秦文翠，肖 強(qiáng)

(1.西南大學(xué)地理科學(xué)學(xué)院，重慶 400715;2.重慶文理學(xué)院非物質(zhì)文化遺產(chǎn)研究中心，重慶 永川 402160)

LUCC 已成為全球變化研究的核心主題之一［1］.土地利用變化中的個(gè)例比較研究是“土地利用/覆被變化科學(xué)計(jì)劃”中提出的3 個(gè)重點(diǎn)領(lǐng)域之一，是LUCC 研究的主要途徑之一［2］，也是最能表達(dá)區(qū)域人—地關(guān)系狀況的地理要素［3］.從收集的文獻(xiàn)來(lái)看，多數(shù)在探討土地利用變化的特征及驅(qū)動(dòng)機(jī)制.咸陽(yáng)市作為我國(guó)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展地區(qū)，工業(yè)化及城市化的加速進(jìn)程，引起土地利用/覆蓋變化，導(dǎo)致社會(huì)、經(jīng)濟(jì)環(huán)境進(jìn)一步變化，其中產(chǎn)生的問(wèn)題和矛盾日益凸顯.

1 研究概況

1.1 研究區(qū)概況

咸陽(yáng)市位于東經(jīng)107°38'至109°10'、北緯34°11'至35°32'之間，南與西安市隔水相望，距西安僅17 km，北與甘肅相連，東與渭南、銅川市毗鄰，西與寶雞市接壤.地處陜西省關(guān)中平原腹地中西部，北部屬于黃土高原丘陵溝壑區(qū)及山區(qū)，面積占全市面積的69.1﹪，南部屬?zèng)芪计皆瓍^(qū)，面積占30.9﹪.咸陽(yáng)市地處暖溫帶，屬大陸性季風(fēng)氣候，四季冷熱干濕分明.氣候溫和，光、熱、水資源豐富，有利于農(nóng)、林、牧、副、漁各業(yè)發(fā)展.年平均降水量537 ～650 mm，年平均溫度9.0 ～13.2 ℃.

1.2 數(shù)據(jù)來(lái)源

以咸陽(yáng)市2002—2006年土地利用變更調(diào)查數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，結(jié)合咸陽(yáng)市統(tǒng)計(jì)信息——統(tǒng)計(jì)年度公報(bào)，整理得到咸陽(yáng)市各土地利用現(xiàn)狀數(shù)據(jù)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)，形成土地利用變化研究數(shù)據(jù)庫(kù).

1.3 研究方法

本文主要采用主成分分析法.主成分分析法的基本思想是降維，把原來(lái)錯(cuò)綜復(fù)雜的變量歸納為少數(shù)幾個(gè)綜合因子，最終以少數(shù)的綜合變量取代原始變量［3-4］.

在進(jìn)行主成分分析之前需要用相關(guān)分析法選取與咸陽(yáng)市土地利用變化驅(qū)動(dòng)力關(guān)系密切的指標(biāo)，建立指標(biāo)體系，然后將2002—2006年咸陽(yáng)市土地利用與所取的指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，再利用SPSS 軟件對(duì)標(biāo)準(zhǔn)化后的數(shù)據(jù)進(jìn)行主成分分析，對(duì)驅(qū)動(dòng)因子進(jìn)行去相關(guān)和回歸，得到咸陽(yáng)市土地利用變化的驅(qū)動(dòng)力.

2 土地利用變化時(shí)空特征分析

2.1 土地利用結(jié)構(gòu)變化

通過(guò)整理2002—2006年間的咸陽(yáng)市土地利用現(xiàn)狀數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)2002—2006年間咸陽(yáng)市土地利用結(jié)構(gòu)發(fā)生了明顯的變化，如表1所示.

表1 2002—2006年咸陽(yáng)市各土地利用類(lèi)型數(shù)量變化對(duì)比

從調(diào)查數(shù)據(jù)來(lái)看，在2006年咸陽(yáng)市的總體面積為10 196.35 km2，在咸陽(yáng)市土地利用構(gòu)成中，耕地、林地、居民點(diǎn)以及工礦用地、未利用土地利用面積分別為:3 719.91 km2、2 074.64 km2、1 006.98 km2、1 221.90 km2.與2002年的土地利用構(gòu)成對(duì)比:2002年耕地、林地、居民點(diǎn)以及工礦用地、未利用土地利用面積分別為:4 036.31 km2、1 834.41 km2、788.57 km2、133.8 km2.由此可見(jiàn):林地、居民點(diǎn)及工礦用地面積快速增加，其次為交通用地和草地;耕地、未利用地面積大量減少，其他農(nóng)用地面積減少0.12 km2，變化面積很小.

