Land Use Transition in Northeast China:Features Measurement and Mechanism Exploration

  • TIAN Junfeng , 1 ,
  • WANG Binyan 2 ,
  • WANG Shijun , 3,
Expand
  • 1. School of Public Affairs,Chongqing University,Chongqing 400044,China
  • 2. Faculty of Architecture and Urban Planning/Key Laboratory of New Technology for Construction of Cities in Mountain Area,Chongqing University,Chongqing 400045,China
  • 3. School of Geography Sciences,Northeast Normal University,Changchun 130024,Jilin,China

Received date: 2019-07-27

  Revised date: 2020-04-16

  Online published: 2025-04-23

Abstract

This paper measured the characteristics of land use transition in Northeast China from 1995 to 2015 based on land use transfer matrix and spatial exploratory analysis method,and further uses spatial econometric model to analyze the influencing factors and dynamic mechanism of land use transition in Northeast China. The results showed that: 1) The characteristics of land use transition in Northeast China can be described in terms of quantity change and spatial change. From 2005 to 2010,the change speed of main land use types in Northeast China slowed down,the scale of cropland and construction land continued to expand,but the scale of forest and grass land,as well as unused land continued to decline. Spatially,the hotspot of cropland area growth,as well as forest and grassland decrease converge to the Sanjiang Plain. The forest and grassland in the Greater Khingan Mountains and Lesser Khingan Mountains changed from decrease to increase. There was a transfer path of "Megalopolis-urban belt and coastal area-Ha-Chang Urban Agglomerations" in the hotspot of construction land growth,which showed a change process of "agglomeration-dispersion-agglomeration" in space. The decrease of unused land mainly also occurs in Sanjiang Plain,and the scope of hotspot gradually expanding. 2) The results of qualitative and quantitative analysis showed that based on the regional natural conditions,various policy factors can directly control different types of land supply through land/ecological engineering construction,government investment,spatial development regulation,preferential policy support and other forms,forming the path of socio-ecological feedback under the guidance of policies. In addition,the policy factors can also influence the regional land use demand by promoting the change of industrial structure,changing the comparative income and output capacity,controlling the population scale and population structure,forming the path of socio-economic change under the influence of policies. The two paths interact together to drive the process of land use transition in Northeast China. (3) At present,the problem of unsustainable use of land resources in Northeast China is becoming increasingly prominent due to various policy conflicts and unreasonable policy design. The government should further strengthen the comprehensive coordination among various policies based on the perspective of spatial governances,and guide the regional land resources development to the sustainable direction with scientific policy design.

Cite this article

TIAN Junfeng , WANG Binyan , WANG Shijun . Land Use Transition in Northeast China:Features Measurement and Mechanism Exploration[J]. Economic geography, 2020 , 40(9) : 184 -195 . DOI: 10.15957/j.cnki.jjdl.2020.09.020

土地利用转型指一段时期内与经济和社会发展阶段转型相对应的区域土地利用数量结构与空间结构变化过程[1]。开展土地利用转型研究对于综合研究与评估土地变化结果,破解人类活动与土地利用/土地覆被变化系统耦合规律,实现对土地资源的优化利用具有重要意义。改革开放以来中国经济的高速增长以及工业化与城镇化进程的快速发展带来土地利用与土地管理的显著变化,不同尺度、不同类型地区正在发生土地利用转型过程,相关研究不断发展。研究内容集中于耕地[2-4]、农村宅基地[5-6]、城镇建设用地[7-8]转型时空过程及土地利用转型的生态环境效应[9-11]。部分研究对土地利用转型的影响因素[12-14]进行了探讨,但相关研究依然较为薄弱,且主要关注自然因素的影响作用,缺乏对经济社会、自然环境、政策制度等多种因素综合驱动机制的全面解读。同时,部分研究未能建立土地利用变化与经济社会转型过程间的联系,未从经济社会转型的视角探索区域土地利用转型过程。在影响因素的研究方法上,以相关分析、OLS回归与Logistic回归为主,对土地利用转型的空间效应关注不足。
东北地区是中国重要的商品粮基地、生态功能区与老工业基地,在中国经济社会发展的各个方面扮演重要角色,这也导致区域内耕地、建设用地、生态用地在空间上发生剧烈冲突。近30年由“东北现象”到东北振兴,由“新东北现象”到东北再振兴,东北地区经济社会发展经历了转型过程。作为兴起于计划经济时期国家重点投资建设的老工业基地,政策性因素对其经济社会发展起到驱动作用。因此,东北地区土地利用转型是自然环境条件、经济社会发展与政策制度因素综合交互作用的结果,对其开展土地利用转型研究,对于破解经济社会转型发展期区域土地利用转型综合驱动力与驱动机制具有重要意义。
基于以上方面,本文在划分东北地区经济社会发展阶段,剖析区域经济社会转型过程的基础上,从土地利用数量变化、转化方向变化与空间变化三个方面,解析区域土地利用转型特征,进一步运用空间计量模型,分阶段探讨区域土地利用转型主要影响因素,并最终建立东北地区土地利用转型机制解释框架,以期补充和丰富土地利用转型研究内容,为破解土地利用转型规律并进一步指导土地资源科学可持续利用提供参考。

