楊 琴 張勇榮

（六盤水師范學(xué)院經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院，貴州六盤水 553004）

近年來，學(xué)者們在區(qū)域性土地利用/土地覆被變化（Land use and Land cover change，LUCC）研究中取得重要的研究成果，研究多集中在LUCC 時空格局研究、驅(qū)動機(jī)制研究、數(shù)據(jù)集研究、方法技術(shù)研究、影響效應(yīng)研究等方面。在環(huán)境影響效應(yīng)方面，LUCC 對自然環(huán)境因素如大氣顆粒物、徑流輸沙、熱環(huán)境、碳排放等的數(shù)量關(guān)系有比較清晰的認(rèn)識［1-4］；在社會經(jīng)濟(jì)影響效應(yīng)方面，越來越多的學(xué)者發(fā)現(xiàn)土地利用變化與經(jīng)濟(jì)發(fā)展之間存在某種關(guān)系，區(qū)域可持續(xù)發(fā)展必須建立在土地利用系統(tǒng)與經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)高水平協(xié)調(diào)發(fā)展基礎(chǔ)上［5-7］。LUCC的研究區(qū)域?qū)W者們多選在城市群、海岸帶、綠洲、農(nóng)牧交錯帶、自然保護(hù)區(qū)、礦區(qū)等典型區(qū)域展開［8-13］。

喀斯特地區(qū)是典型的生態(tài)環(huán)境脆弱區(qū)域，在喀斯特地區(qū)的LUCC影響效應(yīng)研究中多趨向于生態(tài)環(huán)境影響效應(yīng)研究［14-16］，而對LUCC的社會經(jīng)濟(jì)影響效應(yīng)的研究缺乏，也缺乏基于較長時間序列的兩系統(tǒng)動態(tài)機(jī)制定量研究，更缺乏基于石漠化治理背景下的土地利用系統(tǒng)與經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的協(xié)調(diào)發(fā)展評價(jià)。貴州省是我國巖溶地貌分布最典型的區(qū)域之一，石漠化嚴(yán)重威脅長江、珠江兩大流域的生態(tài)安全。新中國成立以來，貴州省各級政府領(lǐng)導(dǎo)廣大群眾不斷開展石漠化治理，共經(jīng)歷石山治理階段、初始階段、生態(tài)建設(shè)階段、設(shè)置專項(xiàng)階段4個階段［17］。各階段治理目標(biāo)、措施和成效都不同，在此過程中，貴州省土地利用和經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)發(fā)生著顯著的變化，關(guān)于土地利用變化與區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展之間的關(guān)系研究是政府關(guān)心的焦點(diǎn)。本研究定量計(jì)算1996—2020 年貴州省土地利用系統(tǒng)與經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)協(xié)調(diào)發(fā)展度，并對兩個系統(tǒng)的協(xié)調(diào)發(fā)展度進(jìn)行了評價(jià)和分析，為后續(xù)石漠化治理、政府推動土地與經(jīng)濟(jì)的協(xié)調(diào)發(fā)展提供決策支持。

一、研究區(qū)概況

貴州省與廣西、云南、四川、重慶、湖南接壤，面積17.6萬km2。貴州省以山地為主，其間交錯分布著丘陵、峽谷和小盆地，地形破碎，地表崎嶇，地勢西高東低，境內(nèi)分布有烏蒙山、武陵山等山脈［17］。貴州省巖溶地貌分布典型、廣泛，隨著石漠化治理的實(shí)施，森林覆蓋率逐年增加，森林轉(zhuǎn)化特征明顯。全省堅(jiān)持“生態(tài)”和“發(fā)展”兩條底線，調(diào)優(yōu)結(jié)構(gòu)、加快轉(zhuǎn)型，促進(jìn)山區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，繼續(xù)走經(jīng)濟(jì)發(fā)展與生態(tài)保護(hù)兼顧的道路。目前，貴州經(jīng)濟(jì)規(guī)模繼續(xù)擴(kuò)大，經(jīng)濟(jì)增長速度平穩(wěn)，全省生產(chǎn)總值增速位居全國前列。

