努爾比耶·奧布力艾散，阿依吐爾遜·沙木西※，布買日也木·買買提，孜比布拉·司馬義，阿里木江·卡斯木

（1. 新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)管理學(xué)院，烏魯木齊 830052；2. 新疆大學(xué)資源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院，烏魯木齊 830046；3. 新疆師范大學(xué)地理科學(xué)與旅游學(xué)院，烏魯木齊 830054）

0 引言

人類在一定空間上聚集進(jìn)行政治、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)文化活動(dòng)而形成的地理實(shí)體稱為城市，不斷變化的城市動(dòng)態(tài)特征一定程度上反映了城市空間結(jié)構(gòu)和城市化進(jìn)程變化的規(guī)律和矛盾［1］。城市化是社會(huì)生產(chǎn)力的發(fā)展帶動(dòng)城市空間區(qū)域的擴(kuò)張，城市人口文化水平的提高，城市人口向一定的空間集聚、非建設(shè)用地向建設(shè)用地的轉(zhuǎn)移和經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)優(yōu)化等綜合的動(dòng)態(tài)過程［2-3］。城市空間擴(kuò)展是一個(gè)較為復(fù)雜的社會(huì)經(jīng)濟(jì)現(xiàn)象和過程。在經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，人口規(guī)模持續(xù)增長(zhǎng)，城市化水平日益提高的當(dāng)今社會(huì)，城市空間擴(kuò)展日益顯著，并且這種趨向變得越來越難控制［4-5］。目前，城市空間的快速擴(kuò)展對(duì)建設(shè)用地的需求持續(xù)增大，城市空間擴(kuò)展導(dǎo)致城市用地占據(jù)非城市用地，從而導(dǎo)致人地關(guān)系緊張和土地—生態(tài)環(huán)境之間的矛盾日益突出。這種變化趨勢(shì)在干旱區(qū)綠洲城市空間擴(kuò)展過程中最為顯著［6-9］。耕地具有資產(chǎn)增值功能、生產(chǎn)功能和承載功能，是發(fā)展農(nóng)林牧漁業(yè)以及整個(gè)國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)，對(duì)城市的日益擴(kuò)展和經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展具有重大貢獻(xiàn)。目前國內(nèi)外有關(guān)城市空間擴(kuò)展對(duì)耕地影響的研究比較多，區(qū)域比較廣［10-13］，但是涉及干旱區(qū)綠洲城市的研究較少［14-15］，尤其是利用遙感和GIS等技術(shù)對(duì)耕地變化進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間序列的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)顯得略為不足。干旱區(qū)綠洲城市的地理特性決定以耕地為最主要的自然資源，因此，干旱區(qū)綠洲城市的經(jīng)濟(jì)發(fā)展尤其是城市空間擴(kuò)展依托城市周圍的極為有限的耕地資源［16］。干旱區(qū)綠洲城市空間擴(kuò)展導(dǎo)致的耕地面積的大量減少不僅嚴(yán)重破壞了干旱區(qū)本身脆弱的生態(tài)環(huán)境，還會(huì)給當(dāng)?shù)丶Z食產(chǎn)量帶來影響，從而產(chǎn)生了一系列城市問題［17-18］。

和田市作為新疆南部典型的干旱區(qū)綠洲城市，耕地資源非常有限、水資源嚴(yán)重缺乏、生態(tài)環(huán)境極其脆弱［19］。近些年來，在國家和地方政府相關(guān)政策推動(dòng)下，和田市經(jīng)濟(jì)得到了前所未有的發(fā)展，使和田市城市化水平提升、城市空間擴(kuò)展速度日益加快［20］。但同時(shí)，城市擴(kuò)展、經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)、人口聚集及農(nóng)業(yè)人口向城市人口轉(zhuǎn)移等因素嚴(yán)重威脅著城市周邊有限的耕地資源，使得耕地資源大量缺失。耕地面積減少和植被覆蓋度降低導(dǎo)致沙漠化程度加重，沙塵天氣頻繁，嚴(yán)重阻礙城市化和城市生態(tài)環(huán)境之間的和諧發(fā)展。因此，研究和田市快速城市化背景下城市土地利用變化、城市空間擴(kuò)展、城市空間擴(kuò)展對(duì)耕地的影響，對(duì)改善城市生態(tài)環(huán)境和建設(shè)長(zhǎng)期穩(wěn)定的可持續(xù)發(fā)展的綠色城市有著重要的意義。