1 研究区概况与研究方法

1.1 研究区概况

本文所指东北地区包括黑、吉、辽三省(受数据获得性限制,研究区不包含呼中区、加格达奇、长海县),土地总面积78.73×104km2,区域内部地形地貌以平原与山地为主。2015年东北地区粮食产量占全国的19.27%,森林覆盖率达47.80%,是中国重要的粮食、木材生产基地与生态功能区,耕地与林地是区域内的主要用地类型。
在经济社会发展方面,1990年代,囿于自身产业定位与僵化的体制机制,同时受世界市场的冲击,东北地区出现“东北现象”[15]。2003年东北振兴战略的实施为东北地区经济社会发展注入强劲动力,但在自身深层次结构性问题与国内外市场环境变化的多重冲击下,自2013年起,东北地区经济增速出现“断崖式”下滑,出现“新东北现象”。综合考虑区域经济增长、产业与就业结构变化过程以及区域人口与城镇化演变过程(图1),可将东北地区1995—2015年经济社会发展过程划分为三个阶段(表1)。
图1 东北地区1995—2015年主要经济社会指标变化

Fig.1 Changes of major socio-economic indicators in Northeast China from 1995 to 2015

表1 1995—2015年东北地区经济社会发展阶段

Tab.1 Socio-economic development stage of Northeast China from 1995 to 2015

时间 阶段 特征
1995—2005 经济缓慢增长,城镇化与人口发展停滞期 区域经济增速低于全国平均水平;农业就业人口在全部就业人口中占据主导地位,所占比重持续上升;区域人口增长缓慢,城镇化进程趋于停滞
2005—2010 经济高速增长,人口转型期 区域经济高速增长,增速高于全国平均水平;农业就业人口在全部就业人口中占比下降;农村人口数量由增长转为下降
2010—2015 经济与人口衰退期 经济增速“断崖式”下滑;工业在国民经济中主导地位削弱;区域人口总量由增长转为下降

1.2 数据来源

本文所用土地利用数据来源于中国科学院资源环境数据中心(http://www.resdc.cn),包含1995、2005、2010、2015年4期栅格数据,数据精度为100 m。该数据集采用三级土地利用类型分类系统,在本研究中由于林地与草地均为重要的生态用地类型,且两地类变化过程存在显著共性(变化速度均呈“高速下降—趋向稳定—加速下降”过程),故将两者合并为林草地。此外,因水域在东北地区各土地利用一级类型中占比最小(2015年仅为0.03%),且各时期水域面积相对稳定,与其他用地类型间转化规模小(三阶段水域变化率分别仅为-0.01%、0.005%、-0.004%),因此水域对于东北地区土地利用形态变化的影响微弱,故本研究未将其纳入研究范围。基于以上方面,本文主要针对四种用地类型分析区域土地形态变化过程,包括:耕地、林草地、建设用地、未利用地。在研究过程中,利用ArcGIS栅格计算器、栅格重分类功能以及分区统计工具直接对各年份土地利用栅格数据进行处理,提取土地利用变化信息。
研究中所用海拔高程、多年平均降水、坡度等数据来源于中国科学院资源环境数据中心,其中,DEM数据为90 m栅格数据,将其与县(市)级行政区图层叠加,获得县域单元高程与坡度信息。省界、县界、各级道路、河流数据源于国家基础地理信息系统全国1∶400万数据库(http://nfgis.nsdi.gov.cn)。社会经济数据来源于《中国统计年鉴》(1996—2016年)、《中国林业统计年鉴》(1998—2016年),《中国农村统计年鉴》(1996—2016年),以及1996—2016年黑龙江、吉林、辽宁三省统计年鉴。包含城区在内的178个县域单元为本研究的基本单元。

1.3 研究方法

首先运用全局Moran's I指数测度东北地区主要用地类型变化是否存在空间上的关联性。其次,利用热点分析方法,采用局部Getis-Ord Gi*指数测度东北地区各主要用地类型变化中统计显著的热点(高值空间集聚)与冷点(低值空间集聚)空间分布[16],以进一步揭示东北地区土地利用形态变化的空间特征。在此需要说明的是,局部Moran's I指数与局部Getis-Ord Gi*指数均为重要的局部空间自相关测度指标,但相较局部Moran's I指数,局部Getis-Ord Gi*指数对要素集聚区域的探测更加准确,能较精准地识别集聚范围,其探测能力优于局部Moran's I指数,因此本研究采用局部Getis-Ord Gi*指数探测东北地区主要用地类型变化的集聚区域[17]
在空间自相关分析的基础上,建立空间计量模型,即把研究单元间的空间相互作用作为一种变量引入到模型中,运用GeoDa 1.12软件分别进行普通最小二乘回归(OLS)、空间滞后模型(SLM)以及空间误差模型(SEM)回归分析,在构建SLM与SEM后,通过比较拉格朗日乘数及其稳健形式(LMlag、LMerror、R-LMlag、R-LMerror)进行模型选择,最后综合分析主要驱动因子对土地利用转型的影响作用。

