2005～2020年南寧市土地利用變化及驅(qū)動力研究

黃欣婷，韋燕飛，童新華

(1.南寧師范大學 自然資源與測繪學院，廣西 南寧 530001；2.南寧師范大學 地理科學與規(guī)劃學院，廣西 南寧 530001)

1 引言

土地是人類賴以生存和發(fā)展的重要自然基礎(chǔ)和物質(zhì)保障[1]，隨著我國經(jīng)濟社會和城鎮(zhèn)化的快速發(fā)展，土地出現(xiàn)了耕地被占用、建設(shè)用地無序擴張、生態(tài)用地減少等問題[2]。這種現(xiàn)象在城市中尤為突出，不同的土地利用類型之間相互影響、相互制約[3]，驅(qū)動城市土地發(fā)生轉(zhuǎn)型，不合理的土地利用轉(zhuǎn)型導致土地供需矛盾日益突出。區(qū)域土地利用/覆被變化(LUCC)是全球環(huán)境變化研究的重要組成部分[4]，20世紀末，LUCC已成為全球研究的熱點問題[5]。自20世紀90年代起，我國學者緊跟國際研究動態(tài)，開展了土地利用效益[6]、土地利用動態(tài)變化[7]及生態(tài)環(huán)境效應(yīng)[8]等方面的相關(guān)研究。

為緩解土地利用壓力，揭示影響土地利用轉(zhuǎn)型的主要因素，區(qū)域土地利用變化及驅(qū)動力已成為研究熱點之一。南寧市是廣西壯族自治區(qū)的首府，近年來其經(jīng)濟發(fā)展較快，土地利用格局發(fā)生了較大的變化。因此，研究南寧市土地利用變化及其驅(qū)動力，有利于優(yōu)化南寧市的土地利用結(jié)構(gòu)，緩解經(jīng)濟社會發(fā)展和土地資源的矛盾，以期實現(xiàn)區(qū)域土地資源的可持續(xù)發(fā)展。

2 研究區(qū)概況及數(shù)據(jù)來源

2.1 研究區(qū)概況

南寧市位于廣西中部偏南，有“綠城”之美稱，地理坐標東經(jīng)108°22′，北緯22°48′，總面積為221萬hm2，是國家“一帶一路”的重要門戶城市。2020年末，南寧市人口為791.38萬人，全年地區(qū)生產(chǎn)總值4726.34億元。

2.2 數(shù)據(jù)來源

本文所采用的2005、2010、2015、2020年南寧市衛(wèi)星遙感影像數(shù)據(jù)來源于中國科學院地理空間數(shù)據(jù)云平臺(http://www.gscloud.cn)；經(jīng)濟社會統(tǒng)計數(shù)據(jù)來源于《廣西統(tǒng)計年鑒》《南寧統(tǒng)計年鑒》和政府工作報告等。

3 南寧市土地利用變化分析

3.1 土地利用結(jié)構(gòu)

南寧市土地總面積為221萬hm2，耕地、林地、草地和建設(shè)用地占比較大，其中林地分布最廣，占總面積的52.63%。15年間，建設(shè)用地的面積有所增加，耕地、林地、草地、濕地、水域和其他土地的面積均減少。其中，耕地面積變化較明顯，總體呈減少趨勢，由原來的75.656萬hm2減少到73.873萬hm2，總減少量為1.782萬hm2；建設(shè)用地面積增加最多，增加量為2.924萬hm2。這表明隨著城鎮(zhèn)化的快速推進，建設(shè)用地需求量不斷增大，建設(shè)用地擴張現(xiàn)象明顯，并占用了耕地、林地和草地等用地，土地供需矛盾進一步加劇(表1)[9]。

(1)2005～2010年，耕地、草地、濕地、水域和其他土地的面積減少，林地、建設(shè)用地的面積增加。其中，變化最為劇烈的是建設(shè)用地，面積增加量為0.554萬hm2，表明城鎮(zhèn)化的快速推進使得建設(shè)用地開始擴張；其次是水域，面積減少0.288萬hm2，主要原因是城市占用水域進行開發(fā)建設(shè)。

