基于可持續發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. 北部灣環境演變與資源利用教育部重點實驗室，廣西 南寧 530000;2. 廣西師范學院，廣西 南寧 530000; 3. 廣西林業干校，廣西 南寧530000;4. 南寧市綠洲景觀園林建設工程有限責任公司，廣西 南寧 530000）

對區域土地利用變化的研究是當今環境研究的一個重要有機組成部分，關于土地利用變化的驅動因子的研究也是目前研究的熱點[1]。土地利用變化的驅動機制會因其變化的側重點與驅動力的不同而有所不同，這受到研究區的不同時空尺度、不同自然和社會經濟條件的影響。為了對現有及未來土地利用變化的趨勢和方向進行科學地分析，對區域土地利用變化的機制和起因進行更好地闡釋，對政府制定與實施的相關決策給予更有效的支持，也為使區域土地利用變化朝著更有利于人類的可持續發展的方向演變，需要研究一些的特定時段、典型區域的土地利用變化情況及其驅動機制[2]。為此，以廣西省南丹縣為研究區域，著力研究分析該縣的土地利用變化的驅動機制及時空分異特征，以得出其土地利用變化對區域可持續發展的影響情況，旨在為該縣的土地利用規劃及結構調整等提供指導作用，從而促進南丹縣自然生態系統和社會經濟系統的可持續發展。

1 研究區概況

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4 鄉，縣內崇山峻嶺，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，糧食產量較高。縣內地址結構較為復雜，礦藏資源豐富，有色金屬儲量頗為可觀。

2 數據來源與研究方法

2.1 數據來源

研究所采用的數據來自1991、2000 和2009年的土地利用統計數據和調查數據以及《南丹縣統計年鑒》。并參考現行《土地利用現狀分類》的相關標準，再結合本研究區土地利用現狀特征，最終將研究區土地利用類型分為耕地、林地、園地、牧草地、水域、未利用地、居民點及工礦用地和交通用地等8個類型。

2.2 研究方法

從土地利用程度的時空變化和土地利用的結構變化兩個方面分析南丹縣的土地利用變化情況，選擇對南丹縣1991、2000 和2009年3 a 的各類土地利用面積變化進行數學建模；為求得南丹縣土地利用變化的驅動因子，采用SPSS19.0 對南丹縣土地利用變化的影響因子進行主成分分析；采用定性與定量相結合的方式對各驅動因素進行分析。

3 結果與分析

3.1 土地利用變化

3.1.1 土地利用結構變化情況 土地利用類型的面積變化是區域土地利用變化的主要體現，必須對土地利用類型的面積變化進行分析才能得出土地利用結構的變化情況以及其變化的的總體趨勢。如圖1，顯示了1991、2000 和2009年南丹縣土地利用結構狀況。

從圖1 可知，在研究期內南丹縣的林地、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 南丹縣土地利用結構示意圖

3.1.2 土地利用程度變化的時空特征分析 為分析自然因素與人為因素對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]。可根據自然和社會經濟指標將土地利用程度大致分為四級，以便對其進行定量化計算，如表1 所示。

土地利用程度綜合指數計算，見公式（1）[3]。

表1 土地利用程度分級賦值

（1）式中，Mj為研究區的土地利用程度綜合指數；Ri為研究區域內的第i 級土地利用程度的級別指數；Ei為研究區域內的第i 級土地利用程度級別面積的比率；n 為土地利用程度的級別數。

土地利用程度變化量Mb-a和變化率G 計算見公式（2）、（3）[3]。

式中，My為y時間的區域土地利用程度綜合指數；Mx為x 時間的區域土地利用程度綜合指數，Ri為第i級土地利用程度級別指數；Eiy為某區域y 時間第i 級土地利用程度面積比率；Eix為某區域x 時間第i 級土地利用程度面積比率。

該研究區的土地利用的變化趨勢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，則該區域土地利用狀態處于上升期，反之則處于停滯期或衰退期。

