基于可持续发展视角下的南丹县土地利用变化研究

陈利芳，林耀奔，陈炳超，韦春曼

（1. 北部湾环境演变与资源利用教育部重点实验室，广西 南宁 530000;2. 广西师范学院，广西 南宁 530000; 3. 广西林业干校，广西 南宁530000;4. 南宁市绿洲景观园林建设工程有限责任公司，广西 南宁 530000）

对区域土地利用变化的研究是当今环境研究的一个重要有机组成部分，关于土地利用变化的驱动因子的研究也是目前研究的热点[1]。土地利用变化的驱动机制会因其变化的侧重点与驱动力的不同而有所不同，这受到研究区的不同时空尺度、不同自然和社会经济条件的影响。为了对现有及未来土地利用变化的趋势和方向进行科学地分析，对区域土地利用变化的机制和起因进行更好地阐释，对政府制定与实施的相关决策给予更有效的支持，也为使区域土地利用变化朝着更有利于人类的可持续发展的方向演变，需要研究一些的特定时段、典型区域的土地利用变化情况及其驱动机制[2]。为此，以广西省南丹县为研究区域，着力研究分析该县的土地利用变化的驱动机制及时空分异特征，以得出其土地利用变化对区域可持续发展的影响情况，旨在为该县的土地利用规划及结构调整等提供指导作用，从而促进南丹县自然生态系统和社会经济系统的可持续发展。

1 研究区概况

河池市南丹县位于广西西北面，北邻贵州。全县总面积3 916 km2，下辖7 镇4 乡，县内崇山峻岭，海拔较高，山谷丛生，地处高原地带，为亚热带山地气候，年均气温16.9℃，雨水充沛，粮食产量较高。县内地址结构较为复杂，矿藏资源丰富，有色金属储量颇为可观。

2 数据来源与研究方法

2.1 数据来源

研究所采用的数据来自1991、2000 和2009年的土地利用统计数据和调查数据以及《南丹县统计年鉴》。并参考现行《土地利用现状分类》的相关标准，再结合本研究区土地利用现状特征，最终将研究区土地利用类型分为耕地、林地、园地、牧草地、水域、未利用地、居民点及工矿用地和交通用地等8个类型。

2.2 研究方法

从土地利用程度的时空变化和土地利用的结构变化两个方面分析南丹县的土地利用变化情况，选择对南丹县1991、2000 和2009年3 a 的各类土地利用面积变化进行数学建模；为求得南丹县土地利用变化的驱动因子，采用SPSS19.0 对南丹县土地利用变化的影响因子进行主成分分析；采用定性与定量相结合的方式对各驱动因素进行分析。

3 结果与分析

3.1 土地利用变化

3.1.1 土地利用结构变化情况 土地利用类型的面积变化是区域土地利用变化的主要体现，必须对土地利用类型的面积变化进行分析才能得出土地利用结构的变化情况以及其变化的的总体趋势。如图1，显示了1991、2000 和2009年南丹县土地利用结构状况。

从图1 可知，在研究期内南丹县的林地、牧草地和未利用土地的面积在所有土地利用类型中一直位居前三。在1991～2009年18 a 间，未利用地和牧草地的面积相应减少，但林地、园地和交通用地的面积显著增加。

图1 南丹县土地利用结构示意图

3.1.2 土地利用程度变化的时空特征分析 为分析自然因素与人为因素对南丹县的土地利用变化造成的影响，可以采用土地利用程度的综合分析方法[3-5]。可根据自然和社会经济指标将土地利用程度大致分为四级，以便对其进行定量化计算，如表1 所示。

土地利用程度综合指数计算，见公式（1）[3]。

表1 土地利用程度分级赋值

（1）式中，Mj为研究区的土地利用程度综合指数；Ri为研究区域内的第i 级土地利用程度的级别指数；Ei为研究区域内的第i 级土地利用程度级别面积的比率；n 为土地利用程度的级别数。

土地利用程度变化量Mb-a和变化率G 计算见公式（2）、（3）[3]。

式中，My为y时间的区域土地利用程度综合指数；Mx为x 时间的区域土地利用程度综合指数，Ri为第i级土地利用程度级别指数；Eiy为某区域y 时间第i 级土地利用程度面积比率；Eix为某区域x 时间第i 级土地利用程度面积比率。

