土地利用变化及社会经济驱动因素

吴克宁+刘霈珈+宋文+高翔宇+吴嘉惠

摘要：以京津冀地区为例，利用2010—2013年4期土地利用数据，从土地利用变化幅度、土地利用变化强度（用土地动态度体现）、土地利用转移方向（用土地利用年度变化体现）等方面，分析京津冀地区1998—2013年的土地利用变化特征及相关驱动因子。结果表明：（1）2010—2011年、2011—2012年、2012—2013年京津冀地区土地综合动态度分别为1.73%、1.10%、1.39%；（2）不同时间段内，京津冀地区各种土地利用类型的变化速度基本呈现一致性；（3）京津冀地区土地利用变化的社会经济驱动因素主要是人口增长、经济快速发展以及城市化率的提高。

关键词：土地利用变化；驱动力；社会经济；京津冀地区；城市土地利用；结构优化

中图分类号： F301.24文献标志码： A文章编号：1002-1302（2017）12-0279-04

2014年末，京津冀地区常住人口1.1亿人，地区生产总值6.6万亿元，人均地区生产总值6万元，是全国平均水平的1.36倍。京津冀地区与长三角地区[1]、珠三角地区比肩而立，是我国经济较具活力、开放程度较高、创新能力较强、吸纳人口较多的地区，也是拉动我国经济发展的重要引擎[2-4]。目前，国内对于京津冀地区土地利用变化的研究主要包括以下几个方面：利用数据包络分析法（DEA）构建DEA模型测算京津冀地区城市群的土地利用效率[4]；利用地理信息系统空间分析技术及景观生态学方法，分析环京津冀贫困带土地利用變化的时空格局[5]；构建不同时期各生态土地利用类型变化的Logistic回归模型，解释京津冀区域土地利用变化的驱动因素[6]；从时空分异的角度，利用InVEST模型模拟京津冀区域的生境质量格局及演变，并结合空间自相关分析法，评估京津冀地区土地利用变化的生境质量[7]。

土地利用/覆被变化（land use/cover change， 简称LUCC）的驱动机制对于理解其变化特征及制定相关政策有重要意义[1，8-11]。为了解京津冀地区城市土地利用的变化态势与内在驱动机制，本研究以京津冀地区为研究区，利用2010—2013年4期土地利用数据，采用时间序列分析法，并借助SPSS统计软件，从土地利用变化幅度、土地利用变化强度、土地利用转移方向等方面，分析京津冀地区1998—2013年的土地利用变化特征，并定量分析了研究区域内部城市土地利用变化的驱动因素，以期为京津冀地区城市土地利用结构的进一步优化提供参考。

1材料与方法

1.1研究区概况

京津冀地区地处113°04′～119°53′E，36°01′～42°37′N，总面积约为217 158 km2，包括北京市、天津市及河北省的石家庄市、唐山市、廊坊市、秦皇岛市、承德市、沧州市、邢台市、邯郸市、张家口市、保定市、衡水市共11个地级市，属于典型的暖温带半湿润半干旱大陆性季风气候。全区地势由西北向东南部倾斜。2013年，京津冀地区生产总值达到66 474亿元，人均生产总值24 518元，全社会固定资产投资总额 25 888 亿元，第一、第二、第三产业比例为 4.66 ∶40.67 ∶54.67，属于“三、二、一”型产业结构。

1.2数据来源与处理

本研究中使用的数据包括京津冀地区的社会经济数据。社会经济数据获取自相应年份的《河北省统计年鉴》（2010—2013年）、《北京市统计年鉴》（2010—2013年）、《天津市统计年鉴》（2010—2013年）、《河北省国民经济和社会发展统计公报》（2010—2013年）、《北京市国民经济和社会发展统计公报》（2010—2013年）、《天津市国民经济和社会发展统计公报》（2010—2013年），以及北京市、天津市、河北省年度土地利用现状汇总表（2010—2013年）。结合研究区的土地利用特点，参照国家基本资源与环境本底动态遥感调查数据库的分类体系，将土地类型划分为耕地、林地、草地、建设用地、水域和未利用地6大类。

1.3研究方法

土地利用动态度反映了某个时间范围内土地利用类型的数量变化情况，包括土地资源的数量变化、土地利用的空间变化及土地利用类型组合方式变化等，按照研究对象又可以分为土地利用动态度与单一土地利用动态度[2]。

1.3.1综合土地利用动态度综合土地利用动态度是指一定时间范围内，在某个研究区域内整体土地利用类型的变化速率，是表征区域土地利用类型变化速率差异的指标，能够显示区域内的社会经济发展对土地利用变化的综合影响程度，其表达式[2]：