1 研究區(qū)概況

和田市是新疆和田地區(qū)的首府城市，是新疆最南端的一座綠洲城市（圖1）。和田市地處歐亞大陸腹心地帶，北部為塔里木盆地，南部為昆侖山脈，地理坐標(biāo)在79°50'~80°1'E 和37°06'~37°12'N 之間。地勢(shì)南高北低，平均海拔高度為1 350 m，是玉龍喀什河的沖積平原，城市呈現(xiàn)帶狀分布。東部與西部靠近河流地勢(shì)較低，北部地區(qū)主要從事農(nóng)業(yè)活動(dòng)，地勢(shì)相對(duì)比較平坦。氣候是屬于暖溫帶內(nèi)陸沙漠氣候，氣候干旱，年均降水量在35 mm 左右，年均蒸發(fā)量高達(dá)2 480 mm 左右，年均氣溫在11.1℃~13℃之間，日照強(qiáng)度高達(dá)60%。根據(jù)2019 年的《新疆統(tǒng)計(jì)年鑒》［21］，2018 年末和田市生產(chǎn)總值為75.10 億元，其中：第一產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值約占4.84%，第二產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值約占19.97%，第三產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值約占75.19%；城鎮(zhèn)固定資產(chǎn)投資為89.15 億元；人均GDP 為1.90 萬元。2018 年末和田市總?cè)丝跒?0.23 萬，其中，非農(nóng)業(yè)人口占54.39%；農(nóng)業(yè)人口占45.61%。

圖1 和田市區(qū)位示意圖Fig.1 Location of the study area

2 數(shù)據(jù)來源與研究方法

2.1 數(shù)據(jù)來源與處理

選取和田市1990 年8 月2 日、2000 年8 月5 日、2010 年6 月22 日和2018 年5 月11 日的4期Landsat影像數(shù)據(jù)（空間分辨率為30 m×30 m的321波段合成，云層覆蓋度<2%）為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)源，結(jié)合和田市社會(huì)經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)、歷年土地利用現(xiàn)狀圖和Google Earth影像地圖等輔助數(shù)據(jù)，在ENVI4.6、ArcGIS10.3和SPSS19等軟件的支持下，對(duì)和田市4個(gè)時(shí)期的土地利用進(jìn)行了監(jiān)督分類。根據(jù)中國科學(xué)院“國家資源環(huán)境遙感宏觀調(diào)查與動(dòng)態(tài)分析”［22］課題組建立的土地資源分類系統(tǒng)，該文把和田市土地利用類型分為建設(shè)用地、耕地、林地、水域以及未利用地等五大類型。分類前對(duì)原始影像進(jìn)行了幾何校正和大氣校正，從而提高了原始影像的分類精度。由于2010年的影像存在影像條帶，對(duì)這期影像數(shù)據(jù)進(jìn)行了去除條帶處理。在此基礎(chǔ)上，利用最大似然法進(jìn)行了監(jiān)督分類，并進(jìn)行了精度驗(yàn)證。經(jīng)檢驗(yàn)Kappa系數(shù)均在0.85以上，說明數(shù)據(jù)可靠。

2.2 研究方法

（1）耕地變化動(dòng)態(tài)度

耕地變化動(dòng)態(tài)度常被用于反映某一段時(shí)間內(nèi)耕地發(fā)生改變的情況，即耕地資源穩(wěn)定性，動(dòng)態(tài)度越高，耕地資源的穩(wěn)定性越差。其數(shù)學(xué)計(jì)算公式為：

式（1）中，R表示耕地變化動(dòng)態(tài)度；Uc-Ue表示某一時(shí)間段內(nèi)耕地面積的變化量（km2）；T表示某一時(shí)間段的時(shí)間間隔（年）。

（2）耕地利用轉(zhuǎn)移矩陣

耕地利用轉(zhuǎn)移矩陣全面而又具體地刻畫區(qū)域耕地利用變化的結(jié)構(gòu)特征，反映出人類活動(dòng)所引導(dǎo)的耕地利用變化方向，是通過土地利用轉(zhuǎn)移矩陣分析模型來獲取。轉(zhuǎn)移矩陣數(shù)據(jù)是將各土地利用類型的轉(zhuǎn)移面積按矩陣形式列出來，定量描述在一定時(shí)間間隔下，不同土地利用類型和耕地之間的轉(zhuǎn)化情況，從而可以更好地揭示耕地利用格局的時(shí)空演化過程。其數(shù)學(xué)計(jì)算公式為：

