顏靖芳，張 翊，付保紅

(云南大學(xué) 資源環(huán)境與地球科學(xué)學(xué)院，云南 昆明 650500)

0 引言

土地是人類賴以生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)，是社會生產(chǎn)的勞動資料，是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的基本生產(chǎn)資料，是不能出讓的存在條件和再生產(chǎn)條件。在城市化進程快速發(fā)展的今天，隨著人類對土地資源進行大量的開發(fā)利用，人地矛盾十分突出，集約節(jié)約土地困難重重。土地利用分區(qū)是在考慮土地利用現(xiàn)狀以及考慮土地資源的特點的基礎(chǔ)上，同時結(jié)合社會經(jīng)濟和生態(tài)環(huán)境方面的一些指標(biāo)因素，將規(guī)劃地區(qū)劃分成不同的區(qū)域[1]。在此基礎(chǔ)上，合理布局生產(chǎn)、生活、生態(tài)空間[2]，科學(xué)調(diào)整土地利用結(jié)構(gòu)，充分有效的利用土地，提高土地的利用效益，促進區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展。國內(nèi)多位學(xué)者對土地利用分區(qū)進行了研究，由于研究目的不同，所進行分區(qū)方式也有所差別，如土地用地分區(qū)[3-6]、土地綜合分區(qū)[7-9]、土地功能分區(qū)[10-12]等。同時選擇的研究地區(qū)不同，研究尺度上也有所差異，如張潔瑕等從省級尺度[13]對吉林省進行土地利用分區(qū)，張雅杰等從市級尺度[4]以廣東省連州市作為研究對象進行土地利用分區(qū)，而王曉妍、吳小曼等學(xué)者則從縣域尺度[15，16]進行土地利用分區(qū)。由于研究目的、研究區(qū)域、研究尺度的不同，所采取的方法也各有不同，土地利用分區(qū)的分區(qū)方法較多，包括綜合分析法(經(jīng)驗法)、主成分分析法、聚類分析法、主導(dǎo)因素法[7]、疊置法[18]、指標(biāo)法[19]等。

本文以云南省施甸縣作為研究對象，通過構(gòu)建土地利用綜合分區(qū)評價指標(biāo)體系，采用主成分分析法對其進行綜合評價，并運用系統(tǒng)聚類分析法對評價結(jié)果進行分區(qū)。根據(jù)土地利用綜合分區(qū)特點提出相應(yīng)建議，旨在為施甸縣土地資源優(yōu)化配置和社會經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展等提供科學(xué)依據(jù)。

1 區(qū)域概況

施甸縣位于滇西邊陲，怒江東岸，地處東經(jīng)98°54′～99°21′、北緯24°16′～25°00′ 。西以怒江為界與龍陵縣相望，東至枯柯河與昌寧縣接壤；南有勐波羅河與施甸縣為鄰；北與隆陽區(qū)毗鄰，形成三水環(huán)抱之勢?？h城所在地甸陽鎮(zhèn)海拔1 490 m，距保山市政府駐地隆陽區(qū)61 km，距省會昆明558 km；東西最大橫距45 km，南北最大縱長79 km，全縣土地總面積1 953.35 km2。施甸縣地處橫斷山脈帚形山系中部，中山峽谷區(qū)，屬怒江山尾之深山切割山地峽谷區(qū)，為喜馬拉雅山運動形成的褶皺帶，復(fù)式背斜結(jié)構(gòu)。地形窄長，地勢大致北高南低，山脈主體為南北走向，具有典型的云南高原山間盆地地貌特征，呈現(xiàn)為“三河(怒江、勐波羅河、施甸河)、兩山(東西兩列大山)、一壩(施甸壩)”山地與盆地相間的特征?？h境東部的大水河山頭，海拔2 895.4 m，是全縣最高點，勐波羅河與怒江的交匯處(三江口)海拔583.8 m，是全縣最低點?？h境山地海拔一般在2 000 m左右，施甸壩子海拔在1 473.5～1 496.5 m，縣城海拔1 489.9 m，縣境內(nèi)既有高山谷地，也有盆地，相對高差2 311.6 m。地貌條件較為復(fù)雜，具有山地為主，山壩相間、河谷深切的地貌特征。施甸縣處于低緯山地，主體屬中亞熱帶低緯山地季風(fēng)氣候。年平均氣溫29.0 ℃。年均降雨量1 003.1 mm，雨量多集中在5～10月。每年5～10月受來自印度半島溫?zé)嵛髂蠚饬饔绊懀又降匦?yīng)形成雨季。從11月至次年4月，受來自亞洲西部沙漠上空西風(fēng)氣流影響，空氣干燥，降雨量很少，形成旱季。施甸縣2016年末，全縣總戶數(shù)110 128戶，總?cè)丝?45 776人，其中少數(shù)民族29 675人，占總?cè)丝诒戎?.58%，人口密度172人·km-2。人口出生率10.99‰，死亡率6.99‰，自然增長率4‰。2016年施甸縣全年實現(xiàn)生產(chǎn)總值563 031萬元，全年城鎮(zhèn)常住居民人均可支配收入23 579元，農(nóng)村常住居民可支配收入8 629元，農(nóng)民人均純收入6 417元。

