第7章 中观层面解析实践：解析方法指导下的耕地非农化研究
城市是人类文明的载体，同时也是人类改造自然最彻底的地方。面对城市化进程的加快，人类在享受城市物质与精神文明建设成就的同时，也面临着生存环境压力的诸多挑战。人居环境建设最终必然会落实在土地之上，大规模的人居环境建设引发着土地利用方式的快速转变，特别是导致了耕地非农化的快速流转，并且呈现越来越盛之势，这已成为制约城市可持续发展的重要因素。况且，针对城市化过程中耕地非农化的问题缺乏系统的综合研究，特别是缺乏从融贯综合的角度开展耕地非农化机理的研究。
人居环境建设在中观层面，即城市层面，直接表现为城市发展与城市建设。在物质层面的直接表现为土地的使用性质与方式的转变。据此，本研究拟从中观层面的耕地非农化的研究入手，采用融贯综合的研究方法，探寻耕地非农化的驱动模式，为规范人类建设行为、全面推进人居环境建设提供理论与技术支持。
本章主要从四个方面进行讨论。首先从可持续评价角度，对国内外土地利用变化研究进展进行全面分析与总结，梳理当今土地利用研究中所存在的问题；然后对当今耕地非农化驱动力研究方法进行了深刻反思，认为在驱动机理研究中缺乏系统的成因分析，并对成因分析方法进行了全面分析与总结；其次，从社会学因子方面对耕地非农化流转进行的研究；最后在融贯综合观指导下，构建了耕地非农化的“推-拉模型”。
【本章要点】以区域土地利用变化解析的分析思路与方法为指导，选取社会经济快速发展的江苏省为例，进行区域土地利用变化实证研究。从土地利用自然子系统、经济子系统、社会子系统与生态子系统等进行解析，全面分析了各子系统的几何学、运动学特征，并对江苏省土地利用变化的动力学进行深入的分析。研究结果表明，通过区域土地利用变化解析，可以很好地揭示区域土地利用系统变化的过程与规律。
7.1 土地利用与土地利用变化
7.1.1 土地利用
土地利用是一个既古老又年轻的研究领域。关于土地利用的概念目前尚未形成统一的认识。例如，倪绍祥（1989）认为，土地利用是人类为经济或社会的目的所开展的一整套涉及土地的生物和技术的活动，表现为对土地的短期、长期或周期性的经营，而狭义的土地利用是指人类施加于土地并与之有关的所有活动，如耕作、放牧、造林、建房、旅游等；陈百明（1996）认为，土地利用是人类为了经济社会目的而进行的一系列生物和技术活动，对土地进行长期的或周期性的经营，也是土地在人类活动的干预下进行自然再生产和经济再生产的复杂生产过程，它既受自然条件的作用和制约，又受社会、经济技术条件的影响。所以土地利用是一个特定地区内的自然、经济和技术条件共同作用的产物；刘书楷（1987）认为，土地利用是人们根据土地资源的特性、功能和一定的经济目的，对土地的使用、保护和改造；刘彦随（1999）认为，从系统论的观点来看，土地利用实质上是一个自然、经济、社会和生态等多种类型的子系统有机复合而成的生态经济的持续运动过程；严金明（2001）认为，土地利用是指在特定的时期和地区条件下，对土地资源的开发、利用、治理、保护和管理，并通过一系列的合理利用，组织、协调人地关系及人与资源的关系，以期达到最大生态经济效益的过程；国家土地管理局（1993）的观点认为，土地利用是指人类通过一定的行动，以土地为劳动对象（或手段），利用土地的特性，来满足自我需要的过程；曹振良等（1989）认为，土地利用是人们按照土地的自然特性和社会对土地的需要，对一个国家或地区的土地进行合理的配置和有效的使用。
由此可见，虽然不同学者的观点各有侧重，但均包含了一个共同点，即土地利用是人类参与下的、以土地为对象的一项生产活动或经营过程，而且强调土地利用涉及土地的自然、社会、经济、生态属性等诸多方面。换言之，土地利用以土地的资源属性为对象的自然生产与社会经济再生产过程，而且土地利用充分展现出了土地的自然、社会、经济、生态的综合属性，是人类对土地资源属性的深度开发与综合利用过程。目前，在全球变化研究背景下，土地利用又被赋予了新的含义（见7.1.3节内容）。
7.1.2 土地利用系统
由上述分析可知，土地是人类进行自然生产与社会经济再生产的载体，在人类活动的干预下，通过土地与环境之间的物质、能量、信息的交换，实现土地的自然、社会、经济、生态功能。土地利用系统是一个非常复杂的系统。虽然土地利用系统的理论目前还不完善，但对土地利用系统的特征与功能，在许多方面人们仍将其看作与生态系统特性与功能相类似（Kok et al.，2002）。同时，土地利用系统表现出结构与功能的复杂性。人类社会经济活动的介入，在促使土地利用在进行自然生产力更新的同时，也进行社会生产力的创新，形成一个完整意义上的土地生产力系统（见图7-1），即土地利用系统是典型的自然-经济-社会复合系统（刘彦随，1999）。
图7-1 区域土地利用系统关联及层次图
注：本图引自文献刘彦随（1999）中的图1-1-1。
由此可见，土地利用系统可分解为土地的自然子系统、社会子系统、经济子系统和生态子系统等4个子系统，是一个多系统、多要素耦合而成的复杂的开放性系统。从另一角度来说，土地利用系统是由具有一定结构要素组成的集合，各要素之间保持一种相对稳定的比例关系，并由此形成较稳定的组织系统。土地利用系统的演变主要表现为系统结构组成及功能的变化。因此，土地利用系统的描述方法应力求刻画系统的结构组成与综合性特征，土地利用系统结构组成通常可用系统各组成要素的量比结构来表示。作为一个复杂的空间系统，土地利用系统具有整体性、区域性和层次性等基本特征。
7.1.3 土地利用变化
国际科学界特别关注人类活动究竟在多大程度上干扰着全球变化，特别是土地利用对全球变化产生累积性的影响（Turner et al.，1994）。人类的土地利用活动产生气候、生态系统过程、生物地球化学循环、生物多样性等累积性变化来影响全球变化（陈述彭等，2001）。从而人们赋予了土地利用新的含义，并将土地利用变化这一过程作为一个整体概念来进行研究，更注重土地利用状态的比较或土地利用动态，评价人类土地利用活动的影响。
综观国内外土地利用变化方面的研究成果，土地利用变化研究包含着不同时期土地利用格局的比较（Riebsame et al.，1994；刘纪远等，2002；朱会义等，2001b），土地利用随时间发展的过程监测以及土地利用变化与自然、社会、经济生态复合系统的耦合关系等方面。土地利用变化概念包含状态的比较和过程的分析两部分。
从土地利用变化概念来看，人类的土地利用方式多种多样，包括各种方式的耕作、放牧、伐木、城市建设、基础设施、旅游休闲等（蔡运龙，2001）。土地覆被则是指地表的覆盖状态，是自然植被与被自然营造体和人工建造所覆盖的地表诸要素的综合反映，即是地球表层的植被覆盖物和人工覆盖物的总称（倪绍祥，1989）。土地利用往往表现为功能性的特点，土地覆被则主要表现为形态性的特点。从因果关系上看，土地利用是土地覆被变化的外在驱动力，一般土地覆被变化主要是由土地利用变化所产生（Klepeis et al.，2001），土地覆被又会反过来影响土地利用的方式。
自然科学家往往侧重于土地覆被状态的研究，以了解土地覆被与大气和生物系统之间的关系；而社会科学家则更关系土地利用的研究，以掌握土地的管理与经营状况，揭示与土地利用相关的人类的行为和社会过程（Turner et al.，1991）。但是，目前的LUCC研究中，特别是大区域LUCC研究中，往往是人们通过大量的地表自然状况的调查来反演人类的土地利用活动，特别是通过卫星遥感数据开展LUCC研究时更是如此，从这种意义上讲，要严格区分土地利用与土地覆被的差异是非常困难的（Turner et al.，1991），但两者还是有区别的。本书主要针对土地利用变化开展研究。
7.2 国内外土地利用研究综述
土地利用是伴随着人类社会历史的变革而变化和发展的。综观研究的历史，大致可分为两个阶段：在20世纪90年代以前，土地利用研究主要偏重于土地生产利用与规划，满足于人类土地利用功能目的；在20世纪90年代以后，土地利用变化研究在全球变化研究的热潮中呈现综合化研究的趋势，偏向于土地利用的生态环境效益的影响与评价，而且逐渐重视土地利用变化对全球变化、地区生态环境及资源安全与生态安全的影响等方面。
7.2.1 国外土地利用研究回顾
1）早期的土地利用研究
国外土地利用研究可追溯到19世纪前期杜能在德国南部地区的研究，他提出了土地利用的模式。国外早期土地利用研究主要针对土地利用调查而展开。索尔等1922年在美国密歇根州较早地开展了土地利用综合调查（吴传钧等，1994）。同期，英国众多学者也开展了土地利用区域调查，波纳开展了大英国农业资源的估算（倪绍祥，1999），英国于1930年成立了土地利用调查所，在斯坦普（L.D.Stamp）主持下，带领众多学生从1931—1935年年间开展了全国土地利用调查，完成了全国范围的调查总报告、各郡分报告及土地利用专题图等一系列成果（吴传钧等，1994；刘彦随，1999）。为进一步推广美、英两国的研究成果，1934年8月在波兰华沙举行的第14届国际地理大会上，鲍曼报告了美国土地利用研究工作，卫那特介绍了大不列颠的土地利用调查工作（徐近之，1950）。随后，1938年7月在阿姆斯特丹召开的第15届国际地理大会对人口密度和土地利用的关系（徐近之，1950）、农业生产力（任美锷，1952）等进行了专门的讨论，强调土地利用及土地利用图的重要性，同时也指出了若干国家的土地没有很好地加以利用（徐近之，1950）。随后，亨丁顿、堪达尔等学者对农业生产力进行了详细的研究，标志着人们已开始考虑土地综合利用效益的问题。
从19世纪40年代起，土地利用研究进入了一个新阶段。土地利用调查与研究在全球广泛开展。我国学者李春芬在加拿大留学时的博士论文以《西安大略格兰德河中游谷地的土地利用》为题进行土地利用研究。1946年澳大利亚在全国领土的三分之一以上地区完成了大、中比例尺的土地调查。随后，英国、加拿大、荷兰和一些东欧国家，亚洲的日本、印度，拉丁美洲的墨西哥、巴西等国，先后开展了土地资源调查等研究（倪绍祥，1999）。在这些土地资源调查中，土地利用调查和研究是其基础工作。第二次世界大战后，由于土地资源问题的日益突出，国际上逐步开展了土地利用规划工作，为政府规划决策提供基础资料（刘彦随，1999）。
从19世纪70年代起，随着更广泛的资源调查和遥感等技术手段在资源调查中的应用以及土地利用规划需求的发展，从土地清查到土地评价的研究逐渐开展起来。1976年联合国粮农组织颁布的《土地评价纲要》更是推动了这项研究。同时粮农组织又启动了农业生态区项目（AEZ）的研究，从气候和土壤的生产潜力分析入手进行土地适宜性评价，并在非洲、东南亚和西亚实施应用（陈百明，1996）。在这些研究中，土地利用研究同样发挥了重要的作用。
由此可见，国外早期的土地利用研究主要围绕土地利用调查、土地资源评价、土地利用规划等开展。在这一阶段，尽管人们已开始注意土地利用变化，但缺乏全面、系统的土地利用变化及其机理的研究。
2）土地利用研究内容的转变
