孔靜靜, 魏建新,2

(1.新疆大學(xué) 資源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院, 烏魯木齊 830046; 2.新疆大學(xué) 地理學(xué)博士后科研流動(dòng)站, 烏魯木齊 830046)

烏魯木齊市近16年建設(shè)用地和耕地變化驅(qū)動(dòng)力比較分析

孔靜靜1, 魏建新1,2

(1.新疆大學(xué) 資源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院, 烏魯木齊 830046; 2.新疆大學(xué) 地理學(xué)博士后科研流動(dòng)站, 烏魯木齊 830046)

以新疆烏魯木齊市1996—2011年自然、人文和土地利用數(shù)據(jù)為依據(jù)，基于數(shù)理統(tǒng)計(jì)分析方法和統(tǒng)計(jì)軟件，對(duì)烏魯木齊市16 a的建設(shè)用地和耕地變化特征和驅(qū)動(dòng)機(jī)制進(jìn)行了探討和對(duì)比分析。結(jié)果表明：(1) 1996—2011年烏魯木齊市建設(shè)用地經(jīng)歷了平緩上升→迅速增長(zhǎng)→減速增長(zhǎng)的變化歷程，耕地則為平緩減少→迅速增加→逐漸較少。(2) 經(jīng)濟(jì)發(fā)展、人口增長(zhǎng)、農(nóng)業(yè)技術(shù)進(jìn)步和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整是影響烏魯木齊市建設(shè)用地和耕地動(dòng)態(tài)變化的因素，而政策措施對(duì)該市的建設(shè)用地和耕地變化起直接導(dǎo)向作用。(3) 各驅(qū)動(dòng)力對(duì)建設(shè)用地和耕地驅(qū)動(dòng)方向、驅(qū)動(dòng)力大小、驅(qū)動(dòng)因素影響的敏感性均表現(xiàn)出差異性，且同一土地利用類(lèi)型在不同時(shí)期驅(qū)動(dòng)因素也有差異。本研究旨在揭示建設(shè)用地和耕地變化規(guī)律及機(jī)制的同時(shí)為區(qū)域土地的可持續(xù)利用和生態(tài)環(huán)境保護(hù)提供科學(xué)依據(jù)。

建設(shè)用地; 耕地; 驅(qū)動(dòng)力; 定量比較分析; 烏魯木齊市

基于我國(guó)城市化進(jìn)程不斷加快和耕地紅線的嚴(yán)格控制雙重背景下，城市建設(shè)用地不斷擴(kuò)張已成為城市土地利用/覆蓋變化(LUCC)的顯著特征。烏魯木齊市作為新疆政治、經(jīng)濟(jì)、文化中心，隨著人口的增長(zhǎng)、建設(shè)用地需求量的增加，建設(shè)用地占用耕地的現(xiàn)象較為嚴(yán)重，建設(shè)用地和耕地間的矛盾也日益突出。因此，協(xié)調(diào)好城市經(jīng)濟(jì)、人口、資源三者之間的關(guān)系，是烏魯木齊市實(shí)現(xiàn)土地可持續(xù)利用的途徑。

LUCC及其驅(qū)動(dòng)機(jī)制研究是當(dāng)前全球環(huán)境變化研究的前言和熱點(diǎn)課題[1]。城市則是LUCC研究的重要區(qū)域，建設(shè)用地和耕地變化是LUCC研究的主要內(nèi)容。國(guó)內(nèi)外學(xué)者在建設(shè)用地和耕地的變化領(lǐng)域中已做了大量工作，已有研究中多單獨(dú)就耕地或建設(shè)用地的變化及驅(qū)動(dòng)力進(jìn)行研究[2-3]，且研究區(qū)域多集中在經(jīng)濟(jì)實(shí)力較強(qiáng)的大都市或沿海發(fā)達(dá)地區(qū)[4-6]，對(duì)西部綠洲城市的建設(shè)用地和耕地研究很少。國(guó)內(nèi)學(xué)者在土地利用變化驅(qū)動(dòng)力研究方面，考慮到自然驅(qū)動(dòng)因子的累積效應(yīng)，多直接從人文角度直接研究土地利用變化驅(qū)動(dòng)力[7-9]，將自然驅(qū)動(dòng)力與人文驅(qū)動(dòng)力相結(jié)合的研究很少。本文選擇典型的綠洲城市烏魯木齊市為研究區(qū)，基于該市近16 a的土地資源及同時(shí)期的自然和人文數(shù)據(jù)，結(jié)合實(shí)地調(diào)研，使用SPSS19.0定量比較分析烏魯木齊市建設(shè)用地和耕地的數(shù)量變化特征，并探討了建設(shè)用地和耕地變化的自然和人文驅(qū)動(dòng)力、分析了兩者驅(qū)動(dòng)方向和驅(qū)動(dòng)力大小的異同性，從而為區(qū)域土地的可持續(xù)利用和生態(tài)環(huán)境的保護(hù)提供科學(xué)指導(dǎo)，為政府制定土地利用管控策略提供依據(jù)。