二、數(shù)據(jù)來源與研究方法

（一）數(shù)據(jù)來源

1996—2015年的土地利用數(shù)據(jù)由貴州省土地利用變更調(diào)查資料統(tǒng)計(jì)獲得。2020年土地利用類型圖是對中國 2020 年 16 景 GF-1 衛(wèi)星 MFV 傳感器的16m空間分辨率的遙感影像進(jìn)行監(jiān)督分類獲得，遙感數(shù)據(jù)來源于中國資源衛(wèi)星應(yīng)用中心（http://www.cresda.com/CN/）。數(shù)據(jù)預(yù)處理階段在對遙感影像進(jìn)行輻射定標(biāo)后進(jìn)行大氣校正，在大氣校正中使用的是國產(chǎn)衛(wèi)星支持工具高分一號衛(wèi)星波譜響應(yīng)函數(shù)，在拼接時通過修改接邊線，將遙感影像中云量降到最低。監(jiān)督分類的分類樣本和精度驗(yàn)證樣本的ROI 可分離度均在1.91 以上，分類結(jié)果精度驗(yàn)證 Overall Accuracy =（96127/98455）94.635 5%，Kappa Coefficient = 0.937 9，分類結(jié)果精度較高，數(shù)據(jù)可用。2020 年貴州省土地利用類型分布如圖1 所示。經(jīng)濟(jì)指標(biāo)數(shù)據(jù)可由《貴州省統(tǒng)計(jì)年鑒》和《貴州省生態(tài)環(huán)境狀況公報(bào)》統(tǒng)計(jì)獲得。

圖1 2020年貴州省土地利用類型

（二）研究方法

1.系統(tǒng)發(fā)展度模型

系統(tǒng)間的協(xié)調(diào)發(fā)展是一個從離差到配合、從無序到有序的總體演化過程［18］。首先評價(jià)兩系統(tǒng)的自身發(fā)展情況，再計(jì)算兩系統(tǒng)間的協(xié)調(diào)發(fā)展度。

變量值對系統(tǒng)發(fā)展度功效的貢獻(xiàn)值計(jì)算公式為：

式中，Ui（i=1，2，3，…，n）是土地利用系統(tǒng)的橫向評價(jià)指標(biāo)，Xj（ j=1，2，3，…，m）是其縱向取值；αj，βj 分別是Xj的上限和下限值。

運(yùn)用熵值法確定權(quán)重Wi，計(jì)算公式為：

式中：Wi為第i 個指標(biāo)的權(quán)重；第 j 項(xiàng)評價(jià)指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)值為Yij，如果Yij=0，則定義

利用Ui和Wi計(jì)算土地利用系統(tǒng)發(fā)展度f(x)，公式為：

同理：變量Vi(i=1,2,3…,m)是經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)貢獻(xiàn)值，Wi為權(quán)重，經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)發(fā)展度g(x)的計(jì)算公式為：

2.協(xié)調(diào)發(fā)展度模型

參考龐敏的研究結(jié)果協(xié)調(diào)度模型如下［19］：

式中：C 為兩系統(tǒng)間的協(xié)調(diào)度（0＜C＜1）；k是調(diào)節(jié)系數(shù)（2 ≤k ≤5），設(shè)定 k 取值為2。因?yàn)镃只能反映兩系統(tǒng)的協(xié)調(diào)程度，不能反映這種“協(xié)調(diào)”是低水平還是高水平發(fā)展過程中的協(xié)調(diào)，所以為了使評價(jià)更科學(xué)，需通過協(xié)調(diào)發(fā)展水平綜合指數(shù)來反映協(xié)調(diào)發(fā)展程度：

式中：T 是協(xié)調(diào)發(fā)展水平綜合指數(shù)；D 為土地利用系統(tǒng)和經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的協(xié)調(diào)發(fā)展度。a ＝b ＝1/2，代表土地利用與經(jīng)濟(jì)發(fā)展地位相同。

