龍明璐, 賀清云
(湖南師范大學(xué) 資源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院, 長沙 410081)
建設(shè)用地的擴張成為發(fā)展中國家土地利用變化的一大重要特征,務(wù)工農(nóng)民兩頭占地[1]、政府部門為獲得更多的土地財政更趨向于選擇增量供給方式[2]是建設(shè)用地擴張的兩種主要形式。在后備土地資源不足的情況下建設(shè)用地不可避免地要侵占農(nóng)用地,從而產(chǎn)生了爭地矛盾。國家為促進土地資源優(yōu)化與協(xié)調(diào)利用,一方面通過增存掛鉤等政策嚴(yán)格控制建設(shè)用地擴張,另一方面在中央一號文件中強調(diào)通過穩(wěn)定產(chǎn)量、建設(shè)高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田、優(yōu)化農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)、突破農(nóng)業(yè)關(guān)鍵技術(shù)實現(xiàn)農(nóng)業(yè)的集約發(fā)展。建設(shè)用地規(guī)??刂坪娃r(nóng)用地集約利用是協(xié)調(diào)發(fā)展的要義,建設(shè)用地擴張對農(nóng)用地的數(shù)量、質(zhì)量、形態(tài)等產(chǎn)生重要影響,同時農(nóng)用地的集約利用是緩解與建設(shè)用地之間爭地矛盾最重要的形式,兩者相互影響、相互制約。建設(shè)用地規(guī)模與農(nóng)用地集約利用之間能否協(xié)調(diào)成為緩解用地矛盾的重要一環(huán)。
有關(guān)建設(shè)用地增長的研究主要分為兩部分,一是建設(shè)用地增長的驅(qū)動力研究,或運用計量方法對各個驅(qū)動因子進行綜合研究[3],或有針對性地分析建設(shè)用地擴張與單個驅(qū)動因子之間的相關(guān)關(guān)系[4-7]。另一研究重點則是建設(shè)用地時空演變研究,包括建設(shè)用地整體和內(nèi)部結(jié)構(gòu)兩方面的時空演變研究[8-9],還有對建設(shè)用地未來發(fā)展趨勢的仿真模擬[10]。建設(shè)用地規(guī)模不斷擴大的同時農(nóng)用地持續(xù)減少,且有研究認為農(nóng)用地集約利用水平的變化有時比面積銳減更能影響我國的糧食安全[11]。因此,農(nóng)用地集約利用在近幾年也成為研究熱點,從國家級到鄉(xiāng)鎮(zhèn)級的研究均有[12-16]。研究方法涉及主成分分析法[13]、因子分析法[17]、層次分析法[18]、BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)[19]等,并已有較成熟的評價指標(biāo)體系,但是多局限在評價的范圍內(nèi),缺乏進一步拓展。綜上,目前的研究多基于對建設(shè)用地或農(nóng)用地單方面的面積變化、空間分布和機理研究,統(tǒng)籌研究方面則多以城鄉(xiāng)分區(qū)的視角進行城鄉(xiāng)協(xié)調(diào)發(fā)展研究,鮮有地類視角的時空協(xié)調(diào)研究。在研究模式上,建設(shè)用地擴張和農(nóng)用地集約評價多進行單個區(qū)域的研究,缺乏橫向?qū)Ρ刃浴6鄥^(qū)域研究則多為靜態(tài)研究,缺乏縱向?qū)Ρ刃浴討B(tài)研究的區(qū)域尺度一般較大,指導(dǎo)的針對性較弱。
湖南作為農(nóng)業(yè)大省和經(jīng)濟發(fā)展迅速的中部樞紐,研究其建設(shè)用地規(guī)模與農(nóng)用地集約利用水平之間的耦合協(xié)調(diào)關(guān)系具有代表性。本文利用面板數(shù)據(jù),通過計算建設(shè)用地規(guī)模和農(nóng)用地集約利用水平,分析兩者之間的耦合協(xié)調(diào)性,旨在回答以下問題:第一,建設(shè)用地規(guī)模和農(nóng)用地集約利用耦合協(xié)調(diào)度的時空演變特征;第二,分析空間分布格局產(chǎn)生的機理,為緩解爭地矛盾提供參考。