式（2）中，S表示為面積；n為各類土地利用類型數(shù)量；Sij表示某種土地利用類型i轉(zhuǎn)為j類土地類型的面積；i和j分別為研究初期和研究末其的土地利用類型。

3 結(jié)果與分析

3.1 和田市土地利用變化分析

和田市土地利用分類結(jié)果表明（圖2），城市耕地、建設(shè)用地和林地的空間動(dòng)態(tài)度發(fā)生了很大的變化，其次為水域和未利用地。耕地的空間穩(wěn)定性明顯下降，且在分布上呈現(xiàn)比較分散狀態(tài)，逐漸集中在城市邊緣區(qū)域；建設(shè)用地的擴(kuò)張速度較快、較明顯，主要集中在城市中心，并逐漸向外迅速擴(kuò)張；林地規(guī)模明顯上升，并逐漸集中在城市西、南部區(qū)域；水域和未利用地的變化幅度相比耕地、建設(shè)用地和林地相對(duì)低，但水域出現(xiàn)了減少、干枯、被占用等情況，此變化對(duì)城市水資源的影響較大。未利用地作為城市的土地后備資源逐漸被利用。

圖2 土地利用分類結(jié)果Fig.2 Land use classification results

1990—2018 年這28a 間，和田市土地利用結(jié)構(gòu)的變化體現(xiàn)在以下方面：①林地從1990年的23.77 km2（約占13.93%）增加到2018年的33.00 km2（約占19.34%），共增加了9.23 km2（約占5.41%），基本上呈逐年增加趨勢(shì)，年均增加速率為1.39%。②耕地從92.61 km2（約占54.28%）減少到45.55 km2（約占26.70%），共減少了47.06 km2（約占27.58%），呈逐年減少趨勢(shì)而且減少幅度較大，年均減少速率為1.81%。③水域從14.11 km2（約占8.27%）減少到6.61 km2（約占3.87%），共減少了7.5 km2（約占4.4%），呈逐年減少趨勢(shì)，年均減少速率為1.90%，其中2010—2018 年間減少幅度較大，從11.44 km2（約占6.70%）減少到6.61 km2（約占3.87%），年均減少速率為5.28%。④建設(shè)用地從10.82 km2（約占6.34%）增加到69.50 km2（約占40.73%），共增加了58.68 km2（約占34.39%），呈逐年增加趨勢(shì)并且每年增加幅度都很高，年均增加速率為19.37%。⑤未利用地從29.31 km2（約占17.18%）減少到15.96 km2（約占9.36%），共減少了13.35 km2（約占7.82%），總體上呈減少趨勢(shì)，年均減少速率為1.63%；但2000—2010年，有增加趨勢(shì)，從10.04 km2（約占5.88%）增加到16.67 km2（約占9.77%）。

圖3 和田市1990年、2000年、2010年和2018年土地利用變化結(jié)果統(tǒng)計(jì)Fig.3 Statistical map of Land use change results in Hotan City in 1990，2000，2010 and 2018

3.2 和田市耕地變化的轉(zhuǎn)移矩陣分析

3.2.1 耕地轉(zhuǎn)變?yōu)榉歉氐霓D(zhuǎn)移矩陣分析

整體上，1990—2018 年總共有69.26 km2耕地有不同程度轉(zhuǎn)出為其他4 種土地類型。其中：25.34 km2耕地轉(zhuǎn)出為林地，占總轉(zhuǎn)出面積的36.59%；3.77 km2耕地轉(zhuǎn)出為水域，占總轉(zhuǎn)出面積的5.44%；38.00 km2耕地轉(zhuǎn)出為建設(shè)用地占總轉(zhuǎn)出面積的54.87%；2.15 km2耕地轉(zhuǎn)出為未利用地，占總轉(zhuǎn)出面積的3.10%。耕地轉(zhuǎn)移為建設(shè)用地和林地的面積和比例最大，二者之和高達(dá)63.34 km2，約占轉(zhuǎn)出總面積的91.45%（表1）?？臻g上，1990—2000年，建設(shè)用地對(duì)城市中心的核心耕地的占用比較顯著，林地對(duì)東北區(qū)域耕地的占用較顯著，水域和未利用地對(duì)耕地的占用力小，耕地在總體分布上沒有受到太大干擾，處于比較穩(wěn)定狀態(tài)；2000—2018年間耕地的穩(wěn)定性明顯下降，耕地轉(zhuǎn)出面積依然很大，且耕地一直處在向城市邊緣轉(zhuǎn)移趨勢(shì)，中心耕地不斷被建設(shè)用地和林地占用；1990—2018年總體研究階段內(nèi)，建設(shè)用地、林地對(duì)耕地空間分布的影響最大，耕地出現(xiàn)細(xì)碎化特征的主要用地類型，其次為水域和未利用地（圖4）。