1.4 变量选择

基于区域土地利用转型特征与关键过程,本研究选择不同时期主要土地转化类型面积(耕地—建设用地、耕地—林草地、林草地—耕地、未利用地—耕地)作为因变量。在自变量方面,基于对已有研究的系统总结与理论分析,将区域土地利用转型因素归纳为以下方面,并基于数据可得性,进行变量选择。
土地稀缺与土地集约化:在特定的技术条件下,土地利用优先倾向于在空间上扩张,直至其受到资源稀缺性的限制。此后,伴随资本与技术投入的增加,区域转入土地集约利用过程。土地资源的稀缺性受自然条件与潜在可利用土地资源的限制。该方面的具体变量包括地形条件(高程、坡度)、气候条件(多年平均降水量)、水文条件(河网密度)以及各基期主要土地利用类型(耕地、林草地、建设用地、未利用地)面积。
生态环境政策干预与区域功能定位:农业活动与城市建设活动的空间扩张导致生态用地减少,但当区域进入生态环境保护阶段时,生态用地会进入恢复过程,此时将发生土地利用转型[16]。政府的政策干预通过影响生态系统的重构与更新过程而影响区域土地利用转型[18]。区域功能定位则与政府的政策干预存在密切联系,决定了政策干预的方向与强度。该方面的具体变量包括生态保护功能得分 与粮食生产功能得分
经济现代化与城镇化:一个区域在其经济发展的早期对环境的影响更强,这种影响在人均收入达到一定门槛后将减弱[19]。经济发展及经济现代化进程亦带来耕地的集约利用,提升农民的生态环境保护意识并改变其土地利用行为[20]。城镇化则通过城市空间扩张以及城乡间人口迁移而影响区域土地利用形态[21]。这方面变量主要包括经济发展水平(GDP、地方财政收入),区域产业结构(第一、二、三产业在GDP中所占比重),城镇化进程(城镇化率),农村居民人均纯收入以及政府投入水平(固定资产投资)。
人口增长与迁移:土地利用转型是一个与人口转型共同发生发展的过程[22]。由于数据获得性的限制,未能直接获得人口迁移数据,但人口迁移可通过人口变化而间接反映。因此,本研究在该方面主要纳入反映区域人口变化的变量,包括总人口、城镇人口和农村人口。
以上变量均求取各时期变化量作为因变量纳入方程。除以上因素外,市场化与全球化可通过影响农产品价格以及改变区域生产压力而影响土地利用转型过程[23]。该方面变量由于量化困难,故采用定性分析的方法说明其对东北地区土地利用转型的影响作用。

2 区域土地转型特征分析

2.1 土地利用数量变化特征

1995—2015年,东北地区各主要土地利用类型数量变化显著(表2)。其中,林草地与未利用地规模持续下降,下降速度呈倒“V”型变化特征(图2),2005—2010年两类用地规模缩减速度放缓。与以上两类用地不同,1995—2015年,东北地区耕地与建设用地规模持续增长,增速呈正“V”型变化特征(图2),2005—2010年增长相对缓慢,2010—2015年呈加速增长特征。
表2 1995—2015年东北地区主要土地利用类型数量变化

Tab.2 Quantity change of major land use types in Northeast China from 1995 to 2015

土地利用类型 面积(104hm2 变化量(104hm2
1995 2005 2010 2015 1995—2005 2005—2010 2010—2015
耕地 2 934.05 3 017.36 3 020.58 3 038.89 83.31 3.22 18.31
林草地 4 047.00 3 977.22 3 974.08 3 960.91 -69.78 -3.14 -13.17
建设用地 236.04 241.76 245.20 254.71 5.71 3.44 9.51
未利用地 426.60 409.95 405.03 391.53 -16.64 -4.92 -13.50
图2 1995—2015年东北地区主要土地利用类型变化率

Fig.2 The change rate of major land use types in Northeast China from 1995 to 2015

进一步利用转移矩阵分析主要土地利用类型间转换关系。结果显示(表3),不同时期区域主要用地类型间转化规模与转化方向存在显著差异。1995—2005年,林草地向耕地的转化是东北地区最主要的用地转化类型,转化规模达92.32×104hm2。耕地向林草地(27.00×104hm2)以及未利用地向耕地(26.94×104hm2)的转化规模亦较大,耕地向建设用地的转化规模则相对较小(5.67×104hm2)。
表3 东北地区不同时期土地利用转移矩阵

