陇南山区产业结构调整与耕地面积的空间耦合关系分析

陇南山区产业结构调整与耕地面积 空间耦合关系分析 王永涛摘要:相对有限的土地资源已经成为经济快速发展的瓶颈,研究产业结构调整与耕地资源变化的关系具有很重要的意义。该文根据19982008年陇南市耕地面积变更调查数据和社会经济统计数据，针对陇南市的耕地面积变化趋势进行了分析，并用统计分析和相关分析方法，对引起耕地面积变化的驱动力因素进行了研究，对陇南山区耕地面积和产业结构调整做了综合评价，并对二者的耦合关系进行了定量辨识。研究结果表明：近11年来陇南市耕地面积总体趋势呈线性下降，经历了缓慢减少-增加-缓慢减少-急剧减少的变化过程,且人均耕地面积也呈线性下降趋势。以陇南市GDP、三大产业总值分别为自变量、耕地面积为因变量建立的回归方程表明，耕地面积变化与社会经济发展的综合实力和规模以及活跃度密切相关。通过对该区域的产业结构效益和耕地面积变化率的分析，得出该区域的耕地-产业结构协调度分析，说明了在耕地面积减少不太的轻度区武都区、两当县协调度最好；处于深度区的康县、文县、徽县次之；低度区的西和县、成县最低。关键词：陇南山区；耕地面积；产业结构；耦合关系Longnan mountainous area of industrial restructuring and land Analysis of spatial coupling Wang yong tao摘要 : 相对有限的土地资源已经成为经济快速发展的瓶颈,研究产业结构调整与耕地资源变化的关系具有很重要的意义。Abstract: The relatively limited land resources, rapid economic development has become the bottleneck of industrial restructuring and the relationship between cultivated land change has very important significance. 该文根据19982008年陇南市耕地面积变更调查数据和社会经济统计数据，针对陇南市的耕地面积变化趋势进行了分析，并用统计分析和相关分析方法，对引起耕地面积变化的驱动力因素进行了研究，对陇南山区耕地面积和产业结构调整做了综合评价，并对二者的耦合关系进行了定量辨识。 The article according to Longnan 1998-2008 survey data of cultivated land change and socio-economic statistics for the city of cultivated land change Longnan trends are analyzed and used statistical analysis and correlation analysis method, causing the driving forces of cultivated land area change factors a study of the cultivated area and the mountain Longnan do a comprehensive evaluation of industrial restructuring, and the coupling relationship between the two quantitative identification. 研究结果表明：近11年来陇南市耕地面积总体趋势呈线性下降，经历了缓慢减少-增加-缓慢减少-急剧减少的变化过程,且人均耕地面积也呈线性下降趋势。 The results showed that: the past 11 years, the overall trend of cultivated land Longnan linear decline, experienced a slow decrease - increase - slowly decrease - sharp decline in the change process, and the per capita arable land is also a linear decline. 