区域土地利用与产业结构变化互动关系研究

资 源 科 学RESOURCES SCIENCE Vol.27,No.2Mar.,2005

文章编号:1007-7588(2005)02-0059-06

收稿日期:2004-01-18;修订日期:2004-05-21

基金项目:北京市自然科学基金重点项目 北京山区土地利用变化规律及持续利用模式研究 (编号:6031001)。作者简介:孔祥斌(1969~),男,河北承德市人,博士,副教授,主要研究方向是土地资源可持续利用和土地资源评价。E -mail :kxb@cau.edu.cn;kxbi n1@263.net

区域土地利用与产业结构变化互动关系研究

孔祥斌,张凤荣,李玉兰,姜广辉,颜国强,徐 艳

(中国农业大学资源与环境学院,北京 100094)

摘 要:区域土地利用变化与产业之间存在内在的联系,为了分析它们之间的内在规律,该文选择北京的海淀区、平谷区和河北省的曲周县作为研究样区,采用对比分析的方法,探讨不同经济发展阶段下典型区域土地利用变化与产业之间的互动关系。研究结果表明,在以第一产业增长为主的区域经济发展阶段,土地利用变化的驱动机制主要是农用地与环境用地间的竞争,表现为农用地比重增加,城市建设用地稳定,环境用地不断减少;在第一产业比重降低,第二、三产业比重上升阶段,土地利用变化的驱动机制是农用地内部之间以及建设用地对其它用地类型的竞争,表现为农用地内部耕地面积减少,园地面积增加,建设用地也在不断增加;而在以二、三产业增长为主的经济阶段,土地利用变化的主要驱动机制则主要表现在建设用地与环境用地之间相互竞争农用地,表现为建设用地面积增加,环境用地面积增加,而农用地面积快速下降。 关键词:土地利用类型;土地利用竞争;主要矛盾

1 问题的提出

20世纪90年代以来,随着人口、资源和环境问题的日益突出,土地利用 土地覆盖变化已成为全球环境变化研究的前沿和热点领域

[1~3]

。目前,国内

有关土地利用 土地覆盖动态变化的研究较多[4~6]

,

既有全国范围内的,也有区域性的,大部分集中在东部发达地区、西部生态脆弱地区以及集约化农区;研究内容上多以研究耕地的非农化变化及其驱动机制为主,其中对土地利用变化机制的研究大多采用统计分析方法,而根据发展经济学原理,从产业结构变化入手,分析土地利用变化与产业结构互动关系的研究还很少。

产业结构的质态转变首先通过相应的土地利用变化得到反映,具体体现在土地资源及其它资源在各产业、部门间的重新分配和组合,这也构成了土地资源变化的重要内容。因此,揭示这种变动对土地利用变化的制约和影响,是从区域产业结构质态变化规律入手研究土地利用变化的重要理论基础和依据。我国正处在由传统的农业国向现代化工业国过渡的发展阶段,产业结构必然会发生很大变化。在沿海经济发达地区,大量耕地向建设用地转移,土地

利用变化与产业结构调整具有相对的敏感性;而在集约化农区,由于产业结构相对稳定,且以第一产业为主,所以土地利用变化对产业结构调整相对迟钝,表现为耕地向建设用地转移幅度低、速度慢。本文试图通过不同经济发展阶段下土地利用变化与产业

之间互动关系的研究,分析不同经济发展阶段下土地利用变化的主导驱动力,找出他们之间的内在联系,推动土地利用变化驱动力研究的深入开展。

2 土地利用类型的竞争和产业用地效

益分析

2 1 土地利用竞争

人类开发利用土地的最终动力是希望获得一定的土地收益(用b 表示)。一定类型土地收益(第I 类收益用bi 表示)满足人们生产生活需求的程度,称之为土地收益的效用(用U 表示),于是土地收益效用函数可表示为U =u (bi ),它具有与一般效用函数类似的性质,即:

U =u (bi )>0;U =u (bi )<0

即随着土地收益的增加,人们的土地收益总效用也在增加,但是效用的增加速度减缓(边际效用递减),这里的土地收益包括经济收益、环境安全收益

和社会安全收益等。

对于具有多宜性的某一块土地来讲,用地类型的改变取决于对几种可能用地类型的边际比较(max {u (bi )},i =1,n )。不同用地类型的收益是用地

面积(ai )的函数,即bi =bi (ai ),对于具有均衡用地结构的某一区域而言,不同用地利用类型的边际效用相等;当内生性、外生性或者技术性驱动力发生变化时,一种或多种用地类型的边际效用会发生变化,对效用最大化的追求将促使人们调整用地结构,直至新的用地结构达到平衡