表1 和田市耕地轉(zhuǎn)變?yōu)榉歉氐霓D(zhuǎn)移矩陣統(tǒng)計(jì)表Table 1 Statistical table of conversion matrix of cultivated land transform to non-cultivated land in Hotan City

圖4 和田市耕地轉(zhuǎn)變?yōu)榉歉氐目臻g分布Fig.4 The spatial distribution map of cultivated land transform to non-cultivated land of the Hotan city

具體分析：①1990—2000年，共39.27 km2耕地轉(zhuǎn)出為其他4種土地類型。其中：耕地轉(zhuǎn)出為建設(shè)用地和林地的面積最大，分別占耕地轉(zhuǎn)出面積的51.13%和42.78%；耕地轉(zhuǎn)出為水域和未利用地的土地面積甚少，貢獻(xiàn)不顯著。耕地轉(zhuǎn)出為林地和建設(shè)用地的主要原因是由于20世紀(jì)90年代開始，我國城市房地產(chǎn)開發(fā)開始升溫，內(nèi)外投資步步增加，因此和田市也受到其影響，建設(shè)用地開始增加并占用耕地資源。另外，由于城市自身存在的自然環(huán)境特征要求當(dāng)?shù)卣块T采取沙塵暴等惡劣天氣的防范措施，因此增加林地面積占用耕地。②2000—2010年，共49.48 km2耕地轉(zhuǎn)出為其他4種土地類型。其中：耕地轉(zhuǎn)出為林地和建設(shè)用地的面積仍然很大，分別占耕地轉(zhuǎn)出面積的41.47%和39.75%；耕地轉(zhuǎn)出為水域和未利用地的面積依然很少，但略有增加，說明在這個(gè)研究分段內(nèi)耕地對(duì)林地和建設(shè)用地面積增加的貢獻(xiàn)度依然很大。其原因主要是和田市自身的生態(tài)環(huán)境需求所導(dǎo)致的，在城市建設(shè)用地不斷擴(kuò)張的不良影響下，為了防止區(qū)域風(fēng)沙、水土流失等自然災(zāi)害以及生態(tài)問題進(jìn)行退耕還林措施。③2010—2018年，共46.33 km2耕地轉(zhuǎn)出為其他4種土地類型。其中，耕地轉(zhuǎn)出為建設(shè)用地和林地的面積很大，分別占耕地轉(zhuǎn)出面積的51.76%和38.83%，且耕地轉(zhuǎn)出為建設(shè)用地的土地面積在這28a間達(dá)到最高值，說明在這個(gè)研究分段內(nèi)耕地對(duì)建設(shè)用地面積增加的貢獻(xiàn)度達(dá)到最高值。

3.2.2 和田市非耕地轉(zhuǎn)變?yōu)楦氐霓D(zhuǎn)移矩陣分析

整體上，1990—2018年共有22.20 km2土地由其他用地類型轉(zhuǎn)入到耕地，其中未利用地和林地的轉(zhuǎn)入最為明顯，分別為8.38 km2和7.39 km2（約占71.04%）；水域和建設(shè)用地的轉(zhuǎn)入面積不顯著（表2）?？臻g上，1990—2000年，林地轉(zhuǎn)入耕地的貢獻(xiàn)最為顯著，其次為水域和未利用地的轉(zhuǎn)入較顯著，但轉(zhuǎn)入耕地的各類土地在空間分布上明顯呈現(xiàn)細(xì)碎分布特征；2000—1010年、2010—2018年，林地、水域、建設(shè)用地和未利用地對(duì)耕地的轉(zhuǎn)入各不相同，但主要從城市邊緣區(qū)域轉(zhuǎn)入到耕地，且以分散式轉(zhuǎn)入到耕地。1990—2018年總體研究階段內(nèi)，未利用地、林地和水域?qū)Ω氐霓D(zhuǎn)入以及空間分布較明顯，由未利用地和水域轉(zhuǎn)入耕地的土地主要集中在城市北部區(qū)域，由林地轉(zhuǎn)入耕地的土地較分散分布（圖5）。