Tab.3 Land use transfer matrix in different periods of Northeast China

阶段 年份 耕地(104hm2 林草地(104hm2 建设用地(104hm2 未利用地(104hm2
2005
1995—2005 耕地 1995 2 893.01 27.00 5.67 5.40
林草地 92.32 3 940.85 1.12 10.80
建设用地 1.16 0.14 234.68 0.03
未利用地 26.94 7.84 0.12 389.26
2010
2005—2010 耕地 2005年 3 004.37 7.15 3.61 0.44
林草地 10.26 3 965.63 0.63 0.31
建设用地 0.79 1.19 240.80 0.01
未利用地 4.71 0.82 0.09 404.15
2015
2010—2015 耕地 2010年 3 011.30 1.08 7.79 0.06
林草地 14.37 3 958.07 1.67 0.09
建设用地 0.72 0.01 244.45 0.15
未利用地 11.02 1.69 0.60 391.22
2005—2010年,东北地区主要用地类型间转化规模显著缩减。林草地向耕地的转化(10.26×104hm2)以及耕地向林草地的转化(7.15×104hm2)依然是这一时期最主要的土地转化类型,但转化规模分别仅为1995—2005年的11.11%、26.48%(表3)。两者间差值的减小使这一时期东北地区林草地面积下降速度放缓,趋向稳定。耕地向建设用地的转化规模依然相对较小,为3.61×104hm2表3),但相对1995—2005年增速显著增长。
与2005—2010年相比,2010—2015年耕地向林草地的转化规模急剧缩减,由7.15×104hm2降至1.08×104hm2,但林草地向耕地的转化规模显著扩大,由10.26×104hm2上升至14.37×104hm2表3),导致这一时期区域林草地面积加速下降。同期,未利用地向耕地转化规模扩张明显,由4.71×104hm2上升至11.02×104hm2,未利用地逐步取代林草地而成为东北地区耕地扩张的主要来源。耕地向建设用地的转化规模呈“爆发”式增长(7.79×104hm2),分别为1995—2005年与2005—2010年转化规模的137.38%、215.78%。

2.2 土地利用空间变化特征

1995—2005年,区域土地利用变化的主要特征表现为耕地的高速扩张与林草地的急剧缩减。耕地面积增长与林草地面积减少在空间上存在高度关联性,热点区集中分布于大小兴安岭与三江平原,以大小兴安岭为主。这一时期区域建设用地增长集中发生于四个中心城市(哈尔滨、长春、沈阳、大连),在空间上未形成连续热点区。未利用地的变化表现出空间集聚特征,其面积的大规模减少主要发生于三江平原与松嫩平原北部。
2005—2010年东北地区土地利用形态发生显著变化。耕地增长热点区规模缩减,集中分布于三江平原。这一时期区域内耕地扩张区与林草地缩减区在空间上的关联性减弱,小兴安岭以及长白山周边地区林草地面积由下降转为上升。区域建设用地扩张主要发生于哈大城市带沿线以及辽宁省南部沿海地区,沈阳及其周边形成建设用地增长热点区,区域西部与北部建设用地减少,黑龙江北部形成大范围的冷点区。未利用地的减少集中发生于三江平原。
2010—2015年,东北地区超过半数的县域单元耕地由增长转为下降,但三江平原地区耕地依然保持高速增长,且热点区范围扩大(图3a),松嫩平原中部形成耕地增长新热点区。哈尔滨与长春周边地区耕地向建设用地的大规模转化导致耕地大幅减少,并形成连续的建设用地增长热点区(图3c)。这一时期东北地区三江平原东部林草地面积减少最剧烈(图3b)。未利用地变化与前两时期存在相似性,即未利用地的减少主要发生于三江平原地区,但松嫩平原西部地区未利用地面积的大规模下降形成未利用地变化新热点区(图3d)。
图3 2010—2015年东北主要用地类型变化的空间分布与空间集聚

Fig.3 Spatial Distribution and spatial clustering of major land use types in Northeast China(2010-2015)

3 区域土地利用转型机制分析

3.1 不同时期区域土地利用转型影响因素

四种主要土地利用类型转化的全局Moran's I值显示(表4),东北地区不同时期主要土地利用类型转化存在显著的正向空间自相关性,即东北地区土地利用转型存在空间效应。因此,有必要建立空间计量模型以分析区域土地利用转型的影响因素。
表4 不同时期主要土地转化类型全局Moran's I

Tab.4 Global Moran's I test for major land use conversion types in different periods

耕地—林草地 耕地—建设用地 林草地—耕地 未利用地—耕地
Moran's I P Moran's I P Moran's I P Moran's I P
1995—2005 0.1321 0.0080*** 0.0593 0.0860* 0.2860 0.0010*** 0.2893 0.0010***
2005—2010 0.3185 0.0010*** 0.0448 0.0910* 0.3093 0.0020*** 0.3384 0.0030***
2010—2015 - - 0.0875 0.0290** 0.0995 0.0030*** 0.2016 0.0030***

