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摘 要：研究经济欠发达地区土地利用变化及驱动力，可以科学指导该地区社会经济的可持续发展与土地资源的可持续利用。以白城市为例，分析了2009～2014年土地利用结构变化、动态变化、程度变化，并借助SPSS平台采用主成分分析，寻找影响多年来土地利用变化的驱动力因素。研究表明，白城市土地利用变化的主要驱动因子为经济发展、产业机构调整、农业发展及人口变化。
关键词：土地利用变化；驱动力；主成分分析；白城市
中图分类号： F293.2 文献标识码：A DOI：10.11974/nyyjs.20151232065
土地利用变化是全球变化研究中的热点[1]，研究内容从气候变化效应[2-3]扩展到不同空间尺度的土地利用和土地覆盖变化过程、驱动机制及资源、生态和环境效应影响等多方面[4-6]。近年来我国诸多学者对不同区域、不同尺度、不同时段的土地利用动态和空间格局开展了相关研究，并取得了重要成果[7-9]，但均主要侧重于热带雨林退化或经济高速发展下城市扩张，而对生态环境脆弱、经济发展水平相对较低的经济欠发达地区土地利用变化研究较少[10]。因此研究这类区域的土地利用变化情况，分析该地区土地利用的时空格局变化及其原因，以及生态脆弱区土地的可持续利用，不但有利于促进这一地区的经济发展，而且有利于当地的资源开发和对生态环境的保护，并能为政府进行土地管理决策和地方建设提供科学依据，开展这一研究有极其重要的研究价值和实际意义。
1 区域概况及数据来源
1.1 区域概况
白城市位于吉林省西部，松嫩沙地西部，科尔沁草原东部，西邻内蒙古，北接黑龙江，土地总面积2.58万km2，占吉林省面积的13.47%。地处E121°38’～124°23’、N44°13’～46°18’，吉、黑、内3省区结合部，辖区广阔，是吉林省西部重要交通枢纽，以食品加工、能源、物流和旅游服务为主，更是长吉图战略中东北亚区域合作的重要组成部分、中蒙能源通道的重要节点、欧亚大陆桥的主要枢纽城市之一，战略地位突出。白城市作为国家级大型商品粮基地市，人均耕地面积居吉林省首位，但同时也是吉林省旱涝灾害最为严重的区域，生态环境脆弱。到2014年，白城市总人口197.70万人，地区生产总值734.60亿元，仅占吉林省地区生产总值的5.32%，排在全国288个地级市的末端，经济相对落后。
1.2 数据来源
社会经济数据来源于吉林省统计年鉴（2006-2014）和白城市2005～2014年国民经济和社会发展统计公报。考虑土地数据在二调前后统计口径的变化，为使数据更具可比性，研究中仅选取2009～2014年数据，并统一采用《全国土地分类（过渡期）》中的3大分类方式，包括3个一级类和10个二级类，数据来源于吉林省国土资源统计年报。
2 土地利用变化分析
2.1 土地利用结构变化分析
通过土地利用面积和结构变化分析，可以发现区域土地利用的发展趋势，其结构反映不同类型的土地在国民经济各产业部门配置中所占的比重。2009和2014年白城市土地利用面积统计结果见表1。
从面积总量分析，2014年白城市主要土地利用类型分别是耕地、未利用土地、林地及其他农用地，而居民点及独立工矿用地、交通运输用地、林地、牧草地、水利设施用地、其他土地、园地面积均不足10万hm2。其中，耕地面积最大，超过100万hm2，接近总面积的1/2；未利用土地，面积为65.55万hm2，接近总面积的1/3；林地，约占总面积的13%；其余土地利用类型所占比重均不足10%，充分反映了其农业地位。从结构变化分析，5a间各类土地所占比重增减率绝对值由大到小依次为：未利用土地、耕地、其他农用地、居民点及独立工矿用地、交通运输用地、林地、牧草地、水利设施用地、其他土地、园地。由此得出，未利用土地在各用地类型中所占比重下降最快，而耕地所占比重增长最快，由于园地和水利设施用地所占面积比重本身很小，计算基数小，因而比重增长（下降）速度很小。
2.2 土地利用动态度变化分析
本文采用单一土地利用动态度模型对白城市土地利用变化速度进行分析，易于通过不同土地类型间的比较反映不同土地类型变化的差异，从而探究其驱动因子。公式为：
K= Uy-Ux × 1 × 100%
Ux T
式中：K指研究时段内某种土地利用类型变化率；Ux、Uy分别为研究初期和末期该土地利用类型的面积；T表示研究时段。根据公式，2009～2014年白城市土地利用类型变化率详见表2。