本文選取湖南省109個區(qū)(縣、市)作為研究區(qū)域。湖南位于中部“一中心、四區(qū)”地區(qū),是“泛珠三角”計劃中的一員,經(jīng)濟發(fā)展不可避免要擴大建設(shè)用地面積,同時湖南作為農(nóng)業(yè)大省,在國家糧食安全保障戰(zhàn)略中占有重要地位。根據(jù)湖南省2010年土地利用現(xiàn)狀數(shù)據(jù)和《湖南省土地利用規(guī)劃(2006—2020年)》(2017年修訂版)的規(guī)劃數(shù)據(jù),預(yù)計2010—2020年10年間,全省新增建設(shè)用地186 764 hm2,其中136 541 hm2來自農(nóng)用地。2010—2016年,湖南省城市、建制鎮(zhèn)、村莊面積均呈上漲趨勢,“兩頭占地”情況突出。各個區(qū)(縣、市)均有新增建設(shè)用地,從85.13 hm2(武陵源區(qū))到3 885.29 hm2(望城區(qū))不等。農(nóng)用地呈遞減趨勢,除澧縣、安鄉(xiāng)縣、漢壽縣和寧遠縣外,其余區(qū)縣農(nóng)用地縮減面積從25.10 hm2(資陽區(qū))到3 597.13 hm2(望城區(qū))不等。大湘西地區(qū)、湘南地區(qū)生態(tài)環(huán)境脆弱,環(huán)洞庭湖區(qū)是國家級農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)區(qū),建設(shè)用地和農(nóng)用地爭地矛盾突出。
2.1.1 建設(shè)用地規(guī)模的評定 建設(shè)用地規(guī)模采用各個評價單元建設(shè)用地之和與總面積的比來衡量。
Bij=(S1+S2+S3)/Si
(1)
式中:Bij為i區(qū)(縣、市)第j年的建設(shè)用地規(guī)模;S1為城鎮(zhèn)村及工礦用地面積;S2為交通水利運輸用地面積;S3為其他建設(shè)用地面積;Si為i區(qū)(縣、市)的總面積。
2.1.2 農(nóng)用地集約利用水平的評價
(1) 指標(biāo)體系與權(quán)重。土地集約利用是指通過合理增加土地投入和更深層次的利用,實現(xiàn)綜合產(chǎn)出最大化的同時保證可持續(xù)發(fā)展。因此,本文結(jié)合前人的相關(guān)研究,考慮到指標(biāo)選取的科學(xué)性、綜合性和代表性,結(jié)合研究區(qū)域的實際情況,從土地投入強度、土地利用強度、土地產(chǎn)出效益、土地持續(xù)狀態(tài)4個方面選取12個指標(biāo)對農(nóng)用地集約利用情況進行評價。通過X1,X2和X3從人力、設(shè)施、技術(shù)投入3個方面綜合表現(xiàn)農(nóng)用地投入的強度。通過X4表現(xiàn)利用效率,X5反映農(nóng)用地的反復(fù)利用程度,薄膜可起到保溫、保墑、防止肥料流失、防蟲等作用,因此采用X6反映土地利用的精細程度,以上3個指標(biāo)綜合效率、重復(fù)利用次數(shù)和精細程度來反映土地利用強度。X7通過糧食單產(chǎn)反映土地的利用效率,X8則能充分反映所經(jīng)營的農(nóng)產(chǎn)品經(jīng)濟價值高低,再結(jié)合X9的人力投入—產(chǎn)出比從土地和人力兩方面綜合反映土地的產(chǎn)出效益。在追求地均和人均產(chǎn)出最大化的同時還要注重土地的可持續(xù)利用。于是采用X10反映自然災(zāi)害對農(nóng)用地的影響,選用X11反映地區(qū)生態(tài)環(huán)境的穩(wěn)定程度,通過X12表現(xiàn)農(nóng)用地的承載能力,從這3個方面體現(xiàn)地區(qū)農(nóng)用地的可持續(xù)能力。利用極值標(biāo)準(zhǔn)化法對指標(biāo)數(shù)據(jù)進行標(biāo)準(zhǔn)化處理,再運用熵值法對指標(biāo)權(quán)重進行計算(表1)。