进入20世纪90年代以来，土地利用研究具有了新含义，不仅研究土地利用的数量、状态与利用方式，而且将其作为全球变化研究领域的一个重要组成部分。这时期研究工作的一个重要特点，是越来越重视土地利用变化对生态环境状况及全球变化的影响。研究区域主要集中于美洲热带雨林（Skole et al.，1993；Skukla et al.，1990；）、非洲生态脆弱区（Green et al.，1990；Stephenne et al.，2001；Imbernon et al.，1999）、东南亚农业扩展与城市化快速发展区（Thomson et al.，2000）等人地关系矛盾尖锐、生态环境脆弱或经济与人口快速发展地区。研究内容以揭示土地利用变化对CO2的排放、全球气候变化、生物多样性、水土流失等影响为重点。这一阶段土地利用研究的重要特点，是受到全球变化研究的驱动，而且土地利用研究逐渐融入全球变化研究之中。
大量研究已表明，大气中温室气体浓度增加引起的全球变化严重地威胁着人类生存与社会经济的可持续发展（刘纪远等，2003）。不合理的土地利用与人类活动，导致土壤储存的碳和植被生物量减少，使更多的碳素释放到大气中（陈庆强等，1998）。在过去的150年间，土地利用变化和矿物燃料的燃烧已向大气层排放了大致相等数量的CO2（Turner et al.，1994），导致大气中CO2的含量大约增加了30%（Vitousek et al.，1997）。R.A.Houghton等（1999）研究表明，美国自1700年以来土地利用变化（包括农业开垦、撂荒、林业生产和燃烧等）已对碳储量产生深刻影响，因为在1945年前共向大气释放了27±6Pg[1]的碳；反之，在1945年以后通过扑灭林火及撂荒地植林共积累了2±2Pg的碳，而且在19世纪80年代，通过土地利用管理共减少了化石燃料燃烧所释放的碳通量的10%～30%。
土地利用变化对生物多样性也产生重大影响，主要表现在栖息地的破坏、栖息地的破碎化以及森林和森林砍伐区连接带的边缘效应等三个方面（D.Skole et al.，1993），直接影响着物种的生存与灭绝（Vitousek et al.，1997）。农业开垦向森林区的延伸，改变了残留森林区的生态环境，导致风在短距离急剧改变的微气候条件变化，同时带来家畜、其他外来动物、狩猎者等的侵入（Redford，1992），进一步产生其他生物与物理方面的影响，最终导致生态边缘区动植物物种的大量减少（Skole et al.，1993）。19世纪70年代以来，由于农业开垦已造成全球热带森林减少了50%，仅80年代全球热带森林砍伐每年就已达到69000km2，而在1980年代后期则达到每年100000～165000km2，且有50%～70%集中在巴西的亚马逊地区（Skole et al.1993）。亚马孙地区集中了大约世界物种的50%，该地区大面积的森林砍伐与栖息地的破坏，对全球生物多样性造成了很大影响（Skukla et al.，1990）。非洲热带雨林地区的情况同样如此，如非洲东南部的马达加斯加岛，是世界上物种最丰富的地区之一，含有近8000种的本地花卉种属（Green et al.，1990），1950—1985年年间的土地利用变化与森林砍伐，造成了该岛近50%的热带雨林的灭绝，而且由于森林砍伐主要集中在地形平坦和人口密集区，使这些地区的动植物生存处在了最危险的边缘（Green et al.，1990）。此外，人类的土地利用活动，通过改变土地覆被类型的分布状况而影响到地表水文-气候等基本生态过程、生物地球化学循环（Vitousek et al.，1997；Theobald et al.，2000）与微观区域的辐射特性，直接造成局部区域的气候状况与不同尺度的气候条件的改变。不难看出，土地利用与全球环境变化关系是何等的密切。这就不难理解为何土地利用变化成为全球科学界广泛进行研究的热点，从而奠定了土地利用变化研究的科学意义与实践意义。
3）研究方法与手段的更新
早期的土地利用研究偏重于定性手段和方法，但从20世纪70年代地球资源卫星发射以来，遥感图像的多光谱与多时相数据为土地利用变化的动态监测及定量分析提供了丰富的信息，这极大地促进了土地利用变化的研究（Green et al.，1990）。在这之后，伴随计算机软硬件技术的发展，GIS技术又得以快速发展，使得在原有土地调查图件和数据的基础上，将现时的遥感图像与同区域的土地空间信息进行叠加和分析，不仅可更真实地反映地表各种地物要素的特征，而且十分有利于研究土地利用的动态演变规律（López et al.，2001；王思远等，2001）。
土地利用变化研究中，通常利用土地覆盖类型去推断和演绎土地利用类型（倪绍祥，1989）。为了适应现代遥感信息人工与计算机解译的需要，美国地质调查局在20世纪70年代就已建立专门的土地利用分类系统，以适应基于遥感技术进行土地利用制图。
在国外，遥感技术早已广泛应用于土地利用研究，特别在土地利用变化监测中发挥日益重要的作用。例如，Skole et al.（1993）利用1978—1988年年间1∶500000比例尺的陆地卫星TM图像与GIS技术对巴西亚马孙盆地大面积的热带森林砍伐和居住区破碎化进行研究并取得了良好的效果。再如，Imbernon（1999）以航空照片与SPOT卫星影像为基础，研究了肯尼亚丘陵地区近50年来土地利用的变化，结果显示遥感信息源可很好地用于土地利用变化的动态监测。此外，Thomson et al. （2000）利用曼谷城市地区遥感图像为基础，并借助GIS技术的支持，分析了城市居住区土地利用变化。证明遥感数据解译是土地利用变化研究特别是动态监测的有效的方法（Green et al.，1990）。不仅如此，遥感数据还可用于分析土地利用变化的格局，特别是大范围地区的研究，如果没有遥感数据，许多工作是不能完成的（Moran et al.，1994）。然而，遥感数据在土地利用研究，尤其是土地利用动态变化研究中尚存在一些问题。例如，它还不能用于土地利用变化驱动力的研究。此外，历史时期因缺乏遥感数据也是土地利用变化分析的一大障碍。在一些发展中国家（如非洲），由于资金等原因遥感技术的运用仍然受到了一定的限制（Zinyama et al.，1999）。
另一方面，通过地学建模的方法使土地利用变化研究由定性分析向定量方向转变。在这方面已形成了较完善的模型体系（de Koning etal.，1999；Lambin etal.，2000；Pijanowski et al.，2002）。
4）土地利用变化驱动机理的研究
土地利用变化的驱动力及驱动机制是土地利用变化研究的重要问题（李秀彬，1996），它已成为国外土地利用变化研究的重要动向之一，并将其作为建立土地利用变化动态模型和进行定量预测的基础（Pijanowski et al.，2002）。
在驱动机理研究方面，国外的做法主要是通过大量的土地利用变化历史与现状数据获取（Biĉík，2001），并采用多种数学统计分析方法，探讨引起土地利用变化的相关主导因子，建立土地利用变化定性的概念模型与数学模型。在建立模型时，普遍考虑到了影响土地利用变化的自然环境和社会经济因素，其中的社会经济因素主要包括经济发展（Bingham et al.，1995；Houghton，1994；Fischer，2001；Biík et al.，2001）、人口增长（Houghton，1994；Kammerbauer et al.，1999；Reid，2000）、政治体制（Biík，2001）、技术进步（Houghton，1994）、生活方式（Umezaki，2000）、传统文化（摆万奇等，2002）、城市扩展（Thomson et al.，2000）等。自然因素则包括气候、土壤生产力、地貌（Crow et al.，1999；Naveh，1995）等。研究表明，在长时间尺度范围上，自然环境条件的改变对土地利用变化起重要的影响，但在短时间尺度内，社会经济条件的变化在土地利用变化中往往起着重要的作用。
5）土地利用变化研究在理念上的转变
土地利用变化研究的认识理念方面，近年来国外已有显著的发展（见表7-1）（蔡运龙，2001；Lambin et al.，2001b）。在研究对象上，更强调土地利用变化的区域差异性特性及其综合研究；在变化过程方面，则从土地利用状态变化的研究向过程变化研究方面转变；在影响效应方面，更强调多元化的影响因素与人类活动的累积效应；在动力机理分析方法上，则从单纯考虑人口增长的影响向考虑社会经济等多元因素的影响转变。
表7-1 土地利用变化认识理念的变革
注：资料1引自蔡运龙（2001）及E.F.Lambin et al.（2001b），笔者进行了整理；2为笔者的总结。
此外近年来在研究方法方面一个最明显发展是强调综合研究方法（Klepeis，et al.，2001；蔡运龙，2001）。而且，针对土地利用系统的特点，提出借鉴复杂系统综合研究方法进行土地利用变化机理研究的思路（蔡运龙，2001），认为土地利用历史变化是认识土地利用变化机理及其对全球变化响应的重要组成部分之一（Klepeis et al.，2001），土地利用变化的综合研究应从环境科学、社会科学、人类活动、遥感分析四个方面进行（Klepeis，et al.，2001）（见图7-2）。
图7-2 土地利用变化综合研究
资料来源：文献Klepeis，et al.（2001）。
7.2.2 国内土地利用研究回顾
1）20世纪90年代以前的土地利用研究
在新中国成立之前，国内最早开展土地利用研究的专家以地理学家胡焕庸、任美锷和农学家张心一为代表。胡焕庸（1936）在土地利用调查研究的基础上发表了“中国之农业区域”的研究成果，首次从农业区域的角度阐述了我国的土地利用状况，并将全国划分为9个农业区域；张心一在土地利用调查工作的基础上发表了《中国农业统计地图》研究成果；1939—1943年，任美锷（1950，1952）对四川的农业生产力水平进行了系统研究，提出了农业生产力的概念，并于1948年将“中国西南部土地利用研究”成果以首篇的形式发表在美国的《经济地理杂志》上。1937年金陵大学农学院出版了《中国土地利用》一书及图集，比较系统地反映了当时中国东部土地利用的情况和问题（吴传钧等，1994）。
1949—1978年，土地利用研究主要结合土地利用规划、资源调查等任务而展开。在20世纪50年代后期和60年代初期，广泛开展了土地建设规划研究（北京师大地理系人民公社规划组，1959；张同铸等，1959），在苏联模式的指导下进行土地利用生产力布局研究。土地利用调查是这类规划的基础工作。同时开展的荒地资源调查和自然资源综合考察，则与土地利用调查和研究有直接的联系；而且也正是这些工作大大推动了我国土地利用研究的发展。进入80年代以后，土地利用研究又与广泛开展的国土整治工作结合起来，在土地开发利用的基础上，进一步提出了治理与保护的理念（杨树珍，1983），并提出以协调好人地关系矛盾（程潞，1983）为基本思想的土地利用研究理念。
19世纪80年代初，由吴传钧领衔，中国科学院发起组成了全国土地利用现状调查和1∶100万全国土地利用图的编制工作，并制定了统一规范（吴传钧，1990）。这项工作不仅为国土整治及全国、各地区的土地利用规划等工作提供了可靠的依据，也大大推动了我国土地利用研究理论和方法的发展。除此之外，在这一阶段，农业部也开展了土地利用调查（周立三等，1990），并提出了影响很大的土地利用分类体系，有力推动了此领域的研究。