根據(jù)施甸縣全國第二次土地調(diào)查2016年標(biāo)準(zhǔn)時點統(tǒng)一變更數(shù)據(jù)成果，施甸縣行政轄區(qū)范圍內(nèi)土地總面積為195 335.21 hm2。其中農(nóng)用地157 627.35 hm2，占全縣土地總面積的80.70%；建設(shè)用地7 952.66 hm2，占全縣土地總面積的4.07%；其他土地29 755.2hm2，占施甸縣土地總面積的15.23%。

2 研究方法與數(shù)據(jù)來源

2.1 研究方法

本文首先采用主成分分析法對云南施甸縣的社會經(jīng)濟、土地資源和生態(tài)環(huán)境綜合情況進行評價。該方法旨在利用降維的思想，把較多相關(guān)指標(biāo)轉(zhuǎn)化為少數(shù)幾個綜合指標(biāo)(即為主成分)，其中，每個主成分都能夠反映原始變量的大部分信息，并且主成分所含信息之間不重復(fù)。主成分分析的基本步驟[20]如下：

(1)建立n個區(qū)域p個指標(biāo)的原始數(shù)據(jù)矩陣；

(2)計算指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化后的相關(guān)系數(shù)矩陣；

(3)求特征值以及特征向量；

(4)計算貢獻率以及累積貢獻率，確定主成分個數(shù)；

(5)確定主成分表達式；

(6)根據(jù)表達式對主成分進行加權(quán)求和，計算綜合得分值.

本文在采用主成分分析法對土地進行綜合評價以后，再采用系統(tǒng)聚類分析法對評價結(jié)果進行分區(qū)。

2.2 評價指標(biāo)體系的構(gòu)建

本文評價指標(biāo)選取遵循綜合性、科學(xué)性、真實性、獨立性[21]、代表性[22]、系統(tǒng)性以及可操作性等要求[23]。土地是一個包括社會經(jīng)濟屬性、自然屬性以及人類勞動成果的綜合體[24]。本文以鄉(xiāng)鎮(zhèn)作為分區(qū)單元，選取社會經(jīng)濟、土地資源和生態(tài)環(huán)境3個方面的指標(biāo)。社會經(jīng)濟發(fā)展水平指標(biāo)主要能夠綜合反映土地利用的情況以及區(qū)域社會經(jīng)濟特征，具體指標(biāo)包括城鎮(zhèn)化率、城鄉(xiāng)建設(shè)用地比重、農(nóng)民人均純收入、人口密度4個指標(biāo)。土地資源指標(biāo)包括土地墾殖率、耕地單位面積產(chǎn)量、土地利用率、農(nóng)用地利用率、交通水利設(shè)施用地比重、人均耕地面積、人均土地面積7個指標(biāo)。生態(tài)環(huán)境指標(biāo)包括林地覆蓋率、生態(tài)環(huán)境安全區(qū)比重2個指標(biāo)。具體評價指標(biāo)體系見表1。

