韋千桃，陸汝成，葉宗達(dá)

(南寧師范大學(xué) 自然資源與測繪學(xué)院，廣西 南寧 530001)

在區(qū)域自然生態(tài)系統(tǒng)和社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的過程中，土地利用類型的變化是研究人地關(guān)系的熱點問題之一[1-2]。當(dāng)前，隨著工業(yè)化、城市化的不斷發(fā)展，工業(yè)和人口大規(guī)模向城市聚集，而我國后備土地資源嚴(yán)重不足，土地又是不可再生資源，導(dǎo)致農(nóng)用地大幅度轉(zhuǎn)為非農(nóng)用地，人地矛盾越來越尖銳。國內(nèi)外研究表明，土地利用變化與社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展相互影響。目前，我國經(jīng)濟(jì)已由高速增長轉(zhuǎn)向高質(zhì)量發(fā)展階段，各類用地需求量也日益發(fā)生變化，但以往對人地關(guān)系問題的研究大多數(shù)都是發(fā)生在發(fā)達(dá)地區(qū)，對西部經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)地區(qū)的研究較少。因此，研究桂平市土地利用變化與社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展關(guān)系，有助于調(diào)整各類用地的合理利用和人類的社會經(jīng)濟(jì)活動，為其今后發(fā)展策略提供依據(jù)。

1 數(shù)據(jù)來源與研究方法

1.1 數(shù)據(jù)來源

土地利用變化數(shù)據(jù)來源于2008～2016年桂平市國土資源局地類變更表；社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展數(shù)據(jù)來源于2009～2016年《貴港市統(tǒng)計年鑒》、2015～2016年《桂平市國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展統(tǒng)計公報》等。

1.2 評價指標(biāo)體系與構(gòu)建

總結(jié)國內(nèi)外學(xué)者對土地利用系統(tǒng)與社會經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的耦合關(guān)系評價指標(biāo)體系，本文借鑒劉瓊等[3]構(gòu)建的指標(biāo)體系，將兩大系統(tǒng)的指標(biāo)體系劃分為3個層次，選取土地利用結(jié)構(gòu)、土地利用效率、土地利用強(qiáng)度三大指標(biāo)，共12個單項指標(biāo)構(gòu)成土地利用變化指標(biāo)評價體系。選取經(jīng)濟(jì)增長、人口發(fā)展、經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)、消費(fèi)水平、城鎮(zhèn)化五大指標(biāo)，共16個單項指標(biāo)構(gòu)成社會經(jīng)濟(jì)指標(biāo)評價體系(表1)。

1.3 土地利用與社會經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)發(fā)展評價模型

系統(tǒng)耦合關(guān)系是系統(tǒng)內(nèi)各因素相互制約、相互影響、相互促進(jìn)的動態(tài)關(guān)聯(lián)[4]。本文借鑒廖重斌[5]、張妍[6]、衛(wèi)思夷[7]等提出的區(qū)域發(fā)展與環(huán)境協(xié)調(diào)模型構(gòu)建相似機(jī)理的評價模型，表達(dá)式為：

C=f(t)×g(t)/[f(t)+g(t)]/2

T=αf(t)+βg(t)

表2 土地利用與社會經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)發(fā)展類型

表3 協(xié)調(diào)等級及劃分標(biāo)準(zhǔn)表

1.4 土地利用與社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展耦合評價模型

土地利用與社會經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)都是非線性系統(tǒng)[9]，具有耦合關(guān)系，其演化方程式為：

dx(t)/dt=f(x1,x2,…,xn),(i=1,2,…,n)

根據(jù)李雅普諾夫第一近似定理[10]，將其在原點附近按泰勒級數(shù)展開，并略去高次項，近似表達(dá)為：

因此，土地利用系統(tǒng)與社會經(jīng)濟(jì)的一般函數(shù)為：

鑒于土地利用與社會經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)是復(fù)合系統(tǒng)，按照一般系統(tǒng)理論，該復(fù)合系統(tǒng)的演化方程式可表達(dá)為：

A=df(x)/dt=f(x,y);B=dg(y)/dt=g(x,y)

A、B為受自身與外界影響下土地利用變化與社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展子系統(tǒng)的演化狀態(tài)。因此，兩系統(tǒng)是相互影響的動態(tài)關(guān)聯(lián)的關(guān)系，任何一方的變化，都會導(dǎo)致整個系統(tǒng)的變化。在受自身與外界影響下，兩子系統(tǒng)的演化速度為：