(2)2010～2015年，南寧市土地利用變化較為劇烈，水域和建設(shè)用地面積增加，耕地、林地、草地和濕地的面積減少，其他土地的面積趨向于穩(wěn)定。面積增加最多的土地利用類型是建設(shè)用地，增加量為1.983萬hm2，增長率明顯提高；面積減少最多的是林地，減少量為1.459萬hm2，表明建設(shè)用地需求不斷增加，土地供需矛盾進一步加劇。

(3)2015～2020年，南寧市土地利用結(jié)構(gòu)整體趨于穩(wěn)定，耕地、草地、濕地和水域的面積減少，林地和建設(shè)用地面積增加。面積變化最大的是林地，面積增加0.696萬hm2，其主要得益于退耕還林政策的有效實施；其次是建設(shè)用地，面積增加0.388萬hm2，增長速度明顯放緩。

表1 2005～2020年南寧市土地利用結(jié)構(gòu)

3.2 單一土地利用動態(tài)度

單一土地利用動態(tài)度通常表示的是某一土地利用類型的面積在一定時間內(nèi)的變化速率，用來反映在研究時段內(nèi)土地利用類型變化的劇烈程度[10]。其公式為：

(1)

式(1)中：K為土地利用動態(tài)度；Ua為基期年某一土地利用類型的數(shù)量；Ub為期末年某一土地利用類型的數(shù)量；T為研究時長。

由表2可見，2005～2020年，耕地、林地、草地、濕地、水域和其他土地的面積減少，其單一土地利用動態(tài)度分別為-0.47%、-0.07%、-0.55%、-2.09%、-0.97%、-2.88%，可見濕地和其他土地的變化較為劇烈。建設(shè)用地面積增加，且其單一土地利用動態(tài)度為6.72%，總體變化程度最為劇烈。

3.3 土地利用轉(zhuǎn)移分析

借助ArcGIS構(gòu)建2005～2020年南寧市土地利用轉(zhuǎn)移矩陣(表3)，分析土地利用類型之間轉(zhuǎn)移的面積及方向，基于此歸納出2005～2020年南寧市土地利用結(jié)構(gòu)的變化規(guī)律以及土地利用的未來發(fā)展方向[11]。

表2 2005～2020年南寧市單一土地利用動態(tài)度 %

從不同土地利用類型的轉(zhuǎn)移模式來看，主要表現(xiàn)為耕地面積的減少和建設(shè)用地的擴張[7]。耕地減少的面積向林地轉(zhuǎn)移1.093萬hm2，表明研究期內(nèi)退耕還林政策的實施取得一定成效，人們保護林地的意識也有所增強。此外，耕地還向建設(shè)用地轉(zhuǎn)移2.191萬hm2，主要原因是隨著城鎮(zhèn)化的推進，建設(shè)用地需求增大，出現(xiàn)占用耕地進行開發(fā)建設(shè)等情況。而建設(shè)用地擴張的主要來源是耕地和林地，其轉(zhuǎn)入面積分別為2.191萬hm2、0.648萬hm2，轉(zhuǎn)入面積遠大于建設(shè)用地轉(zhuǎn)出面積。

表3 2005～2020年南寧市土地利用類型轉(zhuǎn)移矩陣 萬hm2

4 土地利用變化驅(qū)動力分析

4.1 指標選擇及處理

根據(jù)指標選取的代表性、綜合性和可獲取性等原則，結(jié)合統(tǒng)計年鑒及其他資料，從人口、經(jīng)濟、農(nóng)業(yè)等方面選取了11個驅(qū)動力構(gòu)建評價指標體系(表4)[13～15]。為了方便計算，對原始數(shù)據(jù)進行了標準化處理，得到標準化后的數(shù)據(jù)后再進行因子分析，最終得到各因子間的相關(guān)系數(shù)矩陣(表5)[16]。