圖5 和田市非耕地轉(zhuǎn)變?yōu)楦氐目臻g分布Fig.5 The spatial distribution map of non-cultivated land transform to cultivated land of the Hotan city

表2 和田市非耕地轉(zhuǎn)變?yōu)楦氐霓D(zhuǎn)移矩陣統(tǒng)計(jì)表Table 2 Statistical table of conversion matrix of non-cultivated land transform to cultivated land in Hotan City

具體分析：①1990—2000年，共有33.47 km2土地由其他用地類型轉(zhuǎn)入到耕地。其中林地和未利用地的轉(zhuǎn)入面積最大，占新增耕地面積的78.01%，水域和建設(shè)用地對(duì)耕地的轉(zhuǎn)入最小。表1和表2的對(duì)比中看出，此10a間耕地對(duì)建設(shè)用地的轉(zhuǎn)出和建設(shè)用地轉(zhuǎn)入耕地的面積間存在很大的差異；耕地和林地間的轉(zhuǎn)入與轉(zhuǎn)出極為相似，在數(shù)量上對(duì)彼此的影響不大。另外，當(dāng)?shù)卣块T開始利用土地后備資源減輕耕地壓力，并在一定程度上占補(bǔ)流失耕地。②2000—2010年共有26.15 km2土地由其他用地類型轉(zhuǎn)入到耕地。其中林地和建設(shè)用地對(duì)耕地?cái)?shù)量增加的貢獻(xiàn)比較大，占新增耕地面積的86.12%，其次為建設(shè)用地、水域和未利用地。這10a 間耕地和林地間的轉(zhuǎn)入面積小于轉(zhuǎn)出面積，其原因主要是和田市自身的生態(tài)環(huán)境需求所導(dǎo)致的。另外，建設(shè)用地對(duì)耕地的轉(zhuǎn)入開始增加，逐漸平衡耕地與建設(shè)用地間的矛盾。③2010—2018年共有28.40 km2土地由其他用地類型轉(zhuǎn)入耕地。其中林地的轉(zhuǎn)入最大，占新增耕地面積的52.66%，其次為建設(shè)用地和水域的轉(zhuǎn)入比較大，未利用地轉(zhuǎn)入不明顯。

據(jù)和田市耕地變化的轉(zhuǎn)移矩陣分析，28a間和田市耕地轉(zhuǎn)出面積大小分別是建設(shè)用地>林地>水域>未利用地，其中耕地轉(zhuǎn)變?yōu)榻ㄔO(shè)用地和林地的面積比例最大，耕地對(duì)建設(shè)用地的轉(zhuǎn)出面積在2010—2018年間達(dá)到最大，耕地對(duì)林地的轉(zhuǎn)出面積在2000—2010年間達(dá)到最大，其中耕地對(duì)建設(shè)用地面積增加的貢獻(xiàn)最大；耕地轉(zhuǎn)入面積大小分別是未利用地>林地>水域>建設(shè)用地。林地和未利用地以及水域是耕地的主要轉(zhuǎn)入來源。研究表明，和田市耕地對(duì)城市建設(shè)的作用非常大，其次為生態(tài)用地的貢獻(xiàn)最為明顯。其中：耕地與林地之間的轉(zhuǎn)變雖然不突出，但在空間轉(zhuǎn)移上發(fā)生了很大的變化，其變化的主要原因可能是隨著和田市內(nèi)外投資的不斷增加，城市GDP 的不斷上升以及城鎮(zhèn)人口持續(xù)增長(zhǎng)，導(dǎo)致城市建設(shè)用地的快速擴(kuò)大。同時(shí)，城市擴(kuò)張所帶來的生態(tài)負(fù)反饋使政府部門采取退耕還林等生態(tài)保護(hù)措施保護(hù)城市生態(tài)環(huán)境，因此耕地對(duì)城市建設(shè)用地和林地的轉(zhuǎn)移非常顯著。此外，1990年開始地方政府部門一直開墾未利用地，因此研究初期到末期未利用地轉(zhuǎn)入耕地的比較多。

