徐州市農村居民點用地時空變化及其影響因素

畢雪昊 凌宇 楊小艷 陳龍高

摘要：農村居民點的無序擴張占用了大量耕地，導致土地利用格局發生劇烈變化。研究農村居民點用地的時空變化及其影響因素對于保護耕地、促進土地資源集約利用、優化土地利用布局具有重要意義。以江蘇省徐州市為研究區域，基于地理信息系統（GIS）空間信息技術，綜合采用土地利用動態度、土地利用轉移矩陣、景觀指數、多元回歸分析等方法，研究徐州市1995—2015年期間的農村居民點時空變化特征和影響因素。結果表明：徐州市農村居民點用地在20年間處于擴張狀態，且擴張速度在加快;新增農村居民點用地多由耕地轉入，農村居民點用地轉化類型多為城鎮建設用地;通過景觀指數分析發現，全市農村居民點用地斑塊破碎化程度逐年減輕，2010年后平均斑塊聚集性明顯增加，各農村居民點斑塊規模之間的差異愈發明顯;分縣（市、區）來看，僅徐州市轄區和新沂市范圍內的農村居民點用地面積在減少，除沛縣外，其余縣（市、區）農村居民點均趨向于聚集分布;固定資產投資額、農民人均收入和國內生產總值（GDP）對農村居民點時空變化的影響較大。結果可為徐州市農村居民點合理規劃布局提供科學參考。

關鍵詞：農村居民點用地;時空變化;影響因素;徐州市;土地資源集約利用;土地利用布局

中圖分類號： F321.1 ?文獻標志碼： A ?文章編號：1002-1302（2020）10-0263-06

收稿日期：2019-04-12

基金項目：國家自然科學基金（編號：41601087、41271121）;江蘇高校優勢學科建設工程資助項目。

作者簡介：畢雪昊（1996—），女，江蘇徐州人，碩士研究生，主要從事土地經濟與政策研究。E-mail：932768962@qq.com。

通信作者：陳龍高，博士，教授，主要從事土地利用與規劃研究。E-mail：longgao.chen@jsnu.edu.cn。

農村居民點是農民生活居住的載體。近年來，隨著城鎮的快速擴張和人口流動，農村居民點在結構、分布、形態上發生了劇烈的變化[1]。突出表現為大量農業人口外流，而農村居民點用地面積不僅沒有減少反而有所增多，即出現減人不減地的奇特現象[2]。農村居民點的無序擴張會占用大量耕地，導致土地利用格局發生劇烈變化。研究農村居民點用地的時空變化及其影響因素對于保護耕地、促進土地資源集約利用、優化土地利用布局具有重要意義。

據此，眾多學者對農村居民點用地擴張開展了相關研究，研究內容涉及影響機制與驅動機理、區域擴張特征以及不同尺度、不同特色區域的變化過程等，所用研究方法主要有空間統計方法[3]、遙感動態監測[4]、Voronoi圖[5]等;研究尺度按行政區域劃分包含鎮域[6]、村域[7]、市域[8]等;研究區域按自然帶劃分包括山區[9]、平原[10]等。此外，也有學者按經濟發展狀況劃分將各城市群[11]作為研究區域。

學者們對農村居民點時空變化的影響機理與驅動機制進行了較多研究。姜廣輝等認為，高程和地形是對農村居民點時空變化影響最大的自然驅動因子[12]。海貝貝等認為，社會經濟的發展往往是農村居民點演化的外部動力，而政策制度的實施則對村莊選址行為具有直接導向作用[13]。師滿江等認為，農村居民點的聚集具有親水性、親路性等特點，其時空變化主要受到區位條件的影響[4]。龍花樓等則認為，自然因素作為土地利用變化的內部驅動因子，對土地利用變化的驅動過程較為緩慢，短時期內的農村居民點變化主要是社會經濟因素影響的結果，而自然因素的影響甚微[14]。一般認為，影響農村居民點時空變化的因素可大致分為自然因素、社會經濟因素、區位因素、人口因素等，應根據研究區域特性及研究期時長在影響因素的探究上有所側重。

