基于核密度估計法的濱海縣城建設(shè)用地擴(kuò)張及其對糧食生產(chǎn)的影響
——以霞浦縣為例

葉志君

福建省新國地土地規(guī)劃設(shè)計有限公司，福建福州 350013

隨著城鎮(zhèn)化和工業(yè)化的不斷發(fā)展，土地資源的有效供給是我國經(jīng)濟(jì)社會可持續(xù)發(fā)展的保障 ，各地建設(shè)用地需求旺盛，耕地保護(hù)任務(wù)嚴(yán)峻[1]。為緩解未來建設(shè)用地供需矛盾，同時保護(hù)耕地以確保糧食安全，國家嚴(yán)格控制新增建設(shè)用地規(guī)模，提出對占用耕地實施“占補(bǔ)平衡”和年度“進(jìn)出平衡”。

福建省地處中國東南沿海，是海峽西岸經(jīng)濟(jì)區(qū)的發(fā)展主體。霞浦縣依山面海，發(fā)展模式多樣化，是長期實施山海協(xié)作的福建經(jīng)濟(jì)的典型代表。通過研究霞浦縣建設(shè)用地擴(kuò)張及其對耕地的時空侵占過程，進(jìn)而分析城市規(guī)劃及經(jīng)濟(jì)政策對糧食生產(chǎn)的影響，可以為福建省的國土空間規(guī)劃和糧食安全政策的制定提供參考。

1 研究方法與數(shù)據(jù)來源

1.1 研究區(qū)概況

霞浦縣位于福建省東北部，為沿海丘陵縣，西北峰巒聳峙，中部丘陵連綿，低山、盆谷、平原交錯，東南沿海大小島嶼411個，與臺灣省一衣帶水，是福建最早開放的對臺貿(mào)易口岸。全縣陸地面積1 716 km2，共轄有3個街道辦事處、12個鄉(xiāng)鎮(zhèn)，其中沿海鄉(xiāng)（鎮(zhèn)、街道）9個，山區(qū)鄉(xiāng)3個。2021年全縣實現(xiàn)地區(qū)生產(chǎn)總值310.22億元，人均地區(qū)生產(chǎn)總值5.6萬元，年末常住人口47.7萬人，城鎮(zhèn)化率61.9%。

1.2 數(shù)據(jù)來源

本研究收集了霞浦縣2010年初至2020年末的建設(shè)用地面積、耕地面積、耕地質(zhì)量、糧食播種面積、糧食產(chǎn)量，數(shù)據(jù)來源于歷年土地變更調(diào)查數(shù)據(jù)庫、耕地質(zhì)量等別成果、《霞浦縣統(tǒng)計年鑒2020》《2020年霞浦縣國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展統(tǒng)計公報》《2021年霞浦縣國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展統(tǒng)計公報》。

1.3 研究方法

1.3.1 空間自相關(guān)分析空間自相關(guān)性用以判斷空間單元之間是否具有相關(guān)聯(lián)。Moran’sI指數(shù)是衡量空間自相關(guān)的一個重要測度，Moran’sI＞0表示空間正相關(guān)性，其值越大，空間相關(guān)性越明顯；Moran’sI＜0表示空間負(fù)相關(guān)性，其值越小，空間差異越大；Moran’sI=0，空間呈隨機(jī)性[2]。

1.3.2 核密度估計核密度估計法是從數(shù)據(jù)樣本本身出發(fā)，研究數(shù)據(jù)分布特征的統(tǒng)計方法。該方法可以直觀地分析建設(shè)用地空間分布的聚集程度[3]，其計算公式為：

式（1）中，F(xiàn)n為建設(shè)用地地塊分布的核密度估計值，n為建設(shè)用地地塊數(shù)量，h為搜索半徑，k為核密度函數(shù)，x-xi為估計地塊x到樣本地塊xi的距離[3]。核密度估計數(shù)值越高，表示建設(shè)用地擴(kuò)張越密集，建設(shè)用地聚集度越高[4]。

1.3.3 擴(kuò)張強(qiáng)度擴(kuò)張強(qiáng)度表示某一時間段內(nèi)建設(shè)用地的面積變化量相對于期初面積的擴(kuò)張比例[5]，其計算公式為：

式（2）中，Mi為建設(shè)用地的擴(kuò)張強(qiáng)度，△Si為i時刻建設(shè)用地面積，△Sj為j時刻建設(shè)用地面積，△Tij為i時刻到j(luò)時刻的時間跨度[5]。

