柏東亮, 王 穎, 王樹濤, 門明新

(河北農業(yè)大學 國土資源學院, 河北 保定 071001)

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廊坊市土地利用與區(qū)域經濟空間耦合關系

柏東亮, 王 穎, 王樹濤, 門明新

(河北農業(yè)大學 國土資源學院, 河北 保定 071001)

摘要：[目的] 為了更好地探究土地利用與區(qū)域經濟發(fā)展之間的相互作用關系,協(xié)調區(qū)域發(fā)展。 [方法] 運用空間分析和統(tǒng)計分析功能,以鄉(xiāng)級行政單位為單元,分析2010年河北省廊坊市經濟指標與土地利用結構雙變量之間的空間關系。 [結果] 主要經濟指標空間自相關系數在0.39~0.72;土地利用結構與經濟指標之間具有復雜的空間自相關性,具體表現為:農民人均純收入與農用地比率呈負相關,與建設用地和水域呈正相關;人均企業(yè)營業(yè)收入與園地、林地呈負相關,與建設用地和水域呈正相關;地均現價農林牧漁產值與林地、交通用地、其他土地呈負相關,與建設用地呈正相關;糧食產量與園地、林地、交通用地、水域呈負相關,與建設用地呈正相關。[結論] 以自然稟賦相似區(qū)域為研究區(qū),能更好體現土地利用與經濟發(fā)展之間的關系。廊坊市土地利用與經濟指標間都具有顯著的空間自相關性,并且北部地區(qū)經濟發(fā)展明顯優(yōu)于南部地區(qū),且明顯受到京津地區(qū)的影響;調控建設用地結構對平衡廊坊市經濟發(fā)展差異具有重要作用。

關鍵詞：土地利用; 區(qū)域經濟; 耦合關系; 空間自相關; 廊坊市

土地利用結構受到自然、社會、經濟以及生態(tài)等因素的影響，具有顯著的數量和空間特征，且與區(qū)域經濟發(fā)展之間存在著密切相關性，能直接反映一個地區(qū)的土地資源開發(fā)利用程度及空間分布狀況[1-3]。研究土地利用空間分布特征及其與區(qū)域經濟之間的空間相關性，有助于了解區(qū)域中不同區(qū)位上土地利用情況和經濟發(fā)展的差異，從而為經濟發(fā)展和合理利用土地提供理論依據[4]。以自然條件相似的地區(qū)為研究區(qū)域，能使研究結果具有最大可比性，體現相同自然條件下區(qū)域內部的發(fā)展差異。目前，國內外專家學者對土地利用與經濟發(fā)展之間的關系已做了較廣泛的研究，涉及土地利用的數量、結構以及變化情況等與人口、工業(yè)化、城市化、產業(yè)結構、人均收入、建設用地擴張等因素之間的關系，采用了計量模型分析、回歸分析、空間自相關分析等多種分析方法[5-10]。學者們大多以定量模型為基礎，對土地利用結構中某種地類土地變化與對應經濟指標存在顯著的相關關系或函數關系進行了研究[10-12]。但是，已有研究尺度較大，得到結果較宏觀，未能較好的反映具體位置的相互作用關系。同時，已有研究極少考慮區(qū)域土地自然因素差異對其利用狀況帶來的影響，結果往往缺少可比性。本文以地貌類型平緩單一，土地利用受自然條件限制很小的廊坊市為研究區(qū)域，采用空間自相關分析方法，將土地利用類型分為耕地、園地、林地、草地、建設用地、交通用地、水域和其他土地8類，并選取農民人均純收入、人均企業(yè)營業(yè)收入、地均現價農林牧漁業(yè)產值和糧食產量4項經濟指標，以鄉(xiāng)級行政單位為單元，分析經濟指標的空間聚類特征，以期更好地反映土地利用與經濟發(fā)展的空間關系，為平衡區(qū)域經濟發(fā)展差異，制定土地利用政策提供依據。

