基于可持續(xù)發(fā)展視角下的南丹縣土地利用變化研究

陳利芳，林耀奔，陳炳超，韋春曼

（1. 北部灣環(huán)境演變與資源利用教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣西 南寧 530000;2. 廣西師范學(xué)院，廣西 南寧 530000; 3. 廣西林業(yè)干校，廣西 南寧530000;4. 南寧市綠洲景觀園林建設(shè)工程有限責(zé)任公司，廣西 南寧 530000）

對(duì)區(qū)域土地利用變化的研究是當(dāng)今環(huán)境研究的一個(gè)重要有機(jī)組成部分，關(guān)于土地利用變化的驅(qū)動(dòng)因子的研究也是目前研究的熱點(diǎn)[1]。土地利用變化的驅(qū)動(dòng)機(jī)制會(huì)因其變化的側(cè)重點(diǎn)與驅(qū)動(dòng)力的不同而有所不同，這受到研究區(qū)的不同時(shí)空尺度、不同自然和社會(huì)經(jīng)濟(jì)條件的影響。為了對(duì)現(xiàn)有及未來土地利用變化的趨勢(shì)和方向進(jìn)行科學(xué)地分析，對(duì)區(qū)域土地利用變化的機(jī)制和起因進(jìn)行更好地闡釋，對(duì)政府制定與實(shí)施的相關(guān)決策給予更有效的支持，也為使區(qū)域土地利用變化朝著更有利于人類的可持續(xù)發(fā)展的方向演變，需要研究一些的特定時(shí)段、典型區(qū)域的土地利用變化情況及其驅(qū)動(dòng)機(jī)制[2]。為此，以廣西省南丹縣為研究區(qū)域，著力研究分析該縣的土地利用變化的驅(qū)動(dòng)機(jī)制及時(shí)空分異特征，以得出其土地利用變化對(duì)區(qū)域可持續(xù)發(fā)展的影響情況，旨在為該縣的土地利用規(guī)劃及結(jié)構(gòu)調(diào)整等提供指導(dǎo)作用，從而促進(jìn)南丹縣自然生態(tài)系統(tǒng)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展。

1 研究區(qū)概況

河池市南丹縣位于廣西西北面，北鄰貴州。全縣總面積3 916 km2，下轄7 鎮(zhèn)4 鄉(xiāng)，縣內(nèi)崇山峻嶺，海拔較高，山谷叢生，地處高原地帶，為亞熱帶山地氣候，年均氣溫16.9℃，雨水充沛，糧食產(chǎn)量較高?？h內(nèi)地址結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，礦藏資源豐富，有色金屬儲(chǔ)量頗為可觀。

2 數(shù)據(jù)來源與研究方法

2.1 數(shù)據(jù)來源

研究所采用的數(shù)據(jù)來自1991、2000 和2009年的土地利用統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)和調(diào)查數(shù)據(jù)以及《南丹縣統(tǒng)計(jì)年鑒》。并參考現(xiàn)行《土地利用現(xiàn)狀分類》的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，再結(jié)合本研究區(qū)土地利用現(xiàn)狀特征，最終將研究區(qū)土地利用類型分為耕地、林地、園地、牧草地、水域、未利用地、居民點(diǎn)及工礦用地和交通用地等8個(gè)類型。

2.2 研究方法

從土地利用程度的時(shí)空變化和土地利用的結(jié)構(gòu)變化兩個(gè)方面分析南丹縣的土地利用變化情況，選擇對(duì)南丹縣1991、2000 和2009年3 a 的各類土地利用面積變化進(jìn)行數(shù)學(xué)建模；為求得南丹縣土地利用變化的驅(qū)動(dòng)因子，采用SPSS19.0 對(duì)南丹縣土地利用變化的影響因子進(jìn)行主成分分析；采用定性與定量相結(jié)合的方式對(duì)各驅(qū)動(dòng)因素進(jìn)行分析。

3 結(jié)果與分析

3.1 土地利用變化

3.1.1 土地利用結(jié)構(gòu)變化情況 土地利用類型的面積變化是區(qū)域土地利用變化的主要體現(xiàn)，必須對(duì)土地利用類型的面積變化進(jìn)行分析才能得出土地利用結(jié)構(gòu)的變化情況以及其變化的的總體趨勢(shì)。如圖1，顯示了1991、2000 和2009年南丹縣土地利用結(jié)構(gòu)狀況。

從圖1 可知，在研究期內(nèi)南丹縣的林地、牧草地和未利用土地的面積在所有土地利用類型中一直位居前三。在1991～2009年18 a 間，未利用地和牧草地的面積相應(yīng)減少，但林地、園地和交通用地的面積顯著增加。