1.3.4 分形維度指數(shù)分形維度指數(shù)是用以判斷城市擴(kuò)張模式的指數(shù)。計算公式如下：

式（3）中，F(xiàn)i為i時期建設(shè)用地的分形維度指數(shù)，Pi為i時期建設(shè)用地地塊的周長，Si為i時期建設(shè)用地地塊的面積。分形維度指數(shù)變大，說明建設(shè)用地擴(kuò)張以向外擴(kuò)張為主；分形維度指數(shù)變小，說明建設(shè)用地擴(kuò)張以內(nèi)部填充為主，分形維度指數(shù)不變，說明建設(shè)用地擴(kuò)張進(jìn)入相對穩(wěn)定的發(fā)展階段[6]。

1.3.5 空間疊加分析分析研究階段期末新增建設(shè)用地中占用耕地的占比，將結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計和空間可視化。

2 建設(shè)用地擴(kuò)張分析

2.1 建設(shè)用地的空間分布

霞浦縣2010—2020年建設(shè)用地的Moran’I指數(shù)值處于0.71～0.03區(qū)間，均為正值，z檢驗值大于3，P檢驗值為0，說明建設(shè)用地擴(kuò)張為正相關(guān)，是聚類分布模式。根據(jù)建設(shè)用地核密度分析結(jié)果，霞浦縣建設(shè)用地空間分布呈現(xiàn)以中心城區(qū)為中心，中心城區(qū)向沿海鄉(xiāng)鎮(zhèn)、內(nèi)陸鄉(xiāng)鎮(zhèn)依次減弱，多核心連片發(fā)展的趨勢。其中，以中心城區(qū)的松山街道、松港街道、松城街道為一級密度分布中心；沿海的牙城鎮(zhèn)、三沙鎮(zhèn)及水門鄉(xiāng)為二級密度分布中心；沿海的鹽田鄉(xiāng)、溪南鎮(zhèn)、長春鎮(zhèn)、下滸鎮(zhèn)為三級密度分布中心；山區(qū)的柏洋鄉(xiāng)、崇儒鄉(xiāng)、北壁鄉(xiāng)及海島鄉(xiāng)為四級密度分布中心（圖1）。

圖1 霞浦縣2010—2020年建設(shè)用地核密度分布的對比

根據(jù)“十四五”規(guī)劃，霞浦縣規(guī)劃構(gòu)建“一主兩副三帶”的總體空間發(fā)展布局，其中，“一主”是指中心城區(qū)，“兩副”是指三沙鎮(zhèn)、下滸鎮(zhèn)2個副中心。根據(jù)核密度分析結(jié)果，中心城區(qū)的建設(shè)用地集聚度較高，但輻射帶動能力較弱，“十四五”期間，應(yīng)持續(xù)強(qiáng)化中心城區(qū)的產(chǎn)業(yè)、功能、設(shè)施集聚，推動“城市向東、產(chǎn)業(yè)南移”發(fā)展，打造大城關(guān)中心區(qū)。三沙鎮(zhèn)、下滸鎮(zhèn)的建設(shè)用地集聚度較低，三沙鎮(zhèn)應(yīng)充分利用三沙港國家一類口岸開放帶來的對臺貿(mào)易優(yōu)勢，串聯(lián)牙城鎮(zhèn)一體化發(fā)展，形成縣域東部產(chǎn)業(yè)發(fā)展高地；下滸鎮(zhèn)應(yīng)積極融入寧德四大主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)生態(tài)圈，與溪南半島工業(yè)區(qū)聯(lián)動發(fā)展，加快布局產(chǎn)業(yè)園區(qū)，輻射帶動海島鄉(xiāng)和北壁鄉(xiāng)發(fā)展。

2.2 建設(shè)用地擴(kuò)張的時序變化

2010—2020年霞浦縣建設(shè)用地持續(xù)擴(kuò)張，建設(shè)用地增長了23.90%，結(jié)合分形維度指數(shù)，以2013年為界，其擴(kuò)張經(jīng)歷了從內(nèi)部填充為主到外延式擴(kuò)張的過程。2013年霞浦縣旅游產(chǎn)業(yè)發(fā)展帶動用地規(guī)模同步增長；至2020年，地區(qū)生產(chǎn)總值增長了234.28%，常住人口的城鎮(zhèn)化率由37.00%增加至60.85%。從數(shù)據(jù)的相關(guān)關(guān)系來看，建設(shè)用地的增加與經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的用地需求總體基本吻合。

2.3 建設(shè)用地擴(kuò)張的空間差異

2010—2020年間，霞浦縣建設(shè)用地擴(kuò)張空間差異顯著。新增建設(shè)用地以中心城區(qū)的松山街道為中心，向沿海鄉(xiāng)鎮(zhèn)輻射蔓延，以各鄉(xiāng)鎮(zhèn)政府所在地的中心集鎮(zhèn)為次中心，向周邊擴(kuò)張，逐漸連綿成片。由于各鄉(xiāng)鎮(zhèn)初始規(guī)模差異，各鄉(xiāng)鎮(zhèn)建設(shè)用地擴(kuò)張規(guī)模與擴(kuò)張強(qiáng)度差異明顯。