以陇南市GDP、三大产业总值分别为自变量、耕地面积为因变量建立的回归方程表明，耕地面积变化与社会经济发展的综合实力和规模以及活跃度密切相关。 to Longnan GDP, total value of the three industries were the independent variables, cultivated land area as the dependent variable to establish the regression equation shows that cultivated land change and socio-economic development of comprehensive strength and size and is closely related activity. 通过对该区域的产业结构效益和耕地面积变化率的分析，得出该区域的耕地-产业结构协调度分析，说明了在耕地面积减少不太的轻度区武都区、两当县协调度最好；处于深度区的康县、文县、徽县次之；低度区的西和县、成县最低。 industrial structure in the region through the benefits and the rate of change of cultivated land, drawn to the regions arable land - the coordination structure analysis shows that the reduction in cultivated area is not the light areas Wudu District, the two co-ordination when the County degree of the best; in deep areas of the Kang County, Wen County, Hui County, second; low areas of the West and the county into the county a minimum. 关键词 ： 陇南山区；耕地面积；产业结构；耦合关Key words: Longnan mountain; cultivated area; structure; coupling 耕地是最基本的自然资源,保持一定数量的耕地是人类赖以生存和发展的基本条件 。但是,近年来社会经济发展、人口增长和非农建设等原因,占用大量的耕地,致使耕地数量日益减少。因此,耕地的稀缺已经成为制约农业生产及国民经济可持续发展的瓶颈因素,如何协调区域经济发展和耕地资源保护,是我国社会经济实现可持续发展的重要课题 土地作为支撑区域经济发展的承载基础和发展资本，其本质是空间资源，区域经济的发展必须落实到具体的空间上，脱离土地支撑的经济发展就像空中楼阁。推动产业结构调整、优化是区域发展的主题，产业结构在很大程度上决定了稀缺资源的配置效果。在一定意义上，产业的空间结构就是土地利用结构。经验表明，不同产业以及产业内部各个行业的用地数量不同，或者说一定数量的土地资源用于不同产业(行业)，其投入产出结果会有很大差异。随着经济的快速发展，土地外延扩张式粗放利用已经难以持续拓展产业发展空间，推进土地集约利用，将成为区域土地利用的主要目标。一方面，产业发展水平和产业结构演变决定了土地利用方式、结构及其变化。另一方面，土地利用状态、禀赋、方式以及用地政策和制度等因素也会约束和引导区域产业发展及结构调整的方向。因此，区域产业结构调整与土地集约利用有着密切的关系。土地是最基本的自然资源，而耕地是土地的精华，保持一定数量的耕地是人类以生存的基本条件。耕地的变化和流向反映了社会经济的基本态势，并直接影响粮食安全以及区域经济可持续发展。全国土地利用变更调查报告显示，截至2006年10月31日，全国耕地面积为1218亿hm2，比2005年度末净减少307万hm2，与12亿hm2耕地保护红线只相差180万hm2，人均耕地仅有0093hm2；全国25以上耕地面积为4041万hm2，占耕地总面积的332，耕地保护形势异常严峻。