1 研究區(qū)概況

烏魯木齊市深處歐亞大陸腹地，位于天山山脈中段北麓，準(zhǔn)格爾盆地南緣，東、南、西三面環(huán)山；地勢(shì)起伏懸殊，總體由南向北傾斜，海拔680～920 m。地理位置為86°37′33″—88°58′24″E，42°45′32″—44°08′00″N，屬中溫帶干旱半干旱大陸性氣候，是我國(guó)西北干旱區(qū)特大綠洲城市，生態(tài)環(huán)境脆弱,年均氣溫6.8℃，年均降水量232.4 mm，年平均風(fēng)速2.4 m/s[10]。截至2012年末，全市常住人口達(dá)335萬(wàn)人，GDP總量為2 060億元。本市轄7區(qū)1縣，土地總面積11 400 km2，建成區(qū)面積173.26 km2；土地利用類(lèi)型以耕地、牧草地、林地和居民點(diǎn)為主，土地經(jīng)營(yíng)方式以集約經(jīng)營(yíng)與粗放經(jīng)營(yíng)并存[11]。

2 數(shù)據(jù)來(lái)源和研究方法

2.1 數(shù)據(jù)來(lái)源

(1) 土地利用數(shù)據(jù)：本文將土地面積作為建設(shè)用地和耕地?cái)?shù)量變化的表征指標(biāo)，分析烏魯木齊市建設(shè)用地和耕地變化特征和趨勢(shì)。建設(shè)用地和耕地?cái)?shù)據(jù)來(lái)源于新疆維吾爾自治區(qū)國(guó)土資源信息中心提供的1996—2011年烏魯木齊市土地利用變更調(diào)查數(shù)據(jù)和烏魯木齊市國(guó)土資源公報(bào)[12]。

(2) 驅(qū)動(dòng)力因素?cái)?shù)據(jù)：烏魯木齊市年均氣溫、年均降水量等自然驅(qū)動(dòng)因素?cái)?shù)據(jù)(1996—2011年)來(lái)源于中國(guó)氣象科學(xué)數(shù)據(jù)共享服務(wù)網(wǎng)(http:∥cdc.cma.gov.cn/home.do)；烏魯木齊市人口和社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)來(lái)源于《烏魯木齊市統(tǒng)計(jì)年鑒》(1997—2012年)。

2.2 研究方法

2.2.1 土地動(dòng)態(tài)變化的研究

(1) 土地利用類(lèi)型變化的速度是區(qū)域土地利用變化研究的重要方面, 土地利用動(dòng)態(tài)度可定量描述研究區(qū)一定時(shí)間范圍內(nèi)某種土地利用變化的速度，它對(duì)比較土地利用變化的區(qū)域差異和預(yù)測(cè)未來(lái)土地利用變化趨勢(shì)都有重要作用。其表達(dá)式為[13]：

(2) 彈性分析法指一定時(shí)期內(nèi)相互聯(lián)系的兩個(gè)因素各自增長(zhǎng)率間的比值，能衡量一個(gè)變量的增長(zhǎng)幅度對(duì)另一個(gè)變量增長(zhǎng)幅度的依存關(guān)系。彈性的大小用彈性系數(shù)E表示。建設(shè)用地相對(duì)于耕地的彈性系數(shù)的表達(dá)式為[14]：

式中：ΔX——一定時(shí)期內(nèi)耕地變化量；X——基期耕地?cái)?shù)量；ΔY——一定時(shí)期內(nèi)建設(shè)用地變化量；Y——基期建設(shè)用地?cái)?shù)量。E>0表示建設(shè)用地和耕地同方向變動(dòng)；E<0則表示兩者反向變動(dòng)。∣E∣>1，兩者間富有彈性；0<∣E∣<1，兩者缺乏彈性。