圖1 南丹縣土地利用結(jié)構(gòu)示意圖

3.1.2 土地利用程度變化的時(shí)空特征分析 為分析自然因素與人為因素對(duì)南丹縣的土地利用變化造成的影響，可以采用土地利用程度的綜合分析方法[3-5]。可根據(jù)自然和社會(huì)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)將土地利用程度大致分為四級(jí)，以便對(duì)其進(jìn)行定量化計(jì)算，如表1 所示。

土地利用程度綜合指數(shù)計(jì)算，見公式（1）[3]。

表1 土地利用程度分級(jí)賦值

（1）式中，Mj為研究區(qū)的土地利用程度綜合指數(shù)；Ri為研究區(qū)域內(nèi)的第i 級(jí)土地利用程度的級(jí)別指數(shù)；Ei為研究區(qū)域內(nèi)的第i 級(jí)土地利用程度級(jí)別面積的比率；n 為土地利用程度的級(jí)別數(shù)。

土地利用程度變化量Mb-a和變化率G 計(jì)算見公式（2）、（3）[3]。

式中，My為y時(shí)間的區(qū)域土地利用程度綜合指數(shù)；Mx為x 時(shí)間的區(qū)域土地利用程度綜合指數(shù)，Ri為第i級(jí)土地利用程度級(jí)別指數(shù)；Eiy為某區(qū)域y 時(shí)間第i 級(jí)土地利用程度面積比率；Eix為某區(qū)域x 時(shí)間第i 級(jí)土地利用程度面積比率。

該研究區(qū)的土地利用的變化趨勢(shì)和綜合水平可以由土地利用程度變化量或變化率來表示，若My-x>0 或G>0，則該區(qū)域土地利用狀態(tài)處于上升期，反之則處于停滯期或衰退期。

計(jì)算可得，近18 a 來研究區(qū)土地利用程度有所上升，由1991年的156.54 上升到2009年的187.41，增加30.87，說明研究區(qū)土地利用狀態(tài)處于上升期。另外，研究區(qū)域內(nèi)的月里鎮(zhèn)、中堡鄉(xiāng)和羅富鄉(xiāng)由于交通不便、資源缺乏、經(jīng)濟(jì)相對(duì)落后，其土地利用處于停滯期或是衰退期，縣域城關(guān)鎮(zhèn)以及大廠鎮(zhèn)、車河鎮(zhèn)、芒場鎮(zhèn)和六寨鎮(zhèn)等礦業(yè)、茶葉、畜牧業(yè)和林業(yè)主要發(fā)展區(qū)，由于交通便利、礦產(chǎn)資源豐富、城鎮(zhèn)化水平較高，其土地利用程度較高?？梢?，區(qū)域因素是導(dǎo)致土地利用程度變化差異的重要原因之一。

3.2 土地利用變化驅(qū)動(dòng)力機(jī)制

自然驅(qū)動(dòng)力和社會(huì)驅(qū)動(dòng)力都屬于導(dǎo)致土地利用目的和方式發(fā)生變化的驅(qū)動(dòng)力，但自然驅(qū)動(dòng)力相對(duì)較為穩(wěn)定，而社會(huì)經(jīng)濟(jì)驅(qū)動(dòng)力則較為活躍[7]。影響南丹縣土地利用變化的驅(qū)動(dòng)因子主要包括社會(huì)經(jīng)濟(jì)驅(qū)動(dòng)力、自然驅(qū)動(dòng)力和土地利用政策驅(qū)動(dòng)力等多種因素，其中經(jīng)濟(jì)發(fā)展、社會(huì)行為、土地使用者行為、人口變化和科技發(fā)展等驅(qū)動(dòng)因子為社會(huì)經(jīng)濟(jì)驅(qū)動(dòng)力，而氣候、環(huán)境、水文和地形等驅(qū)動(dòng)因子則屬于自然驅(qū)動(dòng)力[8]。由于南丹縣的面積較小，自然驅(qū)動(dòng)力對(duì)于土地利用變化的影響力相較于社會(huì)經(jīng)濟(jì)驅(qū)動(dòng)力來說則顯得微不足道。因此，經(jīng)過綜合考量之后，僅對(duì)南丹縣土地利用變化進(jìn)行社會(huì)經(jīng)濟(jì)驅(qū)動(dòng)力綜合分析。南丹縣土地利用驅(qū)動(dòng)機(jī)理[9]如圖2 所示。