2）20世纪90年代以来的土地利用研究
进入20世纪90年代以来，我国的土地利用研究出现了许多新的特点，并取得了一系列重要的研究成果（史培军等，2000b；罗湘华等，2000；倪绍祥等，2002a；于兴修等，2002）。无论在研究内容还是研究方法上都有很大的发展，特别是受到全球变化研究的启迪，土地利用研究出现了许多新的发展趋势。
建立土地利用变化模型是深入了解土地利用变化成因、过程及预测未来发展趋势的重要手段，现已成为土地利用变化研究的主要方法（王秀兰等，1999）。近年来，人们从不同的角度出发，为土地利用变化描述建立了许多模型（西藏自治区国土资源局，1992；摆万奇等，1997；王秀兰等，1999；朱会义等，2003）。特别是在土地利用和土地覆盖类型的数量变化建模方面，我国一项开拓性的工作是建立土地利用度及土地利用动态度指数的定量化模型（西藏自治区国土资源局，1992；庄大方等，1997；刘纪远等，2000）及区域土地利用程度变化模型（王思远等，2001），这些模型为土地利用变化的定量研究奠定了基础。另外，还从人地关系的角度出发，构建人-地关系平衡模型（谢高地等，1999）。值得一提的是，鉴于土地利用变化过程是一种非线性动力学过程，具有复杂的自组织特征，研究者还基于细胞自动机原理，建立了适于模拟复杂的具有自组织结构的动态演变模型（贾华等，1998；黎夏等，1999；周成虎等，1999）。
在区域土地利用系统模型方面，中国农业科学院资源区划所与荷兰瓦赫宁根农业大学合作，在深入探讨土地利用变化驱动因子的综合性、土地利用变化的规模相关性的基础上，建立了中国土地利用变化及其影响模型（CLUE-CH）（陈佑启等，2000）。该模型包括统计分析模块、人口模块、需求模块与空间布局模块等，并借助GIS的空间分析功能，从多尺度对土地利用的动态时空变化进行模拟，还对中国土地利用时空动态变化与粮食生产的差异进行了有益的探索（Verburg et al.，2000）。此外，也有学者从水文、温度、地质、地貌、土壤、光照等的自然环境因素出发，研究了中国土地利用程度的变化，并依据所建立的空间分异模型，确定了中国土地利用程度的总体空间格局（庄大方等，1997）。
3）土地利用变化的驱动力与驱动机制研究
土地利用变化是自然与人文过程交叉最为密切的问题，因此近年来人们非常重视从自然、社会和环境等多方面对其进行综合研究，致力于从复杂的因素中探讨引起土地利用变化的驱动力和驱动机制。
首先，探讨较多的是土地利用的驱动力与驱动因子。有人从区域农业生产方面考虑，认为人口因素是土地利用变化的主要因素（张明，1999；张惠远等，1999；王秀兰，2000），人口和耕地、草地、森林4个因子构成一个理论上以人为中心的人地关系系统（谢高地等，1999），在这个系统中，人口总量的变动势必引起耕地、草地和森林面积的数量增减和相互转化。而从区域土地利用结构变化的角度来考虑，土地利用变化受到政策、技术进步、人口增长、经济发展、市场变化等社会变量的影响（摆万奇等，1997）。在社会驱动力方面，土地利用变化与人口增长之间有明显的联系，但同时这一变化又与技术进步、富裕程度、经济状况，以至文化、宗教、军事等都有一定的相关关系（陈百明，1997）。
其次是关于土地利用驱动机制研究方法的探讨。在研究方法方面，目前主要是通过土地利用变化的历史与现状数据，采用多种数学统计分析方法，探讨引起土地利用变化的相关主导因子。还有人采用系统动力学方法（摆万奇，2000），结合经典的数理统计方法、多元统计分析方法（张明，1999；王良健等，1999），对区域性土地利用结构及其驱动因子进行统计分析，将主要驱动力与土地利用类型置于统一的系统中，来考察土地利用的长期动态趋势，较好地模拟了土地利用变化的动态过程，并定量诊断出各驱动因子对区域土地利用结构变化贡献作用的大小。此外，还通过多尺度遥感动态监测，研究不同城市及其边缘区土地利用变化的空间过程与规律，查明土地利用变化状况及其主要驱动力和驱动机制（陈浮等，2001a）。
4）土地可持续利用研究
在可持续发展思想推动下开展土地可持续利用研究，这是近年来我国土地利用研究的另一重要发展趋势，其中特别是土地可持续利用指标体系的研究已成为研究热点问题。这是因为，土地利用变化可改变土地覆被状况并影响许多生态过程，不合理的土地利用会导致土壤质量的下降，增加土壤侵蚀，降低生物多样性（郭旭东等，2001）。通过建立衡量土地质量变化的指标体系，可提供土地质量逆转趋势的早期预警，并及时发现土地质量出现问题的地区（傅伯杰等，1997；冷疏影等，1999）。
关于土地可持续利用评价指标体系已提出不少有见地的方案，然而，如何根据不同地区的特点提出适合的指标体系仍有待完善。而且，土地利用系统本身是一个典型的自然-经济-社会复合系统，土地利用的核心是自然-生物子系统和社会-经济子系统的相互联系和相互作用；土地利用可划分出不同的层次，因此应从多空间、多层次的角度建立评价指标体系。
在土地可持续利用研究方法方面，有学者提出，应考虑土地利用与环境的相互关系，建立“压力-状态-响应”模型（傅伯杰等，1997）。此外，还有学者提出土地利用优化调控的研究方法。例如，刘彦随（2001）以陕西秦岭山地为例，根据山地类型结构格局的空间层次性、结构多级性和功能多元性，提出了不同空间尺度下山地土地利用优化配置的模式及优化利用方案；徐勇等（2001）利用GIS技术，探讨了黄土丘陵区燕沟流域土地利用时空变化，并评估了土地利用结构优化调控后的生态环境效益、经济效益及其可持续发展性，提出了土地利用优化调控的模式；许学工等（2001）依据黄河三角洲的区域特点，选取植被指数、作物单产、土壤全盐、土壤有机质等指标对土地利用变化进行探讨，并提出了土地可持续利用方案；张耀先（2001）在辽河三角洲土地资源调查的基础上，应用线性规划方法，提出土地利用优化模式。
5）多尺度的土地利用变化实证研究
除以上所提到的几个方面，近年来我国的土地利用研究的另一重要成就是结合区域LUCC研究所展开的土地利用变化实证研究。这类实证研究已在不同尺度层次上展开。
（1）大尺度的样带研究
土地利用的大尺度样带研究，是通过设置有代表性意义的样带，全面、系统地研究样带内各区的土地利用及其变化的格局与特点，这对阐明大区域范围内土地利用及其变化格局及特点是一种有效的方法。1993年被列为IGBP陆地样带之一的中国东北温带森林-草原陆地样带（NECT）即是一例（张新时等，1995；1997；倪健等，1999）。与此相似的还有长江沿线样带，该项研究利用90年代中期的土地利用数据，在GIS技术的支持下，研究经过十多年经济快速发展的长江沿线区域的土地利用格局以及该区土地利用变化的特征与成因（龙花楼等，2001）。
（2）中尺度土地利用变化研究
这类研究大多从可持续发展的角度，利用GIS和遥感技术，采用物理模型与统计模型相结合，开展社会经济快速发展的热点地区及生态环境脆弱区的土地利用变化研究，如长江三角洲地区（杨桂山，2002；董元华等，1998；佘之祥，1997）、环渤海地区（朱会义等，2001b；何书金等，2002）、珠江三角洲地区（叶嘉安等，1999；黎夏等，1997；张文忠等，2003）、黄土高原区（Chen，et al.，2001；徐勇等，2001）等地区的案例研究。在研究中，注意探讨区域土地利用变化的特征与评估方法，并依据土地生态系统的结构分析与评价，提出土地利用优化配置的模式及优化利用方案。
（3）小尺度土地利用变化研究
这类研究常选取对城市化最敏感、变化最大和最迅速的城市边缘区的土地利用为研究对象，探讨城市边缘区土地利用的空间扩展规律以及其诱因，例如深圳市（史培军，2000a）、北京市（顾朝林，1999；刘盛和等，2000；鲁奇等，2001）、吉林前郭县（刘湘南等，2001）等地的研究。此外，低山丘陵区及西南喀斯特岩溶区（张惠远等，1999）等也都有很多这类研究。
7.3 数据资料分析
7.3.1 数据资料的获取与处理
笔者通过检索网络资源信息及政府统计信息，查阅到了大量国内外研究文献与相关资料。资料与数据主要包括以下两个方面：
①国家统计局公布的历年统计资料，相关行业统计数据与报告以及江苏省各地级市统计资料。
②苏南的江阴市、苏中的江都市、苏北的涟水县3个典型案例区1991—2001年土地利用详查资料及相关实地调查访问资料。
需要说明的是，土地面积数据，特别是耕地面积数量是分析土地自然生产能力的关键性指标之一。然而，现有3套耕地资源统计数据，即为国家统计局公布的耕地面积数据、农业部公布的耕地面积数据及原国家土地管理局公布的耕地面积数据。在这3套耕地面积数据中，以国家统计局的数据为最小，以农业部的数据为最大。虽然这3套统计数据间存在着某些差异，但各套数据本身仍然是完整的，因此并不会对土地利用系统的时空变化分析产生太大影响。
数据使用采用如下原则：
①高层服从低层原则，即当全省数据与地级市的数据发生冲突时，以地级市数据为准。
②从新原则，尽量使用最新的数据。
7.3.2 研究区的背景条件
1）自然条件
江苏省位于我国大陆东部沿海地区，地跨东经116°18′～121°57′，北纬30°45′～35°20′。东濒黄海，西连安徽，北接山东，东南与浙江和上海毗邻。全省面积10.26×104km2（见表7-2），占全国总面积的1.06%。其中平原面积7.06×104km2，主要有苏南平原、江淮平原、黄淮平原和东部滨海平原；水面面积1.73×104km2，海岸线长954km，境内河川交错，水网密布，长江横穿东西400km，大运河纵贯南北690km，西南部有秦淮河，北部有苏北灌溉总渠、新沭河、通扬运河等；大小湖泊290多个，全国五大淡水湖中江苏分布有太湖和洪泽湖；自然条件优越，经济基础较好，素有“江南鱼米之乡”之称。2002年末全省总人口7380.972×104人，耕地面积490.502×104hm2。
表7-2 江苏省主要地貌类型构成一览表
注：①资料来源于江苏省统计年鉴（2002）及中国统计年鉴（2002）；
②面积的单位为104km2；
③比重指各地貌类型在该区域土地总面积中所占的百分比。
江苏省在气候上处于亚热带向暖温带过渡地带，大致以淮河—苏北灌溉总渠为界，以北属暖温带湿润季风气候，以南属亚热带湿润季风气候。在亚热带湿润季风气候带内，以镇江—扬州一线为界，分为长江下游平原丘陵亚区和长江三角洲亚区（见表7-3）。南北气候上的明显分异，直接导致农业生产环境的差异，形成了江苏省内苏南、苏中、苏北的分异格局。
表7-3 江苏省自然地理分区
注：①全国农业区划委员会《中国自然区划概要》编写组（席承藩，丘宝剑，张俊民，刘东来），中国自然区划概要，北京：北京科学出版社，1984：88-91.
②中国科学院《中国自然地理》编委会：《中国自然地理》（总论），北京：科学出版社，1980.
按照中国农业生态区划方案（陈百明，2001），江苏省不同市（县）农业生态区划基本情况（见表7-4）。
表7-4 江苏省农业生态区划
注：①资料引自陈百明：《中国农业资源综合生产能力与人口承载能力》，北京：气象出版社，2001：50-56.