注:*、**、***分别表示在10%、5%、1%置信水平下显著。表5同。

为科学选定适宜的空间计量模型,本研究首先进行OLS估计,并通过比较LMlag、LMerror以及R-LMlag、R-LMerror确定最终模型。结果显示(表略),对于耕地向建设用地的转化,耕地向林草地的转化以及未利用地向耕地的转化,LMerror以及R-LMerror较LMlag与R-LMlag在统计上更显著,因此应选择空间误差模型(SEM);对于林草地向耕地的转化,LMlag与R-LMlag较LMerror以及R-LMerror在统计上更显著,因此应选择空间滞后模型(SLM)。
对比普通回归模型与空间回归模型的拟合效果(表5),各空间回归模型拟合系数R2更高,自然对数似然函数值(Log likelihood,LogL)更大,赤池信息准则(Akaike information criterion,AIC)和施瓦茨准则(Schwartz criterion,SC)更小,因此模型拟合效果更好。
表5 2010—2015年东北地区主要土地转化类型影响因素空间分析结果

Tab.5 The estimation results of the spatial econometric model of main land conversion types in Northeast China in 2010-2015

变量 耕地—建设用地 林草地—耕地 未利用地—耕地
OLS SEM OLS SLM OLS SEM
基期建设用地面积 0.0192*** 0.0190***
基期未利用地面积 0.0179*** 0.0214***
河网密度 352.4900*** 341.3800**
GDP 0.0001*** 0.0001***
财政收入 0.0013*** 0.0013***
第二产业占GDP比重 -8.9975*** -8.7966***
总人口 0.0051*** 0.0050***
城镇人口 0.0031*** 0.0052***
农村居民人均纯收入 -1.0529*** -1.0430*** -0.2099** -0.2028**
农业机械总动力 49.6337*** 46.7885*** 44.6260*** 39.5848***
W-Y -2.8582***
LAMBDA 2.4406** 2.2456***
R2 0.9096 0.9162 0.2806 0.3358 0.2835 0.3228
logL -1 282.23 -1 279.30 -1 703.60 -1 700.35 -1 620.99 -1 618.51
AIC 2 580.46 2 576.61 3 415.19 3 410.69 3 249.99 3 245.02
SC 2 605.91 2 605.25 3 427.92 3 422.60 3 262.72 3 257.75
①经济缓慢增长,城镇化与人口发展停滞期(1995—2005年)。1995—2005年,东北地区总人口、基期建设用地面积以及固定资产投资与耕地向建设用地转化面积的回归系数为正,且通过1%水平的显著性检验(表略)。这一阶段区域人口的增长带来建设用地的扩张,但工业经济发展困难导致的城镇失业率上升(1995—2005年,东北地区城镇失业率由3.51%上升至4.91%)及随之而来的城镇化进程停滞(图1)使区域对建设用地的需求减弱,政府投资进行基础设施建设成为该阶段东北地区建设用地扩张的主要动力。虽然区域经济发展整体低迷,但作为建设用地主要集中区的中心城市(哈尔滨、长春、沈阳、大连)经济依然保持较快增长,吸引经济与人口集聚[24]。四中心城市固定资产投资在区域中所占的比重由1995年的42.00%上升至2005年的47.00%,GDP占比由26.76%上升至32.35%,城镇人口占比由23.39%上升至25.78%,中心城市对建设用地的需求持续增长。
基期林草地面积、城镇化率与林草地向耕地的转化在1%显著性水平下呈正相关。未利用地向耕地的转化与基期未利用地面积以及河网密度亦在1%置信水平下显著正相关,但与生态保护得分及农业机械总动力在10%置信水平下显著负相关。基期林草地面积与耕地向林草地的转化在1%置信水平下显著正相关(表略)。1990年代,高速的城镇化进程使中国耕地资源日益稀缺,粮食安全成为中国政府关注的核心问题。在以东北地区为代表的粮食主产区,政府通过实施土地整治计划等多种方式稳定和扩大耕地规模。同时,1995—2005年,区域工业化进程的停滞使东北地区农民收入增长更依赖于土地投入而非技术与资本投入。受不断发展的商品化农业刺激,东北地区农民对扩大耕地规模以增加收入的需求更加迫切,特别是在三江平原等水土资源丰富,生产潜力大的地区。在区域功能定位与个人需求的双重驱动下,东北地区出现大规模的毁林开荒与未利用地开发活动,集中发生于三江平原与黑龙江流域天然林区[25]。大规模的毁林开荒与未利用地开发对中国生态环境产生严重影响,1998年特大洪水的发生使政府及公众认识到生态环境保护的重要性,进而自2000年起实施了以退耕还林还草、天然林保护为代表的一系列重大生态工程。东北地区大小兴安岭等天然林区是生态工程建设的重点区域 。此外,东北地区沼泽湿地占未利用地的比重超过60%,因此,湿地保护行动计划等生态工程的实施在一定程度上限制了对湿地的开发,进而对未利用地向耕地的转化产生负向影响。