3.協(xié)調(diào)發(fā)展等級劃分

借鑒張志、劉瓊、金桃的研究成果［6，20-21］，并考慮 貴 州 省 實(shí) 際 ，本 研 究 采 用 0 ≤D ≤0.3 、0.3 ＜ D ≤ 0.6 、0.6 ＜ D ≤ 0.8 和 0.8 ＜ D ≤ 1 4 個等級劃分標(biāo)準(zhǔn)，如表1所示。

表1 土地利用系統(tǒng)與經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)協(xié)調(diào)發(fā)展度等級標(biāo)準(zhǔn)

三、結(jié)果與分析

（一）貴州省土地利用變化

對貴州省1996—2015 年土地利用變更數(shù)據(jù)和2020年土地利用解譯數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，如表2所示。

表2 1996—2020年貴州省土地利用數(shù)據(jù)

由表2可以看出1996—2020年貴州地類變化強(qiáng)度：耕地＞草地＞建設(shè)用地＞林地＞水域＞未利用土地。具體看來，耕地逐年減少，從1996 年的4 903 499.4 hm2（占比27.84%）減少到2020年的3 994 005.6 hm2（占比22.67%），共減少909 493.8 hm2，年均減少37 895.6 hm2；林地呈波動增長趨勢，從1996 年的7 620 776.4 hm2（43.26%）增加到2020 年的8 505 751.1 hm2（占比48.29%），共增加88 4974.7 hm2，年均增加 36 874 hm2；草地呈波動減少趨勢，從1996 年的1 696 502.1 hm2（占比9.63%）減少到 2020 年的 1 453 816.4hm2（占比8.25%），共減少242 685.7 hm2，年均減少10 112 hm2；水域及水利設(shè)施用地逐年增加，從1996年的180 170.2 hm2（占比 1.02%）增加到 2020 年 224 167.2 hm2（占比1.27%），共增加43 997 hm2，年均增加1 833.2 hm2；建設(shè)用地逐年增加，從1996年的500 960.4 hm2（占比2.84%）增加到2020 年的794 447.2 hm2（占比4.51%），共增加293 486.8 hm2，年均增加12 228.6 hm2；未利用土地有減少的趨勢，由于在貴州省土地總面積中占比較小，變化不明顯。

（二）指標(biāo)體系及權(quán)重

根據(jù)文獻(xiàn)［2，22-24］，并結(jié)合貴州省喀斯特石漠化較嚴(yán)重的實(shí)際，建立適合喀斯特區(qū)域的評價(jià)指標(biāo)體系，如表3所示。

表3 土地系統(tǒng)與經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)發(fā)展度評價(jià)指標(biāo)體系

土地系統(tǒng)和經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)指標(biāo)數(shù)據(jù)代入公式（2）-（5），得到各指標(biāo)的貢獻(xiàn)值及權(quán)重值，結(jié)果如表4所示。

表4 土地系統(tǒng)與經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)發(fā)展度指標(biāo)貢獻(xiàn)值及權(quán)重

（三）系統(tǒng)發(fā)展度測算

根據(jù)土地系統(tǒng)和經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)發(fā)展度模型，利用公式（6）-（7）計(jì)算貴州省1996—2020年兩系統(tǒng)的發(fā)展度值，其變化如圖2所示。

圖2 土地利用系統(tǒng)與經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)發(fā)展度對比

由圖2可以看出從1996—2020年兩系統(tǒng)的發(fā)展度都逐年升高。具體可劃分為兩個階段：

第一，2010年前，土地利用系統(tǒng)的發(fā)展水平高于經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)。該階段又被進(jìn)一步劃分為三個階段：1996—2000年，兩系統(tǒng)都處于低水平緩慢增長階段；2000—2004 年，兩系統(tǒng)增長快速但相互背離；2004—2010 年，兩系統(tǒng)增速放緩，但兩者背離趨勢減弱，二者同步發(fā)展。

第二，2010 年后經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)反超且兩系統(tǒng)發(fā)展度同步吻合上升。

（四）協(xié)調(diào)發(fā)展度測算

利用公式（8）-（10）計(jì)算得到兩系統(tǒng)的協(xié)調(diào)度和協(xié)調(diào)發(fā)展度，結(jié)果如表5和圖3所示。