[7]

。

2 2 不同产业用地的效益分析及其对不同用地类型变化的影响

在不同的工业化发展阶段,产业结构存在着明显的差异;而各产业及其内部各部门对土地资源的需求差异,导致了土地利用结构的重组。根据库兹涅茨、钱纳里、西姆斯等人的研究成果

1,2)

,当第一产

业高于20%,第二产业比重相对较低时,工业化处于初期;当第一产业低于20%,第二产业比重超出第三产业,工业化进入了中期;当第一产业比重低于10%,第二产业比重上升到最高水平,第三产业比重不断提升,标志着工业化进入了后期。

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2)M Syrquin,H B Chenery.Three decades of i ndustrialization.The Worl d Bank Economic Revie ws,19,13:152~153.

在国民经济处于以第一产业为主的工业化初期,土地利用注重的是直接取得产品,所以土地利用类型在耕地、园地、林地、牧草地、水域和未利用地之间竞争和转化。假设不同用地类型的效益为Ei ,Xi 为不同用地类型的纯收益,Yi 为用地规模,则用地效益Ei =Xi Y i 。不同土地用途效益的存在,致使土地类型不断进行转换,构成了土地利用变化的利益驱动机制。

在以第一产业为主的经济发展阶段,农用地和环境用地的竞争是其驱动机制;其中农用地包括耕地、园地,环境用地包括林地、牧草地、水域和未利用地。环境用地不直接产生经济利益,具有土地利用上的经济外部性,对整个公共利益有利。由于土地利用目标的层次性,在不同的利用层次上,土地利用的主要目标也不同。而区域土地利用主体在追求利用效益时有着共同目标和不同的个人目标,这种情

况下,环境用地便有可能转化为农用地。

随着第一产业产值在国民生产总值中比例的下降和第二、三产业比例的上升,经济发展到工业化的中期阶段。在第二、三产业内部存在着比较效益的同时还存在着与第一产业的竞争,且第三产业用地效益大于第二产业,第二、三产业也远远大于第一产业的用地效益

[8,9]

,这样第一产业的用地就有可能进

入第二、三产业,使第一产业比值下降,土地利用类型向工业用地转换[10,11]

,形成了工矿或城镇建

设用地。

此时的竞争既存在于第二、三产业内部用地竞争,也存在于第一产业用地之间的竞争,表现为农用地的减少和建设用地的迅速增加。在农用地内部,耕地由种植粮食作物快速转移为种植收益高的经济作物。而由于第二、三产业用地要求相对较好的基础设施条件,所以在城乡结合地的耕地更容易转化为建设用地

[12,13]

,耕地大量减少和第二、三产业用地

增加是这个阶段的鲜明特征。该阶段土地利用变化的驱动力,主要是由于第二、三产业用地增加引起的,表现为追求最大经济效益和环境安全效益之间的矛盾。

在工业化的第三阶段,第一产业比重迅速降低,并且保持在一个很低水平;同时,在第二、三业比例中,第三产业的比例增加迅速。在这个阶段,第一、二产业用地都有转化为第三产业用地的可能性;而且在农用地向建设用地转移的同时,也迅速向环境用地转移。所以,这个阶段的土地利用变化的特点就表现为农用地的快速减少和环境、建设用地的快速增加。

3 以河北曲周和北京平谷、海淀区为例进行分析

为了分析问题的需要,选择不同经济发展阶段的3个区域进行分析,搜集相关的产业变化数据和土地利用结构变化数据进行分析(图1)。从分析的图中可以清晰的看出,3个区域产业结构具有明显的阶段性特征。

3 1 第一产业为主的阶段

曲周县的产业结构以农业为主,第一产业比重在国民生产总值的比例高达40%以上(图1),高于工业化初期20%比例,表明曲周虽然经过了十几年的发展,但是始终处于工业化的初期阶段。在这个阶段,土地利用的主要方式集中在农用地上,土地利

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资 源 科 学27卷第2期

为满足生存对食物的要求,农户将大量未利用土地变为耕地,表现为对盐碱地大规模治理,以及围绕盐碱地改良所采取的工程和技术措施、排水沟渠等用地的增加等。在未利用地得到充分利用的前提下,就不断增加耕地的复种指数[14](图2)。同时在市场经济条件下,分散农民处于追求食物安全和追求经济效益间的两难境地。在耕地上种植粮食作物,无疑是最安全和稳定的选择;但外面物质世界的吸引,迫使他们在安全与效益方面进行选择,但是高效益同时与风险相伴,在农民的分散性和资金、技术、土地规模等层层不利因素的阻隔下,摆脱贫困的冲动迫使他们中的一部分人改变种植结构,经济作物无疑是首要选择。