S=[∑mn=1（ΔSi-j/Si）]×1/t×100%。

式中：Si为监测开始时第i类土地利用类型总面积，km2；ΔSi-j为监测开始至监测结束时段内第i类土地利用类型转换为其他类土地利用类型面积总和，km2；t为时间段。土地利用动态度S反映与t时段对应的研究样区土地利用变化速率。

1.3.2单一土地利用动态度单一土地利用动态度是在一定研究时期内，研究区某一土地利用类型的变化状况，能够表征不同土地利用类型在一定时期内的变化速率、变化程度，其表达式[2]：

K=Ub-UaUa×1T×100%。

式中：K为研究时期内某一土地利用类型动态度，%；Ua、Ub 分别为研究初期、研究末期某一种土地利用类型的具体数量，km2；T为时间，年。

2结果与分析

2.1京津冀地区土地利用变化特征

2.1.1综合土地利用动态度根据综合土地利用动态度的公式，通过计算可以得出，京津冀地区土地利用变化的速度一直都很高，表明社会经济活动对土地利用格局的影响非常剧烈。2010—2011、2011—2012、2012—2013年京津冀地区土地综合动态度分别为1.73%、1.10%、1.39%。endprint

2.1.2单一土地利用动态度根据单一土地利用动态度的公式，通过计算可以获得当前社会经济活动对京津冀地区不同土地利用类型的影响。表1、图1结果表明：不同时间段内，各种土地利用类型的变化速度基本呈现一致性。主要表现：（1）建设用地面积一直在增加，2010—2013年各年份间增速分别为1.12%、1.07%、1.12%；（2）耕地、林地、草地、水域、未利用地面积基本上一直在减少，2011—2012年，其减少速度分别为0.12%、0.16%、0.33%、1.02%、0.44%，而2012—2013年，其减少速度分别为0.12%、0.22%、0.11%、0.79%、042%，其中水域面积的减少速度最快，如图2所示。表1京津冀地区2010—2013年各种土地利用类2.2京津冀地区土地利用变化的驱动机制分析

根据主成分分析方法，并结合京津冀2市1省的社会经济发展状况，依据数据的可靠性原则，选取2008—2010年京津冀地区人均国内生产总值（GDP）（X1）、全社会固定资产投

资总额（X2）、国民生产总值（GNP，X3）、第二产业比重（X4）、第三产业比重（X5）、工业总产值（X6）、总人口（X7）、人口密度（X8）、非农业人口比重（X9）、林牧渔业总产值在第一产业中的比重（X10）、人均粮食产量（X11）、房地产开发投资总额（X12）、居民消费水平（X13）、旅客周转量（X14）14个分析因子，分别代表人口增长、经济发展、城市化等影响土地利用变化的社会经济因素，详见表2。

2.2.1计算结果与分析在确定了样本数据后，利用SPSS软件，对京津冀土地利用原始数据进行标准化处理。进行主成分分析，相关系数矩阵见表3。

由表3的相关系数矩阵可知，在原始变量数据中，X1与X2、X3、X6、X8、X13，X2与X3、X6、X8，X3与X6、X8、X13，X6与X1、X2、X3、X8、X13，X8与X1、X2、X3、X6，X10与X14，X11与X12，X13与X1、X3、X6、X14，这些变量之间的相关性系数均在0.94以上，说明人均国内生产总值与全社会固定资产投资总额、国

民生产总值、工业总产值、人口密度、居民消费水平之间，全社会固定资产投资总额与国民生产总值、工业总产值、人口密度之间，国民生产总值与工业总产值、人口密度、居民消费水平之间，工业总产值与人均生产总值、全社会固定资产投资总额、国民生产总值、人口密度、居民消费水平之间，人口密度與人均生产总值、全社会固定资产投资总额、国民生产总值、工业总产值之间，林牧渔业总产值在第一产业中比重与旅客周转量之间，人均粮食产量与房地产开发投资总额之间，居民消费水平与人均生产总值、国民生产总值、工业总产值、旅客周转量之间具有极强的正相关关系。反映经济增长、人口增长、城市化水平以及产业结构变化等因素之间的关系。此外，X10与X11、X12，X11与X14，X12与X14之间的相关性系数均小于 -0.94，表明林牧渔业总产值在第一产业中的比重与人均粮食产量、房地产开发投资总额之间，人均粮食产量与旅客周转量之间，房地产开发投资总额与旅客周转量之间存在较强的负相关关系，反映了产业结构变化所带来的经济结构变化。

力在不断增强。

3结论

根据以上分析，利用主成分分析法选取的14个分析因子可以被归为4类，即经济因素、城市化因素、产业结构比重变化因素、人口因素。由以上分析可以看出，这4个因素是京津冀地区土地利用变化的主导因素，即影响京津冀地区2010—2013年土地利用变化的社会经济驱动力主要是经济增长、城市化、三产比重的变化、人口增长。这充分表明经济发展、城市化水平的提高加速了耕地面积的减少，不断向其他用地类型转化；另外，常住人口的增长同样造成耕地面积的减少。从建设用地与耕地变化特征的影响因子可以看出，对土地利用变化影响最大的为城市化率、产业结构变化、常住人口或非农业人口的增长。因此，可以从人口增长、经济发展等因素来分析其对土地利用变化的影响。