由上表发现，5a间白城市各类型土地利用发生了较大变化。从变化幅度看，5a间变化幅度绝对值依次为未利用土地、耕地、其他农用地、居民点及独立工矿用地、交通运输用地、林地、牧草地、水利设施用地、其他土地、园地，未利用土地和耕地面积变化幅度较大，其中未利用土地面积变化幅度最大，减少了1.72万hm2，耕地面积则增加了1.04万hm2，其结果进一步肯定了白城市的农业地位，表明白城在快速发展经济的同时，大力开发未利用地，严格落实了耕地保护。从土地利用变化速度看，白城市2009～2014年间土地利用变化速度较快。在10个二级类中，其绝对值由大到小依次为：交通运输用地、未利用土地、居民点及独立工矿用地、其他农用地、耕地、牧草地、林地、其他土地、水利设施用地、园地。其中，交通运输用地、居民点及独立工矿用地等增长率较大，分别为3.26%、0.40%；未利用土地减少率最大，为0.44%。由此得出，白城市交通发展最快；其次为城镇建设发展，占用大量土地；由于耕地面积基数很大，且增加量相对不大，因而增长率并不突出；未利用土地的快速减少，表明白城市注重土地合理开发，整治项目得到有效开展，为白城市经济发展的用地需求和耕地保护提供了保障。
2.3 土地利用程度变化分析 根据刘纪远提出的土地利用程度分析方法，把土地自然平衡保持的状态分为4级并赋予分级指数[11]，公式为：
Ld = 100 × ∑Ai ×Ci ，L∈[100，400]
式中：Ld指土地利用程度综合指数；Ai表示第i类土地利用程度分级指数；Ci为第i类土地面积比重，计算结果详见表3。
由表3可知，2009～2014年的5a间，白城市土地利用程度综合指数逐年上升，表明其土地开发利用程度不断加深。分析原因在于利用程度低的土地利用类型向利用程度较高的土地利用类型转化，表现为未利用土地、其他土地牧草地向耕地、居民点及独立工矿用地、交通运输用地转化，使得土地利用程度增加，土地利用向深度和广度发展；土地利用程度综合指数最大值为242.11，与土地利用程度综合指数的极值（400）相差较远，说明白城市土地利用开发力度还不是很大，这可能与未利用土地、林地等所占比重较大有关。
3 土地利用变化驱动力分析
3.1 指标体系的确定
结合统计年鉴、国民经济和社会发展统计公报，选取了16个影响土地面积变化的指标：X1为GDP（亿元）、X2为农业总产值（亿元）、X3为工业总产值（亿元）、X4为第三产业比重（%）、X5为固定资产投资（亿元）、X6为社会消费品零售总额（亿元）、X7为财政收入（亿元）、X8为农民人均纯收入（亿元）、X9为交通货运量（万t）、X10为年末总人口（万人）、X11为非农业人口（万人）、X12为农业人口（万人）、X13为城镇化率（%）、X14为人均粮食产量（kg/人）。
3.2 主成分分析
运用SPSS19.0软件，采用主成分分析法，得到相关系数矩阵、各主因子的特征值、贡献率、累计贡献率及各变量在各 主成分的载荷矩阵，特征值大于1的主成分有3个，且主成分1、主成分2及主成分3的累积贡献率为96.805%，完全符合分析要求，详见表4。
从表4可以看出，主成分1与X1（GDP）、X2（农业总产值）、X3（工业总产值）、X4（第三产业比重）、X5（固定资产投资）、X6（社会消费品零售总额）、X7（财政收入）、X8（农民人均纯收入）呈显著正相关，因子载荷均在0.90以上，而这些因子与经济、产业结构和农业发展有很大关系；主成分2与X9（交通货运量）、X10（年末总人口）、X11（非农业人口）、X12（农业人口）呈显著正相关，这些指标与交通、人口等社会因素有很大关系；主成分3与X13（城镇化率）呈显著正相关，也可看作为是社会发展因素。以上结果表明，白城市土地利用变化主要受经济发展影响最为突出，主导因素包括经济发展、产业机构调整、农业发展及人口变化。
4 结论
白城市耕地面积最多，接近白城土地总面积的50%，未利用土地和林地等面积也较大，所占比重均在10%以上；5a间未利用土地在各用地类型中所占比重下降最快，耕地所占比重增长最快。土地利用动态变化表现为未利用土地、牧草地、其他土地、园地面积净减少，耕地、其他农用地、居民点及独立工矿用地、交通运输用地、林地、水利设施用地面积净增加；2009～2014年间交通和城镇建设发展均较快，耕地受面积基数影响，增长率不突出；此外，未利用土地快速减少，表明土地整治得到有效开展。5a间，白城市土地利用程度综合指数逐年上升，表明其土地开发利用程度不断加深，但整体水平还有待进一步提高。白城市土地利用变化主要受经济发展影响最为突出，主导因素包括经济发展、产业机构调整、农业发展及人口变化。
参考文献
[1] 李秀彬.全球环境变化研究的核心领域——土地利用/覆被变化的国际研究动向[J].地理学报，1996，51（6）：553-558.