2.3 數(shù)據(jù)來源

云南省施甸縣的農(nóng)用地面積、耕地面積、林地面積、建設(shè)用地面積等各類土地利用數(shù)據(jù)來源于施甸縣全國第二次土地調(diào)查2016年標(biāo)準(zhǔn)時點統(tǒng)一變更數(shù)據(jù)成果。社會經(jīng)濟類數(shù)據(jù)來源于《施甸縣2016年統(tǒng)計年鑒》。

表1 土地利用分區(qū)指標(biāo)體系

3 施甸縣土地利用分區(qū)結(jié)果與分析

3.1 主成分分析結(jié)果

借助SPSS20.0軟件對13個指標(biāo)數(shù)據(jù)進行標(biāo)準(zhǔn)化處理，利用標(biāo)準(zhǔn)化結(jié)果得出相關(guān)系數(shù)矩陣，并提取主成分(表2)。其中5個主成分因子的累計貢獻率93.41%，超過85%。并且特征值均大于1[25]。并根據(jù)主成分因子的載荷表(表3)得出主成分的相關(guān)信息。

表2 解釋的總方差

提取方法：主成分分析.

表3 成分矩陣

提取方法：主成分. a.已提取了 5 個成分.

可以看出，人口密度，城鄉(xiāng)建設(shè)用地比重，人均土地面積，人均耕地面積在主成分1有較大貢獻，這些指標(biāo)反映了區(qū)域土地的利用情況和社會情況。農(nóng)用地比重，土地利用率在主成分2有較大貢獻，這些指標(biāo)主要反映了區(qū)域土地的土地利用結(jié)構(gòu)以及土地資源利用程度。農(nóng)民人均純收入，城鎮(zhèn)化率在主成分3有較大貢獻，這些指標(biāo)主要反映了社會經(jīng)濟方面的情況。土地墾殖率在主成分4中有較大貢獻，此指標(biāo)反映區(qū)域土地開發(fā)利用程度和區(qū)域土地種植業(yè)發(fā)達程度。城鎮(zhèn)化率，生態(tài)環(huán)境安全區(qū)比重在主成分5有較大貢獻，這些指標(biāo)反映區(qū)域土地的社會經(jīng)濟情況以及區(qū)域生態(tài)環(huán)境的基礎(chǔ)信息。

根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化結(jié)果及主成分因子載荷計算得出各分區(qū)單元的土地利用綜合得分(表4)。

由此可知，甸陽鎮(zhèn)、仁和鎮(zhèn)、老麥鄉(xiāng)、姚關(guān)鎮(zhèn)、水長鄉(xiāng)、由旺鎮(zhèn)、太平鎮(zhèn)7個地區(qū)的綜合得分均為正值。這幾個地區(qū)的人口密度都比較大，社會經(jīng)濟發(fā)展較好。尤其是甸陽鎮(zhèn)土地利用水平較高，土地利用效益較好，農(nóng)民人均收入高，所以綜合得分居第一。擺榔鄉(xiāng)人均耕地面積較大，僅次于舊城鄉(xiāng)。土地墾殖率居于幾個地區(qū)的中間位置，但與前幾個地區(qū)還是有一定差距。另外加上擺榔鄉(xiāng)人口少、區(qū)域總面積也少，所以得分為負(fù)。酒房鄉(xiāng)、萬興鄉(xiāng)、舊城鄉(xiāng)這3個鄉(xiāng)的綜合得分比較接近。萬興鄉(xiāng)的人口密度較酒房鄉(xiāng)和舊城鄉(xiāng)而言，人口密度較大，但人均耕地面積和人均土地面積少。酒房鄉(xiāng)的人均耕地面積、人均土地面積與萬興鄉(xiāng)相比，皆高于它，因此酒房鄉(xiāng)的得分要高于萬興鄉(xiāng)。舊城鄉(xiāng)的人口密度小、人均耕地面積也較少、城鄉(xiāng)建設(shè)用地比重低于其他鄉(xiāng)鎮(zhèn)。木老元鄉(xiāng)人口密度小，低于何元鄉(xiāng)，但土地利用程度高于何元鄉(xiāng)。舊城鄉(xiāng)、木老元鄉(xiāng)與其他鄉(xiāng)鎮(zhèn)相比，其土地利用程度都比較低。