该研究区的土地利用的变化趋势和综合水平可以由土地利用程度变化量或变化率来表示，若My-x>0 或G>0，则该区域土地利用状态处于上升期，反之则处于停滞期或衰退期。

计算可得，近18 a 来研究区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，说明研究区土地利用状态处于上升期。另外，研究区域内的月里镇、中堡乡和罗富乡由于交通不便、资源缺乏、经济相对落后，其土地利用处于停滞期或是衰退期，县域城关镇以及大厂镇、车河镇、芒场镇和六寨镇等矿业、茶叶、畜牧业和林业主要发展区，由于交通便利、矿产资源丰富、城镇化水平较高，其土地利用程度较高。可见，区域因素是导致土地利用程度变化差异的重要原因之一。

3.2 土地利用变化驱动力机制

自然驱动力和社会驱动力都属于导致土地利用目的和方式发生变化的驱动力，但自然驱动力相对较为稳定，而社会经济驱动力则较为活跃[7]。影响南丹县土地利用变化的驱动因子主要包括社会经济驱动力、自然驱动力和土地利用政策驱动力等多种因素，其中经济发展、社会行为、土地使用者行为、人口变化和科技发展等驱动因子为社会经济驱动力，而气候、环境、水文和地形等驱动因子则属于自然驱动力[8]。由于南丹县的面积较小，自然驱动力对于土地利用变化的影响力相较于社会经济驱动力来说则显得微不足道。因此，经过综合考量之后，仅对南丹县土地利用变化进行社会经济驱动力综合分析。南丹县土地利用驱动机理[9]如图2 所示。

图2 南丹县土地利用驱动机理

3.2.1 土地利用变化驱动力指标体系的构建 考虑到影响土地利用变化的因素复杂，采用“主成分分析法”，选用全面的土地利用变化驱动因子。主成分分析法可以较为有效的解决由于指标过多过复杂所带来的各种问题，采用降维的方法，针对其中影响力最大的几个指标进行科学分析[11]。

土地使用者的行为和社会行为用评价指标较难进行定量分析，因此仅对经济发展、人口变化、农业结构变化和科技进步作定量分析。为构建主成分模型，根据南丹县土地利用变化驱动力的实际情况，结合主成分分析的要求和思路，参考所收集整理的相关资料，将能够体现人口变化、经济发展、农业结构调整和科技进步的18个关键因子作为分析指标[11]，如表2所示。

表2 南丹县土地利用变化驱动力分析指标体系

3.2.2 主成分分析过程 依据主成分分析的原理[12]，应用主成分分析方法进行计算，得出全部解释方差表（表3）、主成分载荷（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，累计方差贡献率达100%，完全符合主成分提取要求。因此，以这3个主成分为基础，根据各主成分中各驱动因子载荷可分析其在相应主成分中的贡献率（表4）。

表3 全部解释方差表

表4 主成分载荷矩阵

主成分与原始变量的相关程度可由载荷矩阵反映，为解释主成分的现实意义提供了参考价值。由表4 可得，在第一主成分中，农业机械总动力、城镇居民可支配收入、总人口、人口密度、农村居民人均纯收入和产业结构比值等6个驱动因子的载荷绝对值均在0.9 以上，而这些因子主要与人口增长、经济发展和产业结构调整有关，因此第一主成分可以被认为是人口增长、经济发展以及农业结构调整的代表。

在第二主成分中，社会消费品零售总额、单位产出用地量、经济非农化率和国内生产总值等4个驱动因子载荷绝对值均在0.9 以上，而这些因子主要与经济增长有关，因此第二主成分可以被认为是经济增长的代表。

综上，影响南丹县土地利用变化的驱动因子可概括为人口增长、经济发展和产业结构调整3 类因子，其中人口增长和经济增长对南丹县土地利用变化的影响最为明显。

3.3 土地利用变化驱动力因子的分析

3.3.1 人口增长 一直以来人口因素是导致土地利用变化的一个重要原因。从1995～2009年，南丹县的人口总数和人口密度呈稳定的递增趋势，15 a 间共增长了29 885 人，年增长率为6.44‰，平均每年增加人口1 992 人；其中非农业人口增长17 447 人，平均每年增加1 163 人，占增长人口的58.38%。非农业人口的快速增长加剧了人口增长对空间尤其是城镇绿地、城镇道路以及城镇住房等的需求，造成了城镇的扩张。另外，人口增长引起农产品需求增加，从而导致耕地需求增加。

