2005～2020年南宁市土地利用变化及驱动力研究

黄欣婷，韦燕飞，童新华

(1.南宁师范大学 自然资源与测绘学院，广西 南宁 530001；2.南宁师范大学 地理科学与规划学院，广西 南宁 530001)

1 引言

土地是人类赖以生存和发展的重要自然基础和物质保障[1]，随着我国经济社会和城镇化的快速发展，土地出现了耕地被占用、建设用地无序扩张、生态用地减少等问题[2]。这种现象在城市中尤为突出，不同的土地利用类型之间相互影响、相互制约[3]，驱动城市土地发生转型，不合理的土地利用转型导致土地供需矛盾日益突出。区域土地利用/覆被变化(LUCC)是全球环境变化研究的重要组成部分[4]，20世纪末，LUCC已成为全球研究的热点问题[5]。自20世纪90年代起，我国学者紧跟国际研究动态，开展了土地利用效益[6]、土地利用动态变化[7]及生态环境效应[8]等方面的相关研究。

为缓解土地利用压力，揭示影响土地利用转型的主要因素，区域土地利用变化及驱动力已成为研究热点之一。南宁市是广西壮族自治区的首府，近年来其经济发展较快，土地利用格局发生了较大的变化。因此，研究南宁市土地利用变化及其驱动力，有利于优化南宁市的土地利用结构，缓解经济社会发展和土地资源的矛盾，以期实现区域土地资源的可持续发展。

2 研究区概况及数据来源

2.1 研究区概况

南宁市位于广西中部偏南，有“绿城”之美称，地理坐标东经108°22′，北纬22°48′，总面积为221万hm2，是国家“一带一路”的重要门户城市。2020年末，南宁市人口为791.38万人，全年地区生产总值4726.34亿元。

2.2 数据来源

本文所采用的2005、2010、2015、2020年南宁市卫星遥感影像数据来源于中国科学院地理空间数据云平台(http://www.gscloud.cn)；经济社会统计数据来源于《广西统计年鉴》《南宁统计年鉴》和政府工作报告等。

3 南宁市土地利用变化分析

3.1 土地利用结构

南宁市土地总面积为221万hm2，耕地、林地、草地和建设用地占比较大，其中林地分布最广，占总面积的52.63%。15年间，建设用地的面积有所增加，耕地、林地、草地、湿地、水域和其他土地的面积均减少。其中，耕地面积变化较明显，总体呈减少趋势，由原来的75.656万hm2减少到73.873万hm2，总减少量为1.782万hm2；建设用地面积增加最多，增加量为2.924万hm2。这表明随着城镇化的快速推进，建设用地需求量不断增大，建设用地扩张现象明显，并占用了耕地、林地和草地等用地，土地供需矛盾进一步加剧(表1)[9]。

(1)2005～2010年，耕地、草地、湿地、水域和其他土地的面积减少，林地、建设用地的面积增加。其中，变化最为剧烈的是建设用地，面积增加量为0.554万hm2，表明城镇化的快速推进使得建设用地开始扩张；其次是水域，面积减少0.288万hm2，主要原因是城市占用水域进行开发建设。

(2)2010～2015年，南宁市土地利用变化较为剧烈，水域和建设用地面积增加，耕地、林地、草地和湿地的面积减少，其他土地的面积趋向于稳定。面积增加最多的土地利用类型是建设用地，增加量为1.983万hm2，增长率明显提高；面积减少最多的是林地，减少量为1.459万hm2，表明建设用地需求不断增加，土地供需矛盾进一步加剧。

(3)2015～2020年，南宁市土地利用结构整体趋于稳定，耕地、草地、湿地和水域的面积减少，林地和建设用地面积增加。面积变化最大的是林地，面积增加0.696万hm2，其主要得益于退耕还林政策的有效实施；其次是建设用地，面积增加0.388万hm2，增长速度明显放缓。

表1 2005～2020年南宁市土地利用结构

3.2 单一土地利用动态度

单一土地利用动态度通常表示的是某一土地利用类型的面积在一定时间内的变化速率，用来反映在研究时段内土地利用类型变化的剧烈程度[10]。其公式为：

(1)

式(1)中：K为土地利用动态度；Ua为基期年某一土地利用类型的数量；Ub为期末年某一土地利用类型的数量；T为研究时长。

由表2可见，2005～2020年，耕地、林地、草地、湿地、水域和其他土地的面积减少，其单一土地利用动态度分别为-0.47%、-0.07%、-0.55%、-2.09%、-0.97%、-2.88%，可见湿地和其他土地的变化较为剧烈。建设用地面积增加，且其单一土地利用动态度为6.72%，总体变化程度最为剧烈。

