，劉曉麗，等.北京高新技術產業區土地利用績效綜合評價[J].地理學報，2008，63（02）：175-184.

[13] 李廣東，方創琳.中國縣域國土空間集約利用計量測度與影響機理[J].地理學報，2014，69（12）：1739-1752.

[14] 危小建，劉耀林，王娜.湖北省土地整治項目空間分異格局[J].農業工程學報，2014，30（04）：195-203.

[15] 陳志剛，王青，黃賢金，等.長三角城市群重心移動及其驅動因素研究[J].地理科學，2007，27（04）：457-462.

[16] 榮慧芳，方斌.基于重心模型的安徽省城鎮化與生態環境匹配度分析[J].中國土地科學，2017，31（06）：34-41.

[17] 許家偉，侯景偉，宋宏權，等.1990—2009年中國區域差異與空間格局：以人口重心與經濟重心為例[J].人文地理，2011，26（04）：85-90.

[18] 李如友，黃常州.江蘇省旅游經濟重心演進格局及其驅動機制[J].地域研究與開發，2015，34（01）：93-99，116.

[19] 楊緒紅，金曉斌，郭貝貝，等.2006—2012 年中國土地整治項目投資時空分析[J].農業工程學報，2014，30（08）：227-235.