鐘駿玉, 楊興柱, 朱 躍
(安徽師范大學 地理與旅游學院,安徽 蕪湖 241002)
土地利用是人類活動作用于自然環(huán)境最直接的表現(xiàn)形式,一直是全球關注的熱點話題,研究土地利用變化能夠加強人類對自身活動在全球變化中作用機制的認識[1-3]。隨著我國經濟的發(fā)展與城市化的進一步推進,農村人口向城市遷移,農村常住人口不斷減少,村莊內部房屋閑置、土地利用效率低下、大量土地資源被浪費、土地供需矛盾日益突出[4]。目前,我國正處于經濟社會發(fā)展的轉型期,以人口轉移與土地擴張為特征的城鎮(zhèn)化是劇烈和不可逆轉的,農村居民點用地變化受城鎮(zhèn)化影響顯著,研究快速城鎮(zhèn)化發(fā)展下農村居民點用地時空變化特征及其影響因素,有利于統(tǒng)籌城鄉(xiāng)土地利用,優(yōu)化農村土地資源空間布局,有助于厘清國土空間開發(fā)現(xiàn)狀,為國土空間規(guī)劃制定提供依據[5]。
農村居民點作為農村居民的重要居住場所,在新型城鎮(zhèn)化與城鄉(xiāng)統(tǒng)籌發(fā)展背景下,其土地利用問題受到了學者們的大量關注。從研究方法來看,學者們綜合運用了遙感動態(tài)監(jiān)測、GIS相關空間分析、景觀格局分析與數理統(tǒng)計模型等方法對農村居民點用地的規(guī)模形態(tài)變化[6-7]、用地類型及模式[8]、影響因素與驅動力[9-10]、景觀格局與優(yōu)化[11-12]以及空心村與居民點整治[13-14]等方面進行了研究;從研究尺度上看,已有研究主要涉及微觀尺度的村域[15]、鎮(zhèn)域[16]以及小尺度的縣域[17]和市域[18]等方面;在研究區(qū)域選取上,高原山區(qū)[19]、平原重點農區(qū)[20]、中西部欠發(fā)達地區(qū)[21]以及沿海經濟發(fā)達地區(qū)[22]均有涉及。綜合來看,在中宏觀尺度的大范圍區(qū)域,特別是經濟發(fā)展水平高、城市化快速推進的城市群農村居民點用地變化研究有待進一步豐富。
長三角地區(qū)是我國發(fā)展基礎最好、整體競爭力最強的地區(qū)之一,2019年,區(qū)域總面積35.9萬km2,約占全國總面積的3.74%,常住人口約2.27億人,占全國總人口的16.22%,經濟總量約占全國的1/4,是全國經濟發(fā)展的重要引擎。作為我國城市化快速發(fā)展地區(qū),在資源與人口等要素不斷向城市集中的同時,農村土地利用變化劇烈,土地利用與社會發(fā)展系統(tǒng)的矛盾和沖突日益突出,面臨著土地資源的剛性約束[23]。在鄉(xiāng)村振興以及長三角一體化高質量發(fā)展背景下,開展該區(qū)域農村居民點用地變化時空特征與影響因素研究,具有典型性與借鑒性。因此,本文依據《長江三角洲區(qū)域一體化發(fā)展規(guī)劃綱要》所確定的上海市、江蘇省、浙江省、安徽省為研究區(qū)域,以長三角41個地級市為研究對象,以農村居民點用地變化為切入點,分別從區(qū)域整體和城市個體角度分析村莊用地變化特征,力求揭示城市化快速發(fā)展背景下長三角農村居民點用地變化時空特征和影響因素,以期為長三角地區(qū)城鄉(xiāng)統(tǒng)籌發(fā)展、土地資源合理配置、資源可持續(xù)發(fā)展提供實踐參考和理論借鑒。
文章收集了2009—2016年長三角41個城市的相關土地利用變更數據和社會經濟數據。土地利用變更數據來源于自然資源部土地調查成果共享應用服務平臺。農村居民點用地為《土地利用現(xiàn)狀分類》(GB/T 21010—2007)體系下的村莊用地,包括農村居民點,以及所屬的商服、住宅、工業(yè)、倉儲、機關、學校等用地。社會經濟數據來源于2009—2016年上海市、江蘇省、浙江省、安徽省統(tǒng)計年鑒以及地級市統(tǒng)計年鑒。
