黃河流域國土開發強度的時空特征及影響因素研究

梁雨晴，趙姚陽

（河海大學 公共管理學院，江蘇 南京 211100）

國土開發強度是指一個區域在一定時期及資源稟賦的條件下國土空間利用現狀的綜合表達，反映此區域國土與開發活動相互影響的累積效果，是衡量、控制、規劃區域發展與生態質量的重要參考指標［1-2］。在我國經濟快速發展的幾十年里，用地需求旺盛，城鎮建設用地面積迅速增加，土地城鎮化增勢迅猛，城鄉人口流動密切，而鄉村用地整治又相對落后，在各種社會經濟、政績目標的驅使下，國土空間開發強度持續增加，進而出現了區域內國土開發強度過高導致環境質量下降的不良開發傾向［3］。

黃河流域是我國重要的生態屏障和重要的經濟帶，其生態保護和高質量發展已上升為重大國家發展戰略［4］。長期以來，學術界對黃河水資源利用展開了大量的相關研究［5-7］，但較少對黃河流域的土地開發利用進行研究；現有土地開發強度的相關研究往往集中在市（縣）層面［8-10］，且多用城市建設用地占城區面積來表征開發強度，較少考慮全域的開發強度即區域國土開發強度。鑒于此，筆者以黃河流經的青海、四川、甘肅、寧夏、內蒙古、陜西、山西、河南、山東9個省（區）的國土開發強度為研究對象，以2006—2019年為研究時段，分析了黃河流域國土開發強度的時序特征、空間特征、影響因素及其貢獻度，以期為今后黃河流域國土空間開發的研究及政策制定與實施提供參考。

1 研究方法與數據來源

1.1 研究方法

1.1.1 核密度估計法 核密度估計法是一種用于估計概率密度曲線的非參數方法，僅根據樣本數據的自身特點和性質來判斷數據的分布形態特征［11］。本文借助核密度估計函數來揭示黃河流域國土開發強度的時序特征，其計算公式為：

式（1）中：n為樣本量，在本文中為黃河流域的省（區）數9；xi為每個樣本的數據值，在本文中為省（區）i的國土開發強度；h為帶寬，在本文中設為0.0117；K（為核函數。本文參考相關研究，采用學術界廣泛應用的高斯函數對黃河流域國土開發強度的時序演進特征進行估計。

1.1.2 探索性空間數據分析法 探索性空間數據分析法是用于空間統計分析的較為成熟的方法，可以展現出研究對象的空間分布特征，其核心是關于空間相關性的測度［12］。本文借助較為廣泛應用的全局莫蘭指數探索黃河流域國土開發強度在全局空間上的空間相關性特征。全局莫蘭指數的計算公式為：

式（2）中：I表示全局莫蘭指數；n為樣本數量，即9；xi和xj分別表示省（區）i和省（區）j的國土開發強度值表示樣本國土開發強度的平均值；S2為樣本方差；wij為空間權重矩陣，表示省（區）i和省（區）j在空間上的鄰近關系，wij=1表示省（區）i和省（區）j共享邊界，wij=0表示省（區）i和省（區）j不相鄰。

全局莫蘭指數的取值范圍為［-1,1］。若I＞0，則表示黃河流域國土開發強度呈現空間正相關；若I＜0，則表示黃河流域國土開發強度呈現空間負相關；若I=0，則表示黃河流域國土開發強度無空間相關性。同時構造服從正態分布的統計量Z來檢驗全局莫蘭指數的顯著性。

1.2 數據來源與處理

本文參照《全國主體功能區規劃》對開發強度的定義“開發強度是指一個區域建設空間占該區域總面積的比例”［13］，結合數據的可得性與連續性，采用省域內城市建設用地面積、縣城城市建設用地面積、建制鎮建成區面積、鄉建成區面積、村莊建設用地面積之和占省域全部面積的比例來表征國土開發強度。