加强耕地变化研究，分析耕地减少驱动因子，对合理利用耕地资源控制耕地面积进一步减少具有重要意义。关于耕地的动态变化及与产业结构调整研究，国内外已经进行了许多研究，但多集中在多个城市连片区域等大尺度范围内以及经济发达地区、脆弱区，而针对我国西北山地区域的研究相对较少。本文研究将视野投放到经济发展相对落后的甘肃陇南山区，以陇南市为例，探讨该19982008年间的耕地面积变化趋势，井对其背后的社会经济驱动力因素进行全面的分析，将研究切入点定位于产业结构与耕地面积动态变化的互动关系上，深入探讨区域产业结构调整与耕地面积的互动影响机理，以及结合土地集约利用水平，运用土地利用政策参与宏观经济调控，引导和约束区域产业结构调整，追求促进土地集约利用的区域产业结构调整战略的实现，达到土地资源可持续利用、经济社会可持续发展的目的，为构建和谐社会奠定基础。1 陇南山区概况和土地利用现状1.1 陇南山区概况本文中的陇南山区即指陇南市。位于甘肃省的东南部，地处秦巴山地与岷山山脉黄土高原交汇地带，东邻陕西省汉中地区，南面与四川省绵阳地区和阿坝藏族自治州接壤，西连本省甘南藏族自治州，北靠本省天水市和定西地区。地理位置坐标东经（1020413637），北纬（32063431）之间。全区行政辖1区8县，其中包括武都区、西和县、两当县、礼县、康县、文县、成县、徽县和宕昌县。全区土地总面积约2.79万平方km(图1)，人口280多万，境内海拔600-3600m之间，年平均气温14.7，年日照时数1911.3小时，年降水量400mm，无霜期210-240天,属于亚热带半湿润气候。 图1 陇南市地图 陇南山区地处秦巴山区，是甘肃境内唯一的长江流域地区，气候属亚热带向暖温带过渡区，境内地貌俊秀，气候宜人，雨量充沛，光照充足，森林覆盖率高，素有“陇上江南”之美称。该区除徽成盆地外，大部分属秦岭山地，区内山高谷深，地形破碎，以山地丘岭为主，大多数山地石多土少，故常被称为陇南山区。陇南山区大地形处于秦巴山区及其向青藏高原东北侧边缘过渡地带。整个地势西高东低，是我国第二阶梯向第一阶梯过渡地带，南部有四川交界处的米仓山、摩天岭，西部有处于青藏高原边缘的岷山、迭山，西部为西秦岭山脉，整个地区属于秦巴山地西部。 本区山系发育古代褶皱带与前寒武系底层上，在燕山运动中褶皱断裂，形成了高山峻岭与峡谷盆地相间的复杂地形。全区山峦叠嶂，沟壑交错，山大沟深，高差悬殊，山地广布。除了徽县、成县、西和、礼县有小片的丘陵盆地外大部分为海拔1000-2000m的中山，一部分为2000-3000m的亚高山。全区最低处是文县的中庙罐子沟550m和康县的托河小河坝570m；全区最高处是文县境内的雄黄山4187m和舟曲与四川南坪交接的青红石椿4504m。在同一山体从河谷到山顶的相对高度高差悬殊，如文县县城南面的郎卜山从白水江河谷至山顶，其水平距离相隔5km，相对高差为1723m；武都县城南面的擂鼓山其水平距离相间11km，垂直高度相差2200m；舟曲县城北面的擂鼓山水平距离相间隔8km；相对高度相差2750m。由于本区山大沟深，山高坡陡，高差悬殊的地形特诊，形成了比我国亚热带东部丘陵山区更加复杂多样的山区垂直气候层带和立体农业耕作带。这是区别于东部亚热带山区的重要特征之一。由于这种特殊地形加上岩层破碎，石多土薄，纸杯破坏，多年平均侵蚀模数为500-2000吨/km2,每当出现暴雨山洪时，就会诱发泥石流、山体滑坡，泻溜和崩塌等灾害，冲毁大片良田，公路和村庄，这也是我国亚热带西部山区特有的生态问题。该地区坡陡土薄，山坡地占总面积的95以上，且53的坡地在15度至30度之间。30度以内的坡地有761万亩，水土流失面积达2668万平方公里，占总土地面积的6317。自然条件恶劣，生态环境脆弱，经跻发展缓慢，据统计分析，近10年来该区的经济增长速度要比甘肃省增长速度慢2-4，2001年实现国内生产总值4339亿元，财政收入1884亿元，国内生产总值仅占甘肃省的41，财政收入只占甘肃省财政收入的15，经济实力在全省14个地、州、市中居第12位，是甘肃省经济发展最慢、最落后的地区之一。1.2 陇南山区土地利用现状 图2 2006年陇南市土地利用情况2 陇南山区耕地面积变化2.1 陇南市耕地现状陇南山区大部分属秦岭山地，山地坡度大，坡度25的土地面积占总土地面积的55.86%，耕地的90.17%的为坡地，大多数山地石多土少，水土配置不合理，仅有水地3450hm2，占总耕地面积的1%左右；全区水土流失面积约占总土地面积的63.4%，是长江上游的重要水土流失区之一。