總而言之，各位學者對農村居民點時空變化及其影響機制的研究取得了豐碩的成果，為今后的研究奠定了一定的基礎。隨著地理信息系統（GIS）、遙感（RS）等多種研究技術的發展[15]，應用空間信息技術開展農村居民點變化相關研究已成為共識。本研究在現有土地利用數據的基礎上，對近20年來江蘇省徐州市的農村居民點變化及其影響因素展開研究，以期揭示研究區農村居民點時空擴張規律及影響機制，為區域國土資源管理及可持續發展提供參考和借鑒。

1 研究區域與數據來源

1.1 研究區域概況

徐州市地處江蘇省西北部，位于江蘇、安徽、山東、河南4省交界處，是淮海經濟區中心城市（圖1）。徐州市的土地面積為11 258 km2，地形以平原為主，平原面積占比達到90%以上。徐州市下轄5個市轄區、3個縣、2個縣級市。截至2015年年底，全市常住總人口數共886.9萬人，其中農業人口數為337.66萬人，占總人口的38.07%，農民可支配收入為26 218.65元/人。2015年，徐州市農村居民點用地面積達178 454 hm2，較1995年增長7.1%。

1.2 數據來源與處理

本研究所用數據包括空間數據和社會經濟數據，其中空間數據為5期（1995、2000、2005、2010、2015年）土地利用數據，下載自地理國情監測云平臺（http：//www.dsac.cn/）上的全國土地利用數據庫;社會經濟統計數據來源于《徐州統計年鑒》（1996—2016年）。

數據分析處理過程：（1）利用ArcGIS 10.2軟件提取5期土地利用數據中的農村居民點用地，統計匯總這5個時期徐州市農村居民點用地面積;（2）將土地利用矢量數據柵格化，以便在Fragstat 40軟件中進行景觀指數計算;（3）采用線性插值方式對1995—2015年期間缺失的農村居民點用地面積數據進行補充，以便后期進行多元回歸分析。

2 研究方法

以ArcGIS 10.2、Fragstat 4.0軟件為分析平臺，計算土地利用動態度、土地利用轉移矩陣和景觀指數，描述農村居民點時空變化特征和空間分異狀況，在獲取社會經濟數據的基礎上，結合多元回歸模型，探究其變化的影響機制。

2.1 土地利用動態度

通過研究各類型土地面積的數量及變化速率，可以得到研究期內不同土地利用類型的面積總量變化和結構演變趨勢。土地利用動態度模型可用于表示土地資源變化速率。本研究采用單一土地利用動態度來反映一定時間范圍內，農村居民點用地數量的變化速率和變化情況[16]。其表達式為

K=Ub-UaUa/T×100%。

（1）

式中：K為研究期內某一地類動態度;Ua、Ub分別是研究期內期初和期末該地類的面積;T為研究期長。

2.2 景觀指數

景觀指數是涵蓋了景觀格局信息的定量指標，能定量反映空間結構組成特征[17-18]。本研究在進行研究對象的景觀格局分析時主要選用能夠反映圖斑面積、密度等景觀格局的指數。其中，斑塊總面積（CA）和平均斑塊面積（MPS）反映了圖斑面積信息，斑塊面積標準差（PSSD）用來衡量各圖斑面積離散度，斑塊密度（PD）反映圖斑密度大?。ū?）。

2.3 土地利用轉移矩陣

單一土地利用類型的變化與其他地類的增減息息相關。土地利用轉移矩陣（表2）可以反映研究期始末各土地利用類型之間的面積轉移關系，從而有助于了解各地類面積增加的來源和減少去處[19]。

2.4 多元線性回歸分析

回歸分析可用于研究因變量與自變量之間是否存在線性關系，進而描述自變量對因變量的影響及影響程度。在研究土地利用的變化情況時，常用到多元線性回歸模型，該模型要求特定的土地利用變化與各影響因素之間存在著較強的線性關系。本研究以農村居民點面積為因變量進行回歸分析。多元線性回歸的數學模型為

Y=b0+b1X1+b2X2+…+bnXn。

（2）

式中：Y表示因變量;Xi表示自變量;n為自變量個數;b0、b1、…、bn為常數項系數。

3 結果與分析

3.1 農村居民點時空變化分析

3.1.1 農村居民點規模擴張速率變化 由表3可知，除2000—2005年土地利用動態度為負值外，其余時間段內均為正，其中1995—2000年土地利用動態度最高，為1.22%，說明該階段農村居民點擴張速率最大。2005—2010年后動態度為正，且有小幅增長趨勢。截至研究期末，土地利用動態度達到0.33%，說明徐州市農村居民點用地仍處于擴張態勢。