②表中地级市代表其市区所辖区域。
在本书中，为满足从多层次、多尺度开展研究的需要，从行政区划角度将江苏省分为苏南地区（苏州市、无锡市、常州市）、苏中地区（南京市、镇江市、扬州市、泰州市、南通市）、苏北地区（徐州市、淮阴市、连云港市、盐城市、宿迁市）。
从第3章的分析可知，一个地区土地利用类型的组成及其耕地的结构与数量特征是影响土地利用系统自然生产能力的主要因素之一。从江苏省的现状分析来看，江苏省农业生产集约化水平高，农业生产状况在全国占有重要的地位。单位土地资源产出水平远高于全国水平（见表7-5）。
表7-5 江苏耕地资源及其产出与全国的比较
注：资料来源于国家统计局农村社会经济调查总队，中国农村统计年鉴（2002），北京：中国统计出版社，2002；全国耕地面积资料来源于国家统计局，中国统计年鉴（2003），北京：中国统计出版社。
2）社会经济状况
江苏省主体部分是长江经济带的核心区域之一，江苏省同时也是我国农业最发达的省区之一，1999年全省粮食和大豆产量达3559.03×104t，占全国总产量的7.0%，名列全国第4位。2002年全省粮食产量2907.1×104t，占全国总产量的6.4%。江苏省人口密度大，全省2002年底人口密度是全国的5.37倍（见表7-6）；1999年全省GDP产值占全国的9.4%，而2002年全省GDP产值占全国的比重增至10.4%；单位面积的经济贡献率则从1999年为全国的8.79倍增至2002年的9.7倍。因此，虽然全省农业生产在全国的地位逐步下降，但全省的经济发展在全国仍占有举足轻重的地位。
表7-6 江苏省主要经济指标与人口状况
注：表中统计数据截至2002年底；资料取自江苏省统计局，江苏统计年鉴（2003）。北京：中国统计出版社，2003。
江苏省人均耕地面积少，在社会经济快速发展的今天，耕地减少的趋势更加明显。特别是近年来，江苏经济实现跨越式发展，加之大量不同级别的开发区建设，耕地非农化的问题更加突出。截至2002年全省人均耕地面积0.0665hm2/人（合计0.997亩/人），远低于全国0.1012hm2/人的平均水平，同时，也比世界平均水平要低得多（见表7-7），这更加大了耕地资源对社会经济发展的制约力度，给地区社会经济发展造成了很大制约。
表7-7 江苏省人均耕地同世界主要国家与地区的比较
注：表中人均耕地指平均每个农业经济活动人口耕地面积；国外数据统一采用联合国粮农组织发布的统计数据；数据来源国家统计局统计信息中心，见：世界农业，2002，№2（总274），p.61；江苏省数据来源于江苏统计年鉴（2000），按农林牧渔业人口数据进行计算；所有数据截至1999年。
7.4 江苏省土地利用自然子系统变化解析
7.4.1 耕地数量变化的时间序列分析
土地利用系统自然生产能力主要从农业生产能力的角度进行评价，以此来反映土地农业生产的状况，同时也是评价人类活动对土地利用变化所引发的自然生产能力的关键因素之一。从土地自然生产能力而言，耕地不仅是重要的生产要素，而且是人类生存的根基。耕地不仅有生产功能（经济效益），更有生态服务功能（生态效益）和社会保障功能（社会效益）。
因此，为全面反映江苏省土地数量变化特征，选取耕地面积与人均耕地面积两个指标进行分析。从新中国成立以来时间演变上看，江苏省的耕地资源总体上呈递减趋势，人口则呈不断递增趋势（见图7-3）。1949—1957年，全省耕地面积从552.340×104hm2增加到582.520×104hm2，但同期总人口数由3512×104人增加到4182.71×104人，故人均耕地由0.155hm2降至0.139hm2；1958—1962年，共减少耕地80.9×104hm2，人口却增加了151×104人：1963—1978年，耕地面积共减少35.54×104hm2，同期人口则猛增1500×104人，以至人均耕地由0.116hm2降到0.08hm2；1979—1985年，由于实行农村家庭联产承包制及执行计划生育政策，耕地减少和人口增加的速度均有所降低；从1985年至今，由于工业化和城市化的快速发展，导致耕地资源加速递减（倪绍祥等，2002a）。因此，通过耕地数量描述化指数变化分析，可发现耕地减少与人口的增长呈现明显的反差（但人口与耕地两者并无机理上的明显相关关系，见本章6.7部分中的讨论），耕地总量及人均耕地逐年快速减少；同时，从耕地面积与人均耕地面积变化曲线可发现两者的变化曲率不同（见图6-1），人均耕地指数递减的速度更快。
图7-3 江苏省人口与耕地变化趋势图
注：资料来源于倪绍祥等（2002a）文献，并补充2001—2002年的数据；1996年后耕地面积采用农业普查数据进行统计口径调整。
土地垦殖指数是反映一个区域土地利用程度的重要标志之一。目前，全国的土地平均垦殖指数为13.19%，高于11.28%的世界平均水平（陈百明，2001b）。然而，江苏省2002年的土地垦殖指数平均水平为47.8%，远高于全国的平均水平。从江苏省不同年份垦殖指数演变特征分析可发现（见图6-2），新中国成立以来全省土地垦殖指数变化分为两个阶段：1962年以前，垦殖指数变化表现为波状起伏；1962年以后，垦殖指数表现为持续降低。具体情况表现在20世纪50年代，伴随着新中国生产建设事业的蓬勃发展，农业生产日益受到重视与关注，加上建国后一系列的农村社会变革，土地垦殖率大幅度提高，从1949年的53.83%上升到1957年的56.78%，但在1950年代后期增长幅度已明显降低；1957—1962年，在“大跃进”及三年“严重困难”的影响下，江苏省的农业生产同全国的发展一样受到巨大冲击，垦殖指数表现为快速的降低，从56.78%减少到48.89%；1963年以来，江苏省农业用地受到社会经济发展及产业结构调整的影响，土地垦殖指数则进入了持续减少阶段。由此可见，江苏省土地垦殖指数的变化在很大程度上受到国家政策与体制变革的驱动。同时，还隐含着江苏省耕地所占的比重呈现逐年减少的趋势（见图7-4），这是由于城市化过程伴随的土地流转、土地综合利用程度提高以及全省土地利用方式的变化的结果。
图7-4 江苏省土地垦殖指数变化曲线图
注：①原始数据来源于江苏统计年鉴（2002）；
②1996年以后的耕地面积数据采用农业普查数据。
从土地利用结构的信息熵变化分析，江苏省自1986年以来土地利用结构信息熵变化呈增加趋势（见表7-8），反映土地利用结构的有序度降低了，土地利用结构呈现多元化趋势，最基本的变化特征在于耕地数量的减少，建设用地的增加。这也从另一方面论证了图7-4中隐含的垦殖指数降低、土地综合利用程度提高的事实。
表7-8 江苏省土地利用结构及信息熵变化 %
注：资料来源于国家信息统计中心公布的统计数据。
7.4.2 土地利用变化的空间分布特征
江苏省土地利用自然子系统中，耕地总量呈减少趋势。当我们针对各几何学参数指标进行空间分布格局与变化过程的运动学分析后，可发现土地自然子系统变化的空间分布也存在差异（减少的幅度与速度存在差异）。为深入分析土地自然子系统的空间差异，掌握变化的趋势与变化的波动性特点，本文拟从以下几方面作进一步探讨。
1）土地利用数量变化的空间差异
江苏全省及各地级市1949—2001年间耕地数量变化数据表明，在全省耕地面积相对变化率明显减少的背景下，空间分布表现出较大的差异（见图7-5），即：苏南地区总体减少幅度大；苏北地区内部的耕地减少的差异比较明显，其中徐州市与淮安市耕地减少幅度超过了全省平均水平，然而盐城市是唯一呈现耕地数量增加的城市；苏中的各市耕地呈现减少趋势，但区域内的差异较小。为进一步讨论区域差异是否与经济发展有密切关系，我们又选择了经济快速发展的时期进行了比较。
图7-5 江苏省1949—2001年耕地面积相对变化率比较
注：①资料源于江苏省及各地级市历年统计年鉴等，后续内容均同（单独说明者除外）；
②由于行政区划调整，泰州市与宿迁市分别归属于原扬州市与淮安市，未单独列出；
③由于南京统计年鉴未公布相关的统计数据，采用1978—1996年数据进行换算；
④“相对变化率”的计算依据公式（4-1）进行变换后，采用公式=［（研究期末数据-研究期初数据）×100÷研究期初数据］进行计算。
通过对改革开放以来经济快速发展时期的耕地变化数据进行分析，可发现：苏南地区的耕地年变化率快速减少，且明显快于全省其他地区；苏南、苏中、苏北三者变化的差异性格局更加明显（见图7-6）。此分析结果说明，经济发展水平的差异直接影响着区域耕地减少的速度与幅度。
图7-6 1978—1996年江苏省耕地面积年相对变化率比较
注：①由于行政区划调整，泰州市与宿迁市分别归属于原扬州市与淮安市，未单独列出。
为进一步证实经济发展速度与耕地减少的直接关系，又进行了耕地时空变化过程的运动学分析。在将区域（江苏省）分解成不同的单元（各地级市）后的分析表明，不同城市耕地数量变化过程存在着区域性的差异（见图7-7）。苏南地区耕地总量少，在社会经济发展过程中耕地一直呈现减少趋势，特别是20世纪80年代以来，减少的速度更加变快。苏中地区耕地数量总体上表现为缓慢的变化，在20世纪50年代呈现缓慢的增长，而在经历60年代初的快速减少之后，一直表现为缓慢的减少。苏北地区耕地数量变化在于20世纪50年代呈现出明显的增大，进入60年代以来，总体上表现为缓慢的减少，但不同地区变化的差异较大，部分地区出现耕地总量增加的现象。总之，江苏省耕地变化的过程与格局存在着明显的区域差异；同时，耕地面积变化与地区经济发展之间存在密切的关系。
图7-7 江苏省各市历年耕地变化趋势
注：江苏省苏中、苏北部分城市20世纪90年代后期耕地面积数量的增长是由于统计口径变化所致。
为进一步说明江苏省土地利用系统的数量变化的空间差异性，本研究又选取苏南的江阴市、苏中的江都市、苏北的涟水县三个代表性的市（县）进行研究。结果表明，1996—2001年三市（县）在土地利用变化的总趋势上有一定程度的相似性。但差异也很明显（见图7-8）：江阴市的耕地、园地、水域与未利用地减少，而林地、居民建设用地增加；涟水县表现为耕地、园地与未利用地的减少，居民建设用地、交通用地与水域用地的增加，但总的变化幅度比江阴市小得多；江都市各类土地利用变化表现为较明显的波动，除耕地面积变化幅度不大外，园地、林地、居民建设用地及交通用地显著减少，减少幅度分别达到41%、24%、3.2%与13%，而水域与未利用地显著增加，幅度达到9%与267%（倪绍祥等，2002b）。总之，从土地利用系统的类型变化而言，总体趋势表现为耕地、园地、林地面积减少以及各类建设用地的增加。
图7-8 1996—2001年典型市县土地利用类型变化比较
注：资料来源于江阴市、江都市和涟水县三地国土资源管理局土地利用详查资料；变化率采用公式4-1计算。
2）土地利用变化速度的空间差异
土地利用年变化率［见公式（4-1）］等指标是用于分析区域土地利用变化速率差异的有效指数（王秀兰等，1999；朱会义等，2001b；朱会义等，2003）。苏南、苏中、苏北的典型市县的研究表明，它们在近年的土地利用类型变化速率上存在较大的差异（见表7-9）。总体上看，苏南的江阴市土地利用类型，特别是耕地和居民点建设用地的变化速度较快；苏北的涟水县各类土地利用类型的变化速度较慢；而苏中的江都市各类用地类型，除耕地为基本稳定外，园地、林地都有较快变化，未利用地的变化速度则更快。本研究得出了一个非常有意义的结果，即自1997年以来，在“耕地总量动态平衡”政策的指导下，苏中与苏北基本实现了耕地的总量动态平衡，而经济快速发展的苏南地区的耕地仍然出现了强劲的减少趋势（后面将进一步讨论原因）。