2.2 土地利用動(dòng)態(tài)度

用單一土地利用類(lèi)型動(dòng)態(tài)度分析土地利用數(shù)量變化.單一土地利用類(lèi)型的動(dòng)態(tài)度表達(dá)的是某研究區(qū)一定時(shí)間范圍內(nèi)某種土地利用類(lèi)型的數(shù)量變化情況.王思遠(yuǎn)［5］、劉紀(jì)遠(yuǎn)［3］等提出了可反映區(qū)域土地利用類(lèi)型變化劇烈程度的土地利用動(dòng)態(tài)度模型，表達(dá)式為:

K = (Ub－ Ua)/Ua×1/T ×100﹪

上式中，K 為研究時(shí)段內(nèi)某一土地利用類(lèi)型的動(dòng)態(tài)度，就是該研究區(qū)內(nèi)某一土地利用類(lèi)型的年變化率．Ua、Ub分別是研究期開(kāi)始和結(jié)束時(shí)某一土地利用類(lèi)型的數(shù)量，T 為研究時(shí)段長(zhǎng).通過(guò)上述公式計(jì)算出咸陽(yáng)市一定年限的各種土地類(lèi)型的土地利用動(dòng)態(tài)度，如表2所示.咸陽(yáng)市土地利用動(dòng)態(tài)變化最顯著的是居民點(diǎn)及工礦用地，土地利用動(dòng)態(tài)度達(dá)5.54﹪.其次為交通用地和林地，動(dòng)態(tài)度分別為4.70﹪和2.62﹪.耕地的變化面積最大，但土地利用動(dòng)態(tài)度相對(duì)較小，為-1.57﹪.未利用土地動(dòng)態(tài)度為-1.64﹪，草地動(dòng)態(tài)度為0.39﹪，呈小幅度的增長(zhǎng).其他農(nóng)用地動(dòng)態(tài)度在表中沒(méi)有呈現(xiàn)明顯的變化，動(dòng)態(tài)度為最小，數(shù)值為0.01﹪.

表2 2002—2006年咸陽(yáng)市土地利用動(dòng)態(tài)度

3 土地利用變化驅(qū)動(dòng)力分析

3.1 指標(biāo)體系

影響土地利用變化的因素主要有自然因素和人文因素.自然因素是指氣候、地形等，自然驅(qū)動(dòng)力常常在較大的時(shí)間尺度上作用于土地利用，對(duì)土地利用變化的影響較小，而人文因素占主導(dǎo)地位［6］.結(jié)合咸陽(yáng)地區(qū)一定時(shí)期內(nèi)土地利用變化數(shù)據(jù)，根據(jù)以往學(xué)者的研究經(jīng)驗(yàn)［7-12］，從影響土地利用變化的社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的眾多因素中選取若干因子，建立因子指標(biāo)體系，并考慮到資料的可獲得性，本研究結(jié)合2001年到2010年10年間的咸陽(yáng)市社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展數(shù)據(jù)，選取了12 個(gè)因子，分別為:總?cè)丝赬1、人口自然增長(zhǎng)率X2、農(nóng)業(yè)人口X3、GDP X4、人均GDP X5、第一產(chǎn)業(yè)比重X6、第二產(chǎn)業(yè)比重X7、第三產(chǎn)業(yè)比重X8、固定資產(chǎn)投資X9、農(nóng)林牧副漁業(yè)總產(chǎn)值X10、糧食總產(chǎn)量X11、農(nóng)民人均純收入X12，如表3所示．

表3 土地利用變化驅(qū)動(dòng)力相關(guān)指標(biāo)原始值

3.2 主成分分析

運(yùn)用已經(jīng)建立的指標(biāo)體系，采用SPSS17.0軟件進(jìn)行主成分分析發(fā)現(xiàn)，11 個(gè)因子指標(biāo)存在不同的相關(guān)性.從相關(guān)性大小可以看出，人均GDP 與GDP、農(nóng)民人均純收入、農(nóng)林牧副漁業(yè)、第二產(chǎn)業(yè)比重呈正相關(guān)，相關(guān)性分別為0.995、0.991、0.979 和0.972，與農(nóng)業(yè)人口第二產(chǎn)業(yè)比重呈明顯的負(fù)相關(guān)，相關(guān)性大小為-0.819 和-0.778，說(shuō)明提高農(nóng)民的生活水平是經(jīng)濟(jì)發(fā)展、加快工業(yè)化進(jìn)程及城市化的關(guān)鍵(見(jiàn)表4).

