发达地区土地利用结构变化定量分析——以浙江省慈溪市为例

范 辉

(信阳师范学院 地理科学学院/河南省精准扶贫与乡村振兴软科学研究基地，河南 信阳 464000)

0 引言

研究土地利用结构是充分合理开发利用土地资源、实施动态监测和有效控制的重要环节[1].土地利用结构研究可以解决两个相关的问题，即国民经济各部门之间合理分配土地资源和实现土地利用效率最大化[2].学术界对土地利用结构进行了深入的探索，主要集中在土地利用结构变化、土地利用结构优化和土地利用结构评价等三个方面.从总体上看，土地利用结构的定量评价研究成果相对丰富[3]，在研究的空间尺度上，多以省、市、县[4]为主，缺乏县级以下空间研究尺度[5]；在研究地域上，多以中西部[6]或欠发达地区[7]为主.理论界对发达地区土地利用结构评价缺乏研究；而且从空间尺度上看，乡(镇)级尺度的土地利用结构定量评价也相对不足.土地利用结构具有显著的地域性，受经济发展水平的影响很大.过去几十年的快速城市化和工业化，很大程度地改变了农村地区的土地利用/土地覆被模式[8].浙江省慈溪市经济发展水平较高，而且工业化和城镇化进程较快，外来务工人员规模大；该市社会经济发展状况对土地利用结构产生了多方面的影响.因此，本文以浙江省慈溪市为研究区域，采用定量方法从乡(镇)级空间尺度对该地区的土地利用结构进行测度，以期探索经济发达地区土地利用结构的特征及其影响因素等.

1 研究区概况

慈溪市位于杭州湾南岸，浙东宁绍平原北部，宁波市的西北.东南与宁波市镇海区毗邻，西南与余姚市接壤，北面呈弧形突入杭州湾.介于北纬30°02′～30°24′和东经121°02′～121°42′之间，是长江三角洲南翼环杭州湾地区沪、杭、甬三大都市经济金三角的中心.行政区域面积为1 361 km2.慈溪市下辖5个街道、14个镇，共有59个社区、27个居委会、297个村委会.因历史归属等原因，古塘街道和白沙路街道的数据均已包含在浒山街道中.

根据《2015年慈溪市国民经济和社会发展统计公报》，2015年末慈溪市户籍户数为42.07万户，户籍人口为104.71万人，非农业户籍人口为19.67万人；登记在册流动人口95.56万人，常住人口148.91万人；乡村总人口119.44万人，乡村劳动力78.37万人.2015年末慈溪市GDP为1 154.57亿元，人均GDP为11.03万元，实现工业增加值586.73亿元，固定资产投资额为718.96亿元，财政总收入为220.70亿元，进出口总额为102.44亿美元，实际利用外资6.18亿美元，社会消费品零售总额为477.46亿元.

2 慈溪市土地利用数量特征

2.1 慈溪市土地利用数量结构

根据各镇(街道)的土地利用结构比例(表1)，可以得出慈溪市下辖的行政区划的土地利用结构具有一定的规律.

表1 慈溪市各镇(街道)土地利用结构比例 单位：%Tab. 1 Proportions of land use structure of every town in Cixi city unit:%

资料来源：2012年慈溪市土地利用变更调查数据；经作者整理制表

其一，大部分镇(街道)的土地利用结构以耕地为主，或者耕地所占的比例最大.附海镇、逍林镇、新浦镇、崇寿镇和坎墩街道等，其辖区内的耕地所占比例超过了60%.其二，部分镇的土地利用结构受地形地貌的影响较大.匡堰镇的林地比例达到了45.90%，横河镇内林地比例最高，因为这两个镇域内有山区.而庵东镇的水域及水利设施用地的比例较高(61.45%)，该镇辖区内有大量的沿海滩涂.其三，部分镇和街道的土地利用类型不完备.崇寿镇仅有耕地、城镇村及工矿用地、交通用地和水域及水利设施用地，而且前两种地类占全镇土地总面积的95.29%.附海镇、逍林镇、胜山镇、周巷镇和新浦镇等只有5种土地类型；影响到各个镇内的土地生态环境质量.