2.2.2 土地變化驅(qū)動(dòng)力的研究 采用烏魯木齊市土地利用數(shù)據(jù)和驅(qū)動(dòng)因子數(shù)據(jù)，借助SPSS19.0軟件基于因子相關(guān)分析、主成分分析和回歸模型等數(shù)理分析方法對(duì)建設(shè)用地和耕地變化的驅(qū)動(dòng)因素及其驅(qū)動(dòng)力大小進(jìn)行定量分析和比較。通過(guò)相關(guān)分析，分析驅(qū)動(dòng)因子與建設(shè)用地、耕地變化以及驅(qū)動(dòng)因子之間的相關(guān)性，確定因子驅(qū)動(dòng)方向、驅(qū)動(dòng)強(qiáng)弱的差異性；通過(guò)主成分分析，減弱自變量之間的相互干擾，突出主要因素。以通過(guò)主成分分析提出的主成分分量作為自變量，分別以耕地面積和建設(shè)用地面積為因變量進(jìn)行回歸分析，得到耕地面積和建設(shè)用地面積變化主要驅(qū)動(dòng)因子的多元線性回歸模型，并得出相同驅(qū)動(dòng)因素的影響作用力大小的異同性?；貧w模型為[15]：

y=β0+β1x1+…+βkxk

式中：β0——回歸常數(shù)；β1，…，βk——回歸系數(shù)；y——因變量；x1，…，xk——影響因子自變量。

3 結(jié)果與分析

3.1 建設(shè)用地和耕地?cái)?shù)量變化

2011年烏魯木齊市建設(shè)總面積達(dá)113 808.04hm2，占烏市總面積的8.26%，建設(shè)用地中城鎮(zhèn)村及工礦用地占建設(shè)用地總面積的50.82%，水域及水利設(shè)施用地占建設(shè)用地總面積的36.68%，交通運(yùn)輸用地比例最小，占建設(shè)用地總面積的12.50%，因此擴(kuò)大烏魯木齊市交通運(yùn)輸用地，提高交通運(yùn)輸能力勢(shì)在必行。耕地總面積79 337.94hm2，占烏市總面積的5.76%。圖1為烏魯木齊市1996—2011年的建設(shè)用地和耕地面積柱狀圖和占土地總面積的比例。其中，文中的建設(shè)用地和耕地是根據(jù)2001年國(guó)土資源部制定的《全國(guó)土地分類(lèi)(試行)》中的《土地利用現(xiàn)狀調(diào)查技術(shù)規(guī)程》，并結(jié)合當(dāng)?shù)赝恋刭Y源的實(shí)際情況將烏魯木齊市土地利用類(lèi)型分為3個(gè)一級(jí)類(lèi)，即農(nóng)用地、建設(shè)用地、未利用地；10個(gè)二級(jí)類(lèi)，即耕地、園地、林地、牧草地、其他農(nóng)用地、居民點(diǎn)與工礦用地、交通用地、水利設(shè)施用地、未利用地、其他用地。

圖1 烏魯木齊市各年建設(shè)用地和耕地面積和比例

1996—2011年烏魯木齊市建設(shè)用地和耕地變化可分為三個(gè)階段進(jìn)行對(duì)比分析：(1) 1996—2007年，耕地呈不同程度的負(fù)增長(zhǎng)，即耕地面積逐年減少且占全年土地總面積的比例逐年減少；建設(shè)用地呈不同程度正增長(zhǎng)，即建設(shè)用地面積逐年增加且占總面積的比例平緩增加。(2) 2007—2008年，耕地面積略有增加，但幅度較小，究其原因是自治區(qū)國(guó)土資源局開(kāi)展的復(fù)墾項(xiàng)目，從昌吉補(bǔ)充了部分耕地；2008—2009年建設(shè)用地和耕地面積均出現(xiàn)大幅增加，原因?yàn)闉豸斈君R市行政區(qū)劃進(jìn)行了部分調(diào)整。在此期間，建設(shè)用地面積占總面積的比例較2007年增長(zhǎng)了3.96%，耕地所占比例也增加了0.76%。(3) 2009年起，烏魯木齊市建設(shè)用地面積繼續(xù)呈增加趨勢(shì)，耕地面積呈減少趨勢(shì)；建設(shè)用地面積所占比例繼續(xù)增加，耕地面積所占比例減少，但大于2007年增長(zhǎng)前的比例。

3.2 建設(shè)用地和耕地變化速率的差異

圖2為烏魯木齊市1996—2011年建設(shè)用地和耕地面積的年變化率(即T=1時(shí)的K值)，可以看出16a中，建設(shè)用地的年變化率均大于0，即建設(shè)用地呈不同速率的增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，在2009年增長(zhǎng)速率達(dá)到最大，K值為121.948%。耕地面積的年變化率在2008年和2009年出現(xiàn)正值，即耕地面積出現(xiàn)不同速率的增加；其余13a中耕地面積則呈不同速率減少。在1999，2000，2002，2003年耕地面積的年變化率的絕對(duì)值大于建設(shè)用地面積的年變化率，其余年份建設(shè)用地面積的年變化率的絕對(duì)值大于耕地面積的年變化率。