根据曲周县经济发展水平数据(图3)以及种植业、林业、牧业、渔业的投入产出数据,计算了曲周县1993到2000年各业的投入产出效益比(图4)。由于投入产出效益比反映的是相对比值,在计算中我们采用当年价。从图中可以看出1993到1996年各业的投入产出比发生了较大变化,其中种植业的投入产出比在1994年达到最低点,1996年达到最高点,1996到2000年比较平缓;但是种植业的投入产出比却远远高于林业、渔业的投入产出比,这种结果表明了曲周第一产业在国民经济中占据的主导地位。而在农林牧渔各业中,以种植业比重最大,并且其投入产出比也反映出种植业确实存在着比较优势,这种产业结构的特点,就决定了曲周土地利用上以种植业为主的特点,从而决定了耕地面积的相对稳定和在土地利用结构中的绝对优势地位[15]。

通过对两期的土地利用结构进行分析表明(图5),曲周县土地利用结构中,从1986到1999年,耕地面积比重从75 72%降到75 47%,降低幅度只有0 25%,正是曲周县种植业的相对优势地位产生了这种土地利用结构,保持了耕地面积的稳定。

3 2 第一产业比重快速下降,第二、三产业快速上升阶段

在平谷的国民生产总值中,第一产业产值比重已经从1980年的33%下降到22%,略高于20%工业化中期标准,表明平谷正在进入从工业化初期向工业化中期转变(图1)。土地利用变化的动力既有来自农业用地内部不同用地类型之间的竞争,

又有

图1 不同区域第一产业比重变化趋势

Fig 1 Tren d of p ri mary ind us try p rop ortion in di ffe ren t

regions 图2 曲周县近30年耕地复种指数变化

Fig 2 Chan ge of mu t-i crop inde x of arable land

in30years i n Qu zh ou coun

ty

图3 经济发展水平变化

Fig 3 Chan ge of economic development

level

图4 投入产出变化

Fig 4 In pu-t outp ut chan ge

61

27卷第2期孔祥斌等:区域土地利用与产业结构变化互动关系研究

图5 1986年~1999年曲周县土地利用结构变动

Fig 5 Lan d u se s truc tu re ch an ge from1986to2000

农用地与建设用地之间的竞争,其竞争结果是在农

用地内部由耕地向效益高的园艺用地转移,区位条

件好的耕地向建设用地转移,表现为耕地数量的快

速减少与经济作物用地类型和建设用地面积的快速

增加。

根据二次详查及 规程 中土地利用现状分类依

据、分类标准及分类系统,平谷区土地利用各级各类

用地面积详见表1。

表1 平谷区土地利用变化数据对比

Ta ble1 Trend o f land use area and different la nd

use types in Pingg u district(hm2)

1992199620002002

总面积94862 9394975 4794975 4295012 79*

耕地27132 0419100 01185 8416623 32

园地11596 6817294 2517350 3918854 74

林地34468 8134725 6034654 7432810 30

牧草地510 13510 13510 13118 56

居民点工矿用地8598 1508 7565 469852 74

交通用地1078 981129 921130 481634 33

水域3656 444448 574527 054550 78

未利用土地7821 678258 168251 3310568 03

*:平谷区土地总面积略有上升,是由于采用新技术,纠正了图斑号

编排凌乱,线状地物丢漏,个别线状地物宽度量测不准,少数乡镇飞

地未标注等问题。

根据表1数据计算各种土地类型变化幅度,公

式如下:

P=L2-L1

L1

100(1)

式中:L1为一期土地类型面积;L2为二期土地类型面积。得到平谷1992年~2002年平谷区土地利用变化(图6)。从图中可以直观的看到,从1992到2002年平谷区土地利用具有以下的特点:农业用地,包括耕地、园地、林地、牧草地和水域,总面积达72957 70hm2,占全区土地总面积的70%以上,耕地、牧草地面积大幅度降低,减少量分别为38 7%和76 8%。林地小幅上升再下降,面积变化不大,但是农用地总体略呈下降趋势;非农业用地包括居民点及工矿用地、交通用地,且持续保持增长势头,总面积达22055 10hm2,占全区土地总面积的23 21%。耕地下降第一原因是农业结构调整,由耕地转为果园;第二是耕地转为建设用地。园地、居民点工矿用地、交通用地、水域面积在大幅度增长,增幅分别为62 6%,14 6%,51 5%,24 5%

。

图6 1992年~2002年平谷区土地利用变化幅度Fig 6 Ran ge of land u se chan ge in Pinggu dis trict from1992to2000