[2] T R Karl，R W Knight，N P Lummer. Trends in the high-frequency climate variability in the twentieth century[J]. Nature，1995（377）：217 - 220.
[3] Houghton J T，Jenkens G T，Ephraums J J. Climate Change：TheIPCC scientific assessment[M]. Cambridge：Cambridge Univer-sity Press，1990：32-45.
[4] E F Lambin，B L Turner，H J Geist. Global environment change：moving beyond the myths[J].Global Environment Change，2011，11（4）：263-268.
[5] 李轩宇，周卫军，黄丽红，等.基于RS的土地动态监测方法和应用[J].经济地理，2008，28（4）：671-673.
[6] 高志强，易维.基于CLUE-S和Dinamica EGO模型的土地利用变化及驱动力分析[J].农业工程学报，2012，28（18）：208-216.
[7] 刘纪远，张增祥，徐新良，等. 21 世纪中国土地利用变化的空间格局与驱动力分析[J].地理学报，2009，64（12）：1411-1420.
[8] 方秀琴，任立良，李琼芳.近40年老哈河流域土地利用变化监测与分析[J].国土资源遥感，2012，（2）：125-131.
[9] 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.
[10] 李华，等.基于GIS的典型岩溶流域土地利用变化分析——以云南省小江流域为例[J].水土保持通报，2005（2）：5-11.
[11] 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.
作者简介：胡海峰（1988-），男，硕士研究生，助理工程师，吉林省国土资源调查规划研究院，从事土地规划研究。
关键词：土地利用变化；驱动力；主成分分析；白城市
中图分类号： F293.2 文献标识码：A DOI：10.11974/nyyjs.20151232065
土地利用变化是全球变化研究中的热点[1]，研究内容从气候变化效应[2-3]扩展到不同空间尺度的土地利用和土地覆盖变化过程、驱动机制及资源、生态和环境效应影响等多方面[4-6]。近年来我国诸多学者对不同区域、不同尺度、不同时段的土地利用动态和空间格局开展了相关研究，并取得了重要成果[7-9]，但均主要侧重于热带雨林退化或经济高速发展下城市扩张，而对生态环境脆弱、经济发展水平相对较低的经济欠发达地区土地利用变化研究较少[10]。因此研究这类区域的土地利用变化情况，分析该地区土地利用的时空格局变化及其原因，以及生态脆弱区土地的可持续利用，不但有利于促进这一地区的经济发展，而且有利于当地的资源开发和对生态环境的保护，并能为政府进行土地管理决策和地方建设提供科学依据，开展这一研究有极其重要的研究价值和实际意义。
1 区域概况及数据来源
1.1 区域概况
白城市位于吉林省西部，松嫩沙地西部，科尔沁草原东部，西邻内蒙古，北接黑龙江，土地总面积2.58万km2，占吉林省面积的13.47%。地处E121°38’～124°23’、N44°13’～46°18’，吉、黑、内3省区结合部，辖区广阔，是吉林省西部重要交通枢纽，以食品加工、能源、物流和旅游服务为主，更是长吉图战略中东北亚区域合作的重要组成部分、中蒙能源通道的重要节点、欧亚大陆桥的主要枢纽城市之一，战略地位突出。白城市作为国家级大型商品粮基地市，人均耕地面积居吉林省首位，但同时也是吉林省旱涝灾害最为严重的区域，生态环境脆弱。到2014年，白城市总人口197.70万人，地区生产总值734.60亿元，仅占吉林省地区生产总值的5.32%，排在全国288个地级市的末端，经济相对落后。