1研究區(qū)概況與數據來源

1.1　研究區(qū)概況

廊坊市位于河北省中部偏東，地處北京、天津兩大直轄市之間，介于116°06′37″—117°15′05″E，38°28′14″—40°05′02″N?，F轄安次、廣陽2個區(qū)，大廠、香河、永清、固安、文安、大城6個縣和廊坊經濟技術開發(fā)區(qū)，代管三河、霸州2個縣級市，90個鄉(xiāng)鎮(zhèn)。2011年末總人口420萬，2012年地區(qū)生產總值1611.42億元，同比增長11.3%。

廊坊市除北部有76 km2的低山丘陵外，98%的土地為平原，地勢平坦開闊，其中沖擊平原約占全市總土地面積的 87.2%。北部的三河、大廠、香河3個縣，地勢較高，廊坊市區(qū)及固安、永清、霸縣、文安、大城等6市縣，全部為沖積平原區(qū)，地貌類型平緩單一。廊坊市土地利用受地形限制小，主要為人為影響，能較好的反映土地利用與經濟之間的關系。

1.2　數據來源與處理

本研究基礎數據主要來源于廊坊市國土資源局、安次區(qū)國土資源局、廣陽區(qū)國土資源局以及研究區(qū)內其他縣市國土資源局提供的2010年土地利用現狀圖。對照“土地利用現狀分類(GB/T 21010—2007)”與“土地利用現狀分類(二調)”的轉換關系，并根據研究需要和研究區(qū)特點，將研究區(qū)域土地利用類型重新劃分為耕地、園地、林地、草地、建設用地、交通用地、水域和其他土地共8類；并以鄉(xiāng)級行政單位為單元，對矢量數據進行地類統(tǒng)計。其他相關資料主要包括廊坊市及其各縣2008—2011年統(tǒng)計年鑒、河北省農村統(tǒng)計年鑒(2011)等，基于ArcGIS9.3與Geoda軟件等工作平臺進行數據處理與空間分析。

2研究方法

2.1　全局空間自相關分析

全局空間自相關能描述整個區(qū)域內各單元屬性值的空間特征，統(tǒng)計量采用全局Moran’sI，是已被廣泛應用的統(tǒng)計量[13-14]。計算公式如下：

(1)

2.2　局部空間自相關

全局Moran’sI只能判斷整體上是否有相關，局部自相關能對全局自相關進行深入分析，得出空間關聯局域指標(localindicatorsofspatialassociation，LISA)[15]。一般用局部Moran’sI作為該指標的統(tǒng)計量，用公式表示為：

(2)

式中：xi′，xj′——各單元觀測值；wij——權重；wij確定的方法與全局自相關中方法相同。通過局部空間自相關方法可以得到，可以繪制置信水平0.05下的LISA分布圖，得出具體相關情況。

3結果與分析

3.1　區(qū)域經濟發(fā)展空間自相關分析

本文選取了農民人均純收入、人均糧食產量、人均企業(yè)營業(yè)收入、單位面積現價農林牧漁4個經濟因素，以鄉(xiāng)鎮(zhèn)為分析單元，對廊坊市進行區(qū)域經濟發(fā)展進行空間自相關分析，得到全局自相關Moran’sI顯著性。結果表明：4種經濟指標Moran’sI均大于0，p值均小于0.001，因此可以拒絕零假設(表1)，即整個廊坊市經濟發(fā)展水平的空間分布不是隨機的，而是表現出非常顯著的聚集性。