VA=dA/dt

本案例實驗采用基于Node.js 的Express 框架實現(xiàn)RESTful API 服務(wù)器，自定義users 和events 兩個資源項，其下各具有多個實例對象，訪問控制規(guī)則ACL 作為中間件，取app 為express 的實例，利用app.use()引入該中間件[5]，按以下步驟驗證角色權(quán)限：①驗證JWT 簽名是否有效，無效則返回默認(rèn)401 狀態(tài)，有效則進(jìn)行下一步；②讀取ACL 規(guī)則，得到JWT 中攜帶的角色在規(guī)則中所限定的權(quán)限；③判斷該用戶訪問API 的權(quán)限是否符合規(guī)則。

VB=dB/dt

V=f(VA,VB)

其中，VA、VB分別為兩子系統(tǒng)的演化速度，整個系統(tǒng)的演化速V可以看作VA與VB的函數(shù)，由于2個子系統(tǒng)是相互聯(lián)動的，因此，V=f(VA,VB),VA、VB為控制變量，可以通過分析V的變化來研究整個系統(tǒng)以及2個子系統(tǒng)間的耦合關(guān)系。由于土地利用與社會經(jīng)濟(jì)整個系統(tǒng)演化速度滿足組合S型發(fā)展機(jī)制[11]。可以假定兩者的耦合關(guān)系是周期性變化的。在每個周期內(nèi)，由于V的變化是VA與VB引起的，可將VA與VB的演化軌跡投影在一個由VA為橫坐標(biāo)，VB為縱坐標(biāo)的二維平面內(nèi)分析V。由于社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展演化速度大于土地利用演化速度，變化幅值偏大，所以V的變化軌跡為坐標(biāo)系中的一橢圓，如圖1所示。VA與VB的夾角滿足tanα=VA/VB，所以α=arctanVA/VB，即可將稱作整個系統(tǒng)的耦合度。

根據(jù)α的變化，判定土地利用與社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展耦合度。在一個演化周期內(nèi)，整個系統(tǒng)將經(jīng)歷低級耦合(Ⅰ)、協(xié)調(diào)發(fā)展(Ⅱ)、極限發(fā)展(Ⅲ)、再生發(fā)展(Ⅳ)4個階段(表4)[12]。

圖1 土地利用與社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展耦合關(guān)系

2 土地利用變化與社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展分析

2.1 土地利用變化分析

根據(jù)桂平市國土資源局2008和2016年度土地變更調(diào)查資料，將2008年的各地類土地面積與2016年的各地類土地利用現(xiàn)狀進(jìn)行對比。桂平市土地總面積為407052.78 hm2，林地面積為116435.77 hm2，占土地總面積的比重較大，近年來林地面積雖有所減少，但減少幅度低于耕地面積，這主要是受退耕還林、加強(qiáng)生態(tài)保護(hù)、耕地休耕政策的影響。農(nóng)用地主要有耕地、園地、草地，其土地面積由2008年的152915.72 hm2減少為150906.51 hm2，減少了2009.21 hm2。建設(shè)用地主要有城鎮(zhèn)村及工礦用地、交通運(yùn)輸用地、水利設(shè)施用地。建設(shè)用地面積在逐年增加，這主要是因為大幅度農(nóng)用地面積轉(zhuǎn)變?yōu)榻ㄔO(shè)用地。其他土地變化不大。

表4 耦合度α取值及耦合狀態(tài)

2.2 社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展分析

桂平市地區(qū)生產(chǎn)總值由2008年的114.78億元增長為2018年的322.75億元，年均增長率達(dá)12.92%；人均GDP由2008年的6336元增長為2016年的16005元。總體上，桂平市經(jīng)濟(jì)平穩(wěn)較快發(fā)展。2008～2016年桂平市GDP、第一、二、三產(chǎn)業(yè)增加值的總體變化均呈遞增的趨勢。第一產(chǎn)業(yè)增加值變化在穩(wěn)定中上升；第二產(chǎn)業(yè)是地區(qū)生產(chǎn)總值的龍頭，是桂平市社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的支柱產(chǎn)業(yè)，工業(yè)經(jīng)濟(jì)是拉動桂平市經(jīng)濟(jì)持續(xù)增長的主導(dǎo)力量；第三產(chǎn)業(yè)增加值上升幅度較大，2016年達(dá)到最高值。通過對三次產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，三次產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)比由2008年的28∶41.6∶30.4調(diào)整為2016年的20.20∶48.35∶31.45。從產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整比看，第三產(chǎn)業(yè)比重有所上升，2016年第三產(chǎn)業(yè)占GDP比重31.4%，但與貴港市第三產(chǎn)業(yè)發(fā)展較快的港北區(qū)第三產(chǎn)業(yè)占GDP的比重(59.4%)相比，差距較大，這主要是因為桂平市第三產(chǎn)業(yè)的發(fā)展沒有支撐性企業(yè)。規(guī)模以上其他營利性服務(wù)業(yè)的企業(yè)數(shù)量少、規(guī)模較小。市場上沒有能支撐、帶動全局發(fā)展的大型服務(wù)業(yè)企業(yè)，小型企業(yè)多數(shù)資本小、商品少、服務(wù)功能單一。上述分析表明：桂平市經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不盡合理，不能滿足桂平市經(jīng)濟(jì)發(fā)展格局要求，影響了區(qū)域經(jīng)濟(jì)綜合實力的提升。