圖2 烏魯木齊市建設(shè)用地和耕地年變化率

圖3為1996—2011年建設(shè)用地相對(duì)于耕地的彈性系數(shù)。由圖3可得出，僅在2008年和2009年E>0，其余13a間E<0，說(shuō)明耕地的減少和建設(shè)用地的增加存在密切的關(guān)系。2008年和2009年，由于國(guó)家的耕地保護(hù)政策和行政區(qū)劃調(diào)整，耕地和建設(shè)用地均呈現(xiàn)出不同速度的增長(zhǎng)，因此E>0；E<0的年份為烏魯木齊市建設(shè)用地面積逐年增加，耕地面積逐年減少的年份。∣E∣>1的年份中，E<-1的年份有9a，說(shuō)明烏魯木齊市在該時(shí)段內(nèi)建設(shè)用地增加速度大于耕地面積減少的速度，其中2007年彈性系數(shù)達(dá)到-10.05，富有彈性；E>1的年份為2008年和2009年，說(shuō)明建設(shè)用地面積的增長(zhǎng)速度大于耕地面積的增長(zhǎng)速度。1999，2000，2002，2003年0<∣E∣<1，說(shuō)明這4a中建設(shè)用地面積增加速度小于耕地面積減少的速度，其中2002年的∣E∣最小，即該年的建設(shè)用地增長(zhǎng)速度遠(yuǎn)小于耕地面積減少速度；

圖3 烏魯木齊市建設(shè)用地相對(duì)于耕地的彈性系數(shù)

3.3建設(shè)用地和耕地變化驅(qū)動(dòng)因子的選取

土地利用變化驅(qū)動(dòng)力是指導(dǎo)致土地利用方式和使其發(fā)生變化的主要生物物理因素和社會(huì)經(jīng)濟(jì)因素[16]，自然驅(qū)動(dòng)力子系統(tǒng)可分為地形、氣候、水文等次級(jí)子系統(tǒng)，比較穩(wěn)定；社會(huì)驅(qū)動(dòng)力子系統(tǒng)包括人口、技術(shù)、城鎮(zhèn)化水平、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整等次級(jí)子系統(tǒng)，相對(duì)活躍。土地利用變化短時(shí)間受制度、技術(shù)、經(jīng)濟(jì)等人文社會(huì)因素，長(zhǎng)時(shí)間受自然生物因素制約[17]；各驅(qū)動(dòng)因子對(duì)系統(tǒng)貢獻(xiàn)率是一個(gè)有機(jī)整體，驅(qū)動(dòng)因子遴選應(yīng)注重整體性、層次性、動(dòng)態(tài)性、差異性[18]。

本文從資料的可獲取性和科學(xué)性出發(fā)，結(jié)合烏魯木齊市土地利用的實(shí)際情況，通過(guò)相關(guān)分析剔除了與建設(shè)用地和耕地Person相關(guān)系數(shù)較小的因子。最終從19個(gè)社會(huì)指標(biāo)中選取了9個(gè)人文社會(huì)驅(qū)動(dòng)因子X(jué)1為戶(hù)籍總?cè)丝?萬(wàn)人)、X2為非農(nóng)業(yè)人口(萬(wàn)人)、X3為戶(hù)籍城市化率(二、三產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值/GDP)、X4為GDP(萬(wàn)元)、X5為工業(yè)增加值(萬(wàn)元)、X6為經(jīng)濟(jì)非農(nóng)化率(%)、X7為農(nóng)業(yè)機(jī)械總動(dòng)力(千瓦)、X8為糧食單產(chǎn)(kg/hm2)、X9為農(nóng)民人均純收入(元)和從9個(gè)自然指標(biāo)(平均氣溫、全年降水量、日照時(shí)數(shù)、極大風(fēng)速、平均風(fēng)速、日降水量、降水距平百分率、平均水氣壓、平均相對(duì)濕度)中選取了與耕地變化相關(guān)系數(shù)最大的1個(gè)自然驅(qū)動(dòng)指標(biāo)：X10為極大風(fēng)速(m/s) 。

3.4 驅(qū)動(dòng)力定量分析

利用SPSS19.0對(duì)10個(gè)驅(qū)動(dòng)指標(biāo)與同時(shí)期建設(shè)用地和耕地面積進(jìn)行相關(guān)分析，考慮到2009年政策驅(qū)動(dòng)使得建設(shè)用地和耕地面積的大幅度增長(zhǎng)，直接對(duì)1996—2011年土地利用數(shù)據(jù)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)、自然要素?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)分析不合理，因此分別從1996—2008年，2009—2011年兩個(gè)時(shí)段進(jìn)行相關(guān)分析。得到10個(gè)自變量(X1—X10)和2個(gè)應(yīng)變量(建設(shè)用地：Y1，耕地：Y2)的相關(guān)系數(shù)(表1)。

表1 建設(shè)用地和耕地面積與各驅(qū)動(dòng)指標(biāo)的相關(guān)系數(shù)

