泉州市土地利用变化及其驱动力分析

黄晓峰

(泉州市土地开发整理中心，福建 泉州 362000)



泉州市土地利用变化及其驱动力分析

黄晓峰

(泉州市土地开发整理中心，福建 泉州 362000)

文章采用2002-2014年的土地利用变更数据及社会经济统计数据，探讨了研究期内泉州市土地利用数量变化、土地利用速度及土地利用程度，并运用主成分分析法对引起土地利用变化的社会经济驱动因子进行分析。研究结果表明：(1)泉州市土地利用变化总体趋势是建设用地规模增加，未利用地规模减小，农用地规模变化幅度不大；(2)泉州市土地利用程度处于较高的水平，且土地开发利用强度在不断加大；(3)人口增长、经济发展、社会投资力度、居民收入及城市化水平是泉州市土地利用变化的主导因素。

土地利用变化； 驱动力； 泉州市

20世纪90年代以来，土地利用/覆盖变化一直都是国内外学者的研究热点[1-2]。而驱动力机制作为土地利用变化研究领域焦点一直备受专家学者关注，部分专家学者认为土地利用变化机制研究是土地利用变化模拟的基础，是土地变化科学基本规律的研究，是土地利用变化问题最核心的研究部分[3-6]。近十几年来，泉州市社会经济发展取得了显著成效，但随着城镇化、工业化进程的加快，土地利用类型也相应地产生了很大的变化，人地矛盾日趋紧张。因此，本文拟通过对泉州市2002-2014年土地利用变化及其驱动力进行分析，力图揭示泉州市土地利用变化与社会经济各因素之间的相互关系，以期为泉州市社会经济的可持续发展和土地管理的科学决策提供借鉴。

1 研究区概况及数据来源

1.1 研究区概况

泉州市地处福建省东南部，地理位置：北纬24°22’-25°56’，东经117°34’-119°05’，是福建省三大中心城市之一。北承省会福州，南接厦门特区，东望台湾宝岛，西毗漳州、龙岩、三明。全市土地面积11015平方公里，气候属亚热带海洋性季风气候，终年温暖湿润，四季如春，地势西北高东南低，山地、丘陵占土地总面积的五分之四，俗称“八山一水一分田”。截止2014年底，泉州市户籍人口716.22万、GDP5733.36亿元、财政总收入723.12亿元、全社会固定资产投资额2940.25亿元、实际利用外资37.36亿美元、城镇居民人均可支配收入34820元、农民人均纯收入14586元。

1.2 基础数据来源

本文社会经济数据来源于2003-2015年泉州市统计年鉴，土地利用数据来源于2003年和2015年泉州市土地利用现状变更调查数据。由于2003和2015年土地利用变更调查所采用的土地利用分类体系不一样，为了研究方便，统一按照《全国土地分类》(过渡期)的分类体系对2015年的数据进行换算，并将泉州市土地利用现状分为农用地、建设用地和未利用土地3个一级类，并在此基础上根据研究的需要将农用地细分为耕地、园地、林地、牧草地和其他农用地；建设用地细分为居民点及独立工矿用地、交通用地和水利设施用地；未利用地细分为未利用土地和其他土地。

2 泉州市土地利用变化分析

2.1 泉州市土地利用的数量及结构变化分析

土地利用数量和结构变化是一个地区土地利用变化幅度的两个重要指标，土地利用结构变化的公式为：

式中：Ai——第i类土地的面积；n——土地利用类型。采用公式对泉州市2002年和2014年地利用现状面积进行计算，结果见表1。

由表1可见，2002-2014年间泉州市各类土地利用现状面积都发生了变化，具体如下：

(1)农用地面积有所增加，但增加的幅度不大。从2002年的832302.86hm2增加到2014年的868643.35 hm2，增加了36340.49 hm2。但从农用地二级类来看，农用地面积的增加要归功于林地和园地面积的增加，其实耕地和其它农用地分别减少了9.56%和16.31%。导致这种变化的原因除了建设用地占用以外，也跟在这期间泉州市加大了农业结构调整和建设生态林力度有直接的关系。