表4 施甸縣土地利用分區(qū)綜合得分

3.2 聚類分析結(jié)果

根據(jù)主成分分析得出最終得分結(jié)果，利用SPSS軟件對其進行系統(tǒng)聚類分析，采用歐式距離法得出的樹狀圖(圖1)。

圖1 聚類分析樹狀圖

由圖1可知，依據(jù)聚類結(jié)果，結(jié)合施甸縣的地理綜合狀況，將縣域13個鄉(xiāng)鎮(zhèn)土地分為5個土地利用綜合區(qū)；第一類包括甸陽鎮(zhèn)；第二類包括老麥鄉(xiāng)、仁和鎮(zhèn)、水長鄉(xiāng)、由旺鎮(zhèn)、太平鎮(zhèn)；第三類包括萬興鄉(xiāng)、舊城鄉(xiāng)、酒房鄉(xiāng)、何元鄉(xiāng)；姚關(guān)鎮(zhèn)單獨歸為第四類。擺榔鄉(xiāng)、木老元鄉(xiāng)歸為第五類(圖2)。

圖2 施甸縣土地利用綜合分區(qū)

3.3 各類型土地利用綜合分區(qū)的土地利用特點

(1)中部山區(qū)半山區(qū)土地利用綜合區(qū)。此區(qū)域包括甸陽鎮(zhèn)，該鎮(zhèn)位于施甸縣中部，施甸壩南端，是施甸縣政治、經(jīng)濟、文化和商業(yè)貿(mào)易中心，是一個集城區(qū)、近城區(qū)、半山區(qū)、山區(qū)為一體的農(nóng)業(yè)鎮(zhèn)。全鎮(zhèn)經(jīng)濟以個體經(jīng)濟、種植業(yè)、養(yǎng)殖業(yè)為主。本區(qū)域總面積132 km2，2016年，人口密度達到344人/km2，農(nóng)民人均收入達到8 415元，居于全縣最高水平。甸陽鎮(zhèn)耕地面積為35.40 km2，人均耕地面積為0.000 78 km2/人。2016年，糧食總產(chǎn)量達到16 030 t，占全縣糧食總產(chǎn)量的10.09%，耕地面積單位產(chǎn)量為452.88 t/km2。該區(qū)域土地利用率達到82.91%，農(nóng)用地比重為75.52%，土地墾殖率為26.81%，處于全縣較高水平；林地比重為37.19%，區(qū)域內(nèi)有一定面積的經(jīng)濟果林，為區(qū)域內(nèi)農(nóng)民帶來了不錯的經(jīng)濟收入。城鄉(xiāng)建設(shè)用地比重7.39%，居于全縣水平之首。城鎮(zhèn)化率為57.96%，遠高于其他區(qū)域。總體來說，該區(qū)域經(jīng)濟水平較高，區(qū)位條件好，交通便利。土地利用程度高，但土地利用結(jié)構(gòu)有待調(diào)整，土地利用效益有待提升。