1996—2008年間，建設(shè)用地面積變化與工業(yè)增加值、GDP、農(nóng)民人均純收入、戶(hù)籍總?cè)丝?、非農(nóng)業(yè)人口、糧食單產(chǎn)、農(nóng)業(yè)機(jī)械總動(dòng)力、戶(hù)籍城市化率8個(gè)驅(qū)動(dòng)因子相關(guān)程度較強(qiáng)，其中與戶(hù)籍城市化率呈負(fù)相關(guān)，與其余7個(gè)驅(qū)動(dòng)因子均呈正相關(guān)。對(duì)耕地而言，僅與戶(hù)籍城市化率和農(nóng)業(yè)機(jī)械總動(dòng)力2個(gè)驅(qū)動(dòng)因子呈正相關(guān)，與其余8個(gè)代表人口增長(zhǎng)，經(jīng)濟(jì)發(fā)展和極大風(fēng)速等驅(qū)動(dòng)因子呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，且影響程度從強(qiáng)到弱依次為：非農(nóng)業(yè)人口>農(nóng)民人均純收入>戶(hù)籍總?cè)丝?GDP>工業(yè)增加值>極大風(fēng)速>經(jīng)濟(jì)非農(nóng)化率>糧食單產(chǎn)。其中，與代表農(nóng)業(yè)科技水平的農(nóng)業(yè)機(jī)械總動(dòng)力和糧食單產(chǎn)2個(gè)驅(qū)動(dòng)因子相關(guān)性較小。

2008—2009年，烏魯木齊市建設(shè)用地和耕地的變化主要受該市的政策驅(qū)動(dòng)力主導(dǎo)。2009—2011年間，通過(guò)建設(shè)用地和耕地面積變化與各因子相關(guān)系數(shù)比較分析可以得出：10個(gè)驅(qū)動(dòng)因子中，建設(shè)用地和代表著社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、人口增長(zhǎng)、科學(xué)技術(shù)進(jìn)步的9個(gè)社會(huì)驅(qū)動(dòng)因子呈正相關(guān)，且影響程度依次減弱的順序?yàn)檗r(nóng)民人均純收入>工業(yè)增加值>農(nóng)業(yè)機(jī)械總動(dòng)力>GDP>非農(nóng)業(yè)人口>戶(hù)籍總?cè)丝?經(jīng)濟(jì)非農(nóng)化率>戶(hù)籍城市化率>糧食單產(chǎn)，極大風(fēng)速和建設(shè)用地面積變化不相干，不予討論。對(duì)于耕地面積的變化，選取的10個(gè)驅(qū)動(dòng)因子均與其呈負(fù)相關(guān)，且影響程度由強(qiáng)到弱依次為：非農(nóng)業(yè)人口>GDP>工業(yè)增加值>農(nóng)民人均純收入>戶(hù)籍總?cè)丝?經(jīng)濟(jì)非農(nóng)化率>農(nóng)業(yè)機(jī)械總動(dòng)力>極大風(fēng)速>糧食單產(chǎn)>戶(hù)籍城市化率。

通過(guò)比較，烏魯木齊行政區(qū)劃調(diào)整之前，建設(shè)用地主要受經(jīng)濟(jì)發(fā)展、人口增長(zhǎng)、科學(xué)技術(shù)進(jìn)步等因素的驅(qū)動(dòng)；耕地則主要受非農(nóng)業(yè)人口、農(nóng)村經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和自然環(huán)境因素驅(qū)動(dòng)，促使1996—2008年間烏魯木齊市耕地面積的減少和土地利用方式的轉(zhuǎn)變；行政區(qū)劃調(diào)整之后，建設(shè)用地面積的變化還受產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的影響；耕地面積的變化則還受農(nóng)業(yè)科技水平、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整因素驅(qū)動(dòng)。

由以上相關(guān)分析可知，自然驅(qū)動(dòng)力僅對(duì)耕地面積的變化有一定影響，對(duì)建設(shè)用地的變化影響不大；1996以來(lái)，隨著烏昌經(jīng)濟(jì)一體化的實(shí)現(xiàn)，兩地在產(chǎn)業(yè)上存在互補(bǔ)關(guān)系，戶(hù)籍城市化率呈緩慢下降的趨勢(shì)，同時(shí)期的耕地面積也逐年減少，屬于數(shù)據(jù)上的巧合，不參與下面的討論。為去除因子間的自相關(guān)，就1996—2011年8個(gè)社會(huì)人文驅(qū)動(dòng)因子(除戶(hù)籍城市化率)數(shù)據(jù)作為分析樣本，應(yīng)用SPSS19.0軟件對(duì)樣本進(jìn)行主成分分析，得到驅(qū)動(dòng)因子相關(guān)矩陣(相關(guān)分析中已做過(guò)分階段的充分比較分析，在此不再贅述)、驅(qū)動(dòng)因子特征根及主成分貢獻(xiàn)率(表2)、驅(qū)動(dòng)因子的主成分載荷矩陣(表3)。