②经济高速增长,人口转型期(2005—2010年)。2005—2010年,固定资产投资与耕地向建设用地的转化关系为正并通过1%水平下的显著性检验(表略)。为破解东北地区经济发展困局,自2003年起实施的东北振兴战略将加强交通、水利、电力等基础设施建设作为“振兴老工业基地的重要支撑” ,因此,中央政府强化了对东北地区基础设施建设的投资,区域固定资产投资规模高速扩张,由2005年的7 830.66亿元增长至2010年的32 466.53亿元,增长率达314%,远高于全国同期平均水平(183%)。因工业化对城镇化进程的驱动力不足,政府固定资产投资成为推动区域城镇化进程的主要动力[26],特别是在作为重点发展区域的哈大经济带沿线、辽宁沿海经济带、长吉图开发开放先导区 ,其固定资产投资在东北地区所占比重超过80%,导致以上区域建设用地加速扩张。
农业机械总动力以及农村居民人均纯收入同林草地向耕地的转化回归系数为正并分别通过了1%、5%水平显著性检验。未利用地向耕地的转化则分别与基期未利用地面积、粮食生产功能得分在1%、10%置信水平下显著正相关(表略)。自2000年起大规模实施的生态建设工程显著改善了中国生态环境,但同时也导致耕地面积大幅下降[27],1998—2003年全国粮食亦出现持续减产。在耕地面积下降与粮食减产的双重压力下,维护国家粮食安全,提升农民收入水平再次成为政府关注的核心问题 并继续采取多种措施以扩大耕地规模。一方面,提升土地整治计划实施力度,并自2008年起在部分地区推进土地整治重大工程。另一方面,重点加强粮食主产区粮食生产能力建设 ,强化对其在惠农政策方面的投入。作为中国具备开发价值后备耕地资源的主要集中区[28],三江平原是土地整治计划实施的重点区域,三江平原东部地区土地整治工程于2008年被列为首批国家土地整治重大工程,加速了该地区未利用地向耕地的转化。此外,中国加入WTO进一步强化了东北地区在粮食生产方面的优势[29]。因此,支持发展现代农业成为振兴东北过程中农业发展政策扶持的重要方向。区域发展战略刺激下工业化进程的推进亦提升了区域农业现代化水平与耕地利用效率[30],削弱对耕地扩张的需求。但是,对于具备粮食生产比较优势的地区(例如:三江平原地区),在全球化带来的经济利益驱动下,农业生产效率的提升带来了农业生产收入的增加,进一步促使农民扩大耕地规模以增加收入[31]。同时,在中央政府的政策引导下,黑龙江省政府推动实施“千亿斤粮食生产能力建设工程” ,进一步促进省域内粮食生产,导致在东北地区农业现代化水平提升带来耕地面积增速整体放缓的背景下,黑龙江省北部,特别是三江平原地区林草地与未利用地向耕地大规模转化。
该阶段耕地向林草地的转化与基期耕地面积在5%的置信水平下显著正相关(表略)。这一时期退耕还林工程规模的缩减直至停止使东北地区耕地向林草地的转化规模显著下降。但是相关研究发现,在退耕还林计划的间歇期,身处原退耕还林工程实施区的农民仍然倾向于选择继续扩大退耕还林规模[32]。因此,大小兴安岭、长白山脉地区依然发生了耕地向林草地的大规模转化,导致以上地区林草地面积由降转升,特别是在部分耕地资源丰富,前期实施退耕还林计划的县域单元。
③经济与人口衰退期(2010—2015年)。2010—2015年,基期建设用地面积、城镇人口、总人口、GDP以及财政收入同耕地向建设用地的转化关系为正,第二产业占GDP的比重与耕地向建设用地的转化关系为负,以上因素均通过1%显著性水平检验(表5)。2008年世界金融危机影响了中国经济发展。为克服金融危机的冲击,中国政府将土地管理政策由“严格保护耕地”转变为“保持经济发展,强化土地资源保护”[33],放松对城镇建设用地供应的限制,这为东北地区该阶段建设用地的高速扩张提供了政策背景。这一阶段东北地区经济增速由13.70%骤降至4.47%,“新东北现象”全面显现。前期振兴政策实施所带来的传统工业与重化工业的大规模扩张,在这一阶段市场需求锐减的背景下,甚至阻碍区域经济发展[34],进而削弱对建设用地的需求。此外,严格执行的计划生育政策以及区域经济的不景气导致东北地区人口增速长期处于较低水平,并最终在2010—2015年区域人口由增长转为下降,进一步导致对建设用地需求的下降。同期,区域内部发展差异持续扩大,黑龙江省北部经济发展最为薄弱,中心城市GDP增速、公共财政收入增长等则显著高于其他地区,经济发展不断向四中心城市集聚[35],导致中心城市建设用地的高速增长,黑龙江北部建设用地持续下降。伴随新型城镇化战略的实施,中央政府强化对哈长城市群发展的政策支持,并将哈长城市群上升为重点发展的区域性城市群 ,地方各级政府亦形成相应政策措施,推动黑吉两省人口向以哈尔滨与长春为核心的中部地区集中 ,导致哈长城市群核心区城镇建设用地加速扩张。
该阶段农业机械总动力与林草地向耕地的转化以及未利用地向耕地的转化在1%的置信水平下显著正相关,农村居民人均纯收入则与二者负相关(表5)。河网密度与林草地向耕地的转化存在显著的正相关关系,基期未利用地面积则与未利用地向耕地转化在1%的置信水平下显著正相关。这一阶段国家对东北地区的功能定位由“国家重要的商品粮和农牧业生产基地” 上升为“维护国家粮食安全的战略基地” ,农业在区域经济发展中的地位进一步提升,政府不断增加在区域农业发展方面的投入,完善农业生产补贴,强化农业生产基础设施建设。一系列惠农政策的实施不仅带来区域农业现代化水平的提升,也刺激地方政府与农民非理性的耕地开垦活动,使三江平原与松嫩平原林草地及未利用地向耕地转化规模扩大。但是,由于东北地区西部自然生态环境条件较差,水土资源配置失衡,导致农业收入不稳定[36],耕地面积的扩大实际并未带来农业收入的显著提升,使耕地扩张与农民纯收入之间表现出负向关系。此外,由于东北地区在水稻生产方面的比较优势日益凸显,加之国家粮食种植结构调整政策的刺激,强化生产基础设施建设,扩大水田规模成为政府推动农业发展的重要方式。在中央政府的支持下,东北地区河网密集区先后完成三江平原灌区、“引嫩入白”等一系列重大水利工程建设,显著改善了农业生产环境,也促进了林草地与未利用地向耕地的转化。