3 土地利用變化與社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展耦合關(guān)系評價結(jié)果與分析

3.1 土地利用變化與社會經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)發(fā)展評價結(jié)果與分析

根據(jù)協(xié)調(diào)度和協(xié)調(diào)發(fā)展度模型計算桂平市2008～2016年土地利用變化與社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展系統(tǒng)的協(xié)調(diào)度和協(xié)調(diào)發(fā)展度，依據(jù)表2和表3對兩系統(tǒng)進(jìn)行縱向比較，反映兩者協(xié)調(diào)發(fā)展水平(表5)。

3.1.1 對發(fā)展度f(t)和g(t)進(jìn)行分析 從表5可以看出，2008～2016年桂平市土地利用變化與社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平總體呈現(xiàn)上升的趨勢。具體可分為3個階段：(1)2008～2010年社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展落后于土地利用變化，處于社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展滯后型狀態(tài)。(2)2011～2013年土地利用變化綜合指數(shù)呈下降趨勢，社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展綜合指數(shù)快速上升，土地利用變化與社會經(jīng)濟(jì)基本同步發(fā)展。(3)2014～2016年處于土地利用滯后型階段，且土地利用滯后逐步增強(qiáng)。2008～2016年土地利用變化綜合指數(shù)呈現(xiàn)波動動態(tài)變化的規(guī)律，社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展綜合指數(shù)呈現(xiàn)快速上升的趨勢，土地利用變化與社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展動態(tài)變化的多項式非線性擬合曲線，其擬合精度分別為0.9023和0.9864，擬合結(jié)果見圖2。

表5 2008～2016年桂平市土地利用變化與社會經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)發(fā)展度

3.1.2 土地利用變化與社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展協(xié)調(diào)度和協(xié)調(diào)發(fā)展度分析 根據(jù)協(xié)調(diào)發(fā)展模型測算土地利用變化與社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展協(xié)調(diào)度和協(xié)調(diào)發(fā)展度，依據(jù)表6得出其協(xié)調(diào)度與協(xié)調(diào)發(fā)展度變化(圖3)。

從表6與圖3可看出，2008～2016年桂平市土地利用變化與社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展協(xié)調(diào)度與協(xié)調(diào)發(fā)展度基本保持穩(wěn)定平緩?fù)蛏仙内厔?。具體可分為3個階段：(1)2008～2010年桂平市土地利用變化與社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展系統(tǒng)處于中度失調(diào)階段，社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展滯后土地利用變化，表明兩系統(tǒng)的脅迫作用不明顯。(2)2011～2013年桂平市土地利用變化與社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展系統(tǒng)處于中度失調(diào)過渡到勉強(qiáng)協(xié)調(diào)的輕度失調(diào)階段，土地利用變化與社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展基本實現(xiàn)同步發(fā)展。這主要由于桂平市各項經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)設(shè)施還未完善，尤其是桂平市通往周邊城市的交通路線未開通，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)也在不斷調(diào)整，旅游產(chǎn)業(yè)還處于萌芽狀態(tài)。(3)2013～2016年桂平市土地利用變化與社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展系統(tǒng)基本達(dá)到勉強(qiáng)協(xié)調(diào)階段，土地利用變化滯后社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展。這主要是桂平市政府抓住經(jīng)濟(jì)發(fā)展的契機(jī)，進(jìn)行產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整。一是重點培育旅游產(chǎn)業(yè)，構(gòu)建“旅游+”平臺，堅持打造“廣西特色旅游名縣”，借助旅游產(chǎn)業(yè)推動經(jīng)濟(jì)發(fā)展；二是落實實體經(jīng)濟(jì)發(fā)展的各項措施，加強(qiáng)工業(yè)園區(qū)的建設(shè)、傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)提檔升級，打造農(nóng)業(yè)、娛樂休閑示范園區(qū)；三是通過擴(kuò)大開放合作，對接“一帶一路”發(fā)展戰(zhàn)略，加強(qiáng)與珠江—西江經(jīng)濟(jì)帶城市合作，融入黔粵桂高鐵經(jīng)濟(jì)帶，承接發(fā)達(dá)地區(qū)加工貿(mào)易和產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移。這些措施不斷加快桂平市土地利用結(jié)構(gòu)的變化，加快產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，促進(jìn)社會經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，使得土地利用系統(tǒng)與社會經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的協(xié)調(diào)發(fā)展度不斷向更高一級過渡。