该地区坡度25的耕地面积有34.12hm，陇南地处亚热带，其降水条件是甘肃省最好的区域，因而也是退耕还林还草最为有利的地区。2.2 耕地资源数量变化分析根据甘肃省年鉴19982008年陇南市土地利用变更数据(表1)，表明陇南市耕地面积总体呈线性下降趋势，经历了缓慢减少一增加一缓慢减少一急剧减少的变化过程。1996年耕地面积为299021公顷，2006年减少到288980公顷，年平均净减少1004.1公顷。19982002年，耕地面积缓慢减少，年递减率分别为019和1；2002年耕地面积有小幅度增加，增加386公顷；2003年，耕地面积略有减少，减少153公顷；转而2004年耕地面积回增607公顷；2005-2008年耕地面积由缓慢减少到2008年的急剧较少，年递减率高达6985左右。 表1 陇南市1998-2008年耕地面积变化陇南市耕地面积（公顷）年初耕地面积当年增加耕地面积当年减少耕地面积年末耕地面积1998 299021.00-299021.001999 298994.00-298994.002000298993.331546.6710000.00290540.002001290540.002286.673906.67288920.002002288920.001186.67800.00289306.672003289306.67373.33526.67289153.332004289153.30866.70260.00289760.002005289760.00226.70720.00289266.702006289266.70153.30400.00289020.002007289020.00326.70366.70288980.002008288980.00266.7766.00228486.70 耕地面积总量 图3 陇南市998-2008耕地面积变化趋势图4 陇南市1998-2008耕地面积变化趋势2.3 耕地资源空间差异变化由于自然条件的区域差异显著,经济发展与人口增长的速度不同,加上历史的原因,市各地区耕地变化也表现出很大的差异。用相对变化率的概念进行定量分析,可以充分地表达土地利用变化的区域差异。某地区某一特定土地利用类型相对变化率可表示如式(1) 。式中: Ka 、Kb 各地区某一特定土地利用类型研究期初及研究期末的面积; Ca 、Cb 全研究区某一特定土地利用类型研究期初及研究期末的面积。如果某区域某种土地利用类型的相对变化率R 1 ,则表示该区域这种土地利用类型变化较全区域大。陇南市各县耕地相对变化率分布的空间格局见图4。表2 1998-2008年陇南各地县耕地面积变化 图5 陇南山区耕地相对变化率的区域差异空间分布图由图5 可以看出,1998 - 2008 年康县、文县、徽县耕地相对变化率较大,这些地区耕地减少构成中生态退耕还林还草占主要部分,同时这些地区建设占用耕地也是耕地减少的主要原因。2002 - 2003 年河北省大量耕地退还林地、退还牧草地,切实保证生态平衡。成县、西和、两当县等地区耕地相对变化率较小,这些地区建设占用耕地是耕地减少的主要部分,1997 - 2004 年非农建设占用耕地的数量由1. 15 万hm 下降到0. 7 万hm ,呈逐渐下降的趋势。这是由于各级政府加强了对城镇建设用地的内部挖潜,从而减少了对耕地的占用。3 陇南市经济产业结构变化分析3.1 陇南市产业结构变化自1998年以来，陇南市产业结构发生了变化，但是是陇南的产业结构演变轨迹与一般的产业结构演替规律并不相符台。第一产业所占比重呈下降趋势，这符合一般产业结构演变规律，但是第二产业所占比重呈现出下凹曲线，第三产业呈现出上凸曲线。陇南市19981999200020012002200320042005200620072008第一产业40.638.938.136.235.133.533.8322827.629.2第二产业30.228.227.227.127.529.731.429.135.336.626.4第三产业29.132.734.736.737.336.834.838.936.735.844.4 表2 陇南市1998-2008产业结构变动 图 6 陇南市1998-2008三产业比重关系图经济增长是土地利用变化的主要动力之一。