由表2可知，前兩個(gè)主成分特征值大于1，分別為6.408和1.025。與之對(duì)應(yīng)第一、第二主成分貢獻(xiàn)率分別為80.097%和12.818%，兩者累積貢獻(xiàn)率達(dá)到92.915%，說(shuō)明第一主成分和第二主成分對(duì)8個(gè)社會(huì)經(jīng)濟(jì)驅(qū)動(dòng)因子的解釋能力已達(dá)到92.915%，能基本代表全部社會(huì)驅(qū)動(dòng)因子對(duì)烏魯木齊市建設(shè)用地和耕地變化驅(qū)動(dòng)力，符合主成分分析的要求。

表2 主成分特征值及貢獻(xiàn)率

各因子的主成分載荷矩陣表明各驅(qū)動(dòng)因子在相應(yīng)主成分中的相對(duì)重要性。從表3可以看出：第一主成分中農(nóng)民人均純收入、GDP、工業(yè)增加值、戶(hù)籍總?cè)丝凇⒎寝r(nóng)業(yè)人口、糧食單產(chǎn)、農(nóng)業(yè)機(jī)械總動(dòng)力與主成分1有很大的正相關(guān)性，而這些因子主要是人口、經(jīng)濟(jì)、農(nóng)業(yè)科技水平類(lèi)因子，說(shuō)明烏魯木齊市建設(shè)用地或耕地面積變化的首要社會(huì)經(jīng)濟(jì)類(lèi)驅(qū)動(dòng)力為人口增長(zhǎng)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展因子；第二主成分與經(jīng)濟(jì)非農(nóng)化率和農(nóng)業(yè)人均純收入有一定的正相關(guān)性， 與糧食單產(chǎn)和農(nóng)業(yè)機(jī)械總動(dòng)力有一定的負(fù)相關(guān)性，且驅(qū)動(dòng)力較大的為經(jīng)濟(jì)非農(nóng)化率，相關(guān)系數(shù)達(dá)到0.983；表明烏魯木齊市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整對(duì)建設(shè)用地或耕地強(qiáng)度變化有一定的驅(qū)動(dòng)作用。

表3 主成分載荷矩陣

經(jīng)過(guò)對(duì)8個(gè)社會(huì)經(jīng)濟(jì)類(lèi)變量進(jìn)行主成分分析，提取的第一主分量(經(jīng)濟(jì)驅(qū)動(dòng)力、人口驅(qū)動(dòng)力)和第二主分量(產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整驅(qū)動(dòng)力和農(nóng)業(yè)技術(shù)水平驅(qū)動(dòng)力)間不存在共線性，利用SPSS因子分析模塊中未旋轉(zhuǎn)因子得分值，經(jīng)過(guò)一定的轉(zhuǎn)換和運(yùn)算，得到主成分得分，以各主成分得分矩陣為自變量，以標(biāo)準(zhǔn)化后的建設(shè)用地、耕地面積作為因變量，建立主成分關(guān)于應(yīng)變量的分階段回歸模型[19-20]，并得到各階段主成分的標(biāo)準(zhǔn)回歸系數(shù)(表4)。

表4 主成分回歸模型和標(biāo)準(zhǔn)回歸系數(shù)

由表4中擬合方程的修正相關(guān)系數(shù)R2可知，建設(shè)用地模型線性擬合結(jié)果比耕地模型擬合結(jié)果較為理想，表中的標(biāo)準(zhǔn)回歸系數(shù)表明：1996—2011年，建設(shè)用地與第一主成分呈正比，與第二主成分均呈反比；對(duì)于耕地，1996—2008年耕地面積的變化與兩個(gè)主成分均成反比，2009—2011年與代表經(jīng)濟(jì)發(fā)展、人口增長(zhǎng)的因素呈正比，與代表農(nóng)業(yè)技術(shù)水平的第二主成分呈反比。標(biāo)準(zhǔn)回歸系數(shù)絕對(duì)值的大小表示土地面積對(duì)驅(qū)動(dòng)要素的敏感性，就建設(shè)用地而言，社會(huì)經(jīng)濟(jì)因素的敏感性最大，其次為經(jīng)濟(jì)非農(nóng)化率或農(nóng)業(yè)科技水平。對(duì)于耕地，1996—2008年經(jīng)濟(jì)非農(nóng)化率的敏感性較大，社會(huì)經(jīng)濟(jì)因素次之；2008—2011年，社會(huì)經(jīng)濟(jì)因素敏感較大，農(nóng)業(yè)科技水平次之。