表1 農(nóng)用地集約利用水平評價指標(biāo)
(2) 評價方法。根據(jù)上述標(biāo)準(zhǔn)化處理的數(shù)據(jù)和熵權(quán)法求得的權(quán)重,運用加權(quán)求和的方法計算農(nóng)用地集約利用水平。
(2)
式中:Aij為i區(qū)(縣、市)第j年的農(nóng)用地集約利用水平;Wk為各個指標(biāo)權(quán)重;Tk為各項指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化值,其中k=1,2,3…,12。Aij越大表示農(nóng)用地集約利用水平越高。
2.1.3 耦合協(xié)調(diào)度模型 本文利用耦合協(xié)調(diào)度模型來衡量評價單元建設(shè)用地規(guī)模與農(nóng)用地集約利用水平之間相互影響的程度。其中,協(xié)調(diào)度僅反映兩者的一致程度,而耦合協(xié)調(diào)度能表現(xiàn)兩者協(xié)調(diào)質(zhì)量的高低。
(3)
(4)
T=αBij+βAij
(5)
式中:C為耦合度;D為耦合協(xié)調(diào)度;T為建設(shè)用地規(guī)模與農(nóng)用地集約利用的綜合評價指數(shù)。結(jié)合已有研究[20-21]和專家意見,本文確定待定系數(shù)α=0.5,β=0.5。通過參考前人經(jīng)驗,將D值分為9個等級(表2)。
表2 耦合協(xié)調(diào)度等級
2.1.4 空間自相關(guān)模型
(1) 全局空間自相關(guān)。全局空間自相關(guān)用于描述某一變量是否與其相鄰空間點存在顯著的相關(guān)性,本文采用Moran′s 指數(shù)來分別分析建設(shè)用地規(guī)模與農(nóng)用地集約利用水平在空間上與領(lǐng)域的關(guān)聯(lián)程度。計算方法如下:
(6)
(2) 局部空間自相關(guān)。本文引入局部空間自相關(guān)來彌補全局空間自相關(guān)不能反映局部地區(qū)聚類情況的缺陷。通過運用LISA指數(shù)來反映耦合協(xié)調(diào)度的空間聚類關(guān)系。其表達式如下:
(7)
研究對象為湖南省109個區(qū)(縣、市)(因長沙縣等13個區(qū)(縣、市)在研究期間行政范圍進行了調(diào)整,無法進行連續(xù)對比分析,故未在研究對象之列)。歷年地類面積數(shù)據(jù)來自湖南省土地利用現(xiàn)狀變更調(diào)查數(shù)據(jù),地類劃分采用規(guī)劃基數(shù)分類。農(nóng)用地集約利用評價數(shù)據(jù)和GDP數(shù)據(jù)來自2010—2017年的《湖南省農(nóng)村統(tǒng)計年鑒》和《湖南省統(tǒng)計年鑒》,或通過從中獲取的數(shù)據(jù)計算得來。其中缺少2013年的農(nóng)業(yè)從業(yè)人數(shù),采用相鄰年份插補獲得。平均坡度通過LSV下載30 m分辨率DEM高程數(shù)據(jù),在ArcGIS 10.2中通過處理獲得。
3.1.1 全局空間自相關(guān)特征 從表3可以看出,3個時段的Global Moran′sI指數(shù)均大于0,Z值全部通過0.01置信水平下的顯著性檢驗,表明湖南省建設(shè)用地規(guī)模和農(nóng)用地集約利用水平的空間分布均呈正相關(guān)特征。建設(shè)用地規(guī)模的Moran′sI值均超過0.68,說明其在空間上高值和低值集聚分布特征明顯。農(nóng)用地集約利用水平的空間關(guān)聯(lián)性在2016年有很大的提升,空間集聚特征越發(fā)突出。
