宁夏农村建设用地与人口的时空分异特征及其驱动因素研究

安丰平,高金龙,文 琦

(1.中国科学院流域地理学重点实验室/ 中国科学院南京地理与湖泊研究所,江苏 南京 210008;2.中国科学院大学,北京 100049;3. 宁夏大学地理科学与规划学院,宁夏 银川 750000)

人地关系是地理学研究的核心[1]。在农村地域系统中,人地关系是最基本的经济社会关系,也是农村持续健康发展的基础[2]。人口是建设用地变化的重要驱动因素,建设用地是农村人口生产、生活等综合功能的载体[3-5]。随着工业化、城镇化快速推进,城乡间要素加速流动,农村经济社会急剧转型,大量农村人口流向城市,农村发展不充分程度加剧[6]。与此同时,我国乡村振兴等系列政策出台,城市工商资本开始向部分农村地区流动[7];加之长期以来的城乡二元结构限制了农村土地的有效流转,农村建设用地逆势发展现象明显。理论上农村建设用地应随农村人口的减少而减少,但事实却是农村出现了人减地增态势,导致农村人地关系日益失调,呈现出宏观不协调、微观分异明显的格局[4]。因此,在高质量推进乡村振兴发展的大背景下,为深入贯彻土地集约化利用,协调农村人地关系健康可持续发展,系统性研究农村人地关系已成为农村地理学研究的重要课题[8-9]。

截至目前,学术界关于农村人地系统开展了大量研究,且产出了丰硕成果。早期研究主要关注人口或土地等单一要素,有学者从土地利用的角度研究了农村空心化[10]、时空演变格局及其驱动效应[11-12]等;也有学者从人口要素出发,关注农村人口老龄化[13]、人口迁移[14]等议题。随着现代人地系统科学的发展,学者开始关注人口与土地之间的耦合关系,但实证研究仍以城乡关系为切入口,重点分析城乡建设用地与人口的动态关系[15-19],针对农村建设用地与人口动态关系的系统研究较为缺乏,且现有研究以人口与土地利用格局的描述性比较为主[20],少量研究采用地理统计、空间自相关等分析方法,如弹性系数模型[21]、协调度模型[22]、Tapio脱钩模型[23]等以及借助地理信息系统、遥感等技术手段,对农村人口与土地耦合关系进行定量刻画,揭示农村人地关系演化规律及其驱动机制。如李裕瑞等[22]研究发现,目前全国尚未出现农村人地增减协同格局,认为城乡二元体制是我国农村人地增减逆协同的根本原因;而程东林等[24]研究认为,城乡人口结构效应是推动农村建设用地扩张的主导效应。但现有研究仍存在不足:一是研究时段较短[4],大多关注特定年份的人地耦合状态[6],缺少对不同时期人地关系演化格局的刻画[22],难以揭示农村地域系统内人地关系的动态演化规律;二是研究区域多集中在东部沿海地区[25],乡村发展水平及土地集约利用水平较高,而对于西部欠发达地区[24],尤其是人口大量外流的贫困地区关注不够;三是受数据获取限制,研究的空间尺度多为全国[22]、省域[26]或流域[27]等宏观尺度,对于县域等中微观尺度研究较少,难以更精细地探究农村人地关系。

宁夏回族自治区地处西北干旱半干旱区,囿于经济社会发展滞后,城镇化水平低,长期面临人口外流压力,农村社会主体老弱化及建设用地空废化现象较为严重[20]。近年来,随着国家精准扶贫及乡村振兴战略实施,加之受“落叶归根”等思想观念影响[15],外出务工人口携一定资本返乡[16],推动“建房潮”的兴起,土地利用粗放,导致宁夏农村人地矛盾日益尖锐,严重阻碍了城乡融合发展。基于此,选取宁夏作为研究区,通过遥感影像解译提取2010、2015和2018年3期农村建设用地数据,并结合2010—2018年人口统计数据,计算农村人地变化脱钩弹性系数,分析区县尺度农村建设用地与人口时空分异特征及其脱钩关系;进一步从建设用地供给侧切入,采用LMDI模型分析各市农村建设用地变化的主要驱动因素,以期为优化农村土地资源配置提供参考,进而推动农村人地关系可持续发展,助力农村高质量发展。

1 材料与方法

1.1 研究区概况

宁夏回族自治区属黄河流域,南部以山地为主,北部以平原为主,地势自西南向东北呈阶梯状倾斜下降,可分为北部引黄灌区、中部干旱带和南部山区,经济发展需求迫切但生态环境脆弱。区域总面积6.64万km2,辖石嘴山、银川、吴忠、中卫和固原5个地级市,下辖22个区县。截至2018年底,自治区共有农村建设用地997.35 km2,农村人口283万人,农村人均建设用地面积352.48 m2,远高于《宁夏回族自治区实施〈中华人民共和国土地管理法〉办法》规定的266.67 m2,土地集约利用效果较差。