測算國土空間開發強度所需的數據來源于《中國城鄉建設統計年鑒》（2007—2020）；各省（區）的省域面積、社會經濟數據來源于各省（區）政府官網、統計年鑒。部分省份個別年末耕地資源總量數據缺失，本研究使用軟件進行插補。

2 黃河流域國土開發強度的時空特征及影響因素

2.1 黃河流域國土開發強度的時序特征

借助Stata軟件繪制研究期內主要年份黃河流域國土開發強度的核密度曲線圖（圖1），揭示2006 —2019年黃河流域國土空間開發強度的時序演進特征。由圖1可見：研究期內黃河流域國土空間開發強度核密度曲線的整體及重心逐漸右移，說明研究期內黃河流域的國土開發強度呈持續增大趨勢；曲線呈1個主峰和若干個小次峰，說明研究期內黃河流域國土開發強度具有多極化趨勢的特征；曲線主峰波高度先升后降，說明研究期內黃河流域省際間國土開發強度差異先縮小后增大；右側尾部逐漸略微變長，尾部厚度變化不大，說明在2006—2019年間黃河流域內國土開發強度的最高值變大，與整體增大趨勢吻合，但處于國土開發強度高值區的省（區）數量變化不大。

圖1 黃河流域主要年份國土開發強度的核密度估計

2.2 黃河流域國土開發強度的空間特征

2.2.1 全局莫蘭指數分析 借助Geoda軟件計算了研究期內黃河流域國土開發強度的全局莫蘭指數。由表1可知：研究期內黃河流域國土空間開發強度的全局莫蘭指數均為正值，且均通過了顯著性檢驗，具有較高的置信區間，說明2006—2019年黃河流域國土空間的開發強度存在顯著的全域正向空間自相關性，國土空間開發強度相似的省（區）呈集聚性；全局莫蘭指數值在研究期內有升有降，但變化不強烈，說明黃河流域國土空間開發強度的集聚效應有波動但集聚效應變化不大。

表1 黃河流域國土空間開發強度的全局莫蘭指數

2.2.2 莫蘭散點圖分析 借助Geoda軟件繪制了黃河流域2006、2010、2014、2019年的莫蘭散點圖（圖2）。莫蘭散點圖將黃河流域國土開發強度分成4個象限，其中第1象限（高—高）表征省區自身及相鄰省（區）的國土開發強度都較高；第2象限（低—高）表征省（區）自身的國土開發強度較低但相鄰省（區）的國土開發強度較高；第3象限（低—低）表征省區自身及相鄰省（區）的國土開發強度都較低；第4象限（高—低）表征省（區）自身的國土開發強度較高但周邊省（區）的國土開發強度較低。據此統計相應年份的自相關類型成員，具體見表2。

由圖2可見，散點圖上的點位置較為穩定，說明在2006—2019年間黃河流域各省區的國土開發強度并沒有發生劇烈變化，且各省（區）國土開發強度的點幾乎均落于第1象限和第3象限，即黃河流域各省（區）的國土開發強度大多呈現“高—高”或“低—低”集聚型分布，少見“高—低”“低—高”這2種離散型分布，這顯著顯示了黃河流域的國土開發強度整體呈正向空間自相關的分布特征。

圖2 黃河流域主要年份國土空間開發強度的莫蘭散點圖

結合表2可知：山東、河南穩定于“高—高”區，表明其自身的國土開發強度較高，且其相鄰省（區）的國土開發強度也較高；青海、四川、甘肅、寧夏、內蒙古、陜西穩定于“低—低”區，表明其自身的國土開發強度不高且其相鄰省（區）的國土開發強度也不高。綜上，黃河流域的國土開發強度呈現東高西低的空間分布特征。