为了研究平谷区农用土地利用结构的变化,以平谷区1992年、1996年、1998年、1999年、2000年、2002年统计数据和第一次、第二次平谷区土地利用详查数据为基本资料。选择平谷区各年度粮食作物、经济作物、蔬菜、果园、其他作物、利用水面面积进行研究,分析农用土地利用结构及其变化。通过1992年到2002年平谷区各种作物的种植面积变化

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情况来进行分析(图7)。从1992到2002年平谷区农用地利用具有以下的特点(图7):粮食作物占有的农用地面积下降,种植面积降低了41 1%。而果园和蔬菜种植面积则增长显著,增幅分别为87 1%和81 0%

。

图7 1992年~2002年平谷区各种作物种植面积变化

Fig 7 Sown area chan ge in Pin ggu dis trict from 1992to 2002

3 3 第二、三产业比重占据主导地位阶段

海淀区的国民生产总值结构中,第一产业比重已经从19年的12%下降到2000年的不足1%(图1),这个比例已经远远低于工业化中期,表明海淀区进入了工业化后期。这时,大量的农用地向建设用地和环境用地转移,这个时期土地利用变化的驱动机制主要是建设用地与环境用地间竞争农用地。

海淀区耕地、园地、居民点及工矿用地分别由1996年的8781 59hm 2

、3522 80hm 2

、20703 15hm 2

减少到2002年6072 76hm 2

、3144 50hm 2

、

19050 51hm 2

减少幅度为30 85%、10 74%、7 98%;林地则由1996年的42 25hm 2

增加到2002年的9566 82hm 2

,增加幅度为123 04%;但城

镇面积却增加了1 48倍,为4353 17hm 2

;而农村居民点、工矿及特殊用地则是减少的。

建设用地和生态环境用地不断增加、农用地面积不断下降是这个阶段土地利用变化的主要特征。

4 结论与分析

(1)不同经济区域在不同的经济发展阶段表现出来土地利用变化驱动力具有鲜明的阶段性特点;(2)在以第一产业为主的阶段,土地利用变化的驱动力是农用地和环境用地间的竞争,其结果是农用地面积的增加和耕地复种指数的不断提高,而环境用地则显著减少;

(3)在第一产业比重下降,第二、三产业上升的阶段,既有第二、三产业内部用地竞争又有与第一产业用地的竞争,表现为农用地的减少和建设用地的

迅速增加,农用地内部则表现为耕地由种植粮食作物快速转移为种植效益高的经济作物。同时,区位条件好的农用地向建设用地转移;

(4)在第三产业迅速上升,第一产业比重水平很低的阶段,土地利用变化的主要特点表现为农用地迅速减少,农用地向建设用地和环境用地的快速转移。

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(Colle ge o f Resources an d En viron men t,China Ag ric ultu ra l U n iversity,Be i j in g100094,Ch in a)

Abstract:China has been in the process of transition from traditional agricultural economy to an industrial economy,therefore,the industrial structure has changed greatly.In the developed area of the country, large amount of arable land has been converted into buil-t up land,and such indus trial structural change leads to significant land use change.But in the developing area,the industrial structure develops so slowly that land use change is not significant.Land use change has interactive relationship with different industrial structure.We have chosen the Quzhou county of Hebeiprovince,and Pinggu and Haidian districts of Beijing as study areas to discuss such relations based on land use data and different industrial structure at different economic phases,.The data is from Statistics Bureau and the Land Administration Bureau.In this paper,industrial structure trend and the relationship between industrial structure and land use types are explored.The results show that in the first phase when the primary industry was in the leading position,agricultural land was dominating the area such as in Quzhou,and the proportion of primary industry remained below20percent from19to2000,and the share of agricultural land was75. 7percent in1986and75.5percent in1999.The main contradiction is between agricultural land and environmental land.In the second phase,the proportion of the secondary and the tertiary industries moved to the top and the primary industry proportion decreases,such as those in Pinggu,the primary industry decreased from33percent in1980to22percent in2000,and a38.7percent decrease was observed from 1992to2002.It is found that the rate of agricultural land decrease and the buil-t up land increase,and economic crops increase.In the third phase,the primary industry proportion keeps the low level,and the tertiary industry proportion jumped to the first,such as in Haidian,the first industry rate decreased from 12percent in19to less than one percent in2000,and the agricultural land and horticulture land decreased30.85percent and10.74percent from1996to2000respectively.The contradiction of land use shows that the buil-t up land and the environmental land use increase rapidly,while agricultural land decrease very fast.

Key words:Land use type;Driving force;Economic phase

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