3.3 土地利用转移分析

借助ArcGIS构建2005～2020年南宁市土地利用转移矩阵(表3)，分析土地利用类型之间转移的面积及方向，基于此归纳出2005～2020年南宁市土地利用结构的变化规律以及土地利用的未来发展方向[11]。

表2 2005～2020年南宁市单一土地利用动态度 %

从不同土地利用类型的转移模式来看，主要表现为耕地面积的减少和建设用地的扩张[7]。耕地减少的面积向林地转移1.093万hm2，表明研究期内退耕还林政策的实施取得一定成效，人们保护林地的意识也有所增强。此外，耕地还向建设用地转移2.191万hm2，主要原因是随着城镇化的推进，建设用地需求增大，出现占用耕地进行开发建设等情况。而建设用地扩张的主要来源是耕地和林地，其转入面积分别为2.191万hm2、0.648万hm2，转入面积远大于建设用地转出面积。

表3 2005～2020年南宁市土地利用类型转移矩阵 万hm2

4 土地利用变化驱动力分析

4.1 指标选择及处理

根据指标选取的代表性、综合性和可获取性等原则，结合统计年鉴及其他资料，从人口、经济、农业等方面选取了11个驱动力构建评价指标体系(表4)[13～15]。为了方便计算，对原始数据进行了标准化处理，得到标准化后的数据后再进行因子分析，最终得到各因子间的相关系数矩阵(表5)[16]。

4.2 主成分分析

运用SPSS软件对11个自变量进行主成分分析，通过KMO系数值和巴特利特球形度检验，可检验所有指标是否能满足研究的要求，一般要求同时满足KMO>0.5、Sig<0.05[16]。本次检验结果为：KMO=0.792、Sig=0.000，均通过了一次性检验，表明本次选取的样本数据满足进行因子分析的要求。

表4 2005～2020年南宁市驱动力评价指标体系

表5 南宁市土地利用变化驱动因子相关系数矩阵

由表6可知，根据初始特征值>1，且贡献率>80%的划定，在驱动因子中分析提取了两个主成分[16]，其特征值分别为8.913、1.381，各因子的贡献率分别为81.031%、12.556%，累计贡献率达到93.587%。因此，这2个主成分能够较好地反映全部指标的特征。

在主成分载荷表中，与第一主成分相关性较大的驱动因子有农业总产值、地区生产总值、第一农业生产总值、财政收入、年末总人口、农作物播种面积、第二产业生产总值和房地产开发投资，与第二主成分相关性较大的驱动因子有粮食单产、粮食总产量和第三产业生产总值。这表明，2005～2020年南宁市土地利用变化的主要驱动力可以归类为：经济发展水平、人口发展和农业发展水平(表7)。

表6 总方差解释

表7 主成分载荷

4.3 主要驱动力因子分析

4.3.1 经济发展水平

南宁市生产总值由2005年的727.90亿元增加到2020年的4726.34亿元，15年间增长了6.49倍。从2015年起，第二产业生产总值起增速明显放慢，而第三产业生产总值大幅提升，产业结构的调整会影响土地的利用方式。

4.3.2 人口增长

南宁市2005年总人口为659.54万人，到2020年达到了791.38万人，人口的大幅增加对住房、教育用地、交通等方面的需求日益增长，导致了建设用地增加，耕地、林地面积减少，从而使土地利用方式发生变化。

4.3.3 农业发展

经济发展水平的提高促进产业结构的调整，建设占用导致耕地面积减少2.191万hm2，农业总产值由2005年的204.59亿元增长到了2020年的885.51亿元，总体保持逐年稳步上涨。这表明随着经济的发展，农业技术水平提高，促进新农业的发展和中低产田的改造，传统的农业改造升级为现代农业，不断激发出农村经济的潜在活力与动力。

5 结论

(1)研究期内，南宁市主要的土地利用类型为林地，占总面积的52.63%。建设用地面积呈递增趋势，耕地、林地、草地、湿地、水域和其他土地的面积均减少。

(2)2005～2020年，湿地、其他土地和建设用地的土地利用动态度较大，其中建设用地的变化程度最为剧烈。

(3)土地利用转移最主要的转移模式表现为耕地面积的减少和建设用地的扩张，而扩张的建设用地主要来源于耕地和林地。

(4)土地利用变化的主要驱动因素有农业总产值、地区生产总值、年末总人口、粮食产量和粮食总产量等，可以概括为经济发展水平、人口增长和农业发展这几个方面。