1.2.1 土地利用動態(tài)度 土地利用動態(tài)度可定量描述單位時間內研究區(qū)某一土地利用類型的數量變化,反映某種土地利用類型變化的變化速率。其公式為[24]
(1)
式中:K為研究時段內某種土地利用動態(tài)度;Ua、Ub分別表示某研究區(qū)a時期、b時期的農村居民點用地面積;T為研究時長,當T的時段設定年時,K的值就是該研究區(qū)內某一種用地類型年變化率。
1.2.2 變異系數 變異系數用于測量區(qū)域經濟差異相對程度。以各地級市農村居民點用地數量作為衡量指標,運用變異系數(Vs)定量分析長三角地區(qū)農村居民點用地數量相對差異的變化特征。其公式為[25]
(2)
1.2.3 人地增減變化彈性系數 人地增減變化彈性系數可用來分析用地變化與人口變化之間的關系,選取人地增減變化彈性系數來測度長三角農村居民點用地擴張或收縮的合理性。其公式為[4]
Ei=Pi/Ki
(3)
式中:Ei為第i時段人地增減變化彈性系數;Pi為第i時段人口變化率;Ki為第i時段用地變化率。
1.2.4 相對變化率 單一土地利用類型相對變化率,即某一子區(qū)域一定時間內某種土地利用類型與更大區(qū)域同類土地利用類型變化程度的比值,能較好地反映某種土地利用類型變化的地區(qū)差異性。其公式為[26]
(4)
式中,Ca和Cb分別為長三角地區(qū)某一類型用地在研究期初與期末的總數量。當R>0,表示某一類型用地面積比初期增加;R<0,則表明該類型用地比初期減少;|R|>1,則表明該局部用地數量變化速度大于整體的水平,反之則相反[26]。
1.2.5 地理探測器 地理探測器是探測某地理現(xiàn)象空間分層異質性及其背后潛在驅動力的一組統(tǒng)計學方法[27],現(xiàn)已普遍應用于區(qū)域經濟[28]、土地利用[29]、城鎮(zhèn)化[30]等研究領域。采用地理探測器對長三角農村居民點用地變化的影響因子進行分析,其公式為[27]
(5)
長三角地區(qū)農村居民點用地總量整體呈上升趨勢(圖1),由2009年的27329.66km2增至2016年的27949.97km2,年平均增長量為77.54km2。從年變化率來看,長三角農村居民點用地增長年變化率呈現(xiàn)波動態(tài)勢且增長緩慢。按照年變化率來劃分,長三角農村居民點用地變化過程大致可以分為兩個階段:①2009—2014年間,農村居民點用地變化出現(xiàn)倒“V”型特點;②2015年之后增速呈現(xiàn)反彈特點,保持較低水平增長。
圖1 長三角地區(qū)農村居民點用地總規(guī)模與增長
長三角地區(qū)農村居民點用地占建設用地比重呈下降趨勢,且各地市農村居民點用地差異不斷縮小。長三角地區(qū)農村居民點用地占建設用地比重由2009年的66.02%下降到2016年的61.70%,年均減少0.54%(圖2)。通過變異系數變化可以看出,長三角地區(qū)農村居民點用地數量的相對差異變化分為兩個階段:2009—2012年,各地市農村居民點用地數量的差異緩慢縮小,基本保持在0.59左右水平;2013—2016年,變異系數急劇減小,由2013年的0.58減小至2016年的0.52。
圖2 長三角地區(qū)農村居民點用地空間差異與占建設用地比重變化
從長三角區(qū)域整體的人地增減變化彈性系數來看(表1),2009—2016年,長三角地區(qū)農村人口總體在減少,農村居民點用地在不斷增加,農村居民點用地變化與農村人口變化呈現(xiàn)“人減地增”態(tài)勢,農村居民點用地方式趨向粗放、不合理。從具體年度來看,除2013年農村居民點用地變化彈性大于0,出現(xiàn)了短暫的“人增地增”局面,其余年份農村居民點用地變化彈性系數均小于0。2013年,在人均農村居民點面積遠超國家標準的現(xiàn)實基礎上,農村居民點用地增長速率過快,農村居民點用地與農村人口關系失調。其余年份,農村居民點用地與農村人口關系均出現(xiàn)“人減地增”的極不合理態(tài)勢。這種不合理的用地方式將給長三角土地資源帶來較大的承載壓力。