社会经济发展主要反映在经济产出、投资发展、城镇建设等方面，城镇土地利用格局就是城镇经济发展的产物。城镇规模的发展促进集聚生产力的形成。当经济发展加速、生产力水平提高时，社会收入水平提高、城镇建设投资增加，将促使城镇空间加速扩展，促使土地利用的变化。如图7所示。 图7 产业结构对耕地面积影响3.2 国内生产总值与耕地面积变化相关分析 城市经济产出因素主要以GDP、三次产业结构、工业产值等为表征。经济总量的增加引起了城市用地规模的扩大，而产业结构的调整则带来了城市用地结构和空间结构的变化。一般来说，地区经济发展水平越高，城市水平也就越高，建设用地需求量相应越大；反过来，城市化水平的提高又促进了地区经济的发展。二者相互促进，相得益彰。陇南市经济发展迅猛， 经济建设对土地的需求大，从而引起建设用地规模扩张，同时耕地面积也会相应的减少。1998-2008年，陇南市的耕地面积随着国内生产总值的提高而呈逐年减少的趋势。通过相关分析法和统计分析模拟，可以得到以下回归方程：y = -2719ln(x) + 64731R = 0.388 其中，y为耕地面积，单位为公顷；x为国内生产总值，单位为万元。根据以上的回归模型可知，陇南市国内生产总值与耕地面积间具有负相关性。陇南市未来经济发展趋势必然为国内生产总值的迅猛提升，为了满足经济发展对建设用地的强大需求，占用耕地导致耕地面积的减少。 图8 耕地面积随GDP增长的对数型递减分布3.3 三大产业产值增长与耕地面积相关关系分析城市产业发展是用地空间结构演变的主要驱动力之一。区域产业结构在很大程度上，取决于区域竞争条件下生产要素优化配置基础上经济产出的结果。陇南市属于多山城市，其产业结构不仅受制于自身的资源禀赋，更受制于经济发展中的功能结构调整。（1）第一产业产值增长与耕地面积相关性较强。变量之间缺乏密切相关性。说明陇南市第一产业增加值与耕地面积之间的相关性较强。陇南市第一产业增加值与耕地面积相关系数R = 0.452。y = -4091ln(x) + 78518R = 0.452 图9 耕地面积随第一产业总值增长的对数型递减分布（2）第二产业产值增长与耕地面积相关性不太大。陇南市工业化进程的发展推动了城市化水平的巨大提高。工业投入不断增加，推动生产和就业比重不断提高，促进了农村劳动力不断向城市转移，从而提高城镇化水平，相应增大了建设用地规模总量。根据陇南市数据，通过相关分析法和统计分析模拟，陇南市的第二产业和耕地面积建立回归方程。其相关的数学模型为：y = -1855ln(x) + 50986R = 0.231其中，y为耕地面积，单位为公顷；x为第二产业产值，单位为万元。从模型可以看出，工业化水平的提高带来了建设用地规模的扩张。因此，但同时导致了耕地面积的减少。结果显示昌陇南市工业的增长对耕地规模具有一定影响，会造成耕地规模的下降，存在弱相关性，但总的影响力不大。图10 耕地面积随第二产业GDP增长的对数型递减分布（3）第三产业产值增长与耕地面积密切相关。第三产业的迅速发展，为陇南市城市化进程的进一步发展拓展了空间， 而耕地面积受此影响最大，具体见图11。对陇南市第三产业和耕地面积进行统计分析，得出回归方程：y = -2551ln(x) + 59879R = 0.472其中，y为耕地面积，单位为公顷；x为第三产业产值，单位为万元。由计算得R = 0.472， 可知陇南市第三产业的增长与耕地面积的发展具有较强相关性。第三产业的发展在一定程度上会影响它们的变化。从以上分析可知，与耕地面积关系最密切的是第三产业产值的增长变化，其次是第一产业的变化影响。耕地面积通过第三、一产业增长的带动实现了快速减少。图11 耕地面积随第三产业GDP增长的对数型递减分布4 研究区产业结构经济效益测算城市产业结构调整会引起城市功能的演替，从而对城市外部空间形态演化和内部空间结构的重组产生重大影响。从许多发达国家和新兴工业化国家的实践来看，产业结构的演变规律由第一产业为主导向第二产业为主导，再向第三产业为主导的方向发展，城市空间结构也出现与之相应的演变特征。