圖2 南丹縣土地利用驅(qū)動(dòng)機(jī)理

3.2.1 土地利用變化驅(qū)動(dòng)力指標(biāo)體系的構(gòu)建 考慮到影響土地利用變化的因素復(fù)雜，采用“主成分分析法”，選用全面的土地利用變化驅(qū)動(dòng)因子。主成分分析法可以較為有效的解決由于指標(biāo)過多過復(fù)雜所帶來的各種問題，采用降維的方法，針對(duì)其中影響力最大的幾個(gè)指標(biāo)進(jìn)行科學(xué)分析[11]。

土地使用者的行為和社會(huì)行為用評(píng)價(jià)指標(biāo)較難進(jìn)行定量分析，因此僅對(duì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、人口變化、農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)變化和科技進(jìn)步作定量分析。為構(gòu)建主成分模型，根據(jù)南丹縣土地利用變化驅(qū)動(dòng)力的實(shí)際情況，結(jié)合主成分分析的要求和思路，參考所收集整理的相關(guān)資料，將能夠體現(xiàn)人口變化、經(jīng)濟(jì)發(fā)展、農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和科技進(jìn)步的18個(gè)關(guān)鍵因子作為分析指標(biāo)[11]，如表2所示。

表2 南丹縣土地利用變化驅(qū)動(dòng)力分析指標(biāo)體系

3.2.2 主成分分析過程 依據(jù)主成分分析的原理[12]，應(yīng)用主成分分析方法進(jìn)行計(jì)算，得出全部解釋方差表（表3）、主成分載荷（表4）。

由表3 可看出，主成分中特征值大于1 的是第一、第二和第三主成分，累計(jì)方差貢獻(xiàn)率達(dá)100%，完全符合主成分提取要求。因此，以這3個(gè)主成分為基礎(chǔ)，根據(jù)各主成分中各驅(qū)動(dòng)因子載荷可分析其在相應(yīng)主成分中的貢獻(xiàn)率（表4）。

表3 全部解釋方差表

表4 主成分載荷矩陣

主成分與原始變量的相關(guān)程度可由載荷矩陣反映，為解釋主成分的現(xiàn)實(shí)意義提供了參考價(jià)值。由表4 可得，在第一主成分中，農(nóng)業(yè)機(jī)械總動(dòng)力、城鎮(zhèn)居民可支配收入、總?cè)丝?、人口密度、農(nóng)村居民人均純收入和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)比值等6個(gè)驅(qū)動(dòng)因子的載荷絕對(duì)值均在0.9 以上，而這些因子主要與人口增長、經(jīng)濟(jì)發(fā)展和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整有關(guān)，因此第一主成分可以被認(rèn)為是人口增長、經(jīng)濟(jì)發(fā)展以及農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的代表。

在第二主成分中，社會(huì)消費(fèi)品零售總額、單位產(chǎn)出用地量、經(jīng)濟(jì)非農(nóng)化率和國內(nèi)生產(chǎn)總值等4個(gè)驅(qū)動(dòng)因子載荷絕對(duì)值均在0.9 以上，而這些因子主要與經(jīng)濟(jì)增長有關(guān)，因此第二主成分可以被認(rèn)為是經(jīng)濟(jì)增長的代表。

綜上，影響南丹縣土地利用變化的驅(qū)動(dòng)因子可概括為人口增長、經(jīng)濟(jì)發(fā)展和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整3 類因子，其中人口增長和經(jīng)濟(jì)增長對(duì)南丹縣土地利用變化的影響最為明顯。

3.3 土地利用變化驅(qū)動(dòng)力因子的分析

3.3.1 人口增長 一直以來人口因素是導(dǎo)致土地利用變化的一個(gè)重要原因。從1995～2009年，南丹縣的人口總數(shù)和人口密度呈穩(wěn)定的遞增趨勢(shì)，15 a 間共增長了29 885 人，年增長率為6.44‰，平均每年增加人口1 992 人；其中非農(nóng)業(yè)人口增長17 447 人，平均每年增加1 163 人，占增長人口的58.38%。非農(nóng)業(yè)人口的快速增長加劇了人口增長對(duì)空間尤其是城鎮(zhèn)綠地、城鎮(zhèn)道路以及城鎮(zhèn)住房等的需求，造成了城鎮(zhèn)的擴(kuò)張。另外，人口增長引起農(nóng)產(chǎn)品需求增加，從而導(dǎo)致耕地需求增加。