通過空間自相關分析得到具體聚類分布(如圖1所示)，以農民人均純收入(圖1a)為例進行分析，農民人均純收入HH聚類(高高聚類)主要分布在三河市東北部、香河縣中南部、霸州市與文安縣交界處，此3處建設用地HH聚類和耕地LL聚類明顯，說明土地利用結構在空間上與農民純收入具有關聯性；LL聚類區(qū)主要發(fā)生在廊坊市南部大城縣內，大城縣耕地比例達64.15%，而建設用地為全市最低的14.28%，表明經濟條件對土地利用結構影響顯著；基本無異常聚類，表明農民人均純收入在相鄰的區(qū)域內沒有巨大差別。其他經濟聚類圖可參照圖1a分析?？傮w看來，深灰色區(qū)域為廊坊市經濟發(fā)展較好的區(qū)域，三河市、大廠回族自治縣和香河縣組成的飛地，尤其三河市，經濟發(fā)展優(yōu)于南部各市縣；霸州市東部在南部市縣中經濟發(fā)展最好，其他市縣經濟發(fā)展較一般。

表1　2010年主要經濟指標全局空間自相關顯著性

注：Z-score是標準差的倍數，p-value表示概率，Z與p相關聯，z<1.96或Z>+1.96時p<0.05，即置信度大于95%。

圖1　2010年廊坊市主要經濟指標空間關聯局部指標(LISA)分布

3.2　土地利用結構與區(qū)域經濟空間自相關分析

采用arcgis軟件計算各鄉(xiāng)鎮(zhèn)各土地利用類型比率，應用Geoda空間分析軟件，基于K-nearest標準空間權重和經濟數據對廊坊市90個鄉(xiāng)鎮(zhèn)行政單元進行全局空間自相關分析，得到雙變量Moran’sI值(表2)。以下以農民人均純收入為例進行分析：從表2中可以看出，農民人均純收入與建設用地比率正相關性較顯著，與園地比率負相關較顯著，與耕地比率負相關顯著，且與水域和其他土地有顯著地正相關關系，由此可得出，農民人均純收入在空間上與土地利用結構在空間上具有顯著相關性，建設用地的比例在一定程度上反映了區(qū)域農民人均純收入的水平。其他項目可參照農民人均純收入進行分析?？傮w上看，建設用地與經濟發(fā)展在空間上存在著相互促進和依賴關系；農用地與經濟發(fā)展在空間上存在矛盾關系；水域有助于提高經濟收入，但不利于農業(yè)發(fā)展；交通用地對農業(yè)生產有一定干擾作用。

表2　主要經濟指標與土地利用類型全局空間自相關顯著性

由于數據量較大，根據各項目之間的相關程度不同，本文選取了園地與單位面積糧食產量、建設用地與農民人均純收入和建設用地與糧食產量為例，采用雙變量空間自相關的方法，繪制廊坊市經濟因素與土地利用結構在顯著性水平p<0.05時的聚集和異常區(qū)域分布圖，結果如圖2所示。

以園地與糧食產量為例(圖2a)進行分析，總體看來，廊坊市園地與糧食產量在空間上主要呈現LL聚類和LH異常，HH聚類和HL異常較少；三河市大廠回族自治縣和香河縣北部呈現LH聚類，即園地比率低、糧食產量高的異常聚類，霸州市和文安縣東部大面積呈現LL聚類。這些地區(qū)為園地和糧食產量關系密切的地區(qū)，對LL聚類區(qū)進行土地整治，調整園地結構，會對糧食產量產生較好影響。

圖2　廊坊市主要經濟指標與土地利用結構空間關聯局部指標(LISA)分布

綜合看來，廊坊市土地利用結構與經濟指標間空間關系非常密切的區(qū)域主要有3個。 (1) 三河市、大廠回族自治縣和香河縣所構成的飛地，建設用地比例較大，應限制建設用地增加； (2) 固安縣、永清縣及霸州市3縣交界處； (3) 霸州市東部及其相鄰的安次區(qū)和文安縣區(qū)域。通過土地利用規(guī)劃及整治調整這些區(qū)域土地利用結構，將對此地經濟發(fā)展產生較大影響。除耕地、建設用地、園地、林地主要地類外的4種地類與經濟發(fā)展之間的關系顯著區(qū)分布較為零散。根據聚類區(qū)域及特點對不同鄉(xiāng)鎮(zhèn)土地利用結構進行調整，增減建設用地指標，將對區(qū)域經濟產生較大作用，可作為協(xié)調區(qū)域間土地利用與經濟發(fā)展的依據。