1.2 研究方法

1.2.1综合指标法

如表1所示,采用农村建设用地净变化率(LNR,i)和农村建设用地结构变化率(LSR,i)2个指标表征农村建设用地变化状态[28];综合农村人口净变化率(PNR,i)和农村人口结构变化率(PSR,i)2个指标表征农村人口变化状态[29-30]。计算公式为

表1 农村建设用地与人口变化类型的划分标准

(1)

(2)

(3)

(4)

式(1)～(4)中,D1,i、Dt,i分别为研究初期和末期第i个区县农村建设用地面积,m2;C1,i、Ct,i分别为研究初期和末期第i个区县建设用地总面积(含城镇、农村和其他建设用地),m2;P1,i、Pt,i分别为研究初期和末期第i个区县农村人口数量,人;M1,i、Mt,i分别为研究初期和末期第i个区县人口总量,人。

LNR,i为农村建设用地净变化率;LSR,i为农村建设用地结构变化率;PNR,i为农村人口净变化率;PSR,i为农村人口结构变化率。

1.2.2热点分析法

(5)

1.2.3Tapio脱钩模型

近年来,脱钩理论广泛应用于能源与环境、循环经济与土地利用研究等领域,定量分析两者或多要素间的内在耦合关系[18]。而Tapio脱钩模型是定量评价特定时段内要素变化率的比值,以此掌握关联要素间发展的阶段性趋势及特征[31]。研究构建了农村人地变化脱钩弹性系数αi,TAPIO等[32]综合确定了8种脱钩状态类型(表2),以此分析宁夏各区县农村建设用地与人口的脱钩关系。计算公式为

表2 农村建设用地与人口脱钩状态类型

(6)

1.2.4LMDI模型

基于LMDI模型将农村建设用地变化驱动效应分解为农村建设用地集约度、城乡人口结构、城镇化水平和总人口4种效应,并分析2010—2015、2015—2018年2个时间段宁夏市域尺度农村建设用地变化的主要驱动效应,公式为

(7)

ΔS=ΔSI+ΔST+ΔSU+ΔSP,

(8)

(9)

(10)

(11)

(12)

式(7)～(12)中,S为农村建设用地总面积,m2;I为农村建设用地集约度效应;T为城乡人口结构效应;U为城镇化水平效应;P、Pr、Pu分别为市域总人口、农村人口和城镇人口,人;ΔS、ΔSI、ΔST、ΔSU、ΔSP分别为农村建设用地变化总效应、农村建设用地集约度效应、城乡人口结构效应、城镇化水平效应和市域总人口效应。

1.3 数据来源

该研究定义农村人口为常住人口,主要来源于《宁夏第六次人口普查》及2011—2018年《宁夏统计年鉴》。参照文献[17-18],将农村建设用地定义为农村居民点用地,指镇以下的居民点用地,不含道路等基础设施用地,数据源于中国科学院资源环境科学数据中心土地利用数据库(http:∥www.resdc.cn),该数据库精度达95%以上,分为耕地、林地、草地、水域、建设用地和未利用地6个一级类型以及包含农村居民点用地的25个二级类型。利用ArcGIS 10.6软件,采用三次卷积插值法构建金字塔,通过掩膜提取及农村居民点数据提取,获得2010、2015和2018年共3期30 m精度数据。

2 结果与分析

2.1 农村建设用地与人口时空变化特征

宁夏农村建设用地先增加后减少,总体呈小幅收缩。如图1所示,2010—2015年宁夏农村建设用地面积增长2.43%,但结构占比减少8.84%,其中16个区县农村建设用地平稳增加,6个区县农村建设用地活跃减少,表明这一时期宁夏农村建设仍在加速,但规模上滞后于城镇;2015—2018年农村建设用地面积和占比均呈下降趋势,下降幅度分别为3.73%和10.23%,变化类型也转为活跃减少型(16个区县)主导,其次为平稳增长型(4个区县),仅惠农区为双率齐增的活跃增加型区县,表明近年随着城镇化进程加速,宁夏农村建设用地不断收缩,城乡建设用地结构不断调整。

图1 宁夏农村建设用地变化类型Fig.1 Types of rural construction land change in Ningxia

相比之下,宁夏农村人口持续减少,8 a共减少约7.3万人,占总人口比例下降4.73%。如图2所示,活跃减少型是宁夏农村人口变化最主要的类型,空间上主要集中在南部西海固地区和北部贺兰山区,其中西海固地区受生态移民政策影响,人口减少趋势最为显著;其次为平稳增加型,主要集中在中部干旱带的8个区县,为南部生态移民安置区;地处平原的兴庆和大武口两区凭借良好的经济发展条件和基础设施配套,成为唯二的人口活跃增加型区县。进一步分析农村人口变化的空间分异(图2),发现热点区主要集中在银川市及其周边城镇化率和社会经济发展水平较高的区县,如平罗县、金凤区、兴庆区、永宁县、灵武市等;冷点区则主要位于南部生态移民及异地搬迁扶贫地区,如原州区、海原县、西吉县。