1.2 数据来源
社会经济数据来源于吉林省统计年鉴（2006-2014）和白城市2005～2014年国民经济和社会发展统计公报。考虑土地数据在二调前后统计口径的变化，为使数据更具可比性，研究中仅选取2009～2014年数据，并统一采用《全国土地分类（过渡期）》中的3大分类方式，包括3个一级类和10个二级类，数据来源于吉林省国土资源统计年报。
2 土地利用变化分析
2.1 土地利用结构变化分析
通过土地利用面积和结构变化分析，可以发现区域土地利用的发展趋势，其结构反映不同类型的土地在国民经济各产业部门配置中所占的比重。2009和2014年白城市土地利用面积统计结果见表1。
从面积总量分析，2014年白城市主要土地利用类型分别是耕地、未利用土地、林地及其他农用地，而居民点及独立工矿用地、交通运输用地、林地、牧草地、水利设施用地、其他土地、园地面积均不足10万hm2。其中，耕地面积最大，超过100万hm2，接近总面积的1/2；未利用土地，面积为65.55万hm2，接近总面积的1/3；林地，约占总面积的13%；其余土地利用类型所占比重均不足10%，充分反映了其农业地位。从结构变化分析，5a间各类土地所占比重增减率绝对值由大到小依次为：未利用土地、耕地、其他农用地、居民点及独立工矿用地、交通运输用地、林地、牧草地、水利设施用地、其他土地、园地。由此得出，未利用土地在各用地类型中所占比重下降最快，而耕地所占比重增长最快，由于园地和水利设施用地所占面积比重本身很小，计算基数小，因而比重增长（下降）速度很小。
2.2 土地利用动态度变化分析
本文采用单一土地利用动态度模型对白城市土地利用变化速度进行分析，易于通过不同土地类型间的比较反映不同土地类型变化的差异，从而探究其驱动因子。公式为：
K= Uy-Ux × 1 × 100%
Ux T
式中：K指研究时段内某种土地利用类型变化率；Ux、Uy分别为研究初期和末期该土地利用类型的面积；T表示研究时段。根据公式，2009～2014年白城市土地利用类型变化率详见表2。
由上表发现，5a间白城市各类型土地利用发生了较大变化。从变化幅度看，5a间变化幅度绝对值依次为未利用土地、耕地、其他农用地、居民点及独立工矿用地、交通运输用地、林地、牧草地、水利设施用地、其他土地、园地，未利用土地和耕地面积变化幅度较大，其中未利用土地面积变化幅度最大，减少了1.72万hm2，耕地面积则增加了1.04万hm2，其结果进一步肯定了白城市的农业地位，表明白城在快速发展经济的同时，大力开发未利用地，严格落实了耕地保护。从土地利用变化速度看，白城市2009～2014年间土地利用变化速度较快。在10个二级类中，其绝对值由大到小依次为：交通运输用地、未利用土地、居民点及独立工矿用地、其他农用地、耕地、牧草地、林地、其他土地、水利设施用地、园地。其中，交通运输用地、居民点及独立工矿用地等增长率较大，分别为3.26%、0.40%；未利用土地减少率最大，为0.44%。由此得出，白城市交通发展最快；其次为城镇建设发展，占用大量土地；由于耕地面积基数很大，且增加量相对不大，因而增长率并不突出；未利用土地的快速减少，表明白城市注重土地合理开发，整治项目得到有效开展，为白城市经济发展的用地需求和耕地保护提供了保障。
2.3 土地利用程度变化分析 根据刘纪远提出的土地利用程度分析方法，把土地自然平衡保持的状态分为4级并赋予分级指数[11]，公式为：
Ld = 100 × ∑Ai ×Ci ，L∈[100，400]
式中：Ld指土地利用程度综合指数；Ai表示第i类土地利用程度分级指数；Ci为第i类土地面积比重，计算结果详见表3。