（1）人口急剧增长。整体来看，2013年京津冀地区总人口达到10 920万人，平均每年增长32.3万人。从土地资源来看，新增人口势必需要新的承载空间，产生了建设用地的旺盛需求，推动了建设用地的快速扩张，建设用地的快速扩张导致耕地数量不断减少，人口的持续高速增长给京津冀地区耕地保护以及建设用地空间的拓展带来了严峻挑战。

（2）社会经济发展。固定资产投资迅速增长带来的经济快速发展是京津冀地区土地利用变化的直接驱动因素。2013年京津冀地区实现GDP 62 544亿元，比2012年增长9%，比2010年增长52%。与经济发展相对应的是，京津冀地区耕地面积由2010年的7 218 913 hm2下降到2013年的 7 210 661 hm2。从投入产出方面来看，京津冀地区固定资产投资总额由2010年的27 088亿元增长到2013年的40 348亿元，其中建设用地就是固定资产投资的重要组成部分，其来源一方面提高了土地利用强度，拓展了城市空间，另一方面就是由较多的耕地面积转化而来。从产业结构来看，北京市第一、第二、第三产业结构由2010年的0.87 ∶23.56 ∶75.57变化为2013年的0.51 ∶21.68 ∶77.81，天津市由2010年的158 ∶52.47 ∶45.95变化为2013年的1.80 ∶50.39 ∶47.81，河北省由2010年的12.57 ∶52.50 ∶34.93变为2013年的 12.37 ∶52.16 ∶3547，可见第三产业比重保持持续增长的态势，对于北京市而言，第一、第二产业比重明显降低，第二产业的外迁转移以及产业内部结构的调整带来了土地利用结构的转化以及建设用地的扩张，进一步加快了京津冀地区耕地的转化速度。

（3）城市化因素。城市化速度的提升必定会以一定的建设用地作为生产生活的保障，随着城市化规模的不断增加，各endprint

项建设用地对土地的需求日益增强。京津冀地区城市化增长较快，2010年城市化率为62%，到2013年城市化率增加到66%，反映了京津冀地区社会经济的快速发展。由此可見，随着京津冀地区城市化率的进一步提高，城市人口数量的增长可能会使建设用地需求与日俱增。

参考文献：

[1]Xie Y C， Mei Y， Guangjin T， et al. Socio-economic driving forces of arable land conversion： a case study of Wuxian City，China[J]. Global Environmental Change， 2005，15（3）：238-252.

[2]韩会然，杨成凤，宋金平. 北京市土地利用变化特征及驱动机制[J]. 经济地理，2015，35（5）：148-154， 197.

[3]胡乔利，齐永青，胡引翠，等. 京津冀地区土地利用/覆被与景观格局变化及驱动力分析[J]. 中国生态农业学报，2011，19（5）：1182-1189.

[4]杨海泉，胡毅，王秋香. 2001—2012年中国三大城市群土地利用效率评价研究[J]. 地理科学，2015，35（9）：1095-1100.

[5]田媛，许月卿，吴艳芳. 环京津冀北贫困带土地利用/覆被变化研究[J]. 水土保持研究，2012，19（1）：82-86.

[6]谢花林. 基于Logistic回归模型的区域生态用地演变影响因素分析——以京津冀地区为例[J]. 资源科学，2011，33（11）：2063-2070.

[7]吴健生，曹祺文，石淑芹，等. 基于土地利用变化的京津冀生境质量时空演变[J]. 应用生态学报，2015，26（11）：3457-3466.

[8]马小雪，卞子诰，李娜，等. 秦淮河流域1980—2010年土地利用变化及驱动机制[J]. 水土保持通报，2015，35（6）：272-276.

[9]许家伟，张贺，李小建.一体化进程中建设用地扩张及驱动机理——以郑汴一体化区域为例[J]. 重庆大学学报（社会科学版），2015，21（2）：9-16.

[10]陈耀亮，罗格平，叶辉，等. 1975—2005年中亚土地利用/覆被变化对森林生态系统碳储量的影响[J]. 自然资源学报，2015，30（3）：397-408.

[11]李晨曦，吴克宁，査理思. 京津冀地区土地利用变化特征及其驱动力分析[J]. 中国人口·资源与环境，2016（增刊1）：252-255.张新敏，孙若愚，杨维刚，等. 风险偏好、外部信息失效与生猪养殖户使用违禁兽药行为[J]. 江苏农业科学，2017，45（12）：283-288.

doi：10.15889/j.issn.1002-1302.2017.12.070endprint