4 結(jié)論和討論

本文運(yùn)用數(shù)理統(tǒng)計(jì)法對(duì)烏魯木齊市近16 a建設(shè)用地和耕地的數(shù)量變化特征進(jìn)行了分析，并對(duì)其驅(qū)動(dòng)力大小、方向及差異性進(jìn)行了探討。得到以下結(jié)論：

(1) 數(shù)量上，1996—2011年烏魯木齊市建設(shè)用地經(jīng)歷了平緩上升→迅速增長(zhǎng)→減速增長(zhǎng)的變化歷程，耕地則呈現(xiàn)為平緩減少→迅速增加→逐漸較少的走向。速率上，建設(shè)用地年變化率多大于耕地面積年變化率；不考慮政策驅(qū)動(dòng)，烏魯木齊市耕地的減少和建設(shè)用地的增加存在密切聯(lián)系。

(2) 驅(qū)動(dòng)因素的同一性：通過(guò)一系列的數(shù)理統(tǒng)計(jì)和對(duì)比分析，將建設(shè)用地和耕地變化的驅(qū)動(dòng)力概括為經(jīng)濟(jì)驅(qū)動(dòng)力、人口驅(qū)動(dòng)力、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整驅(qū)動(dòng)力、農(nóng)業(yè)技術(shù)水平驅(qū)動(dòng)力、政策措施驅(qū)動(dòng)力。而被學(xué)者經(jīng)常提到的城市化率因子對(duì)研究時(shí)段內(nèi)烏魯木齊市土地利用的變化解釋力并不強(qiáng)。

(3) 驅(qū)動(dòng)因素的差異性：從驅(qū)動(dòng)方向上，經(jīng)濟(jì)因子、人口因子對(duì)建設(shè)用地變化呈正向驅(qū)動(dòng)，對(duì)耕地變化則呈負(fù)向驅(qū)動(dòng)，且敏感性較大；產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)對(duì)耕地面積變化的驅(qū)動(dòng)為負(fù)，敏感性較小。自然驅(qū)動(dòng)力對(duì)耕地面積的變化呈負(fù)向驅(qū)動(dòng)，對(duì)建設(shè)用地?zé)o影響。從驅(qū)動(dòng)力大小上，所選因子對(duì)建設(shè)用地變化影響程度強(qiáng)弱依次是：經(jīng)濟(jì)因子>人口因子>技術(shù)因子>產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)因子；對(duì)耕地變化影響程度強(qiáng)弱則為：人口因子>經(jīng)濟(jì)因子>技術(shù)因子>產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)因子。

綠洲城市土地利用變化的驅(qū)動(dòng)力具有復(fù)雜性和特殊性，對(duì)烏魯木齊市建設(shè)用地和耕地?cái)?shù)量變化及驅(qū)動(dòng)力進(jìn)行定量比較分析仍為初探，后期還需在兩者的內(nèi)在聯(lián)系上做工作；對(duì)于綠洲城市LUCC的研究還有待于基于更全面的LUCC理論體系從不同空間尺度做進(jìn)一步的研究。

[1] Carlson T N, Traci Arthur S. The impact of land use-land cover changes due to urbanization on surface microclimate and hydrology: a satellite perspective[J]. Global and Planetary Change,2000,25(1):49-65.

[2] 馬玉香,高素芳.烏魯木齊市城市化進(jìn)程與耕地面積變化的定量研究[J].水土保持研究,2012,18(5):271-274.

[3] 呂志強(qiáng).快速城市化背景下的建設(shè)用地?cái)U(kuò)展類(lèi)型格局及驅(qū)動(dòng)力分析[J].水土保持研究,2012,19(4):65-71.

[4] 史利江,王圣云,姚曉軍,等.1994—2006年上海市土地利用時(shí)空變化特征及驅(qū)動(dòng)力分析[J].長(zhǎng)江流域資源與環(huán)境,2012,21(12):1468-1479.

[5] 吳明發(fā),歐名豪,廖榮浩.經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)土地利用變化及其驅(qū)動(dòng)力分析:以廣東省為例[J].水土保持研究,2012,19(1):179-183.

[6] 宋金平,趙西君,王倩.北京市豐臺(tái)區(qū)土地利用變化及社會(huì)經(jīng)濟(jì)驅(qū)動(dòng)力分[J].中國(guó)人口·資源與環(huán)境,2008,18(2):171-175.

[7] 謝菲,舒曉波,廖富強(qiáng),等.浮梁縣土地利用變化及驅(qū)動(dòng)力分析[J].水土保持研究,2011,18(2):213-217.

[8] 肖蓓蓓,劉秀華.重慶市豐都縣建設(shè)用地變化及社會(huì)驅(qū)動(dòng)力分析[J].西南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào):社會(huì)科學(xué)版,2007,5(1):38-42.

