基于核密度估计法的滨海县城建设用地扩张及其对粮食生产的影响——以霞浦县为例

叶志君

福建省新国地土地规划设计有限公司，福建福州 350013

随着城镇化和工业化的不断发展，土地资源的有效供给是我国经济社会可持续发展的保障 ，各地建设用地需求旺盛，耕地保护任务严峻[1]。为缓解未来建设用地供需矛盾，同时保护耕地以确保粮食安全，国家严格控制新增建设用地规模，提出对占用耕地实施“占补平衡”和年度“进出平衡”。

福建省地处中国东南沿海，是海峡西岸经济区的发展主体。霞浦县依山面海，发展模式多样化，是长期实施山海协作的福建经济的典型代表。通过研究霞浦县建设用地扩张及其对耕地的时空侵占过程，进而分析城市规划及经济政策对粮食生产的影响，可以为福建省的国土空间规划和粮食安全政策的制定提供参考。

1 研究方法与数据来源

1.1 研究区概况

霞浦县位于福建省东北部，为沿海丘陵县，西北峰峦耸峙，中部丘陵连绵，低山、盆谷、平原交错，东南沿海大小岛屿411个，与台湾省一衣带水，是福建最早开放的对台贸易口岸。全县陆地面积1 716 km2，共辖有3个街道办事处、12个乡镇，其中沿海乡（镇、街道）9个，山区乡3个。2021年全县实现地区生产总值310.22亿元，人均地区生产总值5.6万元，年末常住人口47.7万人，城镇化率61.9%。

1.2 数据来源

本研究收集了霞浦县2010年初至2020年末的建设用地面积、耕地面积、耕地质量、粮食播种面积、粮食产量，数据来源于历年土地变更调查数据库、耕地质量等别成果、《霞浦县统计年鉴2020》《2020年霞浦县国民经济和社会发展统计公报》《2021年霞浦县国民经济和社会发展统计公报》。

1.3 研究方法

1.3.1 空间自相关分析空间自相关性用以判断空间单元之间是否具有相关联。Moran’sI指数是衡量空间自相关的一个重要测度，Moran’sI＞0表示空间正相关性，其值越大，空间相关性越明显；Moran’sI＜0表示空间负相关性，其值越小，空间差异越大；Moran’sI=0，空间呈随机性[2]。

1.3.2 核密度估计核密度估计法是从数据样本本身出发，研究数据分布特征的统计方法。该方法可以直观地分析建设用地空间分布的聚集程度[3]，其计算公式为：

式（1）中，Fn为建设用地地块分布的核密度估计值，n为建设用地地块数量，h为搜索半径，k为核密度函数，x-xi为估计地块x到样本地块xi的距离[3]。核密度估计数值越高，表示建设用地扩张越密集，建设用地聚集度越高[4]。

1.3.3 扩张强度扩张强度表示某一时间段内建设用地的面积变化量相对于期初面积的扩张比例[5]，其计算公式为：

式（2）中，Mi为建设用地的扩张强度，△Si为i时刻建设用地面积，△Sj为j时刻建设用地面积，△Tij为i时刻到j时刻的时间跨度[5]。

1.3.4 分形维度指数分形维度指数是用以判断城市扩张模式的指数。计算公式如下：

式（3）中，Fi为i时期建设用地的分形维度指数，Pi为i时期建设用地地块的周长，Si为i时期建设用地地块的面积。分形维度指数变大，说明建设用地扩张以向外扩张为主；分形维度指数变小，说明建设用地扩张以内部填充为主，分形维度指数不变，说明建设用地扩张进入相对稳定的发展阶段[6]。