表1 2009—2016年長三角地區(qū)農村居民點用地、農村人口變化率與人地增減變化彈性系數
依據各市農村居民點用地相對變化率與區(qū)域平均水平的關系劃分為4個等級,即高速擴張(>3.77)、低速擴張(0~3.77)、低速收縮(0~-1.59)、高速收縮(<-1.59)。其中,高速擴張是指高于區(qū)域平均擴張水平的城市,低速擴張是指低于區(qū)域平均擴張水平的城市,低速收縮是指低于區(qū)域平均收縮水平的城市,高速收縮是指高于區(qū)域平均收縮水平的城市。
由圖3(a)可知,2009—2012年長三角地區(qū)農村居民點用地變化具有如下特征:①農村居民點用地擴張與收縮城市具有明顯的空間關聯(lián)性和集聚性。擴張區(qū)域主要位于南部與東部沿海地區(qū),東部沿海呈條帶狀延伸,南部則呈塊狀集聚;收縮區(qū)域主要位于長三角地區(qū)的中部、西部、北部,主要為江蘇省西部部分城市以及安徽省大部分城市,成團塊狀集聚。②舟山市、杭州市、寧波市等城市農村居民點用地擴張速度高于研究區(qū)總體水平,尤其是舟山市,其相對變化率高達8.92。在新增農村居民點用地方面,杭州市最為突出,4年間共增加62.7km2,蘇州市、宿遷市、銅陵市等城市的相對變化率介于0~3.77之間,農村居民點用地擴張速度低于區(qū)域擴張水平,共新增農村居民點用地106.72km2,占區(qū)域增長總量的28.02%。③上海市、連云港市、宣城市等15個城市農村居民點用地處于收縮狀態(tài),但其收縮面積與速度均較小,共減少87.38km2;馬鞍山市、淮安市、常州市、滁州市的農村居民點用地收縮幅度高于區(qū)域平均水平,為高速收縮地區(qū),其中滁州市農村居民點用地減少量為50.10km2,是長三角地區(qū)農村居民點用地減少最多的城市。
圖3 長三角農村居民點用地數量相對變化率空間格局
如圖3(b)所示,2013—2016年期間,研究區(qū)內農村居民點用地相對變化率空間差異顯著,主要表現(xiàn)為:①農村居民點用地擴張與收縮區(qū)域的空間關聯(lián)性與積聚性增強。長三角擴張區(qū)域主要分為三部分:南部的浙江省、中部合肥及其周邊城市以及東部及東北部形成的南北軸向的擴張區(qū);收縮區(qū)域呈“圈狀”包圍了中部合肥及其周邊城市。②除上一階段的主要城市仍保持高速擴張外,銅陵市、淮南市、馬鞍山市、合肥市、蕪湖市也成為高速擴張地區(qū),主要原因是以上城市進行了行政區(qū)劃調整,行政區(qū)劃面積增加帶來農村居民點用地面積的激增,其中銅陵市農村居民點用地相對變化率高達323.14;蘇州市、揚州市、阜陽市、泰州市等城市保持較低速度擴張,擴張總面積較小,僅占擴張總面積的8.20%。③上海市、黃山市、宣城市、亳州市等城市的相對變化率低于區(qū)域收縮的總體水平,4年間農村居民點用地共減少34.10km2;六安市、南京市、安慶市、蚌埠市成為新的高速收縮地區(qū),其中六安市與安慶市由于行政區(qū)劃調整農村居民點用地減少,南京市與蚌埠市則是在城市化推進過程中,農村居民點用地收縮顯著。