表7-9 1996—2001年典型市县土地利用分类面积年变化速率比较 %
注：资料来源于江苏省相关地区国土资源管理局1996—2001年土地利用详查数据。负数代表数量的减少。
3）土地利用结构的空间差异
江苏省土地利用结构在全省范围内也存在差异，这里仍选取江苏省苏南、苏中、苏北3个典型市县进行分析。从各类用地结构组成可看出：3个市（县）用地结构组成表现出较大的差异，江阴市耕地占51.84%，涟水县却占62.42%，高出10. 57%，但涟水县园地比江阴市高出2.02%，而江阴市的居民点建设用地及交通用地分别比涟水县高出8.27%、2.01%；江都市水域面积所占比重大，比江阴市与涟水县水域面积分别高出3.42%和3.86%（见图7-9）。总之，从苏南、苏中到苏北，耕地面积所占的比重逐步加大，而城镇建设用地、交通用地比重逐步减小。
图7-9 2001年江苏省苏南、苏中、苏北典型市县用地结构比较
在此基础上，运用公式（4-8），又进一步以苏南、苏中及苏北典型市县的土地利用结构信息熵为对象进行了分析（见表7-10；图7-10），发现：土地利用结构信息熵江阴市呈现稳定的增长趋势；江都市总体呈现增长，但有波动；涟水县总体呈现增长，但增长的幅度比苏南地区小，并且变化过程存在波动起伏，产生波动的原因主要是由于土地利用结构受到相关政策的影响。
表7-10 苏南、苏中、苏北典型市县土地利用结构信息熵的空间变化
注：①江阴市国土资源管理局土地利用变更统计资料（1996—2001）；
②江都市国土资源管理局土地利用变更统计资料（1992—2001）；
③江都市土地利用总体规划（1997—2010）；
④涟水县国土资源管理局土地利用变更统计资料（1995—2001）；
⑤“—”代表缺少数据。
图7-10 苏南、苏中、苏北典型市县土地利用结构信息熵的变化趋势
7.4.3 土地利用变化对土地生产能力的影响
考虑到资料的可获得性及江苏省的实际情况，本研究采用反映土地质量状况的间接指标——农业生产能力变化来表示区域土地生产能力变化。同时，假定区域农业生产的产出与土地质量状况成正比。在气候、自然灾害、政策和管理水平等其他因素不变或变化不大的前提下，以土地自然生产的产量水平来代替土地生产能力的质量状况，既可满足评价目的的需要，又可避免土壤质量数据难于获取所带来的影响。
1）粮食生产产量的时序变化
由于江苏省的农业生产集约化程度高，因此长期以来在人均耕地逐年减少的情况下，通过加大农业生产投入，提高种子的质量与农药、化肥施用量，仍保证了粮食产量的稳步提高。全省粮食生产的发展大致可分为以下几个阶段（见表7-11）：
①1949—1957年，由于建国初期的土改运动及农村大规模的农田水利基本建设，带来了全面的粮食增产。
②1958—1962年，由于“大跃进”和人民公社化运动，加之三年“严重困难”及国际环境的压力，造成了大范围的粮食减产，共减产约100×104t。
③1963—1965年，经过3年调整，农业生产得到了恢复和发展，粮食共增加477.4×104t。
④1978—1985年，在农村实行家庭联产承包制后，形成了农业增产的第二个高潮，平均每年增加粮食103.7×104t，1985年末达到人均粮食505.0kg。
⑤1985—2001年，粮食产量仍然呈上升势头，但近年来有回落的趋势，并且由于同期人口增长速度较大，导致了出现人均粮食产量下降的趋势。其中的1991年及1993—1994年，分别由于自然灾害及大范围的开发区建设，导致粮食生产暂时性减产。但从总体上说，新中国成立50多年来，在江苏全省耕地面积日益减少的背景下，粮食生产总体呈现不断上升的趋势（谭少华等，2002）。
将江苏全省农产品产量进一步分解为粮食、棉花、油料等部分产量后进行进一步分析发现，新中国成立以来在农产品产量总体上呈现出大幅度增长的同时，农业生产体系内部也存在着差别，主要表现为（见图7-11）：
①粮食产量在1963—1985年年间呈现快速增长，但1985年以后进入剧烈的波动期，最近已出现连续多年的粮食生产的减少的状况。
②油料产量自1970年代以来，呈现出3次明显的增长趋势。
③棉花产量总体呈现缓慢波状增长过程。
表7-11 新中国成立以来江苏省各时期耕地与粮食生产情况一览表
注：表中资料取自于江苏省统计局和江苏省历年统计年鉴（中国统计出版社出版）。
图7-11 江苏省1949—2001年主要农产品产量变化趋势
注：①资料来源于江苏统计年鉴（2002）；②图（a）表示1949—2001年粮食产量的变化；③图（b）表示棉花与油料产量的变化。
然而，尽管粮食总体上存在增长趋势，但也掩盖着土地利用变化造成对耕地安全与粮食安全的深层次问题（倪绍祥等，2002a；谭少华等，2002a）。据资料分析，在目前农业增产中，科技及优良种子的贡献率占到35%以上；同时，也有学者从农业生产投入、管理及科技发展等方面对江苏省农业生产贡献率进行了分析（陈百明，2001）（见表7-12），结果表明江苏省内部的增长贡献存在着明显的南北分异，即苏南与苏中地区化肥、农业机械及科技进步的投入力度明显高于苏北地区，而农业劳动力投入明显低于苏北地区且呈负增长。正因为这些因素对农业生产的积极影响掩盖了区域土地利用变化对自然生产能力的消极影响。为深入分析土地利用变化对粮食生产能力的影响，下面将作进一步探讨。
2）地区平均产量的比较
耕地粮食生产能力具有很大的地域性，因此需要研究区域耕地生产力在空间上的转移与变化。这种转移与变化，是指各地区耕地生产力的变化，而在不同地区这种变化在时间上不完全同步，幅度上也不完全相同。如图7-12所见，江苏省的粮食生产水平的变化存在着如下明显的时空变化规律：
表7-12 江苏省不同农业生态区粮食增长的贡献率
注：资料引自陈百明.中国农业资源综合生产能力与人口承载能力［M］.北京：气象出版社，2001：213。
①在时间尺度上，苏南地区表现出缓慢的增长，而苏北地区增长速度最快。
②在变化过程的特点上，苏南地区的粮食生产变化呈现波状起伏，近年减产的趋势已非常明显；而苏中地区一直呈现缓慢的增长；苏北地区粮食生产则一直呈现快速的增长。
③从区位特性来看，在解放初期，苏南地区粮食生产占有重要地位，特别是苏州地区的在全省所占的份额最大，1970年全省苏州市的粮食生产就超过200万t；在20世纪80年代以后，苏南地区的粮食生产明显下降，然而取代之的是苏北地区的粮食生产呈现明显的增长，它占据了江苏省粮食生产的主体地位。这充分说明，江苏省粮食生产的重心随着经济的发展而呈现向北迁移的现象。
7.5 江苏省土地利用经济子系统变化解析
按照土地利用系统变化解析的基本思想，土地利用系统功能运行状况的评价除了采用系统生产能力（前述的自然生产能力）的评价指数外，还需要对系统的物质与能量流运转的经济效益进行评价。在此评价中，目前常用的方法之一是采用经济评价指标。下面拟从不同时间区段与空间分布特征来阐述江苏省的区域经济发展变化趋势，并讨论土地利用变化导致的农业生产的变化进行评估。
7.5.1 区域经济变化趋势
采用GDP指标的分析表明，江苏省1952年以来区域经济呈现出明显的增长趋势，特别是改革开放以来增长速度明显加快，速度远高于全国的平均水平，特别是1992年以来，江苏省GDP的增长势头更加明显（见图7-13）。从总体上看，江苏全省的经济变化过程经历了三个明显的发展阶段（见图7-14）：①1978年以前经济发展低迷期。由于建国初期经济基础水平低，加之“三反”“五反”“文化大革命”等政策上的波动，导致经济发展速度缓慢，地区综合经济实力弱；②1978—1992年经济平稳增长期。“十届三中全会”以来社会发展重心转移，江苏同全国一样经济出现了持续的增长；③1992年以来经济高速发展期。在邓小平同志的南方谈话后，区域经济进入了高速发展阶段。由此可见，江苏省区域经济的增长与国家的政治改革与政策变化密切相关。为进一步分析土地利用变化与区域经济发展之间的关系，下面将从区域经济结构组成作进一步分析。
图7-12 江苏省不同地区粮食生产时空变化趋势
注：纵坐标单位为万t；由于行政区划调整，泰州市与宿迁市分别只采用了1996、1985年后的数据。
图7-13 江苏省与全国GDP指数比较
注：纵坐标为GDP指数，按可比价计算，1978年= 100。
图7-14 江苏省1952年以来经济发展演变趋势
注：表中数据采用当年价。
通过对江苏省的经济结构组成进行分解解析，并从不同类型产业GDP指数增长速度进行分析，可发现，全省经济结构增长幅度与增长速度存在着内部差异（见图7-15），具体表现为：
①1984—1991年，在一、二、三产业产值持续增长的背景下，第二产业与第一、第三产业产值增长幅度与速度的差异逐步扩大。
②自1992年以来，江苏全省经济总量进入了更快速的发展阶段，同时一、二、三产业产值的结构差异进一步扩大，在此期间，第一产业的发展进入了平缓增长期，但第三产业的增长速度相对加快，并达到历史最好水平，而第二产业的增长幅度总体上呈现为反“S”型增长方式，即在1992—2001年，两端时间段的经济增长速度快，中间段的经济增长速度相对缓慢。由此可见，在江苏省区域经济全面增长，经济实力日益增强的背景下，全省不同产业内部的经济增长水平存在差异，特别是第一产业的增长幅度与速度明显低于其他产业的增长幅度，农业生产的基础地位日益受到冲击。
注：纵坐标指数数值统一以1952年= 100进行换算。图（a）表示1952—1978年变化趋势；图（b）反映1978—2001年变化趋势。
7.5.2 区域经济结构变化的分异
1）经济增长的结构性差异
按照上述分解解析的分析方法，将江苏省经济水平的变化按照经济结构的组成分解为三个产业的变化。从江苏省不同行业GDP指标的时间变化过程的运动学分析，非常清晰地展现出了江苏省内部经济结构变化趋势的巨大差异（见图7-16）。从全省新中国成立以来经济发展过程总体上说，第二产业的优势地位仍然明显，但近年来的增长趋势与增长幅度受到了较大的冲击；另一方面，伴随着第三产业的比重扩大，第一产业的比重不断减少，在现行经济评价体制下，第一产业的基础地位受到日益明显的冲击，耕地利用与保护受到的压力已非常严重。全省经济结构变化特征具体表现如下：
图7-16 1952年以来江苏省GDP结构组成变化
资料来源：江苏统计年鉴（2002年）；数据采用当年价进行计算。
①1952—1964年，在经济逐步发展的背景下，江苏省经济结构表现为第一产业的比重明显下降，第二产业的比重明显升高，同时第三产业的逐步增加。
②1965—1978年，经济结构仍然表现为第一产业逐步下降、第二产业逐步增加，但第三产业的比重由1965年的24.9%降至1978年的19.8%。
③1978—1992年，在经济不断增长的背景下，全省经济结构处于逐步调整与优化，第一、第二产业出现相互交替的升降，而第三产业在经历1978—1984年的波动升降之后，一直处于增长期。