图2 宁夏农村人口变化类型与冷、热点分布Fig.2 Types and hot spots of rural population changes in Ningxia

总体上,宁夏农村人口动态呈现中部平稳增加、南部活跃减少、北部交错分布的空间格局,由山区向平原、由郊县向城区转移的趋势明显。

2.2 农村建设用地与人口脱钩特征

宁夏农村建设用地和人口规模变化具有显著阶段性特征和空间差异,农村人地关系多样且以异向变化为主、同向变化为辅,其中异向变化以人减地增为主,同向变化以人地同增为主。如图3所示,2010—2015年宁夏农村人地矛盾突出,共呈现出5种脱钩状态,惠农区及宁夏西南山区的7个区县为人减地增的强负脱钩状态,人地关系最不理想;宁夏东北部地区共6个区县为人地同增的弱脱钩状态,且人口增长快于建设用地扩张,人地关系较理想;贺兰县、永宁县、利通区和中宁县4个区县为人增地减的强脱钩状态,人地关系最为理想;原州区、西夏区、大武口区3个区县为人地同减的弱负脱钩状态,但人口转移快于建设用地退出,人地关系较不理想;原州区、金凤区2个区县为人地同增的扩张负脱钩状态,但建设用地扩张快于人口增长,人地关系较不理想。

图3 宁夏农村建设用地与人口规模脱钩分布Fig.3 Decoupling patterns of rural construction land and population changes in Ningxia

2015—2018年宁夏农村人地矛盾日益加剧,共呈现出6种脱钩状态,相较于前期,弱脱钩状态消失,新增衰退脱钩状态和衰退连结状态,其中宁夏中部干旱带及南部山区共9个区县为强负脱钩状态;大武口区及银川主城区等4个区县为强脱钩状态;原州区、青铜峡和永宁县3个区县为弱负脱钩状态;沙坡头区、灵武市、利通区3个区县为人地同减的衰退脱钩状态,且建设用地退出快于人口转移,表明农村建设用地退出机制执行度较高,人地关系较理想;贺兰县、平罗县2个区县为人地同减的衰退连结状态,且两者变化相对同步,农村人地关系较理想;仅惠农区1个区县为扩张负脱钩状态。总而言之,2010—2018年宁夏农村建设用地与人口负脱钩状态占比由54.5%上升至59.1%,且以强负脱钩状态最为凸显,表明宁夏农村土地要素与人口要素配置失调,土地利用效率较低,农村人地关系长期失调发展,亟待采取措施盘活农村土地资源。

2010—2018年宁夏农村人地关系呈强负脱钩状态的区域由原有7个区县增加到9个区县,由宁夏西南山区带状分布转变为宁夏中南部组团式分布,说明随着城镇化进程加速,越来越多的区县面临农村人口流失,而乡村振兴又刺激农村建设,导致农村建设用地低效利用愈发严重,以西海固地区最为突出;呈弱负脱钩状态的区域始终保持在3个区县,但空间上表现为原州区不变,其余由贺兰山山区转向附近平原地区,表明农村人口逐渐向宜居型地区转移,受宁夏贺兰山沿岸葡萄酒产业扩张发展影响,农村建设用地面积逐渐减少;呈扩张负脱钩状态的区域由2个区县减少到1个区县;呈强脱钩状态的区域保持在4个区县,空间上逐渐向银川市及其周边聚集,表明经济较发达地区农村人口增长对农村建设用地扩张的依赖性下降,农村建设用地集约利用效率不断提升,农村活力向好发展;弱脱钩状态仅存在于2010—2015年,集中分布于宁夏东北部地区,作为宁夏生态移民主要安置区,政策推进大量农村人口易地搬迁,相应带动建设用地增长,尤以吴忠市较显著。

2.3 农村建设用地扩张的驱动分析

研究发现,宁夏区县尺度农村建设用地驱动效应呈现出较明显的市域统一性,因此以市域尺度为切入口,探究宁夏农村建设用地驱动效应。由表3可知,农村建设用地集约度、城镇化水平效应和市域总人口效应促进宁夏农村建设用地扩张,城乡人口结构效应抑制宁夏农村建设用地扩张;且农村建设用地集约度效应对银川、石嘴山、吴忠三市农村建设用地变化贡献度最大,城乡人口结构效应对固原、中卫两市农村建设用地变化贡献度最大。