對比長三角農村居民點用地變化兩個階段可以發(fā)現(xiàn),2009—2016年,隨著城市化進程加快,擴張的城市個數不斷增加,縮減的城市數量不斷減少,農村人口不斷向城市轉移的同時,長三角地區(qū)大部分城市的農村居民點用地仍在不斷擴張,農村居民點用地數量顯著增加。區(qū)域擴張與收縮的空間關聯(lián)性和集聚性顯著,擴張或收縮的城市往往和周圍城市形成連片的擴張區(qū)或收縮區(qū)。農村居民點用地擴張的活躍中心主要位于長三角的東南部與東部沿海,且呈南北軸向分布;收縮的活躍區(qū)域被擴張的區(qū)域分割,呈團塊狀,主要分布于長三角的西部與北部。兩個階段中,浙江省的大部分城市一直位于擴張的“熱點地區(qū)”(高速擴展),擴張速度較快,蘇州市、泰州市、揚州市、衢州市和阜陽市則一直處于擴張的“冷點地區(qū)”(低速擴張),擴張速度較緩。
人地增減變化彈性系數能夠很好地反映人口變化與用地變化之間的關系,分析長三角農村人口與農村居民點用地關系,存在以下幾種情況:①二者為同向變化,根據已有研究[4],彈性值0.8和1.2可作為狀態(tài)劃分的依據。農村人口增加,農村居民點用地增加,彈性值大于0.8時為集約用地,反之則為粗放利用;農村人口減少,農村居民點用地減少,彈性值小于1.2時為集約用地,反之則為粗放利用。②二者為反向變化。農村人口減少,農村居民點用地增加為嚴重粗放狀態(tài);農村人口增加,農村居民點用地減少,在不低于國家規(guī)定的鄉(xiāng)鎮(zhèn)人均建設用地面積最低標準時,建設用地趨于集約。因此,可將長三角城市的人地增減變化彈性系數劃分為集約型、粗放型以及嚴重粗放型3種類型。
由圖4(a)可知,2009—2012年長三角地區(qū)超半數城市農村居民點用地狀態(tài)為合理、集約。杭州市、寧波市、蘇州市、無錫市、南通市、泰州市、鹽城市、宿遷市、銅陵市農村居民點用地為極不合理的方式,農村人口減少,農村居民點用地卻不斷擴張。用地不合理的城市主要位于浙江省與江蘇省沿海,用地方式趨于合理的城市主要位于西部的安徽省。由圖4(b)可知,2013—2016年,嚴重粗放型與粗放型城市占比達到65.9%,其中部分城市在人口增長較緩的情況下,用地擴張速度過快導致土地利用不合理,更多的城市則是在人口不增反減的情況下,擴張村莊用地面積。區(qū)域東部與東南部城市農村居民點用地方式趨于粗放,西部與北部地區(qū)用地態(tài)勢較為合理。浙江省與江蘇省大部分城市農村居民點用地與農村人口的關系失調,用地方式不合理。對比兩期人地增減變化彈性系數發(fā)現(xiàn),農村居民點用地失衡的城市在不斷增多,且空間關聯(lián)性增強。在城市化不斷推進的情況下,農村人口不斷減少,但農村居民點用地卻并沒有相應的減少,人地關系失衡,農村居民點土地利用效率低下,需對其進行整治優(yōu)化。
圖4 長三角農村人地增減變化彈性系數空間分異
結合研究區(qū)的實際情況、資料的可獲取性和已有研究成果[30-37],對長三角地區(qū)農村居民點用地變化的主要影響因素進行假設和驗證。提出以下假設:①經濟發(fā)展水平較高的區(qū)域,農村居民收入增加,對居住環(huán)境的要求變高,人均居住面積較大,從而推動農村居民點用地擴張[33]。②人口是農村發(fā)展的主體,農村人口大量外流會造成農村聚落逐步空心化,農村居民點用地隨之發(fā)生變化[35]。③農業(yè)是鄉(xiāng)村經濟的基礎,農業(yè)發(fā)展水平較高的地區(qū),農村居民點用地有擴張的變化[36]。④交通條件的改善,提升農村居民點的可達性,能促使新的農村居民點出現(xiàn)[37]。根據以上假設,從經濟發(fā)展水平、人口因素、農業(yè)發(fā)展水平與交通條件等方面篩選了13項潛在因素進行地理探測器分析(表2)。
表2 長三角農村居民點用地變化驅動因素選取