1.3.5 空间叠加分析分析研究阶段期末新增建设用地中占用耕地的占比，将结果进行统计和空间可视化。

2 建设用地扩张分析

2.1 建设用地的空间分布

霞浦县2010—2020年建设用地的Moran’I指数值处于0.71～0.03区间，均为正值，z检验值大于3，P检验值为0，说明建设用地扩张为正相关，是聚类分布模式。根据建设用地核密度分析结果，霞浦县建设用地空间分布呈现以中心城区为中心，中心城区向沿海乡镇、内陆乡镇依次减弱，多核心连片发展的趋势。其中，以中心城区的松山街道、松港街道、松城街道为一级密度分布中心；沿海的牙城镇、三沙镇及水门乡为二级密度分布中心；沿海的盐田乡、溪南镇、长春镇、下浒镇为三级密度分布中心；山区的柏洋乡、崇儒乡、北壁乡及海岛乡为四级密度分布中心（图1）。

图1 霞浦县2010—2020年建设用地核密度分布的对比

根据“十四五”规划，霞浦县规划构建“一主两副三带”的总体空间发展布局，其中，“一主”是指中心城区，“两副”是指三沙镇、下浒镇2个副中心。根据核密度分析结果，中心城区的建设用地集聚度较高，但辐射带动能力较弱，“十四五”期间，应持续强化中心城区的产业、功能、设施集聚，推动“城市向东、产业南移”发展，打造大城关中心区。三沙镇、下浒镇的建设用地集聚度较低，三沙镇应充分利用三沙港国家一类口岸开放带来的对台贸易优势，串联牙城镇一体化发展，形成县域东部产业发展高地；下浒镇应积极融入宁德四大主导产业生态圈，与溪南半岛工业区联动发展，加快布局产业园区，辐射带动海岛乡和北壁乡发展。

2.2 建设用地扩张的时序变化

2010—2020年霞浦县建设用地持续扩张，建设用地增长了23.90%，结合分形维度指数，以2013年为界，其扩张经历了从内部填充为主到外延式扩张的过程。2013年霞浦县旅游产业发展带动用地规模同步增长；至2020年，地区生产总值增长了234.28%，常住人口的城镇化率由37.00%增加至60.85%。从数据的相关关系来看，建设用地的增加与经济社会发展的用地需求总体基本吻合。

2.3 建设用地扩张的空间差异

2010—2020年间，霞浦县建设用地扩张空间差异显著。新增建设用地以中心城区的松山街道为中心，向沿海乡镇辐射蔓延，以各乡镇政府所在地的中心集镇为次中心，向周边扩张，逐渐连绵成片。由于各乡镇初始规模差异，各乡镇建设用地扩张规模与扩张强度差异明显。

2010—2020年，中心城区松山街道扩张最显著，占总增长量的25.43%；交通不便、四面环海的海岛乡扩张规模最少，占总增长量的0.79%。霞浦县中心城区所在的3个街道总扩张面积占全县总扩张规模的43.88%，山区所在的柏洋乡、崇儒乡、水门乡扩张面积仅占全县总扩张规模的7.85%。按扩张强度评价，中心城区松山街道扩张强度8.9%，扩张态势最强；北部山区的北壁乡扩张态势最弱，扩张强度值仅为0.59%。

霞浦县建设用地扩张的空间差异显著反映了霞浦县 “东扩、南移、面海”的城市发展战略。松山街道承接新能源产业链和渔业加工贸易链，在发展经济的过程中成为中心城区东扩南移的主要扩张区域；同时，沿海的溪南镇、长春镇也随着城市发展战略中环三都澳规划、核电等项目引进成为建设用地扩张的活跃区域；而未处在城市发展重心的山区乡镇、海岛乡建设用地扩张则较为缓慢低迷。

2.4 建设用地扩张对耕地的依赖度

霞浦县不同阶段建设用地扩张对耕地的依赖度有所不同，2010—2020年间霞浦县新增建设用地对耕地的平均 依 赖 度 为47.02%，2010—2013年间，新增建设用地扩张中49.91%来源于耕地；2013—2016年间，新增建设用地扩张中61.71%来源于耕地；2016—2020年间，新增建设用地扩张中41.63%来源于耕地，耕地是霞浦县前期建设用地扩张的最主要来源。随着中央耕地保护政策的加强，地方耕地保护意识增强，霞浦县新增建设用地对耕地的依赖性逐渐降低，至2020年，耕地依赖度由峰值的68.01%降至27.82%。