由表3可知，2009～2014年的5a间，白城市土地利用程度综合指数逐年上升，表明其土地开发利用程度不断加深。分析原因在于利用程度低的土地利用类型向利用程度较高的土地利用类型转化，表现为未利用土地、其他土地牧草地向耕地、居民点及独立工矿用地、交通运输用地转化，使得土地利用程度增加，土地利用向深度和广度发展；土地利用程度综合指数最大值为242.11，与土地利用程度综合指数的极值（400）相差较远，说明白城市土地利用开发力度还不是很大，这可能与未利用土地、林地等所占比重较大有关。
3 土地利用变化驱动力分析
3.1 指标体系的确定
结合统计年鉴、国民经济和社会发展统计公报，选取了16个影响土地面积变化的指标：X1为GDP（亿元）、X2为农业总产值（亿元）、X3为工业总产值（亿元）、X4为第三产业比重（%）、X5为固定资产投资（亿元）、X6为社会消费品零售总额（亿元）、X7为财政收入（亿元）、X8为农民人均纯收入（亿元）、X9为交通货运量（万t）、X10为年末总人口（万人）、X11为非农业人口（万人）、X12为农业人口（万人）、X13为城镇化率（%）、X14为人均粮食产量（kg/人）。
3.2 主成分分析
运用SPSS19.0软件，采用主成分分析法，得到相关系数矩阵、各主因子的特征值、贡献率、累计贡献率及各变量在各 主成分的载荷矩阵，特征值大于1的主成分有3个，且主成分1、主成分2及主成分3的累积贡献率为96.805%，完全符合分析要求，详见表4。
从表4可以看出，主成分1与X1（GDP）、X2（农业总产值）、X3（工业总产值）、X4（第三产业比重）、X5（固定资产投资）、X6（社会消费品零售总额）、X7（财政收入）、X8（农民人均纯收入）呈显著正相关，因子载荷均在0.90以上，而这些因子与经济、产业结构和农业发展有很大关系；主成分2与X9（交通货运量）、X10（年末总人口）、X11（非农业人口）、X12（农业人口）呈显著正相关，这些指标与交通、人口等社会因素有很大关系；主成分3与X13（城镇化率）呈显著正相关，也可看作为是社会发展因素。以上结果表明，白城市土地利用变化主要受经济发展影响最为突出，主导因素包括经济发展、产业机构调整、农业发展及人口变化。
4 结论
白城市耕地面积最多，接近白城土地总面积的50%，未利用土地和林地等面积也较大，所占比重均在10%以上；5a间未利用土地在各用地类型中所占比重下降最快，耕地所占比重增长最快。土地利用动态变化表现为未利用土地、牧草地、其他土地、园地面积净减少，耕地、其他农用地、居民点及独立工矿用地、交通运输用地、林地、水利设施用地面积净增加；2009～2014年间交通和城镇建设发展均较快，耕地受面积基数影响，增长率不突出；此外，未利用土地快速减少，表明土地整治得到有效开展。5a间，白城市土地利用程度综合指数逐年上升，表明其土地开发利用程度不断加深，但整体水平还有待进一步提高。白城市土地利用变化主要受经济发展影响最为突出，主导因素包括经济发展、产业机构调整、农业发展及人口变化。
参考文献
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[6] 高志强，易维.基于CLUE-S和Dinamica EGO模型的土地利用变化及驱动力分析[J].农业工程学报，2012，28（18）：208-216.
[7] 刘纪远，张增祥，徐新良，等. 21 世纪中国土地利用变化的空间格局与驱动力分析[J].地理学报，2009，64（12）：1411-1420.
[8] 方秀琴，任立良，李琼芳.近40年老哈河流域土地利用变化监测与分析[J].国土资源遥感，2012，（2）：125-131.
[9] 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.
[10] 李华，等.基于GIS的典型岩溶流域土地利用变化分析——以云南省小江流域为例[J].水土保持通报，2005（2）：5-11.
[11] 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.
作者简介：胡海峰（1988-），男，硕士研究生，助理工程师，吉林省国土资源调查规划研究院，从事土地规划研究。