(2)西北部山壩結(jié)合土地利用綜合區(qū)。該區(qū)域包括老麥鄉(xiāng)、水長鄉(xiāng)兩個鄉(xiāng)和仁和鎮(zhèn)、由旺鎮(zhèn)、太平鎮(zhèn)3個鎮(zhèn)。2016年該區(qū)域的人口密度為236.47人/km2，僅次于中部山區(qū)半山區(qū)土地利用綜合區(qū)，人口密度較大。該區(qū)域的土地利用率和農(nóng)用地比重在幾個區(qū)域中處于中等水平，但是土地墾殖率則是最大的，很大一部分原因很可能是施甸縣面積最大的施甸壩子分布范圍最廣的3個鄉(xiāng)鎮(zhèn)中的由旺鎮(zhèn)和仁和鎮(zhèn)都位于此區(qū)域，施甸縣壩區(qū)的總面積中75.48%都為農(nóng)用地，而農(nóng)用地中的63.07%則為耕地。因此，該區(qū)域的糧食產(chǎn)量為5個區(qū)中最大的，糧食產(chǎn)量較為豐富。該區(qū)域的建設(shè)用地以及城鎮(zhèn)化率都處于一般水平，都不高。另外此區(qū)域很大部分地區(qū)的主要經(jīng)濟作物有烤煙、甘蔗等，以種殖業(yè)為主。部分地區(qū)有工業(yè)園區(qū)以及一些特色產(chǎn)業(yè)(如旅游業(yè)等)。該區(qū)域經(jīng)濟水平一般，擁有大面積的壩區(qū)，交通便利，發(fā)展?jié)摿^大。

(3)西南部山壩結(jié)合土地利用綜合區(qū)。該區(qū)域包括萬興鄉(xiāng)、舊城鄉(xiāng)、酒房鄉(xiāng)、何元鄉(xiāng)4個鄉(xiāng)。該區(qū)域有舊城壩子，面積較大，次于施甸縣最大的壩子(施甸壩子)。該區(qū)域的人口密度低，僅大于東南部高寒山區(qū)。它的人均土地面積較大，但土地利用開發(fā)程度不高。在該區(qū)域中，個別鄉(xiāng)鎮(zhèn)的城鎮(zhèn)化率較高，如舊城鄉(xiāng)(舊城壩子所在地)，舊城鄉(xiāng)自然資源豐富，水利資源充足，境內(nèi)特產(chǎn)優(yōu)質(zhì)白糖，農(nóng)產(chǎn)品種類繁多。同時，舊城鄉(xiāng)因為舊城壩子的緣故，土地利用率、農(nóng)用地比重及土地墾殖率略高于其他鄉(xiāng)鎮(zhèn)。西南部山壩結(jié)合土地利用綜合區(qū)整體上，土地利用率較低，農(nóng)用地比重較大及土地墾殖率較高。該區(qū)域城鎮(zhèn)化率僅高于東南部高寒山區(qū)，城鄉(xiāng)建設(shè)用地比重小。該區(qū)域的農(nóng)民經(jīng)濟收入水平有待提高。

(4)南部山壩結(jié)合土地利用綜合區(qū)。該區(qū)域僅包括姚關(guān)鎮(zhèn)。該區(qū)域平均海拔1 780 m，地處東經(jīng)99°14′，北緯24°36′，為北亞熱帶山地季風(fēng)氣候。屬于卡斯特地貌區(qū)，有高原水鄉(xiāng)之美譽。姚關(guān)鎮(zhèn)的經(jīng)濟果林產(chǎn)業(yè)為姚關(guān)鎮(zhèn)人民帶來了很不錯的經(jīng)濟收入，僅在2006年，光是核桃收入就達到了350萬元。姚關(guān)鎮(zhèn)的土地利用率為89.79%，而農(nóng)用地比重為86.71%，姚關(guān)鎮(zhèn)的農(nóng)業(yè)化水平處于在幾個區(qū)域中處于較高的位置，但是它的土地墾殖率與其他幾個區(qū)域相比，并不算高。該區(qū)域的林地比重為49.94%，僅次于東南部高寒山區(qū)，而林地中有一部分是經(jīng)濟果林，所以該區(qū)域人民的經(jīng)濟收入主要來源之一為種植業(yè)。該區(qū)域的城鎮(zhèn)化水平為13.17%，與中部山區(qū)半山區(qū)土地利用綜合區(qū)相比，該區(qū)域的城鎮(zhèn)化率低，有待提高。該區(qū)域有著獨特的地理條件，自然風(fēng)光優(yōu)美，有著“生態(tài)鄉(xiāng)鎮(zhèn)”之稱。因此，該區(qū)域主要承擔(dān)生態(tài)任務(wù)，保持水土，保護森林，利用資源發(fā)展生態(tài)旅游，在滿足生態(tài)環(huán)境需求的同時帶動地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展。該區(qū)域應(yīng)適當(dāng)調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，著重打造生態(tài)旅游之鄉(xiāng)。同時，多引進一些經(jīng)濟價值較高的種植物，合理進行產(chǎn)業(yè)布局，規(guī)?；l(fā)展。