表3 宁夏农村建设用地扩张的驱动效应分解

由表3可知,2010—2015年部分城市城镇化水平效应或市域总人口效应对农村建设用地扩张起阻碍作用,城乡人口结构效应对农村建设用地扩张起促进作用。如银川、吴忠两市作为宁夏“十二五”生态移民规划主要安置区,大量人口易地迁入,城乡人口结构比相较2010年分别上升3.52%和1.51%,表明在人口转型进程中农村人口增速快于城镇人口增速,一定程度影响了人口城镇化进程,并进一步影响土地城镇化,从而抑制了农村建设用地扩张;而固原市作为宁夏“十二五”生态移民规划主要迁出区,农村人口流失,但农村宅基地有效退出效果不显著,其城镇化水平效应虽为正值,但仅为0.01,说明城镇化水平一定程度上对农村建设用地扩张起阻碍作用但影响较小。除银川市外,农村建设用地集约度效应促进其余四市的农村建设用地面积扩张,而银川市城镇化水平高,随着城市更新推进,已成为实现农村建设用地“精明收缩”的主要阵地。石嘴山、吴忠两市由负向效应转为正向效应,固原、中卫两市始终呈正向促进作用但贡献度下降。总体而言,这4个市农村土地集约利用不合理,呈粗放型发展,土地优化整治潜力大。

3 讨论

基于农村建设用地扩张的驱动效应分析,银川、石嘴山、吴忠市三市应坚持以“精明收缩”为目标,以宅基地退出调整为着力点,以农村居民地体系优化为抓手[20],适当减少逆向发展要素,在保证基础设施用地完备性的同时,根据自身发展需要及农村建设用地空间分布进行合理整治;固原、中卫两市应持续投入土地要素,采用“有增有减,以增促减”,以及存量盘活和增量统筹相结合的方式,完善城乡建设用地增减挂钩机制和农村建设用地流转、退出机制[26],提倡多元参与合力优化农村人地关系[19]。综上所述,受多因素影响,宁夏农村建设用地与人口发展时空失衡,增减协同演进的良性格局尚未明确。因此,应因地制宜、科学合理推进宁夏农村建设用地综合整治,科学调控农村人地关系,推进新农村建设,实现乡村振兴全面发展,以期实现宁夏生态保护和高质量发展。

该研究探索了宁夏农村建设用地与人口的时空演化及其脱钩关系,并分析了农村建设用地的驱动效应及其强度,丰富了西部地区中小尺度的多时段农村人地关系研究,但仍存在一定局限,有待深入探索。其一,该研究仅基于农村建设用地与人口显性变化特征构建人地脱钩弹性系数,未来仍需结合农村建设用地功能、农村人口生活方式等隐性变化特征,深入探究宁夏农村人地关系;其二,笔者仅探讨了农村建设用地变化的驱动效应,缺乏科学合理的政策建议,未来应注重一地一策,因地制宜深挖土地整治潜力,以此优化农村人地关系,推进农村可持续健康发展。

4 结论

利用综合指标及热点分析法研究了宁夏各区县2010、2015、2018年3个时段的农村建设用地时空演化与2010—2018年农村人口时空演化及其冷热点分布,同时利用Tapio脱钩模型分析了2010—2015、2015—2018年宁夏各区县农村建设用地与人口的脱钩关系,并利用LMDI模型探讨了2010—2015、2015—2018年宁夏各市农村建设用地驱动效应及其强度,结论如下:

(1)宁夏农村建设用地先增加后减少,总体呈小幅收缩。2010—2015年宁夏农村建设用地加速扩张,但规模上滞后于城镇,农村建设用地变化类型以平稳增加型为主;2015—2018年宁夏农村建设用地不断收缩,城乡建设用地结构不断调整,农村建设用地变化类型转变为活跃减少型主导。

(2)宁夏农村人口规模总体缩小,活跃减少型是农村人口变化的主要类型,空间上动态呈现为中部平稳增加,南部活跃减少,北部交错分布;热点区主要集中在银川市及其周边城镇化率和社会经济发展水平较高的区县,冷点区则主要位于南部生态移民及异地搬迁扶贫地区,农村人口由山区向平原、由郊县向城区转移趋势明显。

(3)宁夏农村建设用地和农村人口变化具有显著阶段性特征和空间差异,农村人地关系多样且以异向变化为主、同向变化为辅,共计呈现出以强负脱钩为主的7种脱钩状态,其中负脱钩状态区域占比上升至59.1%,表明农村人地关系长期失调发展,土地利用效率较低且整治潜力大,尤以宁夏南部山区固原市较为显著,亟待采取措施盘活农村土地资源。

(4)农村建设用地集约度、城镇化水平和市域总人口效应促进宁夏农村建设用地扩张,且银川、石嘴山、吴忠三市以农村建设用地集约度效应为主导;而城乡人口结构系效应抑制宁夏农村建设用地扩张,以固原、中卫两市较显著。