慈溪市镇级尺度的土地利用结构也存在一定的问题，主要包括：第一，部分镇和街道的城镇村及工矿用地比例过大.第二，部分镇和街道的耕地比例偏低.第三，未来随着城市化和工业化的发展，耕地被挤占的可能性较大.

2.2 慈溪市土地利用类型分析

2.2.1 慈溪市土地利用多样化分析

多样化分析有助于揭示区域内各种土地类型的齐全程度或多样化状况，本研究采用吉布斯-马丁(Gibbs-Martin)多样化指数，其计算公式为[9]：

(1)

式中：G为多样化指数，n为土地类型的种类，Si为某一土地类型的面积.G的取值范围在[0,1]之间；当G=0时，区域内只有1种土地类型，当G=1时，区域的土地类型多样化程度最大.

表2 慈溪市各镇(街道)土地利用结构的定量分析指标Tab. 2 The quantitative analysis index of land use structure of every town in Cixi city

资料来源：2012年慈溪市土地利用变更调查数据.因表格宽度限制，表中的“城镇村”系指“城镇村及工矿用地”的简写

慈溪市17个镇(街道)的多样化指数均值为0.59，这说明慈溪市土地利用的多样化状况整体上处于中等水平(表2).横河镇的多样化指数最高，其值为0.76；而附海镇的多样化指数最低，其值为0.48.在全市17个镇(街道)中仅有6个高于全市的多样化指数平均水平，其他10个镇(街道)均低于慈溪市的平均水平.全市多样化指数的极差是0.28，这说明慈溪市各个镇和街道的多样化状况差异并不大.慈溪市各镇和街道的多样化指数普遍不高且差异不大的现象，主要由两种原因造成的.其一，作为我国经济发达的沿海地区，慈溪市各镇和街道的工业企业较多，进而建设用地的比例相对较高；其二，各镇和街道内的土地利用类型具有一定的异质性，大部分镇和街道呈现出土地利用类型“短缺”的现象，这主要是由地形地貌造成的.

2.2.2 慈溪市土地利用集中化分析

采用集中化指数来分析慈溪市土地利用的集中化程度.集中化指数的优点是能够精确测度区域土地利用类型的集中化程度，计算公式为[10]：

(2)

式中：I为集中化指数；A为各镇或街道各种地类累计面积百分比之和；M为假定土地都集中分布时的累计百分比之和；R为慈溪市各种地类累计面积百分比之和，以R值作为衡量集中化程度的基准.慈溪市的R值为677.71，M值为800.

由表2可知，在慈溪市域内集中化程度最高的是掌起镇，该镇的集中化指数为0.301；集中化程度最低的是崇寿镇，其指数为-2.648.而且，在全市17个镇级研究单位中仅有2个镇的集中化指数大于0；有10个镇级研究单位的集中化指数小于-1.这种现象充分说明了慈溪市土地利用的集中化程度普遍较低.

2.2.3 慈溪市地类组合类型分析

为了确定慈溪市各镇和街道的土地利用结构的类型特征和主要类型，本研究采用威弗-托马斯(Weaver-Thomas)组合系数法[11].根据计算结果(表2)，在慈溪市域内组合类型包含2种地类的镇级行政区划有11个；组合类型包含3种地类的镇级行政区划有2个；组合类型包含4种地类镇级行政区划有4个.由此可知，慈溪市土地利用类型齐全程度整体较低.除慈溪市区(宗汉街道、坎墩街道和浒山街道)外，附海镇、逍林镇、新浦镇、胜山镇、崇寿镇、长河镇和周巷镇等7个镇的地类组合类型数均为2，且组合类型都是“耕地—城镇村”.这种现象说明了以上7个镇的土地利用结构中城镇村及工矿用地的比例已经相对很高；主要由两种因素造成的，其一，这些镇域内人口密度较大，居住用地的比例相对较高；其二，这7个镇工业企业占用的建设用地比例相对较高.今后，随着城镇化和工业化的发展建设用地挤占农用地尤其是耕地的可能性非常大；因此，必须严格控制区域城乡建设用地总量，提高耕地保护的力度