(2)建设用地显著增加。2002-2014年泉州市建设用地总量从123401.9 hm2增加到167508.39 hm2，增加了44106.49 hm2，增长率为35.74%。其中交通运输用地规模增长率为130.97%，远远超过其它地类的增长速度，居民点及工矿用地规模也大幅增加，增长率也达到了31.28%，仅次于交通运输用地。建设用地规模的快速增加主要原因在于这十多年来泉州市城镇化、工业化及进程加快，及交通运输工程建设力度的加大。

(3)未利用土地面积大幅减少。泉州市未利用土地面积从2002年的168795.38 hm2减少到2014年的92711.45 hm2，减少了76083.93 hm2，减少幅度达45.07%。这说明在研究期间，随着泉州市社会经济的快速发展，土地利用率也相应有了很大的提高，未利用地主要转化为林地、园地、交通运输用地和居民点及工矿建设用地。

2.2 泉州市土地利用动态度变化分析

各类土地利用变化的动态特征主要通过单一土地利用动态度和综合土地利用动态度两个指数来表示。

(1)单一土地利用动态度。单一土地利用动态指数主要用来表达研究区域一定时期范围内某

表1 泉州市土地利用面积变化情况表 单位hm2

种土地利用类型的数量变化情况，其公式表达为：

式中：K——研究时段内某一土地利用类型动态度；Ua，Ub——研究初期和末期某一种土地利用类型的数量；T——研究时段长，当T设定为年时，K的值就是该研究区某种土地利用类型年变化率[7]。

(2)综合土地利用动态度。综合土地利用动态指数主要用来表达一定时段内土地利用变化的强度，它反映了人类与土地之间进行的物质、能量、信息交流的强度，其公式表达为：

式中：LUi——研究初期i类土地利用类型面积；ΔLUi-j——研究时段内i类土地利用类型转化为非i类(j类)土地利用类型的面积；T——研究时段，当T的时段设定为年时，LC的值就是该研究区土地利用类型的年变化率[7]。

采用以上公式分别求出2002-2014年泉州市单一土地利用动态度和综合土地利用动态度(表2)

从表2可以看出，泉州市土地利用综合动态度为0.79%，变化速度并不是很快。但从单一动态度上看，泉州市不同类型的土地利用在变化程

表2 泉州市土地利用动态指数 单位：%

度上差别很大，变化速度最快的是交通运输用地，单一动态度指数达到10.91%；牧草地、未利用地、居民点及工矿用地及园地的变化速度也比较快，单一动态度指数分别为-8.1%、-5.16%、2.61%、2.52%；其余地类变化速度相对较慢。泉州市土地利用变化程度最大的是建设用地，这与研究期间泉州市社会经济的快速发展导致对建设用地需求不断加大有着密切的关系；牧草地、未利用地变化速度也比较快，主要原因在于泉州市严格地执行国家耕地占补平衡政策，随着建设用地量的增加，为了实现耕地占补平衡，作为新增耕地来源的未利用地和草地大量被开垦为耕地。可见，在建设用地需求大增和国家占补平衡政策的共同作用下，泉州市土地利用的变化总体显现出未利用地、草地→耕地→建设用地变化规律，这也就是三大地类中建设用地和未利用土地的变化速度较快而农用地变化速度较慢的原因。但同时我们也应注意到，园地在所有地类中的变化速度并不算大，但与其它农用地相比还是高出很多，其主要原因在于泉州市积极调整农业结构、大力发展特色农业经济，导致部分耕地、林地及未利用地转变为园地。

2.3 土地利用程度变化分析

动态度指数主要是用来描述土地利用的变化速度，而土地利用程度及所处的阶段则一般用土地利用程度指数进行分析。本文参照中科院遥感所刘纪远提出的土地利用程度分析方法，把土地利用类型为4级(表3)，并分别计算泉州市土地利用程度综合指数和土地利用程度综合指数变化量，其公式表达为：