4.2 主成分分析

運用SPSS軟件對11個自變量進行主成分分析，通過KMO系數(shù)值和巴特利特球形度檢驗，可檢驗所有指標是否能滿足研究的要求，一般要求同時滿足KMO>0.5、Sig<0.05[16]。本次檢驗結(jié)果為：KMO=0.792、Sig=0.000，均通過了一次性檢驗，表明本次選取的樣本數(shù)據(jù)滿足進行因子分析的要求。

表4 2005～2020年南寧市驅(qū)動力評價指標體系

表5 南寧市土地利用變化驅(qū)動因子相關(guān)系數(shù)矩陣

由表6可知，根據(jù)初始特征值>1，且貢獻率>80%的劃定，在驅(qū)動因子中分析提取了兩個主成分[16]，其特征值分別為8.913、1.381，各因子的貢獻率分別為81.031%、12.556%，累計貢獻率達到93.587%。因此，這2個主成分能夠較好地反映全部指標的特征。

在主成分載荷表中，與第一主成分相關(guān)性較大的驅(qū)動因子有農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值、地區(qū)生產(chǎn)總值、第一農(nóng)業(yè)生產(chǎn)總值、財政收入、年末總?cè)丝凇⑥r(nóng)作物播種面積、第二產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)總值和房地產(chǎn)開發(fā)投資，與第二主成分相關(guān)性較大的驅(qū)動因子有糧食單產(chǎn)、糧食總產(chǎn)量和第三產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)總值。這表明，2005～2020年南寧市土地利用變化的主要驅(qū)動力可以歸類為：經(jīng)濟發(fā)展水平、人口發(fā)展和農(nóng)業(yè)發(fā)展水平(表7)。

表6 總方差解釋

表7 主成分載荷

4.3 主要驅(qū)動力因子分析

4.3.1 經(jīng)濟發(fā)展水平

南寧市生產(chǎn)總值由2005年的727.90億元增加到2020年的4726.34億元，15年間增長了6.49倍。從2015年起，第二產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)總值起增速明顯放慢，而第三產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)總值大幅提升，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整會影響土地的利用方式。

4.3.2 人口增長

南寧市2005年總?cè)丝跒?59.54萬人，到2020年達到了791.38萬人，人口的大幅增加對住房、教育用地、交通等方面的需求日益增長，導致了建設(shè)用地增加，耕地、林地面積減少，從而使土地利用方式發(fā)生變化。

4.3.3 農(nóng)業(yè)發(fā)展

經(jīng)濟發(fā)展水平的提高促進產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，建設(shè)占用導致耕地面積減少2.191萬hm2，農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值由2005年的204.59億元增長到了2020年的885.51億元，總體保持逐年穩(wěn)步上漲。這表明隨著經(jīng)濟的發(fā)展，農(nóng)業(yè)技術(shù)水平提高，促進新農(nóng)業(yè)的發(fā)展和中低產(chǎn)田的改造，傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)改造升級為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)，不斷激發(fā)出農(nóng)村經(jīng)濟的潛在活力與動力。

5 結(jié)論

(1)研究期內(nèi)，南寧市主要的土地利用類型為林地，占總面積的52.63%。建設(shè)用地面積呈遞增趨勢，耕地、林地、草地、濕地、水域和其他土地的面積均減少。

(2)2005～2020年，濕地、其他土地和建設(shè)用地的土地利用動態(tài)度較大，其中建設(shè)用地的變化程度最為劇烈。

(3)土地利用轉(zhuǎn)移最主要的轉(zhuǎn)移模式表現(xiàn)為耕地面積的減少和建設(shè)用地的擴張，而擴張的建設(shè)用地主要來源于耕地和林地。

(4)土地利用變化的主要驅(qū)動因素有農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值、地區(qū)生產(chǎn)總值、年末總?cè)丝凇⒓Z食產(chǎn)量和糧食總產(chǎn)量等，可以概括為經(jīng)濟發(fā)展水平、人口增長和農(nóng)業(yè)發(fā)展這幾個方面。