2010—2020年，中心城區(qū)松山街道擴(kuò)張最顯著，占總增長量的25.43%；交通不便、四面環(huán)海的海島鄉(xiāng)擴(kuò)張規(guī)模最少，占總增長量的0.79%。霞浦縣中心城區(qū)所在的3個街道總擴(kuò)張面積占全縣總擴(kuò)張規(guī)模的43.88%，山區(qū)所在的柏洋鄉(xiāng)、崇儒鄉(xiāng)、水門鄉(xiāng)擴(kuò)張面積僅占全縣總擴(kuò)張規(guī)模的7.85%。按擴(kuò)張強(qiáng)度評價，中心城區(qū)松山街道擴(kuò)張強(qiáng)度8.9%，擴(kuò)張態(tài)勢最強(qiáng)；北部山區(qū)的北壁鄉(xiāng)擴(kuò)張態(tài)勢最弱，擴(kuò)張強(qiáng)度值僅為0.59%。

霞浦縣建設(shè)用地擴(kuò)張的空間差異顯著反映了霞浦縣 “東擴(kuò)、南移、面海”的城市發(fā)展戰(zhàn)略。松山街道承接新能源產(chǎn)業(yè)鏈和漁業(yè)加工貿(mào)易鏈，在發(fā)展經(jīng)濟(jì)的過程中成為中心城區(qū)東擴(kuò)南移的主要擴(kuò)張區(qū)域；同時，沿海的溪南鎮(zhèn)、長春鎮(zhèn)也隨著城市發(fā)展戰(zhàn)略中環(huán)三都澳規(guī)劃、核電等項目引進(jìn)成為建設(shè)用地擴(kuò)張的活躍區(qū)域；而未處在城市發(fā)展重心的山區(qū)鄉(xiāng)鎮(zhèn)、海島鄉(xiāng)建設(shè)用地擴(kuò)張則較為緩慢低迷。

2.4 建設(shè)用地擴(kuò)張對耕地的依賴度

霞浦縣不同階段建設(shè)用地擴(kuò)張對耕地的依賴度有所不同，2010—2020年間霞浦縣新增建設(shè)用地對耕地的平均 依 賴 度 為47.02%，2010—2013年間，新增建設(shè)用地擴(kuò)張中49.91%來源于耕地；2013—2016年間，新增建設(shè)用地擴(kuò)張中61.71%來源于耕地；2016—2020年間，新增建設(shè)用地擴(kuò)張中41.63%來源于耕地，耕地是霞浦縣前期建設(shè)用地擴(kuò)張的最主要來源。隨著中央耕地保護(hù)政策的加強(qiáng)，地方耕地保護(hù)意識增強(qiáng)，霞浦縣新增建設(shè)用地對耕地的依賴性逐漸降低，至2020年，耕地依賴度由峰值的68.01%降至27.82%。

2.5 建設(shè)占用耕地對糧食生產(chǎn)的影響

2010—2020年間，霞浦縣由建設(shè)用地擴(kuò)張引起的耕地流失量占研究期內(nèi)流失耕地總面積的78.35%，建設(shè)用地擴(kuò)張是導(dǎo)致霞浦縣耕地資源流失的最主要原因。霞浦縣通過土地整理、土地開發(fā)、舊村復(fù)墾、占補(bǔ)平衡等多種措施有效補(bǔ)充耕地面積，剔除因統(tǒng)計口徑不同造成2019年“三調(diào)”后耕地面積下降的異常數(shù)據(jù)。在耕地面積增加的背景下，霞浦縣糧食播種面積、糧食產(chǎn)量呈現(xiàn)逐年下降趨勢，至2020年，糧食播種減少面積占2010年糧食播種面積的42.38%；糧食減產(chǎn)量占2010年糧食產(chǎn)量的37.52%，減產(chǎn)較為嚴(yán)重。因此，雖然建設(shè)占用耕地是耕地流失的主要原因，但不是糧食減產(chǎn)的主要原因。

根據(jù)初步調(diào)查，霞浦縣糧食減產(chǎn)的原因主要有2個因素：一是農(nóng)村現(xiàn)存的農(nóng)民大多為老年人，年輕農(nóng)民大都進(jìn)城進(jìn)廠打工，存在土地拋荒閑置情形；二是受土地產(chǎn)出效益影響，農(nóng)戶種糧積極性受挫，許多農(nóng)戶改變耕地現(xiàn)狀種植結(jié)構(gòu)，改種蔬菜、果樹、茶葉、藥材等高效益作物；或者在沿海的耕地上種植相關(guān)飼料以滿足沿海養(yǎng)殖業(yè)需要造成糧食播種面積下降。