(1)土地利用程度综合指数

式中：Ld——土地利用程度综合指数；Ai——第i类土地利用程度分级指数；Ci——第i类土地面积比重[8]。

(2)土地利用程度综合指数变化量：

Lb-a=Lb-La

式中：Lb-a为土地利用程度综合指数变化量；Lb为某研究区域末期土地利用程度综合指数；La为某研究区域初期土地利用程度综合指数；Ai为第i级土地利用程度分级指数；Cib为研究区域b时间第i级土地利用程度分级面积百分比；Cia为研究区域a时间第i级土地利用程度分级面积百分比。如果Lb-a>0，则该区域土地利用处于发展时期, 否则处于调整期或衰退期[8]。

表3 土地资源利用类型分级

根据以上公式计算得到泉州市2002年和2014年的土地利用程度综合指数分别是232.76和247.37。根据检索相关论文的研究成果，福建省2006年土地利用综合指数为223.12[9]，浙江省2004年土地利用综合指数为234.18[10], 广东省2002年和2008年全省土地利用综合指数为234.68和236.96[11]。泉州市土地利用程度综合高于全省土地利用综合指数，接近于周边经济发达省份土地利用综合指数，可见泉州市土地利用程度较高。同时，在研究期内泉州市土地利用程度变化变量Lb-a为14.61，表明泉州市土地利用正处于发展期，且土地开发利用强度不断加大。产生这一现象的主要原因在于社会经济发展的需求导致未利用地、林地、园地和耕地向城镇、居民点、工矿和交通运输用地转化，以及在耕地占补平衡和农业结构调整等国家政策的调控下出现了未利用地、林地向园地、耕地转化。

3 驱动力分析

研究区的诸多因素会对区域土地利用变化产生影响，因此在选用指标体系时要综合考虑因素指标的全面性和各因素之间相关的问题。而主成分分析的目的就是通过线性变换，将原来的多个指标组合成相互独立的少数几个能充分反映总体信息的指标，使用提取出的主成分代替原始变量，从而在不丢掉主要信息的前提下避开了变量间的共线性问题，便于进一步分析。此外，由于主成分分析对样本量没有严格要求，因此，对于时间序列偏短情况下的土地利用/覆盖变化驱动力分析则更为有效[12]。

根据前文的分析及泉州市土地利用的实际情况，本文拟选取14个社会经济指标采用主成分分析方法对泉州市土地利用变化的驱动力进行定量分析，具体指标如下：X1——年末总人口(人)、X2——非农业人口(人)、X3——国内总产值(万元)、X4——第一产业产值(万元)、X5——第二产业产值(万元)、X6——第三产业产值(万元)、X7——农林牧渔业总产值(万元)、X8——全部工业总产值(万元)、X9——社会消费品零售总额(万元)、X10——全社会固定资产投资额(万元)、X11——实际利用外资(万美元)、X12——财政收入(万元)、X13——城镇居民人均可支配收入(万元)、X14——农民人均纯收入(万元)，以上14个因子基本涵盖了国民经济统计各项主要指标。

选择泉州市2002-2014年序列资料变量作为原始变量，根据指标体系选取的14个因子，运用统计软件SPSS19.0进行主成分分析，分别计算出特征值和各主成分的贡献率与累计贡献率。根据计算结果，第一、第二主成分的累计贡献率已经达到99.18%(表4)，完全达到分析要求。因此只需求出第一、第二主成分即可，它们已经充分反映了泉州市土地利用变化的综合态势。以前2个主成分为基础，根据各主成分中各驱动因了荷载可便可分析其在相应主成分中的贡献率(表5)。

表4 前2个主成分特征值、贡献率及累积贡献率

从表5可以看出，第一主成分对泉州市土地利用变化的贡献率高达96%，是土地利用变化的主要影响因子。在第一主成分中，非农业人口外其余13个因子都与第一主成分呈显著正相关，而这些因子主要与人口增长、经济发展、社会投资及居民收入水平的提高有关，因此第一主成分可以被认为是人口增长、经济发展、社会投资及居民收入水平的代表。在第二主成分中，只有非农业人口这一因子的荷载绝对值大于0.8，非农业人口这一因子主要与城市化水平相关，因此，第二主成分可概括为城市化主成分。

表5 主成分旋转载荷矩阵

以上分析结果表明，选取的泉州市社会经济方面的14个因子都对土地利用变化造成了显著影响，这14个因子可以进一步归类为5类，即人口增长、经济发展、社会投资、居民收入及城市化水平。通过以上分析可以得出，研究期内人口增长、经济发展、社会投资力度、居民收入及城市化水平的提高是泉州市土地利用变化的主导因素。