表2 黃河流域主要年份國土空間開發強度的自相關類型成員

2.3 黃河流域國土開發強度的影響因素

2.3.1 影響因素變量的選擇 借鑒相關文獻［14-16］，從8個方面選擇影響黃河流域國土開發強度的因素變量，最終選取的影響因素指標見表3。

表3 黃河流域國土開發強度的影響因素變量指標

2.3.1.1 土地資源稟賦 黃河自起源地蜿蜒東流，穿過黃土高原及黃淮海大平原，水面落差高達4480 m，流域面積廣且沿黃河流域的地形地貌差異大。土地資源是否可以被人類利用，特別是土地是否適宜耕種，是人類初始選擇開發利用土地的重要指標；某區域能開發為耕地的土地資源越多，間接表明該地的土地資源稟賦越優越。同時，一些耕地資源一直是城市擴張邊界的重要土地來源。

2.3.1.2 經濟 開發強度水平是由總體建設用地規模決定的，建設用地規模的變化是經濟發展和土地資源共同作用的結果；國內生產總值是國民經濟核算的核心指標，是衡量地方經濟狀況及發展水平的重要指標。

2.3.1.3 人口 人們的生活生產等活動均會占用和利用一定的土地空間，人口規模的變化必然會影響國土開發強度。

2.3.1.4 投資水平 資金投入是經濟發展的持續動力，而資金的投入必然以土地為載體，沒有資金推動，建設的開始和推進都難以為繼。

2.3.1.5 產業結構 現今的第二產業往往被遷移至城市外圍，因第二產業具有高土地消耗的特點，推動了建設用地規模的增長，因此選取第二產業占地區生產總值的比值表征產業結構。

2.3.1.6 交通路網 交通的可達性和便利性決定了人、物、信息等多要素的可達程度和便利程度，進而可以影響國土開發強度。公路里程是反映公路建設發展規模的重要指標，也是計算運輸網密度指標的基礎資料。

2.3.1.7 城鎮化水平 城鎮化發展使得包括人在內的各種要素向城鎮流動，促使城鎮用地擴張；而為了達到資源與利益配置的優化，鄉村用地會相應地變少，如果城鎮用地擴張的速度與鄉村用地擴張的速度不一致，則會反映在國土開發強度上。

2.3.1.8 政府調控 我國建設用地的供應、利用、監管均受到我國政府的調控，一般來說，政府宏觀調控能力、政策執行能力可以在一定程度上反映政府對土地管理與建設用地干預的影響力大小。選取財政支出占生產總值比重作為政府調控能力的表征指標。

2.3.2 影響因素的結果與分析 利用SPSS軟件進行各變量之間的相關性分析，各變量之間的Pearson相關系數見表4。由表4可知，在研究期內黃河流域的國土開發強度與大部分可能的影響因素之間有較強的相關性，且在部分變量之間同樣也有較高的相關系數，說明在部分變量之間存在較強的線性關系，存在多重共線性問題，遂采用能較好地處理多重共線性問題的逐步回歸分析法［17］進行多元線性回歸分析。

表4 在各變量之間的相關系數矩陣

逐步回歸分析結果（表5）顯示，顯著影響黃河流域國土開發強度的變量有人口密度、地均生產總值、人均耕地資源、城鎮化率、第二產業占比、財政支出占比這6個變量，且VIF值均小于10，表明模型不存在明顯的共線性問題；F=21666.585，其顯著性水平為0.000，說明所建模型具有統計學意義；R2為0.991，調整后R2為0.990，說明模型有較高的擬合優度。

表5 黃河流域國土開發強度影響因素的逐步回歸分析結果

根據該模型的估計結果，2006—2019年黃河流域國土開發強度的解釋因素按其影響程度（標準回歸系數的絕對值）的大小依次為：人口密度（81.9%）、地均生產總值（23.8%）、人均耕地資源總量（6.4%）、城鎮化率（4.4%）、第二產業占比（3.8%）、財政支出占比（3.2%）。