在这一发展过程中，产业结构调整和空间结构优化均为动态过程，两者应相互协调，共同优化，促进城市经济的快度发展。90年代以前，在我国许多城市中，产业政策是引起产业结构调整的主要机制，而忽略了市场机制。由于受产业结构调整的政策影响，城市注重工业用地而忽视其生产服务功能方面的用地，各类土地用途结构不合理，城市内部空间结构的各种问题日益暴露，制约着城市经济的发展，优化城市内部空间结构成为必然的选择。1992年以来，市场经济体制的逐步建立和完善，产业结构调整的主导方式由行政、计划转向市场机制的新时期，土地在追求利润最大化，城市土地产出效率的提高，用地结构逐步趋向合理化，从而使城市空间结构得到不断的优化。区域产业结构很大程度上取决于区域竞争条件下，生产要素优化配置基础上经济产出的结果。陇南市是多山城市， 其产业结构不仅受制于自身的资源禀赋，更受制于经济发展中的功能结构调整。4.1 指标体系及标准化为了准确、客观地描述产业结构调整带来的经济效应，可以从经济效益、资源效率和资源供需、环境承载力等方面出发，构建指标体系进行分析。其中，经济效益可以用人均GDP、农民人均纯收入、全员劳动生产率、总资产贡献率、成本费用利润率、人均社会消费品零售额来衡量；资源效率、资源供需主要用水资源、土地资源来衡量。在此，仅从经济效益一个侧面来反映陇南山区产业结构的效益。上述指标的标准化处理：式中：Pi为i指标的标准化值,Ei为i指标的原始值，Emin、Emax为评价区内i指标的最小、最大值。4.2 产业结构的效益分析陇南山区产业结构的效益可以根据下式计算：式中：U为该种产业结构的效益指数；Pi为各指标的标准化值,Wi为各指标的权重。 表3 陇南山区产业结构效益项目深度区 轻度区 低度区康县、文县 礼县、宕昌县 武都区、两当县 成县、西和徽县 产业结构 0.72 0.36 0.54 0.43效益指数从产业结构效益指数分析，陇南山区产业结构效益自深度区向低度区在空间上一次降低，表现为深度区轻度区低度区。其中，深度区康县、文县、徽县的产业结构效益高达072，而轻度区、低度区仅为054、043。这说明深度区的产业结构基本上决定着整个陇南山区产业结构调整的主要方向与任务，产业转型应该首先从轻度区和低度区。5 产业结构调整与耕地面积的耦合关系辨识产业结构作为衡量经济发展水平的状态指标，与资源、环境之间存在着显著的互动关系，一方面，产业结构的组合类型和强度在很大程度上决定了经济效益、资源利用效率和对环境的胁迫；另一方面，区域耕地面积的变化决定着主导产业、支柱产业的选择，耕地面积通过土地利用结构对产业的发展起到制约作用。现阶段，陇南山区耕地面积辩化率与产业结构效益正相关，即耕地面积变化大的地区，产业结构效益高；耕地面积少的地区，产业结构效益地。这说明，陇南山区的产业发展过渡依赖减少耕地面积的基础上，并且产业发展已超过耕地面积的承载能力，对该区域的经济可持续发展带来影响。为了衡量陇南山区产业结构与生态环境的关系，可以引入环境产业协调度来定量描述该区域的产业结构与耕地面积之间的耦合程度。产业-耕地协调度是指产业结构调整与耕地面积在发展过程中彼此和谐一致的程度，是区域经济得以健康发展的根本保证。作为生态环境与产业结构功效的综合反映，产业-耕地协调度可利用线性加权平均法进行计算。式中：C为环境产业协调度，E，U ，We,Wu 分别为耕地面积递减率、产业结构效益指数及其权重。显然，0C1。当C=1时，协调度最大，区域生态经济系统将走向新的有序结构；当C=0时，协调度最小，区域生态经济系统将向无序发展。根据上述模型，可以计算出研究区的产业-耕地协调度。 表4 陇南山区产业-耕地协调度项目深度区 轻度区 低度区康县、文县 礼县、宕昌县 武都区、两当县 成县、西和 徽县 产业-耕地 0.5 0.48 0.62 0.43协调度 由图12，通过耕地-产业结构协调度分析，陇南山区产业协调度自深度区向低度区呈倒”U”型，轻度区最高，武都区、两当县为0.62，礼县等为0.48；深度区的康县、文县、徽县次之，为0.5；低度区的成县、西和县最低,为0.43。这一变化趋势说明耕地-产业协调度并不单纯依赖经济效益或者耕地面积一方的变化，而是同时综合两者彼此的协调发展，才能形成未来经济的可持续发展。 图12 陇南市耕地-产业协调度空间分布图6 对策和建议(1) 19982008年陇南市耕地