3.1.2 局部演化特征 由圖1可知,湖南省建設(shè)用地規(guī)模在空間上以長株潭城市群、岳陽市、常德市、婁底市、邵陽市和衡陽市的中心城區(qū)為高值核心,湘西、湘南為低值聚集區(qū)。研究期間,建設(shè)用地占比47.1%~90%的區(qū)(縣、市)從15個到16個再到18個,增長最大的是雁峰區(qū),超過0.1,其余區(qū)縣均未超過0.08。如圖2所示,農(nóng)用地集約利用水平在0.209~0.703的區(qū)(縣、市)由5個增加至17個,0.070~0.104的區(qū)(縣、市)由67個下降至42個。表明湖南省6 a間農(nóng)用地集約利用水平提升大,且2013—2016年的增速較2010—2013年快。其中冷水江市因機械動力投入大、天心區(qū)因農(nóng)用地產(chǎn)值密度提升快,增幅均超過0.1,其余區(qū)(縣、市)都小于0.059??傮w來看,農(nóng)用地集約利用水平的空間差異較建設(shè)用地規(guī)模小,在2016年形成北部環(huán)洞庭湖區(qū)—中部長株潭城市群—南部衡陽市的線狀高值區(qū)。
表3 建設(shè)用地規(guī)模與農(nóng)用地集約利用水平全局相關(guān)指數(shù)
圖1 建設(shè)用地規(guī)模
圖2 農(nóng)用地集約利用水平
3.1.3 耦合協(xié)調(diào)分析 圖3和圖4顯示湖南4大板塊建設(shè)用地規(guī)模與農(nóng)用地集約利用水平耦合協(xié)調(diào)度的空間分布和聚類情況。(1) 大湘西地區(qū)。大湘西地區(qū)主要包括湘西自治州、懷化、張家界3市,低—低聚集區(qū)面積廣大。但是這種狀況在研究期間有明顯的改善,麻陽苗族自治縣等6個區(qū)(縣、市)均由嚴(yán)重失調(diào)轉(zhuǎn)為中度失調(diào)。(2) 湘中南地區(qū)。湘中南地區(qū)主要包括婁底、郴州、衡陽、永州4市,整體耦合協(xié)調(diào)情況較湘西要好,2010—2013年屬于中度失調(diào)聚集區(qū),2010年有道縣、寧遠縣、資興縣、桂東縣4個低—低聚集縣,至2016年降低到2個。衡陽作為湘中南地區(qū)的中心城市發(fā)展迅速,除南岳區(qū)、衡東縣和耒陽市外,中度失調(diào)區(qū)(縣、市)均發(fā)展為輕度失調(diào)。冷水江市、婁星區(qū)和除南岳外的衡陽市城區(qū)均達到協(xié)調(diào)水平,以衡陽市城區(qū)為中心的高—高協(xié)調(diào)區(qū)面積不斷擴大。(3) 長株潭城市群地區(qū)。該地區(qū)包括長沙、株洲、湘潭3市,整體耦合協(xié)調(diào)度在湖南省最高。研究所覆蓋的長株潭城市群中心城區(qū)在2016年均達到協(xié)調(diào)水平,高—高協(xié)調(diào)區(qū)域不斷擴張,由最初的開福區(qū)、芙蓉區(qū)、天心區(qū)、岳麓區(qū)4個區(qū)(縣、市)發(fā)展至2013年的5個再到2016年的7個。長株潭城市群與湘中南的衡陽市共同構(gòu)成湖南最主要的兩個高—高協(xié)調(diào)中心。(4) 環(huán)洞庭湖區(qū)。環(huán)洞庭湖區(qū)主要包括常德、岳陽、益陽3市,屬于中國的農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)區(qū)。該地區(qū)以中度失調(diào)和輕度失調(diào)為主并逐步向輕度失調(diào)發(fā)展,整體耦合協(xié)調(diào)度上升,武陵區(qū)在2013年實現(xiàn)勉強協(xié)調(diào)并保持住協(xié)調(diào)狀態(tài)。(5) 從湖南省整體來看,2010—2016年,嚴(yán)重失調(diào)區(qū)(縣、市)由30個下降至23個,中度失調(diào)區(qū)(縣、市)由48個下降至43個,輕度失調(diào)區(qū)(縣、市)增加4個,瀕臨失調(diào)區(qū)(縣、市)增加7個,初級協(xié)調(diào)區(qū)(縣、市)增加1個。全省建設(shè)用地規(guī)模與農(nóng)用地集約利用水平的耦合協(xié)調(diào)趨勢向好。