3.1.2 農村居民點景觀演變特征 由表4可知，1995—2015年期間，徐州市農村居民點用地共增長11 885 hm2，年均增長594.25 hm2。研究期內徐州市農村居民點斑塊總面積的變化呈先增后減再增的趨勢，整體呈擴張趨勢。1995—2005年斑塊密度呈增長趨勢，說明在該階段內農村居民點破碎化程度加深，而2005年后，由于城鄉建設用地增減掛鉤試點政策的實施和新農村建設的推進，大量小型農村居民點被復墾為成片耕地，選址新建的農村居民點較為集中成片，因而斑塊密度大幅減小，破碎程度有所降低。20年間徐州市農村居民點斑塊面積標準差有增加趨勢，且2005年后斑塊面積之間離散程度增大，說明在實施新農村規劃建設中，已有不少農村居民點被整合為大范圍居住區，達到了遷村并點效果，但仍存在許多小規模村莊，拉大了斑塊面積之間的差距。徐州市農村居民點平均斑塊面積在1995—2005年期間基本無變化，在2005—2010年期間發生大幅增長，在2010—2015年期間變動較穩定?？傮w來看，20年間徐州市農村居民點斑塊總面積增加，斑塊密度減小，斑塊面積標準差大幅增加，平均斑塊面積增大，說明徐州市農村居民點趨向于聚集分布，各農村居民點斑塊之間存在規模上的差距。

圖2為徐州市景觀指數分異圖，反映了徐州市不同縣（市、區）之間景觀指數差異。在市區城鎮化推進的過程中，城市周邊的農村居民點被逐步改造成城鎮用地，進而導致市區農村居民點用地面積較少[20]。由圖2-A可知，徐州市農村居民點主要分布在各縣（市），徐州市5縣（市）加上銅山區的農村居民點占總面積的90%以上。研究期內，僅徐州市轄區和新沂市農村居民點斑塊總面積在減少，其余地區農村居民點用地規模都產生了不同程度的擴張，其中豐縣農村居民點斑塊總面積增長幅度最大，增幅為 17.9%。由圖2-B可知，2015年徐州市轄區斑塊密度最小。研究期內，除沛縣外，其余各縣（市、區）農村居民點斑塊密度均有不同程度的減小趨勢，表明徐州市大部分地區農村居民點分布破碎程度有所減弱，各地區農村居民點布局基本趨于集聚態勢。由圖2-C可知，徐州市轄區、賈汪區、銅山區和豐縣研究期末的斑塊面積標準差指數較期初有了明顯提升，這是由于作為徐州市城鎮化進程的中心和重點地區，徐州市轄區農村居民點用地的整理情況較好，同時帶動了周邊地區（如賈汪區、銅山區）對農村居民點用地的整理。從圖2-D可知，在1995—2015年期間，各地農村居民點斑塊平均面積均有所增加，2015年新沂市農村居民點平均斑塊面積為35.51 hm2，大于其余各地區，綜合新沂市其他景觀格局指數可以認為，新沂市農村居民點總體規模較小，景觀破碎程度較低，農村居民點布局較其他縣（市、區）更為積聚。

3.1.3 農村居民點土地利用變化情況 土地利用轉移結果（表5）反映了1995—2015年期間徐州市農村居民點用地與其他用地類型之間的轉換情況。

1995—2015年期間，共有72 499 hm2的其他地類土地轉移為農村居民點用地，其中耕地的轉移面積占比最高，貢獻率為92.5%，說明增加的農村居民點用地面積主要是通過占用耕地獲得的;其次是林地，貢獻率為4.0%;草地和水域轉移為農村居民點擴張的貢獻較小，貢獻率共計為2.5%，說明徐州市占用草地和水域建造農村宅基地的現象并不嚴重。20年間，共有60 614 hm2的農村居民點轉移為其他類型用地，除補償占用的農用地外，大部分轉移為城鎮用地，說明徐州市在進行城鎮化建設和城區擴張的過程中占用了大量的農民宅基地。