圖2 2008～2016年桂平市土地利用變化與社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展綜合指數(shù)動態(tài)變化

年份VAVBtanαα20080.12480.05960.5175 27.36 20090.12660.06360.5494 28.78 20100.07290.06761.3333 53.13 20110.01750.07161.3979 54.42 20120.03590.07561.6871 59.34 20130.23970.07960.3449 19.03 20140.75830.08360.1107 6.32 20151.62400.08760.0540 3.09 20162.59340.09160.0353 2.02

3.2 土地利用變化與社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展耦合關(guān)系評價結(jié)果與分析

根據(jù)土地利用變化與社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展動態(tài)變化的多項式非線性擬合曲線，得到土地利用與社會經(jīng)濟(jì)兩子系統(tǒng)構(gòu)成的復(fù)合系統(tǒng)的演化方程式：

VA=-0.0012X5+0.0305X4-0.2776X3+1.1637X2-2.1962X+1.429

VB=0.004X+0.0556

根據(jù)演化速度公式和夾角公式可求2008～2016年桂平市的VA、VB、tanα和α的值，結(jié)果見表6和圖4。

圖3 2008～2016年桂平市土地利用變化與社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展系統(tǒng)協(xié)調(diào)度和協(xié)調(diào)發(fā)展度

圖4 2008～2016年桂平市土地利用變化與社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展耦合度演化曲線

從圖4可看出，2008～2016年桂平市土地利用變化與社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展耦合關(guān)系處于第二象限協(xié)調(diào)耦合階段，兩系統(tǒng)相互作用都很明顯。具體可分為2個階段：(1)2008～2012年土地利用變化與社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展耦合度從27.36上升到59.34，呈現(xiàn)逐步增長的狀態(tài)，耦合狀態(tài)向良性方向發(fā)展。表明桂平市社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展不斷向良好態(tài)勢發(fā)展的同時，也加強(qiáng)土地利用的改善，使得兩系統(tǒng)相互作用增強(qiáng)，相互促進(jìn)發(fā)展。(2)2013～2016年土地利用變化與社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展耦合度從19.03下降至2.02，即從良好協(xié)調(diào)耦合狀態(tài)向低級耦合狀態(tài)發(fā)展，兩系統(tǒng)的相互作用日益減弱。表明2013～2016年期間桂平市不斷加強(qiáng)土地利用調(diào)整，使土地利用適應(yīng)社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展，導(dǎo)致耦合度向低級耦合階段發(fā)展。耦合度的變化趨勢與上文的土地利用與社會經(jīng)濟(jì)的協(xié)調(diào)度和協(xié)調(diào)發(fā)展度的變化階段相對應(yīng)。

4 結(jié)論

(1)2008～2016年桂平市土地利用變化與社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展協(xié)調(diào)度與協(xié)調(diào)發(fā)展度基本保持穩(wěn)定平緩?fù)蛏仙内厔?。協(xié)調(diào)度和協(xié)調(diào)發(fā)展度由2008年的0.2549、0.3012上升到2016年的0.5903、0.6085。由社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展滯后型中度失調(diào)發(fā)展到土地利用變化滯后型的勉強(qiáng)協(xié)調(diào)狀態(tài)。

(2)2008～2016年桂平市土地利用變化與社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展耦合關(guān)系處于第二象限協(xié)調(diào)耦合階段，耦合度由2008年的27.36上升到2012年的59.34，耦合度不斷增強(qiáng)，但后期加強(qiáng)土地利用的調(diào)整，耦合度由2013年的19.03下降到2016年的2.02，土地利用變化和社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展到達(dá)不甚協(xié)調(diào)階段。