圖3 建設(shè)用地規(guī)模與農(nóng)用地集約利用水平耦合協(xié)調(diào)度
圖4 耦合協(xié)調(diào)度LISA聚類
結(jié)合相關(guān)研究[3,22-24],采用常住人口密度作為社會因素、人均GDP作為經(jīng)濟因素、平均坡度作為自然因素,以2016年的數(shù)據(jù)為例分析建設(shè)用地規(guī)模和農(nóng)用地集約利用水平空間分異的機理。
由表4和圖5可知,人均GDP、常住人口密度與建設(shè)用地規(guī)模顯著正相關(guān),平均坡度與農(nóng)用地集約利用水平顯著負相關(guān)。經(jīng)濟的發(fā)展、老齡化社會的到來使得務(wù)農(nóng)的機會成本越來越大,很多農(nóng)民選擇棄農(nóng)務(wù)工。但是出于經(jīng)濟壓力、落戶限制、念舊情節(jié)等原因,絕大多數(shù)進城務(wù)工的農(nóng)民并沒有能夠在城市落戶,收入增加和對生活質(zhì)量要求的提高使得農(nóng)民在農(nóng)村產(chǎn)生新的建設(shè)用地需求,空心村現(xiàn)象加重。經(jīng)濟發(fā)展和人民生活都需要建設(shè)用地作為載體,即使當(dāng)前強調(diào)通過內(nèi)涵挖潛、增存掛鉤等減少建設(shè)用地擴張,但是每年建設(shè)用地規(guī)模仍然呈上漲趨勢,城市、建制鎮(zhèn)、村莊建設(shè)用地規(guī)模均不斷擴大。與此同時,在大量農(nóng)業(yè)勞動力析出的情況下,留守的農(nóng)民只有實現(xiàn)農(nóng)業(yè)的規(guī)模經(jīng)營和集約經(jīng)營才能保證自己的收入相當(dāng)或超過務(wù)工收入。農(nóng)業(yè)機械總動力指數(shù)和薄膜使用指數(shù)等投入和利用強度指標(biāo)在農(nóng)用地集約利用評價指標(biāo)中占有較大的權(quán)重,地形條件較好的地區(qū)可以通過增加農(nóng)業(yè)機械和資本投入來提高勞動生產(chǎn)率和產(chǎn)值,但是對于山地多、起伏大的湘西和湘南地區(qū)來說機械使用受到限制,投入—產(chǎn)出比相對較低。當(dāng)留守的農(nóng)民無法兼顧所有農(nóng)用地時,就會出現(xiàn)粗放經(jīng)營和撂荒。綜上原因產(chǎn)生了建設(shè)用地規(guī)模、農(nóng)用地集約利用水平以及兩者耦合協(xié)調(diào)度的空間差異。國家于2012年對《閑置土地處置辦法》進行進一步修訂,2014—2015年相關(guān)部門在全國各地開展了兩輪閑置土地大清查和督查處理工作,2018年自然資源部組建后的第一份文件即《關(guān)于健全建設(shè)用地“增存掛鉤”機制的通知》,由此可見建設(shè)用地?zé)o序擴張已經(jīng)成為土地資源管理中的一大“頑疾”,而相應(yīng)的管控措施也越來越嚴(yán)格和科學(xué)。湖南省在研究期間建設(shè)用地雖然在各個區(qū)(縣、市)均呈逐年上漲趨勢,但是每個區(qū)(縣、市)分布區(qū)間變化不大,建設(shè)用地面積的管控取得了一定的成效。從2004年起,國家連續(xù)下達關(guān)于“三農(nóng)”的一號文件,農(nóng)業(yè)發(fā)展越來越得到重視,在研究期間湖南省農(nóng)用地集約利用水平提高較快,不斷彌補建設(shè)用地擴張嚴(yán)重而農(nóng)用地集約利用水平滯后的鴻溝,使得全省耦合協(xié)調(diào)區(qū)(縣、市)個數(shù)不斷增加(圖6)。
表4 相關(guān)性檢驗
注:**代表在0.01水平上顯著相關(guān)。