運用地理探測器對長三角農村居民點用地變化的驅動因素進行分析(表3),發(fā)現(xiàn)不同指標因素對于農村居民點用地變化的影響力不同。從長三角居民點用地區(qū)域整體變化情況來看,常住人口變化(0.73)、農作物播種總面積變化(0.71)與鄉(xiāng)村人口變化(0.68)對農村居民點用地變化的影響顯著,其次交通運輸用地變化(0.64)、糧食產量變化(0.62)、鄉(xiāng)村戶數變化(0.58)與公路總里程變化(0.45)有一定影響,其他因素影響力較小。其中,常住人口變化對農村居民點用地變化的影響最為顯著,長三角地區(qū)在2009—2016年期間常住人口增加了2094.65萬人,常住人口的增加帶來長三角農村居民點用地增長620.31km2。農作物總播種面積的變化僅次于常住人口的變化,成為影響農村居民點用地變化的第二指標。研究期內,長三角地區(qū)農作物總播種面積增加了257.92千公頃,由此帶來農村居民點用地增加620.31km2。由此可知,農作物總播種面積較廣的地區(qū),農村居民點用地變化受農業(yè)發(fā)展的影響較大。此外,鄉(xiāng)村人口對農村居民點用地變化的影響也較為顯著。與2009年相比,2016年長三角地區(qū)鄉(xiāng)村人口總體增長346.68萬人,鄉(xiāng)村人口的增長帶來住房等用地需求的增加,使得長三角地區(qū)農村居民點用地增加620.31km2。
表3 長三角農村居民點用地變化影響要素地理探測器分析結果
長三角地區(qū)農村居民點用地擴張的影響因素探測結果顯示,農作物總播種面積、鄉(xiāng)村人口、農村戶數與交通運輸用地總面積的變化對農村居民點用地擴張具有明顯的影響。長三角是農業(yè)現(xiàn)代化水平較高的地區(qū),在推進農業(yè)規(guī)?;c農業(yè)產業(yè)結構調整方面取得一定成效,農村經濟發(fā)展水平顯著提高,農民生活水平不斷提高,改善農村居住環(huán)境的意愿變強。大部分農村居民為改善住房條件放棄改造舊房而選擇新的地址建設新房,“一戶多宅”“建新不拆舊”等現(xiàn)象導致農村居民點用地增加[38]。據統(tǒng)計,研究期內擴張型城市農作物總播種面積增加555.61千公頃,農村居民點用地增加2061.70km2。此外,鄉(xiāng)村人口與鄉(xiāng)村戶數變化影響力分別為0.87與0.77,2009—2016年間,擴張型城市鄉(xiāng)村人口增長545.16萬人,鄉(xiāng)村戶數增加159.74萬戶。深入分析發(fā)現(xiàn),鄉(xiāng)村人口的增長必然帶動住房和生活設施需求的增加,促使農村居民點面積的不斷擴張。同時,農村人口的家庭規(guī)模也發(fā)生變化,傳統(tǒng)的農村大型家庭戶轉變?yōu)槎鄠€小型家庭戶,而“戶”是我國取得農村宅基地的唯一合法主體,因此,鄉(xiāng)村戶數的增長,必然帶來農村居民點用地不斷擴張[20]。另外值得注意的是,交通運輸用地總面積變化也是影響農村居民點用地擴張的重要因素,8年間,擴張型城市交通運輸用地面積增加了1075.2km2,農村交通條件與基礎設施不斷完善,農村道路用地不斷增加,農村居民點用地增加2061.70km2。
長三角地區(qū)農村居民點用地收縮的地理探測器分析結果顯示,糧食產量、常住人口、鄉(xiāng)村人口與鄉(xiāng)村戶數的變化對農村居民點用地收縮影響顯著。糧食產量的變化對農村居民點用地縮減作用明顯,影響力高達0.95。據統(tǒng)計,2009—2016年,縮減型城市糧食產量增加39911噸,農村居民點用地減少688.34km2。常住人口、鄉(xiāng)村人口與戶數的變化對農村居民點用地收縮的解釋力分別為0.94、0.93、0.93,三者的值差別不大,對長三角農村居民點用地收縮的影響作用相當。分析發(fā)現(xiàn),隨著城市化的不斷發(fā)展,鄉(xiāng)村人口不斷流入城市,城市常住人口增加,鄉(xiāng)村人口不斷減少,農村空心化現(xiàn)象嚴重,村莊變得破敗,部分村莊被整治,農村居民點用地出現(xiàn)收縮[39]。2009—2016年,收縮型城市常住人口增加557.09萬人,鄉(xiāng)村人口與戶數分別減少84.37萬人與18.05萬戶,農村居民點用地減少688.34km2。