計算可得，近18 a 來研究區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，說明研究區土地利用狀態處于上升期。另外，研究區域內的月里鎮、中堡鄉和羅富鄉由于交通不便、資源缺乏、經濟相對落后，其土地利用處于停滯期或是衰退期，縣域城關鎮以及大廠鎮、車河鎮、芒場鎮和六寨鎮等礦業、茶葉、畜牧業和林業主要發展區，由于交通便利、礦產資源豐富、城鎮化水平較高，其土地利用程度較高。可見，區域因素是導致土地利用程度變化差異的重要原因之一。

3.2 土地利用變化驅動力機制

自然驅動力和社會驅動力都屬于導致土地利用目的和方式發生變化的驅動力，但自然驅動力相對較為穩定，而社會經濟驅動力則較為活躍[7]。影響南丹縣土地利用變化的驅動因子主要包括社會經濟驅動力、自然驅動力和土地利用政策驅動力等多種因素，其中經濟發展、社會行為、土地使用者行為、人口變化和科技發展等驅動因子為社會經濟驅動力，而氣候、環境、水文和地形等驅動因子則屬于自然驅動力[8]。由于南丹縣的面積較小，自然驅動力對于土地利用變化的影響力相較于社會經濟驅動力來說則顯得微不足道。因此，經過綜合考量之后，僅對南丹縣土地利用變化進行社會經濟驅動力綜合分析。南丹縣土地利用驅動機理[9]如圖2 所示。

圖2 南丹縣土地利用驅動機理

3.2.1 土地利用變化驅動力指標體系的構建 考慮到影響土地利用變化的因素復雜，采用“主成分分析法”，選用全面的土地利用變化驅動因子。主成分分析法可以較為有效的解決由于指標過多過復雜所帶來的各種問題，采用降維的方法，針對其中影響力最大的幾個指標進行科學分析[11]。

土地使用者的行為和社會行為用評價指標較難進行定量分析，因此僅對經濟發展、人口變化、農業結構變化和科技進步作定量分析。為構建主成分模型，根據南丹縣土地利用變化驅動力的實際情況，結合主成分分析的要求和思路，參考所收集整理的相關資料，將能夠體現人口變化、經濟發展、農業結構調整和科技進步的18個關鍵因子作為分析指標[11]，如表2所示。

表2 南丹縣土地利用變化驅動力分析指標體系

3.2.2 主成分分析過程 依據主成分分析的原理[12]，應用主成分分析方法進行計算，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，累計方差貢獻率達100%，完全符合主成分提取要求。因此，以這3個主成分為基礎，根據各主成分中各驅動因子載荷可分析其在相應主成分中的貢獻率（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程度可由載荷矩陣反映，為解釋主成分的現實意義提供了參考價值。由表4 可得，在第一主成分中，農業機械總動力、城鎮居民可支配收入、總人口、人口密度、農村居民人均純收入和產業結構比值等6個驅動因子的載荷絕對值均在0.9 以上，而這些因子主要與人口增長、經濟發展和產業結構調整有關，因此第一主成分可以被認為是人口增長、經濟發展以及農業結構調整的代表。

在第二主成分中，社會消費品零售總額、單位產出用地量、經濟非農化率和國內生產總值等4個驅動因子載荷絕對值均在0.9 以上，而這些因子主要與經濟增長有關，因此第二主成分可以被認為是經濟增長的代表。

綜上，影響南丹縣土地利用變化的驅動因子可概括為人口增長、經濟發展和產業結構調整3 類因子，其中人口增長和經濟增長對南丹縣土地利用變化的影響最為明顯。

3.3 土地利用變化驅動力因子的分析

3.3.1 人口增長 一直以來人口因素是導致土地利用變化的一個重要原因。從1995～2009年，南丹縣的人口總數和人口密度呈穩定的遞增趨勢，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；其中非農業人口增長17 447 人，平均每年增加1 163 人，占增長人口的58.38%。非農業人口的快速增長加劇了人口增長對空間尤其是城鎮綠地、城鎮道路以及城鎮住房等的需求，造成了城鎮的擴張。另外，人口增長引起農產品需求增加，從而導致耕地需求增加。