2.3 慈溪市土地利用程度综合分析

土地利用程度综合分析用来分析区域土地利用程度的高低.本研究采用庄大方和刘纪远两位学者[12]提出的研究方法，其计算公式为：

(3)

式中：L为区域土地利用程度综合指数；Bi为第i级土地利用程度分级指数；Ci为第i级土地利用程度的面积百分比；i为土地利用程度分级数.

表3 慈溪市各镇(街道)土地利用程度综合指数表Tab. 3 Index of land use degree of every town in Cixi city

注：1级代表城镇村及工矿用地、交通用地，其分级指数为4；2级代表耕地、园地，其分级指数为3；3级代表林地、草地、水域及水利设施用地，其分级指数为2；4级代表其他土地，其分级指数为1

慈溪全市以2级为主，占全市土地总面积的41.13%；但是1级土地面积的占比接近1/4，这说明了在慈溪市域内城镇村及工矿用地、交通用地的比例已经非常高，应该控制该市的建设用地总量(表3).在17个镇级行政区划中，有12个超过了慈溪市的土地利用程度综合指数.这种现象说明了部分镇和街道的土地利用程度相对较高.浒山街道的土地利用程度综合指数最高，其值为363.59，因为该街道为慈溪市区的核心部分；匡堰镇的土地利用程度综合指数最低，其值为270.52，主要原因是该镇为山区且大部分地类为林地，其比例高达45.90%.从慈溪市各镇的土地利用程度综合指数分值可知，区域内土地利用程度的高低与区位、地形地貌、经济发展水平和产业结构等因素有关.

2.4 慈溪市地类区位指数分析

采用区位指数来定量测度慈溪市各镇和街道地类的空间分布情况.该指数用来测度各种地类的区位优势和专业化程度，其计算公式为[13]：

(4)

式中：Q为区位指数；di为各镇或街道内第i种土地面积；Di为慈溪市第i种土地面积.如果Q>1，则说明该种土地具有区位意义；如果Q<1，则说明此种土地不具备区位意义.

根据慈溪市各镇和街道土地利用的区位分析(表4)，可以看出坎墩街道、附海镇、逍林镇、新浦镇和长河镇等6个镇级单位的耕地区位指数超过1.50，具有典型的区位优势，因此，这6个镇和街道应该做好耕地保护工作；与此同时，其他镇和街道的耕地规模则相对较低，说明工业化和城镇化的发展对耕地保护构成了很大的挑战.在17个镇级单位中，有12个的城镇村及工矿用地区位指数大于1，这说明了慈溪市大部分镇和街道的城镇村和工矿用地的比较相对较高.当然，这与慈溪市人口密度大、乡村工业分布密集和乡村城镇化程度高等因素有关.这种现象也暗示了未来慈溪市应该严格控制建设用地总量.有超过一半的镇和街道交通用地具有区位优势.近年来，慈溪市农村工业化和城镇化的发展需要大量交通设施，以及家庭购买轿车的增加等，均需要交通用地.这种现象为我国中西部地区的社会经济发展带来启示，即在经济发达阶段交通用地会逐渐增加，尤其是农村城镇化和家庭轿车不断增加的背景下.相对而言，草地和水域及水利设施用地的区位优势不太明显.

表4 慈溪市各镇(街道)土地利用区位指数Tab. 4 Location index of land use of every town in Cixi city

资料来源：根据2012年慈溪市土地利用变更调查数据而测算

2.5 慈溪市土地利用结构信息熵分析

(1)信息熵

土地利用结构信息熵能够综合反映区域内一定时段各种土地利用类型的动态变化及其转化程度，其计算公式[14]为：

(5)

式中：H为信息熵，其大小反映的是不同土地利用类型面积的均匀程度.