④1993年至今，第二产业表现为稳中有降，而第一产业明显降低，第三产业明显升高。综上所述，在江苏省经济结构组成中，第一产业的比重逐年下降，第二产业与第三产业的比重逐年上升。特别是在1978年之前，表现出第一产业与第二产业的明显负相关；在1992年之后，表现为第一产业与第三产业的明显负相关。由此表明，江苏省土地利用变化过程所伴随的农业生产能力及贡献份额逐步降低，经济增长主体已逐步转向第二产业及第三产业。特别是1985年以来，江苏省第一产业与第三产业形成了明显的负相关关系，这将严重制约江苏省农业生产的进一步发展，也必将左右着区域农业用地结构与方式的变化趋势。
为深入分析经济快速发展时期江苏省经济结构的变化趋势，特选取1978年以来江苏省不同行业经济发展的统计资料（农业、工业、建筑业、运输邮电业、批零贸易业等5个行业的产值）为研究样本，进一步分析江苏省经济发展的行业经济差异（见表7-13）。
表7-13 1978—2001年江苏省不同行业物质生产所占份额 %
注：资料引自于江苏统计年鉴（2002）；表中数据以当年价计算。
研究结果显示（见表7-13），在总物质生产不断增长的趋势下，行业内部差异性明显。具体表现如下：
①在江苏省总物质生产贡献份额中，仍然以工业和农业占主导地位，特别是1995年以前，二者的贡献份额超过75%以上，其次分别是批零贸易业、建筑业和运输邮电业。
②在总物质生产变化趋势中，农业与批零贸易业、运输邮电业和建筑业呈现相反的变化趋势，农业所占的份额从1978年的31.19%下降到2001年的14.26%，而同期批零贸易业、运输邮电业和建筑业所占的份额分别增长了6.39%、5.39%和2.14%。
③十一届三中全会后的1978—1985年，农村生产方式的变革带来了农业生产的快速发展，1985年农业生产的贡献份额达到历史最好水平，而同期的工业、建筑业和批零贸易业相对份额水平呈现下降趋势。
④工业生产的份额呈现出波动变化的特征，1994年最高，随后回落，但近年来又有增加趋势，这与1992年的开发区建设及近年江苏省与长江三角洲地区的经济跨越式发展密切相关（见图7-17）。
由此可见，江苏省经济增长的基本动力主要来自于建筑业、运输邮电业和批零贸易业的增长。同时，也说明，伴随着江苏省社会经济的快速发展，农业生产的贡献份额已明显下降。
图7-17 1978—2001年江苏省不同行业比重变化趋势
注：表中数据按当年价计算。
2）经济增长的区域差异
本文采用Shannon和Weaver提出的信息熵的概念，来分析江苏省不同经济活动的空间分异。
式中 Hji——江苏省第i个市的经济活动信息熵；
Pij——第i个市第j项经济活动的概率（j分别代表第一产业产值、第二产业产值、第三产业产值，即j=3），即第i个市第j项经济活动占全部经济活动产出之和的比例。
由此可见，地区经济活动的信息熵（Hj）反映了经济活动的差异特征，当Hj=0时，经济活动处于完全集中的状况，熵值越大，说明经济活动类型的区域分异越明显。据此，为进一步探讨经济结构的区域分异，又采用江苏省若干地级市的数据和通过计算经济结构信息熵指数，进行经济增长的空间变异分析，结果如图7-18所示。
图7-18 江苏省若干地级市经济结构信息熵的时空比较分析
①从苏南、苏中、苏北3个地区信息熵变化趋势分析可见，苏南地区的苏州、无锡、常州3个市的信息熵指数一直呈现快速减少趋势，从1.08左右减至0.82左右；苏中地区南京市、扬州市、镇江市、南通市的信息熵也呈现减少的趋势，但内部不同地区的变化差异较大，并且降低的速度比苏南地区小，减少幅度在0.04～0.08之间（以1978—2001年计算）；苏北地区的信息熵指数呈现不断增加的趋势，但近年来增长的速度与幅度趋于平缓。
②信息熵变化的数值特征分析结果表明，苏南地区熵值的变化经历了从第一产业相对集中的分布向由第二产业及第三产业明显积聚的方向变化；苏中地区同样经历了与苏南地区相同的变化趋势，但变化的强度明显要低，区域分异程度也相对要低；而苏北地区总体变化趋势为向经济结构的均一化方向发展。
③本研究还显示了另一个有趣的现象，熵值从完全集中（Hj=0）向完全均质分布状态（此处为ln3）变化，数值越大，反映经济结构性质与类型的均质化程度越高。苏南、苏中、苏北地区显示的不同类型变化趋势，标志着经济结构不同的分异特征与演变规律，同时也揭示区域经济发展的分层演变模式。
由此可见，经济结构信息熵的变化趋势与规律同样也可揭示区域经济的发展与分异特征，不同的熵值变化规律预示着不同的土地利用行为与生产结构特性。
7.6 江苏省土地利用社会子系统变化解析
7.6.1 安全保障分析
（1）粮食安全分析
为探讨区域土地利用变化对粮食生产能力的影响，本研究仍然通过粮食生产水平状态与特征的比较及变化的过程分析，来揭示地区粮食安全状况以及土地利用变化所伴生的粮食保障度的变化状况。其基本思路是通过江苏各地区粮食生产水平的变化与全省粮食生产水平的变化进行比较分析；在分析中隐含着一个基本假设，即全省各地区粮食生产的投入水平及科技进步在区域内是均等的，即暂不考虑科技进步对粮食生产能力贡献份额的影响。为分析区域内相对粮食生产能力的变化，特采用粮食安全指数（LA）变化进行分析，粮食安全指数的计算公式如下：
式中 ΔLA——粮食安全指数；
LS，R——分别为研究子区的粮食产量及土地面积。
当ΔLAi＞ 1时，表示研究子区的粮食处于富余状态，粮食生产量的变化的增加量大于区域背景上的粮食生产量的变化；当ΔLAi＜1时，表示研究子区粮食生产量变化的增加值低于区域背景值的变化，即粮食处于警戒状态。考虑到本案例研究中不同时间段的Ri/ΣRi为常数项，为便于计算与比较而省略该项。将公式（7-2）经变换后，采用下式进行计算。
采用公式（7-3）对江苏省1949—2001年粮食安全指数进行分析（见图7-19）。结果表明，苏南地区粮食安全指数明显低于全省的平均水平（平均数值为1.0）；苏中地区也低于全省的平均水平，但变化程度比苏南地区小；而同期的苏北地区的粮食安全程度明显高于全省的平均水平。按全省粮食安全指数平均水平来衡量，苏南地区的苏州市、无锡市、常州市三市粮食安全指数明显低于全省平均水平，处于严重警戒状态；苏中地区处于警戒状态。同时，粮食安全指数也显示出苏南、苏中、苏北的三带分异模式。
图7-19 江苏省1949—2001年粮食安全指数变化
注：由于行政区划调整，泰州市及宿迁市分别采用扬州市与淮安市的资料进行计算。
为进一步分析江苏省土地利用与经济发展快速变化时期粮食安全的时空演变规律，特选择1978—2001年时间段进行分析（见图7-20）。由图可见，在全省粮食总体呈现增长的背景下，苏南地区粮食安全问题更趋严重，整个苏南地区及苏中地区的部分城市粮食安全指数已出现警戒状态，特别是苏南地区的苏州市与无锡市，甚至包括部分苏中地区，粮食生产还出现了负增长；而苏北地区仍然占据江苏省粮食生产的主导地位，只是增长的相对比率已减弱。
注：由于行政区划调整，图中泰州市与宿迁市未单独列出。
（2）耕地安全分析
参照粮食安全分析方法，仍以江苏全省耕地变化为基准，通过研究样区耕地变化与基准值的比较，并采用耕地压力指数来分析江苏省耕地安全变化的格局与过程。以公式（7-3）为基础，经变换后按照如下公式进行计算：
式中 GAi——i地区的耕地压力指数；
GMi——i地区的耕地面积；
ΣGMi——基准区域（江苏省）的耕地面积。
在区域背景处于逐年减少的状况下，当GAi＞ 1时，说明i研究区耕地处于警戒状态，数值越大，系统越不安全；GAi＜1时，说明i耕地处于良好状态。
江苏省1949—2001年耕地压力指数分析表明（见图7-21），苏南地区的苏州市、无锡市及苏北地区的徐州市的耕地危险程度最高；同时苏北地区内部耕地安全存在极大的差异性大。
图7-21 江苏省1949—2001年耕地压力指数比较
注：泰州市与宿迁市数据未单独列出，采用行政区划调整前所属的扬州市及淮安市的数据；南京市无数据；全省的平均指数为1。
当选取1978—2001年时间段进行研究时，可发现江苏省耕地危险区域主要是苏南地区，苏州市及无锡市的耕地压力指数明显高于全省的水平（见图7-22），从图6-19与图6-20的比较可清晰看出，1978—2001年时间段的耕地压力指数明显高于该地区1949—2001年时间段的耕地压力指数，表明苏南地区的耕地受到更大的压力。
图7-22 江苏省1978—2001年耕地压力指数比较
注：泰州市与宿迁市数据未单独列出，采用行政区划调整前所属的扬州市及淮安市的数据；南京市无数据；全省耕地面积数据采用江苏省1978—2002年耕地面积数据进行了农业普查数据的调整换算，全省的平均指数为1。
7.6.2 劳动力相对流向分析
从社会学角度来说，土地利用变化过程往往伴随人口和劳动力的流动、转移，因而开展人口在不同产业之间的流向，可从一个侧面洞察区域土地利用变化的特征。
为探讨区域土地利用变化所引发的社会劳动力从业结构的动态变化，满足从社会稳定的角度开展土地利用变化进行评价的需要，选择1978—2001年间江苏省不同行业从业人员结构组成进行分析（见图7-23）。结果表明，第一产业所占的比重逐步下降，特别是1980—1993年下降非常快，大致从1978年的69.7%降至2001年的41.8%；而第二产业从业人数在1985—1997年呈现S形缓慢的增长，两端变化缓慢，1998年后出现下降趋势，大致从1978年的19.6%升至2001年的30.4%；第三产业从业人数持续增长，从1978年的10.7%增至2001年的27.8%。此结果显示，大量的农村剩余劳动力转向相对收益高的第二产业与第三产业，仅1978—2001年，江苏省第二产业与第三产业共新增加1 208.28万个就业岗位（其中包括人口增长741.39万人；第一产业转移的466.89万人）。因此，区域土地利用变化所伴随的劳动力从业结构的变化，对地区经济发展与社会稳定来说是有利的。
图7-23 江苏省1978年以来从业人员结构组成分析
为进一步分析江苏省劳动力转移在空间上的差异，又分析了江苏省6个地级市在社会经济快速发展时期（1978—2001年）从业人员的变动情况。如图7-24所示，苏南地区的苏州市与无锡市表现出第一产业从业人数的快速降低，第二产业与第三产业的从业人数快速增加；苏中地区的南京市与南通市，总体上第一产业从业人数的降低幅度与第二产业、第三产业从业人数的增长幅度比苏南地区要低；而苏北地区第一产业的从业人数变化相对较稳定，第二产业、第三产业的从业人数的增长幅度也较小。
由以上分析可见，经济较发达的苏南地区在吸纳农村劳动力方面取得了重要的成绩，这为推进城市化进程及社会稳定提供了较好保障。同时，区域劳动力流动规律还呈现出苏南、苏中、苏北三地不同的变化过程与规律特征。
图7-24 江苏省若干地级市不同产业的从业劳动力的比较
此外，还进行了改革开放以来江苏省城乡家庭收入的分析，结果表明（见图7-25），城乡家庭纯收入的差异逐步加大，城乡家庭纯收入差从1978年的1.86倍扩大到了2002年的2.05倍。由于城乡收入差异加大，使得农业的基础性地位降低。城乡收入差异的存在是劳动力流向的原因之一；也是导致微观层面上耕地流转的主要原因之一。
图7-25 1978年以来江苏省城乡居民家庭纯收入比较