4結論與討論

(1) 以土地利用條件相似的廊坊市為研究區(qū)，能更精確的反映土地利用與經濟發(fā)展的空間關系和協(xié)調性，對探索土地利用與經濟發(fā)展之間的作用關系具有重要意義。協(xié)調中國區(qū)域間經濟發(fā)展差異，是十八大提出的重要任務之一。本文研究可作為調節(jié)區(qū)域經濟發(fā)展的重要依據。

(2) 廊坊市及所轄縣域單元內各土地利用類型的空間分布不是隨機的，而是表現出非常顯著的空間聚集性，各類用地在村級行政單位之間存在著非常顯著的相關性?？傮w表現為北部地區(qū)建設用地比率高而耕地比率低，南部地區(qū)反之，經濟發(fā)展程度亦表現出南低北高的規(guī)律。由于廊坊市自然條件較均勻，這種聚類關系和差別的存在主要受到區(qū)位、經濟發(fā)展和其他人為因素影響。

(3) 廊坊市農民人均純收入、人均企業(yè)營業(yè)收入、單位面積現價農林牧漁和糧食產量在各鄉(xiāng)級行政單元之間也存在著顯著地相關性。廊坊市北部地區(qū)各經濟類型發(fā)展均明顯優(yōu)于南部地區(qū)，規(guī)律變化明顯，較少出現異常聚類。表明土地利用與區(qū)域經濟發(fā)展之間確有顯著關系，土地利用結構的調整將對不同經濟指標產生重要影響。

(4) 廊坊市經濟指標和土地利用結構之間關系復雜，通過聚類分析得出了具體位置的具體相關關系。其中，建設用地與經濟發(fā)展在空間正相關最為密切，建設用地比率很大程度上反映了經濟發(fā)展的水平；而農用地與經濟發(fā)展在空間上表現出矛盾關系；其他地類與經濟發(fā)展之間亦表現出不同程度的關系。調控土地利用結構，尤其建設用地結構對平衡廊坊市經濟發(fā)展差異具有重要作用。

現階段，平原地區(qū)建設用地的比率較好的反映了經濟發(fā)展的水平，在空間上表現為空間聚集或異常，且在不同尺度上都有較好的說服力。本文從鄉(xiāng)鎮(zhèn)尺度對廊坊市土地利用與經濟發(fā)展間的關系進行了分析，兩者關系在不從尺度上的差異，仍需進一步研究。

[參考文獻]

[1]王萬茂.土地利用規(guī)劃學[M].北京:中國大地出版社,2000.

[2]宋戈,孫麗娜,雷國平.基于計量地理模型的松嫩高平原土地利用特征及其空間布局[J].農業(yè)工程學報,2012,28(3):243-250.

[3]姚成勝,朱鶴健,呂晞,等.土地利用變化的社會經濟驅動因子對福建生態(tài)系統(tǒng)服務價值的影響[J].自然資源學報,2009,24(2):225-233.

[4]張健,濮勵杰,陳逸,等.區(qū)域經濟可持續(xù)發(fā)展趨勢及空間分布特征[J].地理學報,2007,62(10):1041-1050.

[5]孔祥麗,王克林,陳洪松,等.廣西河池地區(qū)土地利用變化與社會經濟發(fā)展水平關系的典范對應分析[J].自然資源學報,2007,22(1):131-140.

[6]施毅超,牛高華,趙言文,等.長江三角洲地區(qū)土地利用變化與經濟發(fā)展的關系[J].經濟地理,2008,28(6):982-985,994.

[7]李兆富,楊桂山.蘇州市近50年耕地資源變化過程與經濟發(fā)展關系研究[J].資源科學,2005,27(4):50-55.