圖3 土地利用系統(tǒng)和經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)協(xié)調(diào)度和協(xié)調(diào)發(fā)展度

表5 土地利用系統(tǒng)和經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的協(xié)調(diào)發(fā)展度及其等級

1996 年開始，協(xié)調(diào)發(fā)展度等級從低水平演變到高水平，含失調(diào)狀態(tài)、初級協(xié)調(diào)、中級協(xié)調(diào)、高級協(xié)調(diào)4 個階段，這與張信寶將貴州省在新中國成立以來的石漠化治理劃分的4個階段的時間段基本相符［17］。石山治理階段兩系統(tǒng)處在失調(diào)狀態(tài)，石漠化治理初始階段兩系統(tǒng)初級協(xié)調(diào)，生態(tài)建設(shè)治理石漠化階段兩系統(tǒng)中級協(xié)調(diào)，設(shè)置專項(xiàng)治理石漠化階段兩系統(tǒng)高級協(xié)調(diào)。

1996—1998年，輕度失調(diào)。在此期間，貴州省開始治理石漠化，植被得到自然恢復(fù)；隨著農(nóng)村家庭聯(lián)產(chǎn)承包責(zé)任制的施行，農(nóng)民有機(jī)會外出務(wù)工，溫飽問題逐步得到解決。經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平低，土地利用原始粗放，兩系統(tǒng)協(xié)調(diào)發(fā)展程度較低。

1999—2009 年，初級協(xié)調(diào)階段。此階段貴州省石漠化治理進(jìn)入生態(tài)建設(shè)階段，植被恢復(fù)特別重視自然修復(fù)，并且進(jìn)一步加強(qiáng)破改梯、水保林、經(jīng)果林、小型水利工程等項(xiàng)目的落實(shí)，且在1998年的長江特大洪水后，“天然林保護(hù)”“退耕還林”等項(xiàng)目得到大力實(shí)施，貴州省林地增加，耕地、草地減少，石漠化現(xiàn)象開始逆轉(zhuǎn)。1999—2004年，實(shí)施的各項(xiàng)政策使耕地面積快速減少，建設(shè)用地增加，地均一產(chǎn)勞動力投入增加到最大，人均生態(tài)承載力已降至最低點(diǎn)。2005至2009年期間，由于政府對耕地的保護(hù)，耕地面積減速放緩，通過微調(diào)趨于平衡，此階段農(nóng)民大量外出打工，地均一產(chǎn)勞動力投入逐漸降低，人均生態(tài)承載力逐漸升高。2000年，國家實(shí)施西部大開發(fā)，加快交通和其他基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)，有力地促進(jìn)了貴州經(jīng)濟(jì)平穩(wěn)較快發(fā)展，工業(yè)增加值占國內(nèi)生產(chǎn)總值（GDP）比重在2006 年升至最高。1999—2009 年，此階段土地系統(tǒng)和經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)發(fā)展速度都明顯加快，但關(guān)系很不穩(wěn)定，經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展導(dǎo)致土地資源消耗增加，經(jīng)濟(jì)的發(fā)展也帶來一定的生態(tài)環(huán)境問題。

2010—2015 年，中級協(xié)調(diào)階段。此階段貴州省進(jìn)入石漠化治理設(shè)置專項(xiàng)階段，大規(guī)模使用機(jī)械，小型水利工程、鄉(xiāng)村田間道路工程等落實(shí)，加上“坡耕地水土流失防治”“國土整治”等項(xiàng)目的啟動，貴州省石漠化現(xiàn)象得到逆轉(zhuǎn)?！笆濉逼陂g，隨著工業(yè)強(qiáng)省、城鎮(zhèn)化發(fā)展主要戰(zhàn)略的大力實(shí)施，社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展成效顯著。2010 年，全省實(shí)現(xiàn)了歷史上第一次經(jīng)濟(jì)社會跨越，經(jīng)濟(jì)體制發(fā)展首次超過土地利用制度發(fā)展。此階段，耕地較穩(wěn)定、林地略有減少、建設(shè)用地逐步增加，土地利用結(jié)構(gòu)變化率降低；地區(qū)生產(chǎn)總值增長率逐年降低、工業(yè)總產(chǎn)值在GDP中的比重逐漸下降，第三產(chǎn)業(yè)比重不斷上升，經(jīng)濟(jì)的結(jié)構(gòu)和效益也在不斷地改善。