3.2 东北地区土地利用转型机制

东北地区土地利用转型是自然、经济、社会、政策制度等多种因素综合作用的结果。区域建设用地变化与人口规模及人口结构变化,以及经济增长过程密切相关,同建设用地需求存在直接关联,决定政府政策刺激的方向。耕地变化与全球化所带来的市场变化以及农业现代化密切相关。农业现代化的发展使耕地利用由粗放转向集约,土地产出能力提升,但全球化进程及随之而发生的市场变化导致土地比较收益变化,农民受经济效益吸引,增加非土地生产资料的投入以谋求收益的提升。生产资料投入的增加、农业现代化水平的提升显著提高农民生产能力,促使具有农业生产比较优势地区的政府与农户扩大耕地规模。中央政府基于国家整体需求变化而进行区域功能定位调整,形成空间发展引导与管制,并进一步带来农业发展支持政策、生态环境保护政策的调整以及政府在农业与城镇发展建设中的投资规模改变,改善区域生产与发展条件;此外,政府可通过实施土地与生态工程工程等形式调控耕地的供给,也可通过调控耕地集约利用、改变土地利用需求而影响耕地变化。林草地等生态用地变化则直接受制于区域功能定位及相应的生态环境政策干预。
东北地区土地利用转型是生产生活活动变化导致土地供给与需求变化,进而引发区域内不同土地利用类型在空间上由冲突到协调的持续性重构过程。在这一过程中存在两条驱动路径,即政策引导下的社会—生态反馈路径与政策影响下的经济—社会变化诱发路径(图4)。
图4 东北地区土地利用转型机制

Fig.4 Land use transition mechanism in Northeast China

东北地区不同类型土地的供给取决于耕地资源、生态系统服务能力等关键资源重要性程度的变化及政府对这一变化做出的政策响应。政府依据区域自身条件,基于宏观调控的视角进行区域功能定位,在此基础上借助土地管理政策、生态环境保护政策等,通过土地与生态工程驱动、空间发展引导与管制、政府投资、倾斜性政策支持、区域生产与发展条件改善(图4)等多种形式直接调节土地资源的稀缺性与土地集约化利用程度,引发区域可利用土地资源数量变化,而资源数量变化将进一步改变资源重要性程度,使两者间形成反馈过程。在这一过程中政策通过约束不同类型土地的供给,引导区域及个体土地利用行为而直接影响土地利用形态变化。区域功能定位是这一过程中的核心因素,决定区域内不同类型土地的供给,进而决定土地利用转型方向,这一过程为政策引导下的社会—生态反馈路径(图4)。
东北地区土地需求随区域经济社会发展而变化,经济现代化与城镇化、市场与全球化、人口增长与人口迁移是区域经济社会发展变化中的核心过程。不同于社会—生态反馈,区域经济社会发展主要受区域自身基础条件以及外部市场与宏观经济环境的制约。在以上诸多因素的制约下,区域经济与产业发展政策、空间开发政策、城镇化政策、对外开放政策等通过影响区域产业结构演化过程、改变比较收益与土地产出能力、促进个体增收、调控人口规模与人口结构、改变区域开放性与调控市场参与程度等方式(图4)而间接调节区域土地利用需求,改变区域土地利用转型的速度与强度,这一过程为政策影响下的经济—社会变化诱发路径。区域经济现代化与城镇化是经济—社会变化诱发路径下影响区域土地利用转型的核心因素。
东北地区土地利用转型是政策引导下的社会—生态反馈路径与政策影响下的社会—经济变化诱发路径相互耦合与拮抗的结果,例如:市场与全球化进程导致区域内部对耕地的需求产生差异,在此基础上的区域功能定位调整及相应的支持政策调整进一步强化区域土地利用差异,两者共同改变土地利用形态。但在区域农业现代化水平提升,对耕地扩张需求减弱的背景下,政府基于宏观统筹所实施的政策刺激措施引导与促进部分区域耕地进一步加速扩张,此时社会—经济变化与社会—生态反馈间表现出拮抗作用,引发区域土地利用形态重构。