2.3.2.1 人口 人口密度對黃河流域的國土開發強度有正向影響。人口規模對黃河流域國土開發強度的影響程度最大，表明個人的存在就會占用和利用一定的國土空間，即使利用的效率和集約度會改變或提高，人口規模的增大也會引起國土開發強度的增大。在黃河流域中國土開發強度高的河南和山東省均是人口大省，人口密度較高。

2.3.2.2 經濟 地均生產總值對黃河流域的國土開發強度有正向影響。各產業的發展都離不開土地開發利用，經濟全面高速發展勢必會引起用地需求的增加，進而促進國土開發強度的提升，也意味著研究期內黃河流域的經濟發展是以土地消耗為代價的。地均生產總值是促使黃河流域國土開發強度增大的第二大因素。

2.3.2.3 土地資源稟賦 人均耕地資源對黃河流域的國土開發強度有正向影響。黃河流域面積廣且地形地勢差異大，既有水土肥沃的黃淮海平原，也有易水土流失的黃土高原。雖然科技進步可以在一定程度上改善自然稟賦的影響，但是土地資源稟賦存在的差距依舊會影響人類對土地的開發利用，影響國土開發強度；土地資源稟賦越好越容易被開發，國土開發強度越高。

2.3.2.4 城鎮化 城鎮化率對黃河流域的國土開發強度有負向影響，城鎮化率越高，國土開發強度越低。黃河流域的西北部地區因地勢原因，適于開展基礎設施建設，統一供水供電的地方相對于流域東部而言較為有限，這便促使了人口集中，總體人口雖然不多但城鎮化率較高。人口的城鎮化、人口的集聚使得土地利用效率提高，進而節約了國土空間。

2.3.2.5 產業結構 第二產業結構占比對黃河流域的國土開發強度有正向影響。第二產業相對于第三產業來說具有土地資源高消耗性的特點，其占比的提高會進一步增加對土地資源的消耗，這說明研究期內黃河流域國土開發強度的提高走的是一條土地消耗的道路，但是其影響程度較小也說明產業結構可能已經或者正在轉型。

2.3.2.6 政府調控 財政支出占比對黃河流域的國土開發強度有正向影響。國土開發強度的變化及其影響因素皆離不開政府的監管與調控，且研究期內黃河流域的省（區）政府也是國土開發的推動者，但是影響程度較小。

3 小結

本研究結果表明：研究期內黃河流域的國土開發強度整體呈現持續上升的趨勢，且有多極化趨勢，流域內省際間國土開發強度差異先縮小后增大，處于國土開發強度高值區的省（區）數量變化不大；研究期內黃河流域全域的國土開發強度存在顯著的正向空間自相關性，即國土開發強度相似的省（區）呈空間集聚分布特征，總體集聚效應有波動但無明顯的增強或減弱變化；研究期內黃河流域的國土開發強度與人口、經濟、土地資源稟賦、第二產業占比、財政支出占比呈顯著的正相關，但與城鎮化率呈顯著的負相關；這6個因素對黃河流域國土開發強度的影響貢獻度由大到小依次是人口密度、地均生產總值、人均耕地資源、城鎮化率、第二產業占比、財政支出占比。

4 討論

國土開發強度是政府及相關部門進行國土開發利用規劃的一項重要參考指標，也是一項重要的績效考核指標。研究期內黃河流域國土開發強度的時空演進特征是區域差異與影響因素相互作用、疊加共生的結果。根據本文研究分析的結果，如要繼續促進黃河流域國土開發強度的提升，應大力吸引人口流入，多方面促進經濟發展，促進第二產業發展，在利用土地資源的同時保護土地資源；如要管理和控制黃河流域的國土開發強度，則應有序引導人口規模分布，控制宏觀經濟，提升人口城鎮化率。經濟要可持續性發展，土地資源更要涵養保護，因此應從人口規模與結構、經濟發展模式、產業結構、政府政策與執行上引導調節兩者之間的關系。