[8]孔祥斌,張鳳榮,李玉蘭,等.區(qū)域土地利用與產業(yè)結構變化互動關系研究[J].資源科學,2005,27(2):59-64.

[9]梁進社.城市化與國民經濟發(fā)展之關系的理論分析[J].自然資源學報,1999,14(4):351-354.

[10]韓德軍,朱道林.貴州省土地利用與區(qū)域經濟耦合關系分析[J].農業(yè)工程學報,2012,28(15):1-8.

[11]王業(yè)僑.海南省經濟社會發(fā)展與土地利用相關分析[J].地域研究與開發(fā),2006,25(3):81-84,124.

[12]劉海,陳曉玲,黃蓉,等.基于土地利用信息的區(qū)域可持續(xù)發(fā)展評價方法[J].農業(yè)工程學報,2011,27(11):306-312.

[13]谷建立,張海濤,陳家贏,等.基于DEM的縣域土地利用空間自相關格局分析[J].農業(yè)工程學報,2012,28(23):216-224.

[14]孟斌,王勁峰,張文忠,等.基于空間分析方法的中國區(qū)域差異研究[J].地理科學,2005,25(4):393-400.

[15]Anselin L. Local indicators of spatial association LISA[J]. Geographical Analysis, 1995,27(2):93-115.

[18]馬興華,崔樹彬,安娟.水源區(qū)生態(tài)補償機制理論框架研究[J].南水北調與水利科技,2011,9(4):87-90.

Spatial Coupling Relationship of Land Use and Regional Economy in Langfang City

BAI Dongliang, WANG Ying,WANG Shutao, MEN Mingxin

(LandandResourcesCollege,AgriculturalUniversityofHebei,Baoding,Hebei071001,China)

Abstract：[Objective] In order to better explore the interaction between land use and regional economic development, and coordinate the regional development. [Methods] Using the function of spatial and statistical analysis, the township level administrative units were taken as the study unit, the relationship between the two variables of the space structure of Langfang City, Hebei Province in 2010 economic indicators and land use was analyzed. [Results] The main economic indicators spatial autocorrelation coefficient were in 0.39 to 0.72. There were complex spatial autocorrelations between land use structure and economic indexes, and they were descripted as follows: (1) Rural per capita net income was in negative correlation to agricultural land, and in positive correlation to construction land and waters. (2) The per capita income was negative related with garden land and woodland, and positive related with construction land and waters. (3) The current agricultural production unit area value was in negative correlation to forest land, traffic land, other land, and in positive correlation to construction land; (4) The yield of grain was in negative correlation to garden land, forest land, traffic land and waters, and in positive correlation to construction land. [Conclusion] Taking similar area as the study area with natural endowment can better reflect the relationship between land use and economic development. Land utilization and economic indicators in Langfang City have significant spatial correlation. The economic development in the north is obviously superior to that of the south, and obviously influenced by the Beijing—Tianjin region. Regulating the construction land structure plays an important role to balance differences in the economic development of Langfang City.

Keywords:land use; regional economic; coupling relationship; spatial autocorrelation; Langfang City

文獻標識碼：A

文章編號：1000-288X(2015)03-0278-05

中圖分類號：F301.2

通信作者：門明新(1974—),男(漢族),河北省南皮縣人,博士,教授,博士生導師,主要從事土地信息技術研究。E-mail:menmingxin@163.com。

收稿日期：2013-12-13修回日期：2014-01-14

資助項目：河北省高等學校科學技術研究優(yōu)秀青年基金項目“基于過程的華北集約化農田生態(tài)系統(tǒng)生產力穩(wěn)定性機制與調控對策研究”(Y2012015); 河北省科技廳平臺項目“河北省土壤/土地資源數據信息平臺建設”(13967502D)

第一作者：柏東亮(1988—),男(漢族),河北省趙縣人,碩士,主要研究方向土地資源規(guī)劃與利用。E-mail:baijiayinggo@163.com。