人口數量的不斷增長，使得人們對建設用地的需求也不斷增加，導致了其他各類用地面積的不斷減少。同時隨著社會的發展，人們對各種物質產品的需求也不斷增長，娛樂設施用地等各類第三產業用地也急劇上升，由此造成了人地矛盾。

3.3.2 經濟增長 導致土地利用變化的另一重要驅動力就是經濟的不斷增長。自2005年以來，南丹縣的經濟發展呈現快速增長的趨勢。1995～2009年15 a 間，南丹縣的國內生產總值增加267 930 萬元，年均增長11.60%，城鎮居民可支配收入和農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%。為適應經濟的迅猛發展，南丹縣不斷提高土地的使用效率，大力開發各類土地資源，以實現最大的社會經濟效益。著力建設交通設施和水利設施，做好農用地的保護工作，促進農業生產的發展，從而使南丹縣的用地變化呈現牧草地和未利用土地面積持續減少，農用地和水域、居民點及工礦用地、交通用地的面積則不斷擴大的現象。

3.3.3 產業結構調整 南丹縣因地制宜，立足于區域資源優勢，大力發展有色金屬采選和冶煉業，新增的城鎮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墾以及未利用土地的開發利用；同時將退耕還林、其他土地開發及廢棄地的整理用于補充耕地、園地和林地，提高了社會經濟和生態效益。18 a來南丹縣的經濟非農化率（二、三產業總值/國內生產總值）及農業結構比值（農業產值/農林牧漁業總產值）總體呈現逐漸上升的趨勢。經濟非農化率的上升，表明第二、第三產業總值所占國內生產總值比例的提高；農業結構比值的上升，說明農業得到了進一步的發展，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 由于政策對土地利用變化的影響很大，因此應當實時關注相關部門出臺的各類土地政策。政策可以通過地價、地權和經營等多種機制直接影響土地利用及其結構的形式[13]。通過具體詳盡的土地利用計劃和規劃手段，南丹縣對土地利用進行宏觀的調控管理，使各類用地的規模、供需、質量、比例結構以及空間布局合理化，不斷提高土地利用總體的經濟、社會和生態的綜合效益。1991～2009年間南丹縣土地利用結構的變化格局，很大程度上是土地利用政策直接作用的結果。

4 結論與討論

（1）通過對南丹縣1991～2009年土地利用結構的分析可知，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空變化特征來看，近18 a 來研究區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差異，在所有鄉鎮中，經濟相對落后的月里鎮、中堡鄉其土地利用處于調整期或衰退期，縣域城關鎮以及大廠鎮、車河鎮、芒場鎮和六寨鎮等礦業、茶葉、畜牧業和林業主要發展區，其土地利用程度較高。

（3）在現階段，人口的增長、經濟的發展和產業結構的調整等是影響南丹縣土地利用變化的主要因素，社會經濟因素是土地利用變化的主要外部驅動力。為了實現南丹縣土地資源的可持續利用和區域的可持續發展，應加強限制城鎮化和經濟發展對農業用地的占用，重視農用地的保護、未利用土地的有序開發和廢棄地的有效開發、整理，進一步完善土地利用規劃，優化土地利用結構。

（4）通過調整產業結構，加強對可循環資源的開發，提高土地節約集約水平，為實現生態與經濟和諧發展而進行科學合理的土地利用結構布局調整，從而保障地區的可持續發展[14]。對南丹縣而言，尤其要加大礦區環境的治理力度，繼續實施退耕還林還草戰略，合理安排各業用地，建立協調的人地關系，促進地區自然生態系統和社會經濟系統的可持續發展。

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