表4 變量相關(guān)矩陣

選取第一、第二主成分作為反映咸陽(yáng)市土地利用變化驅(qū)動(dòng)力研究的主要因素，其累積貢獻(xiàn)值達(dá)到98.662﹪，可以作為綜合因子反映土地利用變化的驅(qū)動(dòng)力情況.

提取的2 個(gè)成分代表了12 個(gè)因子的綜合信息，因而很難命名［13］.為此需要對(duì)其進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，使因子載荷信息向兩端趨近，采用具有Kaiser 標(biāo)準(zhǔn)化的正反旋轉(zhuǎn)法.旋轉(zhuǎn)在3 次迭代后收斂，可得旋轉(zhuǎn)成分載荷矩陣，旋轉(zhuǎn)后每個(gè)公因子上的載荷分配更能反映主成分與其他變量之間的相關(guān)關(guān)系，主成分中各驅(qū)動(dòng)因子的負(fù)荷系數(shù)表明其在相應(yīng)主成分中的相對(duì)重要性［14］.

由圖1所得的信息與對(duì)“旋轉(zhuǎn)成分矩陣”的分析一致，且因子載荷值兩極端趨近更明顯，有利于綜合命名.第一主成分代表農(nóng)民人均純收入、農(nóng)林牧副漁業(yè)總產(chǎn)值、第二產(chǎn)業(yè)比重、固定資產(chǎn)投資、總?cè)丝?、人均GDP、GDP、糧食總產(chǎn)量、人口自然增長(zhǎng)率和農(nóng)業(yè)人口.這些指標(biāo)反映了人口、農(nóng)業(yè)發(fā)展水平、糧食總產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平，可歸結(jié)為人口、農(nóng)業(yè)因子的作用.第二主成分代表第三產(chǎn)業(yè)比重，反映了第三產(chǎn)業(yè)發(fā)展水平，同時(shí)與第一產(chǎn)業(yè)比重呈負(fù)相關(guān)，可概括為經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平.綜上所述，咸陽(yáng)市土地利用變化驅(qū)動(dòng)力受人口、經(jīng)濟(jì)發(fā)展、農(nóng)業(yè)發(fā)展水平這3 大因子的影響.

圖1 因子載荷散點(diǎn)圖

4 結(jié)果分析

4.1 人口因素

影響咸陽(yáng)市土地利用變化的人口因素即人口增加，人口增加是城市擴(kuò)張的基本動(dòng)力之一［15］.人口因素對(duì)咸陽(yáng)市土地利用變化的類(lèi)型影響很大.根據(jù)咸陽(yáng)市歷年統(tǒng)計(jì)年鑒，2002年的總?cè)丝跒?18.67 萬(wàn)人，到2010年增長(zhǎng)到501.03萬(wàn)人，人口增長(zhǎng)了19.36 萬(wàn).特別是從2002 到2006年間，從分析的結(jié)果和咸陽(yáng)市土地利用類(lèi)型數(shù)量變化來(lái)看，耕地面積、未利用地面積減少，居民點(diǎn)及其工礦用地、交通用地面積增大.這些變化是由于城鎮(zhèn)人口不斷增多，導(dǎo)致居民建筑用地和交通用地增加，驅(qū)動(dòng)耕地、未利用土地向居民點(diǎn)轉(zhuǎn)換.

4.2 經(jīng)濟(jì)發(fā)展

在一定土地資源面積上追求最大的經(jīng)濟(jì)效益是土地利用變化的又一驅(qū)動(dòng)力，經(jīng)濟(jì)發(fā)展要占用一定土地資源［16］.咸陽(yáng)市的經(jīng)濟(jì)發(fā)展可歸結(jié)為政策因素，自從國(guó)家提出西部大開(kāi)發(fā)以來(lái)，咸陽(yáng)市經(jīng)濟(jì)發(fā)展步入正軌，經(jīng)濟(jì)發(fā)展平穩(wěn)、快速;2010年全市GDP 達(dá)到1 098.7 億元，與2002年的250.6 億元相比，年均增長(zhǎng)13.1﹪;固定資產(chǎn)投資2010年達(dá)到1 050.5 億元，與2002年的86.12 億元相比年均增長(zhǎng)率為34.42﹪.2005年人均GDP 約1 070 美元.咸陽(yáng)市的第二、三產(chǎn)業(yè)發(fā)展緩慢，未占用大面積的土地，但這兩大產(chǎn)業(yè)依然是政府部門(mén)重點(diǎn)發(fā)展的.