通过测算(表5)，有8个镇级行政区划的土地利用结构信息熵大于1；9个镇级行政区划的土地利用结构信息熵小于1.具体而言，横河镇、龙山镇、桥头镇和匡堰镇等土地利用类型的面积比例相对均匀，而坎墩街道、附海镇、长河镇等土地利用类型的面积比例则不均匀.前文测算的各镇和街道的土地利用数量结构能够佐证这一结论.

(2)均衡度

按照土地利用类型计算出的信息熵并没有反映出土地利用类型个数(n)的影响，因此需要引入均衡度的概念来测度区域不同土地利用类型的均衡程度.根据信息熵的公式得出均衡度的公式[15]为：

(6)

式中：J为均衡度，n为土地利用类型的种类.由于H≤Hmax，因此，0≤J≤1.J=0，表示区域内的不同土地利用类型处于极度不均匀状态；而J=1，则表示区域内的不同土地利用类型处于绝对均匀状态.

通过测算(表5)，慈溪市各镇和街道的均衡度在[0.50，0.79].根据均衡度来判断，横河镇、龙山镇、桥头镇和匡堰镇等土地利用类型面积比例相对均衡；而附海镇、长河镇和坎墩街道等土地利用类型面积比例则有失均衡.这一研究结论与土地利用结构信息熵、土地利用数量结构等相一致.

表5 慈溪市各镇(街道)土地利用结构信息熵果Tab. 5 Information entropy of land use structure of every town in Cixi city

(3)优势度

结合均衡度的计算公式，可得优势度的公式[15]为：

I=1-J,

(7)

式中：I为优势度，表示区域内一种或几种土地利用类型支配该区域内土地利用类型的程度.

由于优势度与均衡度表达的意义相反，因此，附海镇、长河镇和坎墩街道的土地利用类型面积比例优势度比较明显，即这些镇级行政区划内部分土地利用类型所占比例较大，优势突出.而横河镇、桥头镇和匡堰镇等其区域内土地利用类型面积占比相对均匀，没有典型的优势地类.

3 慈溪市土地利用结构成因分析

3.1 地形地貌

地形地貌是影响慈溪市镇级行政区划的主要因素.全市范围内，丘陵、平原和滩涂及其他用地的比例分别为：20∶70∶10.由于受地形地貌的影响，部分镇和街道的土地利用结构具有明显的特色.匡堰镇域内大部分都是丘陵或低山，因此该镇林地面积占比高达45.90%，在全市镇级行政区划中其比例最高.而且园地占比也达到了13.38%；相应地，耕地面积比重仅为18.06%，在全市镇级行政区划中耕地的比例最低.在土地利用数量结构上，另一个典型是庵东镇.该镇域内水域及水利设施用地的比例高达61.45%，其他地类的面积占比均比较小，主要是因为该镇境内大部分土地为滩涂.在其他15个镇级行政区划中，地形地貌对土地利用结构的影响虽然没有匡堰镇和庵东镇那么大，但作用也是基础性的.

3.2 经济发展水平

中国经济的高速增加是以城市用地规模扩大为基础的.慈溪市经济发展对土地利用结构的影响主要表现在4个方面.第一，大量的工业企业占地使城镇村及工矿用地的比例增加.慈溪市有着庞大的工业体系，2015年全市实现工业增加值397.72亿元.而这些大规模的工业企业也使其占地规模巨大.第二，慈溪市大量的家庭作坊，影响了农村宅基地的规模和面积占比.慈溪市的产业链比较健全，在农村分布着大量的家庭作坊为大中型企业服务.家庭作坊的存在是农村宅基地面积增大的主要之一，进而也影响了全市的土地利用结构.第三，交通运输用地增加迅速.根据土地利用调查变更数据，全市交通运输用地从2009年的5 009.73 hm2增加到2014年底的5 821.66 hm2.不仅城镇居民购买的家庭轿车的比例增加，而且慈溪市农村居民拥有家庭轿车的比较也很高.《慈溪市统计年鉴》数据显示，2014年慈溪市每百户农村居民点拥有家庭轿车为34部.第四，随着经济发展和农村生活水平的提高，农民建造新房的需求增加.农村建房的增加，也将影响到慈溪市土地利用结构变化.