[9] 吳文婕,石培基,胡巍.城市化背景下河西走廊LUCC的人文驅(qū)動(dòng)力分析[J].水土保持研究,2011,18(3):88-91.

[10] 祖力皮耶·穆合合爾.烏魯木齊市近60年來(lái)的氣候變化特征[D].上海:上海師范大學(xué),2012.

[11] 城市規(guī)劃與交通網(wǎng).烏魯木齊市土地利用總體規(guī)劃(1997—2010)[EB/OL]. http:∥www.cityup.org/bbs/viewthread.php,2007-09-07.

[12] 烏魯木齊市國(guó)土資源局網(wǎng).烏魯木齊市國(guó)土資源公報(bào)[EB/OL]. http:∥urumqiland.gov.cn/article/article_msg.jsp?id=2133321334&typeId=167,2010-06-30. http:∥www.urumqiland.gov.cn/article/article_msg.jsp?id = 901514696&typeId=14337, 2009-08-18.

[13] 劉紀(jì)元,布和敖斯?fàn)?中國(guó)土地利用變化現(xiàn)代過(guò)程時(shí)空特征的研究：基于衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)[J].第四紀(jì)研究,2000,20(3):229-239.

[14] Mitchell A, Dodge B H, Kruzic P G, et al. Handbook of forecasting techniques[R]. Stanford Research Inst Menlo Park Ca Center For The Study Of Social Policy, 1975.

[15] 徐建華.計(jì)量地理學(xué)[M].北京:高等教育出版社,2006．

[16] 擺萬(wàn)奇,趙士洞.土地利用變化驅(qū)動(dòng)力系統(tǒng)分析[J].資源科學(xué),2001,22(3):39-41.

[17] 邵景安,李陽(yáng)兵,魏朝富.區(qū)域土地利用變化驅(qū)動(dòng)力研究前景展望[J].地球科學(xué)進(jìn)展,2007,22(8):798-809.

[18] 張樂(lè)勤,陳素平,王文琴,等.快速城鎮(zhèn)化背景下建設(shè)用地?cái)U(kuò)展驅(qū)動(dòng)力研究綜述與展望[J].干旱區(qū)地理,2013,36(1):164-175.

[19] 林海明.如何用SPSS軟件一步算出主成分得分值[J].統(tǒng)計(jì)與信息論壇,2007,22(5):15-17.

[20] 郭呈全,陳希鎮(zhèn).主成分回歸的SPSS實(shí)現(xiàn)[J].統(tǒng)計(jì)與決策,2011(5):157-159.

ComparisonAnalysisonDrivingForcesofConstructionLandandCultivatedLandUseChangeinUrumqiCityduring1996to2011

KONG Jing-jing1, WEI Jian-xin1,2

(1.CollegeofResourcesandEnvironmentScience,XinjiangUniversity,Urumqi830046,China;2.GeographyPostdoctoralStation,XinjiangUniversity,Urumqi830046,China)

Based on the nature and economy and land use data during 1996 to 2011 in Urumqi, the method of mathematical statistics and software of statistical analysis were used to make an in-depth discussion and comparison research for the change features and driving mechanism of cultivated land and construction land. The results indicated that: (1) the change of construction land experienced such phases as steady growth ,rapidly increase then slow growth, the change of cultivated land experienced such phases as slow to reduce, dramatic increase then gradually reduce; (2) economic development, population growth, agricultural technological progress and industrial structure adjustment are four types of driving forces on the change of construction land and cultivated land, however policies and measures play a direct guiding role; (3) driving factors, driving direction and driving strength between construction land and cultivated land display difference, and the sequences in strength of each socio-economic driving force on construction land or cultivated land show remarkable distinction. In addition, the driving factors on the same land use type are different in different periods. This research can reveal rule and reasons for change of construction land and arable land, and then provide a scientific basis for the sustainable use of land and protection of ecological environment.

construction land; cultivated land; driving forces; quantitative comparison analysis; Urumqi City

2013-10-13

：2013-11-07

國(guó)家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目“國(guó)土空間優(yōu)化配置關(guān)鍵技術(shù)研究與示范”(2012BAB11B00)

孔靜靜(1989—),女,新疆阿克蘇人,碩士研究生,主要從事國(guó)土資源信息技術(shù)方面的研究。E-mail:kongjingjing1989@126.com

魏建新(1966—),男,新疆烏魯木齊市人,教授級(jí)高工,碩士生導(dǎo)師,博士后,從事土地利用調(diào)查與數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)、土地利用規(guī)劃、動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)、國(guó)土資源信息化建設(shè)等研究工作。E-mail:wjxlr@126.com

X24；K901.2

：A

：1005-3409(2014)04-0101-06