綜上,鄉(xiāng)村人口因素在長三角農村居民點用地整體變化、用地擴張與用地收縮方面具有顯著的影響,是形成長三角農村居民點用地變化格局最重要的因素。鄉(xiāng)村人口增加會帶來農村居民點用地的擴張,鄉(xiāng)村人口減少會造成農村空心化,使得農村居民點用地出現(xiàn)收縮。對比擴張型與收縮型的影響因素探測結果可以發(fā)現(xiàn),經濟發(fā)展水平與交通條件對農村居民點用地擴張的作用大于農村居民點用地收縮,而人口因素則對農村居民點用地收縮影響強烈,農業(yè)發(fā)展水平維度中的農作物播種總面積變化與農業(yè)機械總動力變化對農村居民點用地擴張影響高于對農村居民點用地收縮的影響,糧食產量變化則對農村居民點用地收縮影響大于用地擴張。
基于長三角41個地級市的土地利用與社會經濟數據,采用土地利用動態(tài)度、變異系數、相對變化率、人地增減變化彈性系數、地理探測器等方法對長三角地區(qū)農村居民點用地時空變化及其影響因素進行嘗試性探討,得出以下結論:
(1)2009—2016年長三角地區(qū)農村居民點用地面積增加了620.31km2,年平均增長77.54km2,經歷了一個波動增加到緩慢增加的過程;同期,長三角地區(qū)農村居民點用地占建設用地比重由66.02%下降到61.70%,農村居民點用地占比不斷下降,市域農村居民點用地數量的空間差異不斷縮小,空間差異時序變化可劃分為兩個階段:緩慢縮小與迅速縮小階段。
(2)在2009—2012年與2013—2016年兩個時期,長三角地區(qū)農村居民點用地數量變化的空間差異顯著,具有明顯的空間關聯(lián)性與集聚性。農村居民點用地擴張的城市數量在增加,區(qū)域擴張的態(tài)勢在不斷增強;農村居民點用地擴張的活躍中心位于長三角的東南部與東部沿海,呈南北軸向分布;收縮的活躍區(qū)域被擴張的區(qū)域所分割,呈團塊狀,主要分布于長三角的西部與北部。
(3)分析人地增減變化彈性系數發(fā)現(xiàn),在城市化不斷推進的情況下,長三角地區(qū)農村居民點用地與農村人口關系失調,農村居民點用地方式趨向粗放、不合理,且區(qū)域農村居民點用地失衡的城市在不斷增多,且空間關聯(lián)性增強,需對其進行整治優(yōu)化。
(4)長三角地區(qū)農村居民點用地不同變化形態(tài)下的影響因素具有明顯的差異性。長三角農村居民點用地整體變化主要受農業(yè)發(fā)展水平與人口因素的影響,農村居民點用地擴張主要與經濟發(fā)展水平與交通條件密切相關,農村居民點用地收縮則受人口因素影響較大。
需要說明的是,以上主要是利用農村居民點用地歷史統(tǒng)計數據進行分析,研究結論可能與采用遙感手段得出的數據分析所得結論有所不同,但得出結論的總體變化趨勢與宏觀調控方向是一致的。由于土地利用變更數據獲取的限制,研究只進行到2016年,但近幾年,隨著長三角地區(qū)土地增減掛鉤政策的實施以及土地要素的市場化改革推進,在鄉(xiāng)村人口不斷減少的背景下,長三角各地通過拆舊建新、集中安置以及土地整治復墾等措施,對散亂、廢棄、閑置的農村低效建設用地進行集中整治,提高了土地的集約利用水平和使用效率。建設用地的變化是一個復雜的過程,本研究選取的影響因素指標缺乏土地規(guī)劃、政策制度方面的指標,并且只是探測了各單一要素對農村居民點用地變化的作用,沒有進一步對多因素的交互作用進行研究,未來對于農村居民點用地變化的多因素交互作用機制、農村居民點用地變化與自然、社會、經濟之間的相互作用還需要進一步研究。