3.3 城市化特征

一个区域内城市化的发展受多种因素的影响，主要包括经济发展水平、就业容量、产业结构、城乡生活水平差异、城市化经济成本等因素的影响.经济发达地区的城市化又有自己的特征.近年来慈溪市的常住人口城镇化率一直呈快速发展，由2005年的59.50%上升到2015年的68.00%.相反，该市的户籍人口城镇化率却发展缓慢，由2005年的15.84%缓慢增长到18.81%.而且，近年来，慈溪市的两种城市化率之差(即常住人口城市化率减户籍人口城市化率)高于浙江省，而浙江省又高于全国.

慈溪市经济发达，有大量的外来务工人员；该市有大规模的家庭作坊，本地农民工为节省居住、生活成本等，倾向于在自己村庄或者附近村庄就业；同时，慈溪市农村生活水平与城市差异不大，因此很多本地农民(工)不愿意迁移到城镇.另外，慈溪市的各城镇和市区的房价较高，也阻碍了本地农民的乡—城迁移.正是由于慈溪市城市化的特点，导致慈溪市域内农村宅基地的规模较大，进而对各镇和街道的土地利用结构产生了相应的影响.

3.4 产业结构

自1978年慈溪市产业结构发生了很大的变化，对该市的土地利用结构也产生了很大的影响.在30余年的变迁中，慈溪市的产业结构调整可以概括为：其一，1999年以来该市的第一产业产值低于10%；其二，第二产业产值虽然比例最大但在1994年达到峰值后逐渐降低；其三，第三产业的产值比例不断增加.根据产业发展的普遍规律和慈溪市的具体状况，未来慈溪市第一产业的产值比例较低(低于10%)、第二产业的产值比例不断降低而第三产业的产值比例不断增加.

慈溪市产业结构对土地利用结构的影响主要表现在三个方面.第一，产业结构影响建设用地的规模和空间分布.现阶段，慈溪市第二产业占主导地位，因此第二产业占地规模较大，且空间分布零散.第二，通过就业结构和就业地点来影响土地利用结构.当前，大部分慈溪市本地农民偏好于在本村或者附近的小微企业就业.从就业地点上分析，今后本地农民就业将向城镇和慈溪市区转移，进而也将使农村居民点用地和工矿用地等在规模和空间布局上不断调整.第三，通过外来务工人员的规模和就业地点来影响土地利用结构.随着产业的升级改造，慈溪市的总体用工量将不断降低，但对工人的综合素质要求却不断提高.因此，未来慈溪市的外来务工人员需求量将会降低，且就业地点将由现在主要集中在农村转移到城镇和慈溪市区.进而使出租给外地农民工的旧屋将会降低规模，使部分农村宅基地退出而复垦为农用地.

4 结语

本研究从土地利用类型、利用程度、区位指数和信息熵等视角，对浙江省慈溪市的土地利用结构进行了定量评价，并对影响该地区土地利用结构的主要因素进行分析.对浙江省慈溪市土地利用结构进行定量化测算，其研究结论对于经济发达或经济发展迅速地区在土地利用结构优化方面具有一定的启示.第一，经济发达地区耕地保护的压力非常大.一方面，该地区大规模的工业企业占用建设用地的规模巨大；另一方面，包括交通在内的城乡基础设施建设将挤占耕地.第二，严格控制建设用地总量.家庭作坊式企业分布广且土地利用粗放，应推动家庭作坊向工业园区集中，节约集约利用建设用地.第三，保护土地类型的多样性.通过限制城镇村及工矿用地的比例，减少土地利用类型单一化的风险，保证区域生态环境质量的不降低.第四，通过产业升级来优化发达地区土地利用结构.优先发展第三产业、降低第二产业的比重，使工业企业用地的比例不断降低、就业人员的居住用地愈发集约利用，进而使土地利用结构不断优化.