人口数量的不断增长，使得人们对建设用地的需求也不断增加，导致了其他各类用地面积的不断减少。同时随着社会的发展，人们对各种物质产品的需求也不断增长，娱乐设施用地等各类第三产业用地也急剧上升，由此造成了人地矛盾。

3.3.2 经济增长 导致土地利用变化的另一重要驱动力就是经济的不断增长。自2005年以来，南丹县的经济发展呈现快速增长的趋势。1995～2009年15 a 间，南丹县的国内生产总值增加267 930 万元，年均增长11.60%，城镇居民可支配收入和农村居民人均纯收入分别增加11 176.69 元、2 890 元，增长幅度分别为20.08%、15.09%。为适应经济的迅猛发展，南丹县不断提高土地的使用效率，大力开发各类土地资源，以实现最大的社会经济效益。着力建设交通设施和水利设施，做好农用地的保护工作，促进农业生产的发展，从而使南丹县的用地变化呈现牧草地和未利用土地面积持续减少，农用地和水域、居民点及工矿用地、交通用地的面积则不断扩大的现象。

3.3.3 产业结构调整 南丹县因地制宜，立足于区域资源优势，大力发展有色金属采选和冶炼业，新增的城镇村及工矿用地主要来自耕地、园地、林地和牧草地的整理及复垦以及未利用土地的开发利用；同时将退耕还林、其他土地开发及废弃地的整理用于补充耕地、园地和林地，提高了社会经济和生态效益。18 a来南丹县的经济非农化率（二、三产业总值/国内生产总值）及农业结构比值（农业产值/农林牧渔业总产值）总体呈现逐渐上升的趋势。经济非农化率的上升，表明第二、第三产业总值所占国内生产总值比例的提高；农业结构比值的上升，说明农业得到了进一步的发展，这解释了南丹县耕地、园地和林地面积增长的原因。

3.3.4 政策因素 由于政策对土地利用变化的影响很大，因此应当实时关注相关部门出台的各类土地政策。政策可以通过地价、地权和经营等多种机制直接影响土地利用及其结构的形式[13]。通过具体详尽的土地利用计划和规划手段，南丹县对土地利用进行宏观的调控管理，使各类用地的规模、供需、质量、比例结构以及空间布局合理化，不断提高土地利用总体的经济、社会和生态的综合效益。1991～2009年间南丹县土地利用结构的变化格局，很大程度上是土地利用政策直接作用的结果。

4 结论与讨论

（1）通过对南丹县1991～2009年土地利用结构的分析可知，园地、交通用地和林地明显增加，而牧草地和未利用土地则相对减少。从土地利用变化的幅度来看，18 a 间，交通用地的面积变化幅度最大，其次是园地。

（2）从土地利用程度的时空变化特征来看，近18 a 来研究区土地利用程度有较大的提高，土地利用仍具有较大的潜力。另外，土地利用程度变化存在较大的地区差异，在所有乡镇中，经济相对落后的月里镇、中堡乡其土地利用处于调整期或衰退期，县域城关镇以及大厂镇、车河镇、芒场镇和六寨镇等矿业、茶叶、畜牧业和林业主要发展区，其土地利用程度较高。

（3）在现阶段，人口的增长、经济的发展和产业结构的调整等是影响南丹县土地利用变化的主要因素，社会经济因素是土地利用变化的主要外部驱动力。为了实现南丹县土地资源的可持续利用和区域的可持续发展，应加强限制城镇化和经济发展对农业用地的占用，重视农用地的保护、未利用土地的有序开发和废弃地的有效开发、整理，进一步完善土地利用规划，优化土地利用结构。

（4）通过调整产业结构，加强对可循环资源的开发，提高土地节约集约水平，为实现生态与经济和谐发展而进行科学合理的土地利用结构布局调整，从而保障地区的可持续发展[14]。对南丹县而言，尤其要加大矿区环境的治理力度，继续实施退耕还林还草战略，合理安排各业用地，建立协调的人地关系，促进地区自然生态系统和社会经济系统的可持续发展。

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