3.3 和田市耕地變化的影響因素分析

為了進(jìn)一步解釋和田市耕地面積變化的影響因素，該文通過自然、政策、人口和經(jīng)濟(jì)等四個(gè)方面對(duì)其進(jìn)行定性和定量研究。

3.3.1 自然因素

氣候干旱、降水量少、蒸發(fā)量強(qiáng)烈、多風(fēng)、沙塵暴天氣頻繁、砂質(zhì)土壤等脆弱性的生態(tài)環(huán)境作為城市嚴(yán)重干旱的主要原因，是和田市耕地發(fā)生變化的主要影響因素。①和田市氣候干旱、降水少、蒸發(fā)強(qiáng)烈以及城市水資源不足等條件一直存在。雖然隨著氣溫升溫降水量有所增加，但在不同發(fā)展階段跟隨著蒸發(fā)量的作用，降水量的變化存在較平衡情況，因此通常對(duì)以高耗水性冬小麥、玉米、棉花等農(nóng)作物的生長(zhǎng)過程滿足不了足夠的水量，導(dǎo)致耕地浪費(fèi)以及利用效率低等現(xiàn)象；②和田市耕地春季農(nóng)作物和冬小麥播種時(shí)期經(jīng)常會(huì)受到晝夜溫差的影響，通常會(huì)出現(xiàn)部分農(nóng)作物凍死等現(xiàn)象，從而導(dǎo)致耕地棄耕。③由于和田市北部為塔里木盆地和塔克拉瑪干沙漠，南部為昆侖山脈，因此經(jīng)常受到大風(fēng)、沙塵暴天氣的威脅，大量耕地在大風(fēng)中失去沃土，并受到沙埋，且此情況在冬小麥、玉米等農(nóng)作物的重要生長(zhǎng)時(shí)期頻繁出現(xiàn)，因此會(huì)容易造成耕地肥力、水文下降，從而導(dǎo)致耕地沙漠化、退化以及撂荒等現(xiàn)象。

3.3.2 政策因素

和田市不僅是干旱區(qū)綠洲城市，同時(shí)也是新疆的較貧困地區(qū)，成為了南疆脫貧攻堅(jiān)的棋根。和田市作為和田地區(qū)首府城市，對(duì)反映和田地區(qū)綜合實(shí)力具有重大作用，因此為了加強(qiáng)和田地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與區(qū)域地位，國家和地方政府部門提供足夠的人力、物力和財(cái)力助于了和田市的發(fā)展，使和田市經(jīng)濟(jì)得到了快速增長(zhǎng)。2000 年頒布《西部大開發(fā)“十一五”規(guī)劃》后和田市經(jīng)濟(jì)實(shí)現(xiàn)了又好又快發(fā)展，城市建設(shè)取得了新突破；2010 年召開的“全國對(duì)口支援新疆工作會(huì)議”。2010年、2014年、2020年的第一、二、三屆中央新疆工作座談會(huì)以及2015年提倡的“一帶一路”發(fā)展戰(zhàn)略落實(shí)后和田特色產(chǎn)品走出了國門、基礎(chǔ)設(shè)建設(shè)迎來了高峰，助于實(shí)現(xiàn)了區(qū)域的經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型。同時(shí)，面臨著城市發(fā)展帶來的耕地變化、糧食產(chǎn)量下降、生態(tài)安全下降以及社會(huì)可持續(xù)發(fā)展受到制約等一系列生產(chǎn)、生態(tài)、社會(huì)等負(fù)面效應(yīng)，國家和地方正負(fù)部門因地制宜提出了相應(yīng)的保護(hù)政策，正確利用地區(qū)土地后備資源控制逐漸控制了負(fù)面狀況。因此政策因素對(duì)和田市耕地變化發(fā)揮著重要作用。