2.5 建设占用耕地对粮食生产的影响

2010—2020年间，霞浦县由建设用地扩张引起的耕地流失量占研究期内流失耕地总面积的78.35%，建设用地扩张是导致霞浦县耕地资源流失的最主要原因。霞浦县通过土地整理、土地开发、旧村复垦、占补平衡等多种措施有效补充耕地面积，剔除因统计口径不同造成2019年“三调”后耕地面积下降的异常数据。在耕地面积增加的背景下，霞浦县粮食播种面积、粮食产量呈现逐年下降趋势，至2020年，粮食播种减少面积占2010年粮食播种面积的42.38%；粮食减产量占2010年粮食产量的37.52%，减产较为严重。因此，虽然建设占用耕地是耕地流失的主要原因，但不是粮食减产的主要原因。

根据初步调查，霞浦县粮食减产的原因主要有2个因素：一是农村现存的农民大多为老年人，年轻农民大都进城进厂打工，存在土地抛荒闲置情形；二是受土地产出效益影响，农户种粮积极性受挫，许多农户改变耕地现状种植结构，改种蔬菜、果树、茶叶、药材等高效益作物；或者在沿海的耕地上种植相关饲料以满足沿海养殖业需要造成粮食播种面积下降。

3 结论

利用核密度估计的方法，通过分析其建设用地扩张与经济社会发展的联系，为霞浦县“十四五”国土空间规划和粮食安全政策的实施提供一定的参考。

（1）霞浦县建设用地分布呈现出以中心城区为中心，逐步向沿海乡镇、山区乡镇逐渐蔓延的多核心连片分布格局。为实现 “一主两副三带”的总体空间发展框架，鉴于中心城区目前产业带动能力偏弱，未来应引导社会资本向中心城区集聚，加快各产业链的补链、扩链、强链以及提升旅游品牌，将各乡镇培育成县域经济发展的副中心，着力实现工农互促、城乡互补、深度融合、共同繁荣的城乡融合局面。

（2）霞浦县建设用地的扩张受城市规划和政策的影响较大。霞浦县建设用地保持着持续扩张的趋势，为防范霞浦县建设用地扩张由外延式扩张演变为“摊大饼”式的扩张。宏观上，必须严格论证县域国土空间布局，增强空间规划管制，引导城市按规划发展，构建集约、高效的高质量发展格局；微观上，通过成片开发方案严格规划管控新增建设用地，优化控制性详细规划，落实建设用地定额标准，提高土地利用效率，推动土地利用向集约型转变，用更少的新增建设用地规模，支撑更高质量的经济增长[7]。同时，必须普及节约、集约用地的意识，积极盘活存量土地，从源头上避免产生新的闲置土地。

（3）耕地是霞浦县建设用地扩张的主要来源，随着耕地保护意识的加强，建设用地对耕地的依赖度呈现下降趋势。为保护耕地，未来针对确需占用耕地的建设项目，应在可行性研究、初步设计论证时，将建设占用耕地的必要性、合理性作为多方案比较的重要依据，降低建设用地对耕地的依赖；严厉查处违法违规占用耕地从事非农建设，遏制耕地“非农化”。

（4）在霞浦县耕地趋势增加的背景下，霞浦县仍出现粮食播种面积逐年缩小的现象，粮食减产较为严重。未来一段时期内，应探索制定更为合理的政策、措施，以保障农民种粮收益，调动种粮积极性，积极引导农民在水稻生产功能区至少种植一季水稻，推进抛荒耕地规模复耕，从各方面防止耕地“非粮化”，稳定粮食生产，保障粮食安全。

随着“生态文明”建设要求的提高和对粮食安全的愈加关注，建设用地扩张空间愈发受限[4]。如何布局新增建设用地、处理好新增建设用地与农业空间的关系显得愈发重要。仅对建设用地扩张与粮食生产的关系进行了粗略分析，未来需要对建设用地扩张的驱动因素进行细致研究，以便更合理地配置土地资源，保障粮食生产安全。