为进一步了解农户对农业生产及外出打工的态度，本书选取了江苏省苏南地区的江阴市（夏港镇的普惠村、夏南村和三元村，共49个农户）、苏中地区的江都市（宜陵镇的宜东村、七里村、双沟村和新河村，共50个农户）和苏北地区的涟水县（杨口镇的芦庄村和九里村，共65个农户）进行了农户访谈的调查[2]。结果表明（见图7-26），从苏南向苏中、苏北地区变化，对农业生产与生活的满意程度降低，相反，对外出打工及增加收入的愿望增强。这也说明，这些地区有潜在的农业生产方式及土地利用方式转移的意愿。
图7-26 苏南、苏中、苏北典型市县农户对农业生产观念的比较
1—对农村现在生活水平满意程度；2—农村比城市生活水平差的程度；
3—农业生产收入过低的看法；4—外出打工比在家务农收入高的比较
7.7 江苏省土地利用生态子系统变化解析
环境是人类赖以生存、繁衍和发展的空间依托和基本条件，也是社会经济发展的资源基础。然而，传统的经济学评估方法虽然能对人类的各种经济行为及价值流、能量流与信息流等物化劳动进行正确的评估，但也存在着明显的不足，即不能对生产过程中资源与环境的损耗进行合理的折算与价值评估。针对这一情况，本书从农业生产系统状态的能值变化角度，对江苏省在土地利用变化过程中区域经济的投入与产出的运行状况进行能值核算，以揭示区域土地利用系统的可持续行为特征。
江苏省的农业生产系统正由传统有机农业向现代石油农业转移，在此过程中难免引发出严重的环境问题。为全面认识农业生产过程中物质-能量循环与转化，采用第4章所提到的能值分析方法对江苏省土地利用自然子系统进行分析，目的在于洞察农业生产过程中的农业环境状况的变化。
为了进行能值分析，将江苏省农业生态系统的各种农业投入和农产品产出换算成投入-产出能值指数并进行计算。江苏省2001年能值投入-产出分析表明（见表7-14），2001年全省土地利用自然生产系统总投入为8.055×1022太阳能焦耳，总产出高达13.99×1022太阳能焦耳，即总产出能值水平明显高于总投入水平，说明江苏省土地利用自然子系统处于不可持续的状况。换句话说，从总体看江苏省农业生产存在着对土地资源的过量获取，这也从另一方面说明了传统经济发展指标在评价土地利用对社会总的贡献及生产产品价值评估上存在缺陷，即未能全面考虑资源环境要素参与生产过程的价值估算。
表7-14 江苏省2001年农业生产能值分析
续表
续表
注：①表中能值转换率计算主要参考了蓝盛芳等（2002），张耀辉等（1999），刘新茂等（1999），严茂超等（2001）的文献；
②部分农作物单位产品的能-热转换率参考了周国泰等（1992）及徐松波等（1992）文献中的食物热量转换率指标；
③原始数据来源：江苏统计局，江苏省统计年鉴（2002）及国家统计局农村社会经济调查总队，中国农村统计年鉴（2002），北京：中国统计出版社。
7.8 江苏省土地利用变化驱动机理分析
7.8.1 概述
土地利用系统是一个复杂的自然-人工复合生态系统，其分布格局是在各种内力与外力共同作用下形成的，并随着内外动力系统的变化而变化。纵观土地利用的历史演变，土地利用变化总是与人类的政治制度变革、生产力水平提高、社会文明的进步密切相关。人类与自然的关系的演变，实际上是从以自然驱动力为主导社会逐步演变到以人类驱动力为主导社会的转变。Messerli等将这种演变划分成3个典型的发展阶段（倪绍祥，2002）。第一阶段，处于以自然驱动力为主导的环境演变阶段，如公元前4000年—5000年（狩猎时期）南美洲的Atacama地区，人类主要靠采集野果和渔猎为生，这时期的人类只能现成地从自然界获取食物，还根本谈不上对自然环境的改造与利用；第二阶段，传统农业社会向现代农业社会过渡，即从休闲农作制（Fallow Farming）向常年农作制（Permanent Farming）过渡。典型地区如16—20世纪早期的西欧乡村地区，其显著特点是从原先人们对气候或环境演变的“忍受”性被动响应，逐步过渡到积极、主动地响应，这是从自然驱动为主导到以人类活动为主导的过渡阶段；第三阶段，从以自然为主导的环境演变向以人类为主导的环境演变快速过渡，在此阶段，农业生产已采用现代的集约农作制，其显著特点是人类对环境的影响已超过自然极限。由此可见，区域土地利用变化是自然与人类活动共同作用的结果，在不同历史时期，自然与人类活动作用力的影响程度不同；同时，该演变规律向我们展示了一个重要的信息，驱动力的作用随着时间的发展呈现出变化，在不同阶段产生的影响强度与影响范围有不同的特点。因此有必要对驱动机理开展不同尺度与层次的研究，以正确把握土地利用变化动力学的本质特征。
其次，土地利用变化的驱动力还存在着层次性特征。部分学者已从不同侧面讨论过这个问题。例如，在区域尺度上，蔡运龙（2001）认为土地利用变化模式具有高度的空间异质性，而且不同的土地利用变化行为表现出不同的机理特性。朱会义等（2001a）提出，在总体层面上，土地利用变化的影响因素主要包括自然因素和人文因素两大类。李平等（2001）认为，土地利用变化驱动因素也可分为直接因素与间接因素两类。实际上，这些论述涉及的都是驱动力作用的层次性特征。
7.8.2 土地利用变化驱动因素辨析
1）人口增长与土地利用变化
人口增长与土地利用变化的关系一直是土地利用变化动力学研究的主题之一。目前主要有两种不同的观点：一种观点认为人口增长是区域土地利用变化的直接和主要的原因之一，人口增长直接导致了土地利用变化。如在世界范围内，土地利用变化是导致热带林地减少的主要原因（Kammerbauer et al.，1999；Verburg et al.，1999），同时，人口增长也造成了农业用地的过度耕作，引起土地质量退化及相关的环境问题；另一种观点则认为，区域土地利用变化与人口的增长没有直接的因果关系或者关系不密切，特别是在耕地面积变化方面的情况更是如此。Lambin等认为，人口增长导致耕地面积增加与林地面积减少的观点往往造成了人们的误解，全世界众多的案例区研究证实并非如此（Lambin et al.，2001a）。朱会义等（2001a； 2000b）在环渤海地区土地利用变化的研究中也发现，1985—1995年的人口增长，并没有造成耕地面积的增加。Turner等开展的人口与土地利用关系的研究表明，人口增长与耕地的增加、土地利用程度的提高存在正相关，但相关性较差（朱会义等，2001a）。以上两种观点可以说大相径庭，因此很有必要进行进一步讨论。
本书所开展的江苏省土地利用变化研究的结果表明（见图7-1），新中国成立以来江苏全省人口数量大幅度增长，但并没有造成耕地面积的增长，反之，随着时间的变化，耕地面积发生急剧减少。而且，人口与耕地变化的相关分析显示，两者呈现明显的负相关，且相关系数达到0.80，为此，又对耕地面积减少进行了深层次的机理分析，发现江苏省耕地减少的直接动力来源于几个方面：首先是社会经济发展，特别是建设用地对土地的巨大需求；其次，长期以来农业用地的产出效益低下，导致农用地存在着流失的内动力。
由以上分析可得到以下两点启示：
启示一：区域土地利用变化动力学的因果关系，揭示的是发生的现象与其产生原因之间的成因关系（或逻辑关系），而单纯的数据相关分析揭示的是自变量与因变量数值之间的关系，数值关系与因果关系本身并无直接的联系。江苏省耕地面积变化与人口增长的相关分析结果显示，有必要加强原因与表象间的因果关系（或逻辑关系）分析，并对动力学驱动机理的数学研究方法进行反思，以进一步完善动力学研究的中间环节的分析即因果关系分析。
启示二：尽管不能否定耕地面积变化与人口增长之间的相关分析研究的作用，但是在这类因果关系分析中，需要鉴别自变量与因变量之间的层次关系，因为在不同层次上各动力因子的作用程度与影响范围往往是不同的。
2）经济规模与土地利用变化
长期以来，土地利用变化，特别是耕地面积的变化，与经济发展的关系一直是人们关注的焦点。从早期杜能的农业区位论模型、Thünen-Alonso模型（Konagaya，1999）到韦伯的工业区位论等，土地利用变化无不打上经济效益的烙印，特别是微观的土地利用行为与利用方式决策与经济利益密切相关。
（1）土地利用的规模与经济效益制约着土地自然子系统的发展
根据对江苏省农村3400户的调查显示（萧竞华，2001），土地经营规模在5亩以下（1亩合计1/15公顷，下同）的农户占62.6%，经营规模5～10亩的农户占31.3%，经营规模10～20亩的农户占5.5%，经营规模20～40亩的农户只占0.60%。这种经营规模偏小的必然导致降低农业生产的抗风险能力，从而间接地影响到土地利用方式。
此外，从农业生产投入产出来进行分析（见图7-27），1999年江苏省农业生产的投入价格指数的增长明显快于农业（特别是粮食）产出的增长，从而导致了种植业收入与生产成本之间出现倒挂，种植业处于实质性亏损状态（倪绍祥等，2002a）。如苏北里下河地区产粮大县之一的宝应县，1998—2000年统计资料表明，该县种植水稻每公顷年赢利约1800元，种植小麦每公顷则年亏损约900元。据统计，从1997年到2000年，全省粮食作物与经济作物的种植比例从76∶24调整为68∶32，畜牧、水产占农业的比重提高到40%。然而，颇令人惊异的是，全省农民来自农业的平均人均收入却从1997年的1475元下降到2000年1245元。农业收益的低下严重阻碍了农业生产的进一步发展，为土地利用方式的流转提供了滋生的土壤，这使农地在土地利用市场竞争中处于非常不利的地位，一旦受到外界高回报土地利用方式的诱惑，很容易使农地转向其他土地利用方式。
图7-27 江苏省主要农业生产资料与粮食收购价格指数比较
资料来源：江苏统计年鉴（2000）；价格指数以上年=100进行计算。
（2）农户的意愿和行为对土地利用的驱动
目前我国的农业用地以集体所有占据主导地位，因而农户的意愿和行为对土地利用方式有相当大的影响。根据笔者对江苏省典型地区的农户访谈调查[3]发现，不同经济发展背景下的农民对农业生产结构的变化及从事农业生产的态度有很大差别。在苏南地区，农业生产劳力大部分已到乡镇企业工作，只剩下部分农村妇女及老人在从事日常的农业生产，甚至部分农民已把土地无偿交给外来农民进行种植，这些农民已不再把农业生产种植作为主要的收入的来源，农业种植也明显处于次要地位。而在苏北地区，农业种植仍然是农户主要收入来源，但已明显地出现向往从事非农生产方式和外出发展的愿望。
此外，不同地区农户从事农业生产情况的调查还发现，不同经济发展程度地区的农户对土地的依恋程度不同（见表7-15），从苏南到苏北，人均耕地面积与农业种植收入逐渐增加，但外出打工或从事非农劳动力所占比重明显下降。由此可见，农业资源占有量本身制约着农业与农村地区的发展，但在受到外界经济发展的吸引下，农业劳动力已有向外转移的愿望。
表7-15 江苏省2000年典型地区农户农业生产状况
资料来源：江阴统计年鉴（2001）；江都统计年鉴（2001）；涟水统计年鉴（2001）；非农业劳动力包括在本地从事非农劳动生产及在外地从事非农劳动生产人员。
另一方面，江苏各地耕地质量的隐性退化的现象非常明显。在调查中发现，苏南地区主要表现在农民已不太关心农业种植的产出水平问题，部分农民把农业种植看作为对农业的“念土情结”或养老的依靠；而在苏北地区，尽管仍然把耕地作为满足基本生活的基础，但一旦有新的选择，将会弃耕而去，导致耕地撂荒。这些现象的直接结果，除了耕地面积下降外，还造成耕地质量的退化。
由此可见，农户对从事农业生产的心态及农业生产的收益水平的变化是产生耕地流转、耕地撂荒、导致耕地质量下降的深层次原因之一。具体表现在两个方面：