圖5 研究區(qū)常住人口密度、人均GDP和平均坡度
本文將湖南省109個區(qū)(縣、市)作為研究對象,分析湖南省建設(shè)用地規(guī)模、農(nóng)用地集約利用水平以及兩者耦合協(xié)調(diào)度的時空演變特征??梢缘玫饺缦陆Y(jié)論:(1) 建設(shè)用地規(guī)模以長株潭城市群、岳陽市、常德市、婁底市、邵陽市和衡陽市的中心城區(qū)為核心向周邊遞減,說明經(jīng)濟、社會因素對建設(shè)用地規(guī)模有顯著影響。(2) 農(nóng)用地的集約利用水平以環(huán)洞庭湖區(qū)、長株潭城市群、衡陽市為中心向西部和南部遞減,整體分布形態(tài)與湖南省馬蹄形的地形特征相似,說明自然條件對農(nóng)用地集約利用產(chǎn)生了較大影響。(3) 在建設(shè)用地逐年擴張和農(nóng)用地逐年縮減的背景下,湖南省建設(shè)用地規(guī)模和農(nóng)用地集約利用水平非協(xié)調(diào)面積大,尤以湘西和湘南最為突出,但在研究期間整體協(xié)調(diào)度逐年穩(wěn)步提升。根據(jù)地區(qū)經(jīng)濟、社會發(fā)展?jié)摿妥匀粭l件,因地制宜制定土地利用規(guī)劃是促進協(xié)調(diào)可持續(xù)發(fā)展的應(yīng)有之道。
通過對比中科院研究制定的中國主體功能區(qū)劃方案[25],發(fā)現(xiàn)國家級重點開發(fā)區(qū)與湖南省建設(shè)用地規(guī)模高值區(qū)基本吻合,農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)區(qū)與農(nóng)用地集約利用高值區(qū)基本一致,而重點生態(tài)功能區(qū)則與建設(shè)用規(guī)模低值區(qū)和農(nóng)用地集約利用水平低值區(qū)有相似的分布特征。由此可見,本文前述研究內(nèi)容具有可靠性。
圖6 各區(qū)間區(qū)(縣、市)數(shù)量變化
建設(shè)用地擴張大多是以存量建設(shè)用地為依托在周邊進行開發(fā),侵占的農(nóng)用地大多質(zhì)量較好,這種擴張不僅縮減了農(nóng)用地的數(shù)量,還加劇農(nóng)用地破碎化程度、影響農(nóng)用地的整體質(zhì)量,倒逼農(nóng)用地的集約利用,因此建設(shè)用地的內(nèi)涵挖潛是對農(nóng)用地數(shù)量和質(zhì)量的雙重保護。在后備土地資源不足的情況下,農(nóng)用地的集約利用為建設(shè)用地必要的擴張?zhí)峁┛臻g,能夠緩解可利用土地資源不足的壓力。根據(jù)以上研究內(nèi)容,提出幾點建議:(1) 嚴(yán)格落實政策要求,不僅要保證增減掛鉤農(nóng)地的數(shù)量,還要狠抓質(zhì)量;(2) 通過出讓價格優(yōu)惠政策等引導(dǎo)開發(fā)商利用城鎮(zhèn)存量建設(shè)用地,積極開展村莊規(guī)劃,促進存量建設(shè)用地的內(nèi)涵挖潛;(3) 一方面適度鼓勵農(nóng)民從事非農(nóng)職業(yè),從而通過三權(quán)分置將農(nóng)用地使用權(quán)集中于農(nóng)作大戶,促進耕地的規(guī)模經(jīng)營,獲取規(guī)模效益。另一方面加強對留守農(nóng)戶的技術(shù)培訓(xùn),加大對農(nóng)業(yè)適度規(guī)模經(jīng)營的補助,提高集約利用水平;(4) 農(nóng)業(yè)機械效率和投入產(chǎn)出比不高的生態(tài)脆弱區(qū)可因地制宜種植特種作物或開展生態(tài)旅游,提高農(nóng)林牧漁服務(wù)業(yè)產(chǎn)值。對于建設(shè)用地規(guī)模極高的地區(qū)(如長沙市)通過農(nóng)用地易地置換、農(nóng)用地指標(biāo)易地轉(zhuǎn)讓等方式在省內(nèi)實現(xiàn)占補平衡。