3 結(jié)論

利用核密度估計的方法，通過分析其建設(shè)用地擴(kuò)張與經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的聯(lián)系，為霞浦縣“十四五”國土空間規(guī)劃和糧食安全政策的實施提供一定的參考。

（1）霞浦縣建設(shè)用地分布呈現(xiàn)出以中心城區(qū)為中心，逐步向沿海鄉(xiāng)鎮(zhèn)、山區(qū)鄉(xiāng)鎮(zhèn)逐漸蔓延的多核心連片分布格局。為實現(xiàn) “一主兩副三帶”的總體空間發(fā)展框架，鑒于中心城區(qū)目前產(chǎn)業(yè)帶動能力偏弱，未來應(yīng)引導(dǎo)社會資本向中心城區(qū)集聚，加快各產(chǎn)業(yè)鏈的補(bǔ)鏈、擴(kuò)鏈、強(qiáng)鏈以及提升旅游品牌，將各鄉(xiāng)鎮(zhèn)培育成縣域經(jīng)濟(jì)發(fā)展的副中心，著力實現(xiàn)工農(nóng)互促、城鄉(xiāng)互補(bǔ)、深度融合、共同繁榮的城鄉(xiāng)融合局面。

（2）霞浦縣建設(shè)用地的擴(kuò)張受城市規(guī)劃和政策的影響較大。霞浦縣建設(shè)用地保持著持續(xù)擴(kuò)張的趨勢，為防范霞浦縣建設(shè)用地擴(kuò)張由外延式擴(kuò)張演變?yōu)椤皵偞箫灐笔降臄U(kuò)張。宏觀上，必須嚴(yán)格論證縣域國土空間布局，增強(qiáng)空間規(guī)劃管制，引導(dǎo)城市按規(guī)劃發(fā)展，構(gòu)建集約、高效的高質(zhì)量發(fā)展格局；微觀上，通過成片開發(fā)方案嚴(yán)格規(guī)劃管控新增建設(shè)用地，優(yōu)化控制性詳細(xì)規(guī)劃，落實建設(shè)用地定額標(biāo)準(zhǔn)，提高土地利用效率，推動土地利用向集約型轉(zhuǎn)變，用更少的新增建設(shè)用地規(guī)模，支撐更高質(zhì)量的經(jīng)濟(jì)增長[7]。同時，必須普及節(jié)約、集約用地的意識，積極盤活存量土地，從源頭上避免產(chǎn)生新的閑置土地。

（3）耕地是霞浦縣建設(shè)用地擴(kuò)張的主要來源，隨著耕地保護(hù)意識的加強(qiáng)，建設(shè)用地對耕地的依賴度呈現(xiàn)下降趨勢。為保護(hù)耕地，未來針對確需占用耕地的建設(shè)項目，應(yīng)在可行性研究、初步設(shè)計論證時，將建設(shè)占用耕地的必要性、合理性作為多方案比較的重要依據(jù)，降低建設(shè)用地對耕地的依賴；嚴(yán)厲查處違法違規(guī)占用耕地從事非農(nóng)建設(shè)，遏制耕地“非農(nóng)化”。

（4）在霞浦縣耕地趨勢增加的背景下，霞浦縣仍出現(xiàn)糧食播種面積逐年縮小的現(xiàn)象，糧食減產(chǎn)較為嚴(yán)重。未來一段時期內(nèi)，應(yīng)探索制定更為合理的政策、措施，以保障農(nóng)民種糧收益，調(diào)動種糧積極性，積極引導(dǎo)農(nóng)民在水稻生產(chǎn)功能區(qū)至少種植一季水稻，推進(jìn)拋荒耕地規(guī)模復(fù)耕，從各方面防止耕地“非糧化”，穩(wěn)定糧食生產(chǎn)，保障糧食安全。

隨著“生態(tài)文明”建設(shè)要求的提高和對糧食安全的愈加關(guān)注，建設(shè)用地擴(kuò)張空間愈發(fā)受限[4]。如何布局新增建設(shè)用地、處理好新增建設(shè)用地與農(nóng)業(yè)空間的關(guān)系顯得愈發(fā)重要。僅對建設(shè)用地擴(kuò)張與糧食生產(chǎn)的關(guān)系進(jìn)行了粗略分析，未來需要對建設(shè)用地擴(kuò)張的驅(qū)動因素進(jìn)行細(xì)致研究，以便更合理地配置土地資源，保障糧食生產(chǎn)安全。