人口數(shù)量的不斷增長，使得人們對(duì)建設(shè)用地的需求也不斷增加，導(dǎo)致了其他各類用地面積的不斷減少。同時(shí)隨著社會(huì)的發(fā)展，人們對(duì)各種物質(zhì)產(chǎn)品的需求也不斷增長，娛樂設(shè)施用地等各類第三產(chǎn)業(yè)用地也急劇上升，由此造成了人地矛盾。

3.3.2 經(jīng)濟(jì)增長 導(dǎo)致土地利用變化的另一重要驅(qū)動(dòng)力就是經(jīng)濟(jì)的不斷增長。自2005年以來，南丹縣的經(jīng)濟(jì)發(fā)展呈現(xiàn)快速增長的趨勢(shì)。1995～2009年15 a 間，南丹縣的國內(nèi)生產(chǎn)總值增加267 930 萬元，年均增長11.60%，城鎮(zhèn)居民可支配收入和農(nóng)村居民人均純收入分別增加11 176.69 元、2 890 元，增長幅度分別為20.08%、15.09%。為適應(yīng)經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，南丹縣不斷提高土地的使用效率，大力開發(fā)各類土地資源，以實(shí)現(xiàn)最大的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。著力建設(shè)交通設(shè)施和水利設(shè)施，做好農(nóng)用地的保護(hù)工作，促進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，從而使南丹縣的用地變化呈現(xiàn)牧草地和未利用土地面積持續(xù)減少，農(nóng)用地和水域、居民點(diǎn)及工礦用地、交通用地的面積則不斷擴(kuò)大的現(xiàn)象。

3.3.3 產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整 南丹縣因地制宜，立足于區(qū)域資源優(yōu)勢(shì)，大力發(fā)展有色金屬采選和冶煉業(yè)，新增的城鎮(zhèn)村及工礦用地主要來自耕地、園地、林地和牧草地的整理及復(fù)墾以及未利用土地的開發(fā)利用；同時(shí)將退耕還林、其他土地開發(fā)及廢棄地的整理用于補(bǔ)充耕地、園地和林地，提高了社會(huì)經(jīng)濟(jì)和生態(tài)效益。18 a來南丹縣的經(jīng)濟(jì)非農(nóng)化率（二、三產(chǎn)業(yè)總值/國內(nèi)生產(chǎn)總值）及農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)比值（農(nóng)業(yè)產(chǎn)值/農(nóng)林牧漁業(yè)總產(chǎn)值）總體呈現(xiàn)逐漸上升的趨勢(shì)。經(jīng)濟(jì)非農(nóng)化率的上升，表明第二、第三產(chǎn)業(yè)總值所占國內(nèi)生產(chǎn)總值比例的提高；農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)比值的上升，說明農(nóng)業(yè)得到了進(jìn)一步的發(fā)展，這解釋了南丹縣耕地、園地和林地面積增長的原因。

3.3.4 政策因素 由于政策對(duì)土地利用變化的影響很大，因此應(yīng)當(dāng)實(shí)時(shí)關(guān)注相關(guān)部門出臺(tái)的各類土地政策。政策可以通過地價(jià)、地權(quán)和經(jīng)營等多種機(jī)制直接影響土地利用及其結(jié)構(gòu)的形式[13]。通過具體詳盡的土地利用計(jì)劃和規(guī)劃手段，南丹縣對(duì)土地利用進(jìn)行宏觀的調(diào)控管理，使各類用地的規(guī)模、供需、質(zhì)量、比例結(jié)構(gòu)以及空間布局合理化，不斷提高土地利用總體的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和生態(tài)的綜合效益。1991～2009年間南丹縣土地利用結(jié)構(gòu)的變化格局，很大程度上是土地利用政策直接作用的結(jié)果。

4 結(jié)論與討論

（1）通過對(duì)南丹縣1991～2009年土地利用結(jié)構(gòu)的分析可知，園地、交通用地和林地明顯增加，而牧草地和未利用土地則相對(duì)減少。從土地利用變化的幅度來看，18 a 間，交通用地的面積變化幅度最大，其次是園地。

（2）從土地利用程度的時(shí)空變化特征來看，近18 a 來研究區(qū)土地利用程度有較大的提高，土地利用仍具有較大的潛力。另外，土地利用程度變化存在較大的地區(qū)差異，在所有鄉(xiāng)鎮(zhèn)中，經(jīng)濟(jì)相對(duì)落后的月里鎮(zhèn)、中堡鄉(xiāng)其土地利用處于調(diào)整期或衰退期，縣域城關(guān)鎮(zhèn)以及大廠鎮(zhèn)、車河鎮(zhèn)、芒場鎮(zhèn)和六寨鎮(zhèn)等礦業(yè)、茶葉、畜牧業(yè)和林業(yè)主要發(fā)展區(qū)，其土地利用程度較高。