2020年，高級協(xié)調(diào)階段?，F(xiàn)階段，土地利用趨于集約化，建設(shè)用地增加速度放緩、農(nóng)用地和未利用地減少速度也放緩。貴州省從十二五后期經(jīng)濟(jì)增速放緩，2020年地區(qū)生產(chǎn)總值增長率降至2002年以來的最低；貴州省十三五期間全力發(fā)展先進(jìn)制造業(yè)、大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)、健康醫(yī)養(yǎng)產(chǎn)業(yè)、喀斯特山區(qū)特色高效農(nóng)業(yè)和山地旅游業(yè)等新興產(chǎn)業(yè)，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)進(jìn)一步優(yōu)化，經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)總量達(dá)到較高水平也注重質(zhì)量,土地系統(tǒng)與經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)協(xié)調(diào)發(fā)展度等級高。

四、結(jié)論

文章從系統(tǒng)的協(xié)調(diào)性出發(fā)，對土地系統(tǒng)和經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的協(xié)調(diào)發(fā)展度進(jìn)行定量計(jì)算、評價(jià)和分析，得到以下結(jié)論：

第一，1996—2020年，地類變化強(qiáng)度為耕地＞草地＞建設(shè)用地＞林地＞水域＞未利用土地，耕地逐年減少、草地波動減少、林地波動增長、建設(shè)用地逐年增加。

第二，1996—2020年，土地利用系統(tǒng)和經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)發(fā)展度逐年升高，并以2010 年為分界點(diǎn)，2010年前土地利用系統(tǒng)發(fā)展水平領(lǐng)先經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)，2010年后經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)反超且兩系統(tǒng)發(fā)展度同步吻合上升。貴州省石漠化治理初始階段十分重視坡改梯以解決人們的溫飽問題，生態(tài)建設(shè)階段十分重視植被修復(fù)以逆轉(zhuǎn)石漠化趨勢的同時增加群眾收入，設(shè)置專項(xiàng)階段在重視植被修復(fù)的同時大規(guī)模使用機(jī)械修建水利工程和道路，開始建設(shè)新農(nóng)村，在石漠化治理過程中土地利用結(jié)構(gòu)逐步調(diào)整、經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平逐年升高。2000 年西部大開發(fā)實(shí)施，加快交通和其他基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)有力促進(jìn)了貴州經(jīng)濟(jì)平穩(wěn)較快發(fā)展，2005 年后貴州大量農(nóng)民工外出打工反哺了家鄉(xiāng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，2009 年開始大規(guī)模使用機(jī)械修建水利工程和道路開始建設(shè)新農(nóng)村，經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)發(fā)展度在2010年超過土地利用系統(tǒng)發(fā)展度。

第三，1996—2020年，兩系統(tǒng)從最初的失調(diào)進(jìn)入初級、中級協(xié)調(diào)，并最終實(shí)現(xiàn)了高級協(xié)調(diào)。土地利用系統(tǒng)和經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的協(xié)調(diào)發(fā)展度等級階段與石漠化治理階段基本相符，石漠化治理初始階段兩系統(tǒng)處于失調(diào)狀態(tài)，生態(tài)建設(shè)階段處于初級協(xié)調(diào)狀態(tài)，設(shè)置專項(xiàng)階段過渡到中級和高級協(xié)調(diào)階段。結(jié)果證明，為維持兩系統(tǒng)高級協(xié)調(diào)發(fā)展?fàn)顟B(tài)，應(yīng)繼續(xù)加強(qiáng)植被的自然恢復(fù)，保護(hù)生態(tài)環(huán)境，確保建設(shè)用地集約高效利用，加強(qiáng)耕地保護(hù)，調(diào)整農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)，促進(jìn)工業(yè)經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型升級，大力發(fā)展旅游業(yè)，發(fā)展綠色經(jīng)濟(jì)。