4 结论

4.1 泉州市土地利用变化总体趋势是建设用地规模显著增加，未利用地规模明显减小，农用地规模变化幅度不大。

4.2 泉州市土地利用综合动态度为0.79%，变化速度并不是很快。但不同类型的土地利用在变化程度上差别很大，变化速度最快的是交通运输用地，单一动态度指数达到10.91%；牧草地、未利用地、居民点及工矿用地及园地的变化速度也比较快，单一动态度指数分别为-8.1%、-5.16%、2.61%、2.52%；其余地类变化速度相对较慢。社会经济快速发展导致建设用地需要大增以及在国家占补平衡、农业调整政策的共同作用是产生这一现象的主要原因。

4.3 泉州市2002年和2014年的土地利用程度综合指数分别是232.76和247.37，与本省及周边省份同时期的土地利用综合指数相比，泉州市土地利用程度处于较高的水平。泉州市土地利用程度变化变量Lb-a为14.61，表明泉州市土地利用正处于发展期，且土地开发利用强度不断加大。

4.4 主成分分析选取的社会经济方面的14个因子都对泉州市土地利用变化有显著影响，人口增长、经济发展、社会投资力度、居民收入及城市化水平的提高是泉州市土地利用变化的主导因素。

[1]李秀彬.全球环境变化研究的核心领域——土地利用/土地覆被变化的国际研究动向[J].地理学报,1996,51(6):553-558.

[2]唐华俊,等.土地利用/土地覆被变化(LUCC)模型研究进展[J].地理学报,2009,64(4):456-468.

[3]王兵, 臧玲. 我国土地利用/土地覆被变化研究近期进展[J].地域研究与开发,2006,25(2):86-91.

[4]田亚昭.土地利用变化驱动力及其研究方法[J].金融教学与研究,2009,(125):76-77.

[5]史培军,陈晋,潘耀忠.深圳市土地利用变化机制分析[J].地理学报,2000,55(2):151-160.

[6]角媛梅,王金亮,马剑.三江并流区土地利用/覆被变化因子分析[J].云南师范大学学报,2002,22(3):59-65.

[7]梁治平,周兴.土地利用动态变化的模型分析[C]∥中国土地资源战略与区域协调发展研究，2006:165-170.

[8]刘纪远.中国资源环境遥感宏观调查与动态研究[M].北京:中国科学技术出版社,1996:158-188.

[9]石少雄,林 忠,游建胜.福建省土地利用动态变化研究[J].科协论坛.2008,(10)102-103.

[10]朱闪闪, 赵言文.浙江省土地利用变化及社会经济驱动因素[J].长江流域资源与环境,2008,17(Z1):1-7.

[11]吴明发,欧名豪,廖荣浩.经济发达地区土地利用变化及其驱动力分析——以广东省为例[J].水土保持研究,2012,19(1):179-183.

[12]李月臣,刘春霞.1987-2006年北方13省土地利用/覆盖变化驱动力分析[J].干旱区地理,2009,32(1):37-46.

Analysis on Land Use Changes and Driving Forces in Quanzhou City

HUANG Xiao-Feng

(Quanzhou Land Development and Consolidation Center, Quanzhou Fujian 362000, China)

Based on the detailed investigation and social economic data of land use between 2002 and 2014, this paper discussed the land use quantity change, speed of land use and land use degree in Quanzhou city, and used the principal component analysis (pca) to analyze the social economic driving factors that led to the change of land use. The results shows:(1) The trend of land use change in Quanzhou city is with the increase of construction land scale, the decrease of unused land scale while with no significant change of farmland scale; (2) Land use degree in Quanzhou city is at relatively higher levels, and land development and utilization intensity is growing; (3) Population growth, economic development, social investment, resident income and urbanization level are the dominant factors of land use change in Quanzhou City.

land use change；diving force；Quanzhou city

2016-07-02

黄晓峰(1978-)，男，土地规划利用工程师，硕士，研究方向为国土资源管理和研究。

F301.2

A

1674-344X(2016)08-0070-05