在農用地轉移為農村居民點用地的同時，有部分農村居民點用地轉移為了農用地。2006年，為保證耕地的數量和質量，我國開始實施城鄉土地增減掛鉤政策，鼓勵對農村建設用地，尤其是散亂小片宅基地進行土地整理，城鎮建設用地面積的增加與農村建設用地面積的減少掛鉤，使得大量農村居民點被拆除，復墾為農用地;同時在新開墾的建設用地范圍內進行農村居民點用地整合，達到遷村并點的效果。1995—2015年期間，徐州市共有 47 181 hm2 的農村居民點用地被復墾為耕地。

3.2 農村居民點變化影響因素分析

依據相關研究成果[21-22]并結合徐州市現狀，對徐州市農村居民點變化影響因素及相應指標（表6）進行分析。從表7可知，除X1、X2、X4、X6和X8外，其他因子均對農村居民點面積變化起正向作用。在正向性因子中，農民人均收入對因變量影響較大。在負向性因子中，國內生產總值（GDP）對因變量影響最大。通過觀察回歸方程中各項經濟因素對因變量的影響可以發現，GDP和社會固定資產投資額的增加對農村居民點的擴張起到反向作用，說明在土地資源有限的條件下，經濟越發達的地區越愿意將土地資源投入到城鄉建設中去，這抑制了農村居民點的擴張。而農林牧漁總產值的提高，直接使農民受益，增加了農民人均收入，同時提高了農民的生活水平，對于對土地有著極高依賴性的農民來講，收入的增加能夠幫助他們對宅基地進行開墾和擴建，因而對農村居民點用地的擴張有著正向作用?？偟膩碚f，在影響徐州市農村居民點用地變化的各因素中，經濟因素和社會因素中有關農民生活水平的因子對其影響較大，人口因素和農業生產因素對農村居民點用地變化的影響相對較弱。

城鎮化進程的快速發展帶來了許多兩棲人口，不少農村勞動力進城或外出打工，有些甚至在城里安家落戶，但是仍然在農村地區保留有原本的宅基地;空心村問題造成土地浪費，使得農村居民點面積只增不減，因此人口因素對農村居民點用地變化影響甚微。經濟和技術的發展使得農民對自然條件的依賴性減弱，墾荒和耕種成本降低，徐州市地處東部平原，優質的耕地和宜耕的自然條件已不是當地農民選擇宅基地的首要條件，如何更好地獲取城鄉資源和物質信息則成為農村居民點選址所需要考慮的重要因素。經濟發展和社會制度的完善使得每個農民都有所收益，農民生活水平的提高能夠直接影響到宅基地的新修或者擴建，總體上導致了農村居民點的擴張。

4 結論

1995—2015年徐州市農村居民點面積呈先增后減再增的變化趨勢，總體呈增長趨勢。徐州市轄區與賈汪區的農村居民點用地面積僅占總量的5%，徐州市農村居民點主要集中在各縣（市）。除徐州市轄區與新沂市農村居民點面積在減少外，其他各縣（市、區）在研究期內，農村居民點用地總規模均在擴張。除沛縣農村居民點用地布局趨于擴散，其余各縣（市、區）農村居民點用地逐漸聚集成片。

徐州市農村居民點用地進行時空演變時，被拆除的農村居民點用地大部分被用于城鎮建設（17.6%）和耕地復墾（77.8%），新建農村居民點用主要通過占用耕地獲得。

影響徐州市農村居民點時空變化的因素較多。經濟的發展使得農民生活水平提高，刺激了農村居民對于擴建和新建宅基地的需求，宏觀上導致了農村居民點的擴張。但是從人口因素上來看，人口城鎮化比例在不斷提高，農業人口逐年減少，可由于缺少相應的宅基地退出機制，徐州市農村居民點用地并沒有隨之減少。因此與其他因素相比，人口因素對農村居民點用地面積的變化影響較小。

徐州市農村居民點斑塊布局整體上愈發集聚，但仍存在農村居民點無序擴張的問題，地區間農村居民點整理情況良莠不齊，需要進一步加強農村宅基地管理工作，開展農村建設用地土地整理工作，抑制農村居民點用地的不合理擴張，進而更好地保護現有的耕地資源，達到遷村并點、整合耕地的效果。

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