3.3.3 人口因素

隨著城市化進(jìn)程，更多的農(nóng)村人口人聚集到城市生活。由于城市人口數(shù)量的增加，導(dǎo)致了城市人口在城市中的干擾方式、范圍的不斷夸大，構(gòu)成了城市建設(shè)區(qū)域與有限的可利用土地規(guī)模之間的尖銳矛盾，從而造成了耕地變化，使城市耕地的變化過程得以強(qiáng)化，成為了耕地變化的重要影像與作用因素。從圖6可以得出，1990—2018年，和田市總?cè)丝趶?3.08 萬人增加到40.23 萬人，總共增加了27.15 萬人，年均增加速率為7.41%。其中，非農(nóng)業(yè)人口從7.01 人萬增加到21.88 萬人，增加了14.87 萬人，年均增加速率為7.58%，對(duì)總?cè)丝谠黾拥呢暙I(xiàn)度為54.77%。人口密度從767 人/km2增加到2 358 人/km2，共增加了1 591 人/km2，年均增加速率為7.41%。在過去28a 間，和田市總?cè)丝谝?guī)模急劇增加，農(nóng)業(yè)人口和非農(nóng)業(yè)人口都呈增加趨勢(shì)，但非農(nóng)業(yè)人口增加幅度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過農(nóng)業(yè)人口增加幅度。同時(shí)，農(nóng)業(yè)人口向非農(nóng)業(yè)人口轉(zhuǎn)移，使得非農(nóng)業(yè)人口在總?cè)丝诘谋戎乜傮w上呈上升趨勢(shì)，城市水平大幅度提升。

圖6 1990—2018年和田市人口結(jié)構(gòu)統(tǒng)計(jì)表Fig.6 The demographic structure of the Hotan city from 1990 to 2018

和田市總?cè)丝诤头寝r(nóng)人口數(shù)量的增加讓城市陷入了“人增—建增—耕退”的惡性循環(huán)。和田市耕地面積和總?cè)丝跀?shù)之間的線性相關(guān)分析結(jié)果顯示（表3），研究階段內(nèi)，城市總?cè)丝谧兓透孛娣e變化之間具有較強(qiáng)的相關(guān)性，皮爾遜相關(guān)系數(shù)達(dá)到了-0.995，表明了耕地變化與人口變化間具有高度負(fù)相關(guān)，且顯著性檢驗(yàn)P值在0.01時(shí)呈顯著，因此具有顯著的統(tǒng)計(jì)效果。以上分析充分表明，人口規(guī)模的變化直接引起城市耕地變化的重要因素。

表3 和田市人口和GDP與耕地變化之間的相關(guān)性分析Table 3 Correlation analysis between the population and GDP with farmland change of Hotan City

3.3.4 經(jīng)濟(jì)因素

和田市經(jīng)濟(jì)變化可以分為3個(gè)階段：1990—2000年經(jīng)濟(jì)發(fā)展比較緩慢，三產(chǎn)業(yè)增長(zhǎng)幅度較??；2001—2010年三產(chǎn)業(yè)增加幅度比較顯著，增長(zhǎng)速度比較快；2011—2018年三產(chǎn)業(yè)增加幅度非常顯著，增長(zhǎng)速度非?？欤▓D7）。1990—2018年，和田市地區(qū)生產(chǎn)總值（GDP）總增長(zhǎng)了85.44億元，年均增長(zhǎng)率為15.29%。其中：第一產(chǎn)業(yè)值累計(jì)增長(zhǎng)了3.67億元，對(duì)地區(qū)生產(chǎn)總值（GDP）增長(zhǎng)的貢獻(xiàn)率為4.30%；第二產(chǎn)業(yè)值累計(jì)增長(zhǎng)了16.50億元，對(duì)地區(qū)生產(chǎn)總值（GDP）增長(zhǎng)的貢獻(xiàn)率為19.31%；第三產(chǎn)業(yè)值累計(jì)增長(zhǎng)了65.27 億元，對(duì)地區(qū)生產(chǎn)總值（GDP）增長(zhǎng)的貢獻(xiàn)率為76.39%；

圖7 1990—2018年和田市三產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)變化圖（單位：億元）Fig.7 The change of three industry structure of the Hotan city from 1990 to 2018

分析不同研究分段內(nèi)的耕地變化與地區(qū)生產(chǎn)總值（GDP）之間的皮爾遜相關(guān)性，定量描述地區(qū)生產(chǎn)總值（GDP）對(duì)耕地變化的影像強(qiáng)度（表3）。分析結(jié)果顯示，和田市地區(qū)生產(chǎn)總值（GDP）與耕地變化之間的皮爾遜相關(guān)系數(shù)大于-0.8，顯著性檢驗(yàn)P 值小于0.05時(shí)呈顯著。相關(guān)性分析結(jié)果充分表明了和田市的經(jīng)濟(jì)發(fā)展與耕地變化之間具有較強(qiáng)的負(fù)相關(guān)關(guān)系，因此經(jīng)濟(jì)因素也是城市耕地的變化主要影響性因素。