4 结论与讨论

4.1 结论

①1995—2015年,东北地区经济社会发展存在转型过程,可划分为三个阶段,即经济缓慢增长,城镇化与人口发展停滞期(1995—2005年);经济高速增长,人口转型期(2005—2010年)以及经济与人口衰退期(2010—2015年)。
②伴随经济社会转型,东北地区发生土地利用转型过程。其转型特征表现为:耕地规模持续增长,增速先降后升,增长来源由林草地向未利用地转变;建设用地稳定增长,增速呈“V”型变化特征,2010—2015年建设用地规模急剧扩张;林草地与未利用地规模持续下降,但2005—2010年规模缩减速度相对缓慢。在空间上,东北地区主要用地类型空间变化存在显著的集聚特征。其中,耕地面积增长与林草地面积减少热点区趋向集中于三江平原,大小兴安岭地区林草地由减少转为增长。建设用地增长呈现出“集聚—分散—再集聚,由点向面发展”的变化特征,即由中心城市向哈大城市带、沿海、沿边地区扩散,最终向哈长城市群核心区集聚。未利用地的减少集中发生于三江平原地区,热点区范围扩大。
③空间计量回归结果表明,可利用资源数量、水文条件、农业发展政策、区域功能定位以及全球化市场的发展对东北地区耕地面积增长存在显著促进作用,在农业发展政策与市场的刺激下,农业现代化进程对耕地增长的影响由抑制转为促进。区域建设用地增长主要受区域人口规模与人口结构以及经济增长的影响,政策性因素影响显著,伴随区域内部经济差异的扩大,经济增长以及产业结构演变对建设用地变化的影响作用逐渐显现。林草地变化则主要受环境保护政策调控,生态工程建设是政策影响的主要形式。
④东北地区土地利用转型是区域经济社会活动变化导致土地供给与需求变化,进而引发区域内不同土地利用类型在空间上由冲突到协调的持续性重构过程。东北地区不同类型土地的供给取决于耕地资源、生态系统服务能力等关键资源重要性程度的变化及政府对这一变化做出的政策响应;东北地区土地需求则随区域经济社会发展而变化,受区域经济与产业发展政策、空间开发政策、城镇化政策、对外开放政策的间接调控。东北地区土地利用转型呈现显著的政策主导特征,是政策制度、经济社会、自然条件等多方面因素通过政策引导下的社会—生态反馈路径与政策影响下的社会—经济变化诱发路径交互耦合与拮抗的结果。政策引导下的社会—生态反馈路径决定区域土地利用转型的方向,政策影响下的区域经济—社会变化诱发路径决定土地利用转型的速度与强度。

3.2 讨论

东北地区土地利用转型是多方面因素综合作用的结果,政策性因素在其中发挥了主导作用。当前东北地区因多种政策冲突以及政策设计不合理而导致的土地资源不可持续利用问题日益凸显。例如,2010—2015年,东北地区经济增长低迷,人口由增转降,对建设用地的需求下降,但在国家支持建设开发区与新区以吸引产业集聚,承接东部沿海地区产业转移的政策鼓励下 ,东北地区建设用地增长10.51%,同期城镇化率仅提升1.01%,导致城镇建设用地低效利用与无序扩张问题日益突出。此外,三江平原作为具有全国意义的农产品主产区与重点生态功能区 ,承担维护国家粮食安全与生态安全的双重任务,但受经济利益驱动,在政府倾斜性农业发展扶持政策的刺激下,地方政府与农业生产者持续破坏生态用地以扩张耕地。2010—2015年,三江平原地区林草地转化为耕地面积占区域林草地转化为耕地总面积的比重达63.98%,1995—2005年这一数值仅为16.82%。因此,尊重地域分异规律与社会经济发展规律,基于国土空间综合治理的视角,强化多种政策间的综合协调,以科学的政策设计引导区域土地资源开发向可持续方向转型应成为东北地区土地管理政策与经济社会发展政策制定与实施过程中关注的重点问题。
土地利用转型不仅体现于各土地利用类型的数量与空间分布变化(显性形态变化),更体现于土地投入产出效益与功能变化(隐性形态变化)。开展区域土地利用隐性形态转型研究,进一步探究政策对区域土地利用隐性形态的影响,对于推动区域土地资源管理方式由关注数量增长转变为数量增长与质量提升并重,由关注土地经济效益向注重提升土地利用综合效益转化具有重要意义,这也是作者继续深化研究的主要方向。
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