(5)東南部高寒山區(qū)。此區(qū)域包括擺榔彝族布朗族鄉(xiāng)和木老元布朗族彝族鄉(xiāng)2個鄉(xiāng)鎮(zhèn)，世居布朗族、彝族和漢族，是全縣僅有的兩個少數(shù)民族鄉(xiāng)，也是施甸縣攻堅扶貧鄉(xiāng)。擺榔彝族布朗族鄉(xiāng)位于施甸縣東南角，而木老元布朗族彝族鄉(xiāng)位于施甸縣東部。區(qū)域內(nèi)最低海拔350 m，最高海拔2 895.5 m，海拔懸殊較大，形成明顯的立體型氣候。同時，受到地形的影響，氣候復(fù)雜多樣，地域性和局限性小氣候突出。此區(qū)域由于自然條件惡劣，盡管多年的扶貧攻堅取得了顯著成效，但至今仍然是一個貧困、落后、封閉的區(qū)域。該區(qū)域由于受到自然條件的限制，能利用的土地有限，經(jīng)濟基礎(chǔ)差，結(jié)構(gòu)較為單一。為了從根本上改善該區(qū)域人們的貧困現(xiàn)狀以及生產(chǎn)生活條件，首先應(yīng)該摸清該區(qū)域人民的家底，政府給予一定的補貼發(fā)展地區(qū)農(nóng)業(yè)、種植業(yè)，做到措施到戶，地盡其利，人盡其用。同時，對于喪失勞動能力的扶貧對象，其土地采用租賃的方式，流轉(zhuǎn)給他人使用，提高土地利用效益；最后對于生存條件已受到威脅的地區(qū)，可采用易地搬遷。

4 結(jié)論與討論

本研究運用主成分分析法、系統(tǒng)聚類法，結(jié)合施甸縣土地資源、社會經(jīng)濟、生態(tài)環(huán)境等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，以及施甸縣的地理特征，將該縣域劃分為5個土地利用綜合區(qū)，得到了區(qū)域性差異規(guī)律并進行分析。土地資源綜合分區(qū)是土地利用研究的重要方法。不僅可以揭示和分析區(qū)域土地利用中存在的問題，還是區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展規(guī)劃和土地管理的重要基礎(chǔ)和依據(jù)。針對施甸縣土地利用綜合分區(qū)特點，應(yīng)在不同區(qū)域內(nèi)統(tǒng)籌安排生產(chǎn)、生活、生態(tài)空間。并根據(jù)區(qū)域?qū)嶋H，融合“多規(guī)合一”理念，調(diào)整土地利用結(jié)構(gòu)，優(yōu)化其空間布局，完善基礎(chǔ)配套設(shè)施。由于施甸縣涉及的區(qū)域較多，差異較大，具體發(fā)展戰(zhàn)略還是需要根據(jù)區(qū)域特色進行制定[26]。充分利用好區(qū)域資源優(yōu)勢和資源稟賦，以空間規(guī)劃為指導(dǎo)，高效利用土地，打造休閑農(nóng)業(yè)、現(xiàn)代特色農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)，有序合理推進鄉(xiāng)村旅游發(fā)展，實現(xiàn)區(qū)域產(chǎn)業(yè)融合[27]。在土地利用管理中，應(yīng)充分征求村民意愿，提高公眾參與度，發(fā)揮村民積極性，嚴(yán)格按照相關(guān)政策和規(guī)章制度實施用地，合理布局各類用地空間。本文提出的統(tǒng)籌區(qū)域研究分析方法對施甸縣以后的土地利用管理指出了方向，對引導(dǎo)今后該地區(qū)土地利用管理方面的工作具有積極意義。