4 結(jié)論與討論

4.1 結(jié)論

該文從以上分析可以得出以下結(jié)論：①在過去28a 間，和田市土地利用結(jié)構(gòu)發(fā)生了巨大變化，主要是建設(shè)用地面積顯著增加，耕地面積大幅度減少，林地面積有所增加，水域和未利用地面積有所減少。②研究期間內(nèi)耕地面積共減少了47.06 km2，而其中有38.00 km2的耕地被建設(shè)用地侵占，因此耕地對(duì)城市發(fā)展及城市空間擴(kuò)展的貢獻(xiàn)程度最大。③皮爾遜相關(guān)性分析結(jié)果表明，和田市人口增長(zhǎng)是導(dǎo)致城市耕地面積減少的重要原因之一，人口增加和建設(shè)用地面積增加與耕地資源的減少有著密切的聯(lián)系。人口增加必然依托更多的建設(shè)用地，而建設(shè)用地的增加占用了城市核心耕地。④和田市GDP 在1990—2018 年共增加了85.44 億元，年均增加速率為15.29%。其中：第一產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值共增加了3.67億元，對(duì)GDP增加的貢獻(xiàn)度為4.30%；第二產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值共增加了16.50億元，對(duì)GDP增加的貢獻(xiàn)度為19.31%；第三產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值共增加了65.27 億元，對(duì)GDP 增加的貢獻(xiàn)度為76.36%，且和田市GDP 與耕地變化之間的皮爾遜相關(guān)性分析比較顯著地表明了和田市GDP 的變化是耕地變化的重要影響因素之一。這說明和田市的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)主要依賴于二、三產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，其發(fā)展依然需要更多的土地資源，這導(dǎo)致城市用地往外擴(kuò)展和建設(shè)用地占用耕地，最終導(dǎo)致耕地面積大幅的減少。

4.2 討論

綠洲城市的空間擴(kuò)展往往會(huì)依托大量建設(shè)用地規(guī)模的增加。因此，快速城市化會(huì)導(dǎo)致城市土地利用結(jié)的變化、建設(shè)用地規(guī)模的增加、城市空間的擴(kuò)展。在和田市快速城市化和城市空間擴(kuò)展過程中對(duì)耕地的侵占程度較大，導(dǎo)致耕地面積大幅度減少，對(duì)城市生態(tài)環(huán)境和糧食安全帶來了一定的負(fù)面影響。因此，從城市土地規(guī)劃和城市生態(tài)環(huán)境等角度出發(fā)，對(duì)和田市城市發(fā)展提出以下幾點(diǎn)建議，為城市長(zhǎng)期穩(wěn)定的可持續(xù)發(fā)展提供一定的科學(xué)依據(jù)。①通過全面宣傳國家的計(jì)劃生育政策，加強(qiáng)人口規(guī)模的控制，減少城市人口帶來的土地空間壓力。②因地制宜地發(fā)揮土地利用相關(guān)政策作用，提高政策效率。合理布局城市土地空間，合理控制建設(shè)用地對(duì)耕地等城市生態(tài)用地的占用程度，加強(qiáng)耕地占補(bǔ)平衡問題，努力實(shí)現(xiàn)耕地的量補(bǔ)與質(zhì)補(bǔ)，從而減少快速城市化而引起的一系列生態(tài)環(huán)境問題，保障城市環(huán)境良性發(fā)展，同時(shí)使糧食生產(chǎn)得到保障。③城市化過程中要提高土地資源保護(hù)意識(shí)，提高城市綠地覆蓋度，提高城鎮(zhèn)居民的耕地保護(hù)意識(shí)，積極推進(jìn)城市和生態(tài)和諧發(fā)展。④在干旱半干旱氣候嚴(yán)重缺水情況下提高農(nóng)田灌溉效率，加強(qiáng)對(duì)有限耕地資源的保護(hù)，從而防止土地退化和沙漠化。⑤充分利用未利用地，高效利用城市內(nèi)部的碎片未利用地和廢棄地，從而提高城市用地效率，降低快速城市化對(duì)耕地帶來的壓力。