4.3 農(nóng)業(yè)發(fā)展因素

從2002—2006年咸陽(yáng)市各土地利用類(lèi)型數(shù)量變化來(lái)看，耕地、未利用地面積大量減少，其他農(nóng)用地面積也呈減少趨勢(shì);而根據(jù)咸陽(yáng)市土地利用驅(qū)動(dòng)力指標(biāo)體系來(lái)看，雖然農(nóng)業(yè)人口數(shù)量在減少，農(nóng)林牧副漁業(yè)總產(chǎn)值、糧食總產(chǎn)量以及農(nóng)民人均純收入大幅度增加;同時(shí)，第一產(chǎn)業(yè)比重呈逐年下降趨勢(shì).這些變化一方面表明咸陽(yáng)市工業(yè)化進(jìn)程加快，農(nóng)業(yè)自動(dòng)化、科技化、專(zhuān)業(yè)化、機(jī)械化水平提高了農(nóng)業(yè)土地利用效率;另一方面說(shuō)明咸陽(yáng)市農(nóng)業(yè)發(fā)展緩慢，新產(chǎn)業(yè)發(fā)展滯后于工業(yè)化進(jìn)程.

5 結(jié)論與建議

5.1 結(jié)論

本文通過(guò)對(duì)咸陽(yáng)市2002—2006年間的土地利用變化進(jìn)行分析，得出了咸陽(yáng)市5年來(lái)土地利用狀況變化的驅(qū)動(dòng)力.每一種驅(qū)動(dòng)力因素對(duì)土地利用變化產(chǎn)生一定的影響，但它們之間的影響都不是孤立的，而是這些驅(qū)動(dòng)力共同作用.具體呈以下特點(diǎn):

(1)各土地利用類(lèi)型數(shù)量變化明顯，耕地和其他農(nóng)用地面積減少，林地、居民點(diǎn)及工礦用地的增加尤為突出.在城鎮(zhèn)化的過(guò)程中，城市發(fā)展在環(huán)境質(zhì)量上有更高的要求，使得咸陽(yáng)市綠化面積不斷擴(kuò)大，林地用地面積增加.

(2)各土地類(lèi)型之間的轉(zhuǎn)移較明顯，大體上表現(xiàn)為耕地、其他農(nóng)用地向居民點(diǎn)及工礦用地、林地、交通用地轉(zhuǎn)換.未利用地轉(zhuǎn)換為草地和林地多.這在一定程度上有利于土地資源的集約利用;另一方面可以有效地緩解因建設(shè)用地占用農(nóng)用地所引發(fā)的農(nóng)用地規(guī)模不斷減少的壓力.

(3)土地利用變化的動(dòng)態(tài)度較大，速度較快.經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，工業(yè)化進(jìn)程加速，使居民及工礦用地的動(dòng)態(tài)度達(dá)到了5.54﹪，交通用地因城鎮(zhèn)化水平的不斷提高，動(dòng)態(tài)度也相應(yīng)增大.

(4)咸陽(yáng)市的農(nóng)業(yè)機(jī)械化發(fā)展、交通建設(shè)、政府政策導(dǎo)向及經(jīng)濟(jì)發(fā)展等驅(qū)動(dòng)力因素對(duì)土地利用變化起主導(dǎo)作用，經(jīng)濟(jì)發(fā)展是咸陽(yáng)市土地利用變化的根本驅(qū)動(dòng)因素.交通建設(shè)用地進(jìn)一步促使土地利用類(lèi)型改變，工業(yè)化、西咸經(jīng)濟(jì)一體化、城鎮(zhèn)化進(jìn)程加快，招商引資力度加強(qiáng)，使咸陽(yáng)市經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展，加劇了咸陽(yáng)市各類(lèi)土地類(lèi)型之間的轉(zhuǎn)換.

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