（3）在現(xiàn)階段，人口的增長、經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整等是影響南丹縣土地利用變化的主要因素，社會(huì)經(jīng)濟(jì)因素是土地利用變化的主要外部驅(qū)動(dòng)力。為了實(shí)現(xiàn)南丹縣土地資源的可持續(xù)利用和區(qū)域的可持續(xù)發(fā)展，應(yīng)加強(qiáng)限制城鎮(zhèn)化和經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)農(nóng)業(yè)用地的占用，重視農(nóng)用地的保護(hù)、未利用土地的有序開發(fā)和廢棄地的有效開發(fā)、整理，進(jìn)一步完善土地利用規(guī)劃，優(yōu)化土地利用結(jié)構(gòu)。

（4）通過調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，加強(qiáng)對(duì)可循環(huán)資源的開發(fā)，提高土地節(jié)約集約水平，為實(shí)現(xiàn)生態(tài)與經(jīng)濟(jì)和諧發(fā)展而進(jìn)行科學(xué)合理的土地利用結(jié)構(gòu)布局調(diào)整，從而保障地區(qū)的可持續(xù)發(fā)展[14]。對(duì)南丹縣而言，尤其要加大礦區(qū)環(huán)境的治理力度，繼續(xù)實(shí)施退耕還林還草戰(zhàn)略，合理安排各業(yè)用地，建立協(xié)調(diào)的人地關(guān)系，促進(jìn)地區(qū)自然生態(tài)系統(tǒng)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展。

[1]李 靜，趙庚星，田素鋒，等. 論土地利用/覆被變化驅(qū)動(dòng)力研究[J]. 資源調(diào)查與評(píng)價(jià)，2004，22（4）：22-24.

[2]田亞平，王 鵬，李 倩，等. 城市化背景下的衡陽市土地利用變化及其驅(qū)動(dòng)力分析[J]. 衡陽師范學(xué)院學(xué)報(bào)，2008，29（6）：96-100.

[3]李傳哲，于福亮，劉 佳，等. 近20年來黑河干流中游地區(qū)土地利用/覆被變化及驅(qū)動(dòng)力定量研究[J]. 自然資源學(xué)報(bào)，2011，26（3）：353-363.

[4]劉紀(jì)遠(yuǎn). 中國資源環(huán)境遙感宏觀調(diào)查與動(dòng)態(tài)研究[M]. 北京：中國科學(xué)技術(shù)出版社，1996：21-45，158-188.

[5]高嘯峰，王樹德，宮阿都，等. 基于主成分分析法的土地利用/覆被變化驅(qū)動(dòng)力研究[J]. 地理與地理信息科學(xué)，2009.25（1）：36-39.

[6]朱會(huì)義，李秀彬，何書金，等. 環(huán)渤海地區(qū)土地利用的時(shí)空變化分析[J]. 地理學(xué)報(bào)，2001，56（3）：253-260.

[7]陳 勇. 土地利用變化機(jī)制研究現(xiàn)狀與研究進(jìn)展[J]. 湖北農(nóng)業(yè)科學(xué)，2003（2）：15-17.

[8]李 平，李秀彬，劉學(xué)軍. 我國現(xiàn)階段土地利用變化驅(qū)動(dòng)力的宏觀分析[J]. 地理研究，2001，20（2）：129-138.

[9]何 敏. 經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)土地利用變化及其驅(qū)動(dòng)力機(jī)制研究[D]. 南京農(nóng)業(yè)大學(xué)，2004：61-64.

[10]王 劍，徐 美. 基于主成分分析的土地利用驅(qū)動(dòng)力分析[J]. 安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2011，39（3）：1718-1720.

[11]牛 星，歐名豪. 揚(yáng)州市土地利用變化的驅(qū)動(dòng)力機(jī)制研究[J]. 中國人口、資源與環(huán)境，2007，17（1）：102-108.

[12]薛 薇. 統(tǒng)計(jì)分析與SPSS 的應(yīng)用[M]. 北京：中國人民大學(xué)出版社，2002：258-266.

[13]段翰晨，顏長珍，宋 翔，等. 寧夏土地利用變化及驅(qū)動(dòng)力分析[J]. 安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2009，37（35）：17637-17640，17667.

[14]史培軍，葉 濤. 第5 屆亞洲土地利用/覆蓋變化與環(huán)境問題國際研討會(huì)[J]. 地球科學(xué)進(jìn)展，2006，21（2）：219.