①耕地的撂荒现象日趋严重，这种现象在苏南、苏中和苏北均有发生，只是程度有所不同。即使是在苏北，根据访谈调查估算，部分乡镇耕地撂荒率或变相撂荒率已达5%左右，特别是离乡镇较远的偏远村的撂荒情况更加严重。
②对耕地的掠夺性的生产开发，不再注重和考虑耕地的养护与地力的维持，这直接导致耕地质量的下降。
3）城市化与土地利用变化
城市化是当今世界发展的普遍趋势和发展潮流，积极稳定地推进城市化，是我国各地区要实现现代化必须跨越的历史阶段（姚士谋等，2003）。在一般的城市化进程中，城市的吸引力与乡村的排斥力（或称推力与拉力）是构成城市化持续推进的动力机制（赵新平等，2002）。在1977—1998年，长江三角洲地区的江苏省部分新设城市27个，1990年江苏省城市化水平为21.24%，2000年为41.49%，年增长2.03%，远高于全国0.97%的平均水平。这种城市化高速增长趋势，比如会对土地利用方式的变革与劳动力流动、迁移产生深刻影响。
另外从区域层面来说，进入21世纪以来，长江三角洲地区进入了新一轮的快速发展时期，城市化进程加快，投资力度加大，市场机制不断完善。在这样的形势下，必然会给土地利用带来新的压力。尤其是伴随着城市不断向外扩展，使得农业用地向非农业用地转移。如第6章所提到的，近年来在城市化快速发展的背景下，江苏省特别是苏南地区的耕地快速减少。1992—1996年苏南地区土地利用变化遥感数据也显示（陈宁强，1999），苏州、无锡、常州地区所有土地利用变化类型中，耕地的变化占95%以上，其中耕地向城镇、鱼池、交通、水面的变化分别占耕地变化的78.75%、19.59%、1.50%、0.16%，城镇的扩展及养殖业的发展在耕地面积减少中占重要地位。由此可见，目前新一轮的经济发展浪潮，必将给江苏尤其是苏南地区的土地利用变化造成强烈的驱动，特别是城市化的加速发展对耕地的流失将会产生着巨大的压力。
4）政府宏观调控与土地利用变化
土地利用系统的不同主体存在着行为上的差异，而这将直接影响土地利用过程中的决策方式与投资行为。前面已经提到微观尺度，尤其是农户行为对土地利用变化的影响，因而下面着重讨论宏观、中观尺度的决策管理层行为对土地利用变化的影响。
政府行为的基本特点是从区域综合效益、区域环境质量的改善及地区发展的平衡等角度，通过政策引导及管理措施进行干预与约束。政府的各种管理措施与政策不仅仅影响到社会经济的发展，同时也进一步影响到区域土地利用变化。例如政府通过权力下放与行政区划调整，激发地方经济活力，促进城镇发展，对土地利用的格局会产生相当大的影响，这在前述城市化与土地利用变化的讨论中已经说明，故不再重复。
与中央政府更多地考虑宏观经济问题相比较，地方政府更关心的是地方经济发展，包括制定发展战略、调整产业结构和产业布局等。在伴随城市扩展与产业结构调整所导致的耕地流失中，地方政府的作用尤为突出，他们可以通过政策调控，引导土地利用变化向良性方向发展，如宏观政策、投资导向、市场竞争等机制。例如苏南的江阴市，1997年前后耕地仍然减少，但因采取了恰当的调控措施，近年来耕地减少的速度明显降低；苏北的涟水县和苏中的江都市，在耕地变化上也大致呈现同一趋势，但是趋势不如江阴市明显（见图7-28）。
资料来源：各相关市（县）国土资源管理局1995—2001年土地利用详查数据；变化率以1996年为基准进行换算。
总之，决策管理层的宏观调控是影响区域土地利用变化的关键因素，但是这种影响在经济发展的不同阶段和水平下情况也不完全一样。一般而言，当区域经济发展速度达到较高程度时（如江阴市），常常表现为耕地、园地、未利用地的减少，居民建设用地和交通用地的增加；但当区域经济发展尚处于较低阶段和水平情况时（如涟水县），土地利用变化不仅比较缓慢，而且受政策影响的变化较小，且表现出较小的波动性。
7.9 耕地非农化驱动力的成因分析
20世纪80年代以来，随着全球变化研究的兴起，国际科学界特别关注人类活动，特别是土地利用对全球变化产生累积性的影响。区域土地利用变化是全球变化在地球上留下最直接、最重要遗迹的载体，是研究自然与人文过程的理想切入点，从而已成为全球变化研究的热点领域（Riebsame et al.，1994；Turner et al.，1995；李秀彬，1996）。
近十年来，国内外针对不同区域的土地利用变化现象开展了大量的案例研究（Skukla et al.，1990；Skole et al.，1993；Kammerbauer et al.，1999；Verburg et al.，1999；Biík et al.，2001；Chen et al.，2001；刘纪远等，2002；顾朝林，1999；史培军等，2000；朱会义等，2001；鲁奇等，2001），取得了令人注目的成果。但是，对土地利用变化驱动机理研究目前还缺乏深入的理论探讨（蔡运龙，2001）。在研究内容上，主要侧重于土地利用系统的自然条件方面，对引起区域土地利用变化的社会经济因素研究比较薄弱；在研究方法上，偏重于数学分析与模型的建立及采用GIS与多源数据融合等技术，而对土地利用变化的驱动力研究不够。直接影响土地利用变化研究的深入。据此，本书拟对区域土地利用变化驱动力研究中“成因”分析方法进行讨论，鉴别土地利用变化的直接原因。
7.9.1 驱动机理研究中成因分析的意义
1）驱动力的反演具有复杂性与多样性
首先，土地利用系统组成具有复杂性。土地是人类进行自然生产与社会经济再生产的载体，在人类活动的干预下，通过土地与环境之间的物质、能量、信息的交换，实现土地的自然、社会、经济、生态功能（刘彦随，1999）。人类社会经济活动的介入，促使土地利用在自然生产力更新的同时，也进行社会生产力的创造。土地利用系统是自然-经济-社会-生态复合系统，表现出结构与功能的复杂性。
其次，土地利用变化过程与分布格局具有复杂性与多样性。土地利用变化包含状态的变化和过程的分析（刘纪远等，2002；朱会义等，2001）。土地利用状态变化包括土地利用方式的转变（如图7-29中的土地利用类型“2”流向“A”或“B”、“D”的增加等）、空间位置的变化（如图7-29中“4”流向“C”）、质量（或功能）的变化（如图7-29中“1”流向“A”中的相关部分）、数量变化等类型；土地利用变化过程的分析包括速率的变化（渐变和突变）、途径的变化（直接变化，如图7-29中“1”直接变化到“A”；曲线变化，如由“5”变化到“2”，再变化到“A”）。据此不难发现，区域土地利用由某一时段（t1）演变到下一时段（t2）可能有多种途径。所以，区域土地利用变化驱动力研究的关键在于确定原因-表象之间的直接原因。
注：1、2、3、4、5、6分别代表研究区研究初始时期（t1）的土地利用类型及空间分布位置；A、B、C、D分别代表研究区研究期末（t2）的土地利用类型及空间分布位置；tx代表研究中期的某一时间区段。
2）原因-表象间成因分析方法
现有驱动力研究广泛采用基于经验模型总结的定性分析方法和基于大量实证数据的统计定量分析方法。定性分析方面，如顾朝林分析了北京市土地利用/覆被变化机制（顾朝林，1999）；何书金等通过统计分析，探讨了人口增长、城市化、工矿业与交通运输业发展、农业用地内部结构调整、退耕及灾毁、土地政策和管理体制等对环渤海地区耕地变化的影响（何书金等，2002）。定量分析方法中，例如，杨桂山通过回归分析建立了长江三角洲耕地数量变化与人均GDP指标之间的回归方程，并对未来10～15年的耕地变化趋势进行了预测（杨桂山，2002）；王静爱等在北京城市边缘区土地利用变化动力学分析研究中，通过逐步回归分析，采用耕地面积等不同因变量，分析了它们与人口、居民收入、基础设施投资、国家预算内投资、实际利用外资、GDP以及第一、第二、第三产业在其中所占的比例等相关关系（王静爱等，2002）。
针对土地利用变化驱动力分析涉及变量多且复杂的特点，人们尝试运用主成分分析和典型相关分析等方法来提高解释的合理性。然而，土地利用变化是一个十分复杂的过程，变化的过程、分布格局与区域、立地的背景条件及引发的原因之间存在着复杂关系，并且随着观察研究的时空尺度的变化，驱动因子与驱动背景环境之间会发生相互转化、演替。土地利用变化“原因-表象”之间的关系极为复杂。因此，土地利用变化驱动力研究是一项非常复杂而艰巨的工作，有时“原因-表象”之间的关系仍然是一个“迷”（Lambin et al.，2001），而且也很难建立完善的数学模型。
在开展驱动力研究时，虽然上述数学分析方法已在不同区域取得了可喜的成果，极大促进了土地利用变化研究深入。但是，这类分析方法的弱点未引起人们的足够重视。目前一般的做法是在选取的众多因变量与自变量中（有些研究采用的变量达30～50个之多），完全依靠数学相关分析来找寻影响因素最大的、作用权重最高的因子集合作为驱动机理的解释变量，结果使得相关分析方法在实际应用过程中也暴露出了不少问题，甚至得出一些不合理的解释。其主要原因在于，建立数学相关分析模型时缺少一个非常重要的中间环节，即确定变化表象与解释变量之间的成因关系分析，而这项工作是数学相关分析方法所不能替代与完成的，这也是目前土地利用变化相关分析中所存在的关键性问题之一。因此，在建立这类相关分析模型时，必须完善与加强建模中间环节的分析，在土地利用变化表象与原因研究中加强它们之间的因果关系（或称“成因”关系）的研究。
原因-表象间的因果关系分析（成因分析）实际上是一种定性分析方法，其基本目标是建立区域土地利用变化的现象与产生变化的直接原因之间的关系，排除与降低不合理因素因子的影响，提高变化解释的合理性。就分析方法而言，首要任务之一是基于层次分析方法划分驱动因素因子间的影响力强度、因果关系间联系的紧密程度。
驱动力研究中的成因分析可借鉴王静爱等在北京城乡过渡区土地利用变化的研究（王静爱等，2002）。他们认为，宏观尺度的驱动因素包括计划经济向市场经济的转变，快速发展的城市化过程，及与之相伴的资本、土地、劳动力和技术的流动和变化，它们在宏观尺度上驱动着城乡的土地利用变化；在局部尺度上，交通、地形、距中心城市的远近等区位因素制约着土地利用变化的方向。再如陈顺清关于城市空间扩展的研究（陈顺清，1999），他认为人口增长、经济总量和用地总量的增长作为表面特征之外，城市用地的空间模式、增长动力、土地价值等因素的变化进一步体现了城市增长的深层次含义。以上所举实例都隐含着驱动因素因子的层次性特点。可见，在建立土地利用变化驱动力模型中鉴别驱动因子的层次性是非常重要的，但是在目前的驱动机理研究中还未引起足够的重视，因此有必要对此作进一步讨论。
7.9.2 原因与表象间关系的解析
1）土地利用变化驱动力的特征
（1）驱动力的层次性特征
根据国内外现有土地利用变化驱动力研究成果，驱动因素主要包括引发土地利用方式和目的的自然和人文因素两大类，实际上已构成驱动力层次论观点的雏形。自然驱动因素包括气候波动、干旱、火灾、虫灾和洪水等因子，通常主要影响土地资源的生产力和土地利用强度。人文因素包括人口增长、城市扩展、生活方式、经济政策、市场需求、技术进步、社会意识形态、传统文化等因子，影响着土地利用类型转变，同时也影响着土地利用强度的变化，并且驱动力作用的强度随着时空尺度的变化而变化。
（2）驱动力的时空尺度转换
以自然驱动因素的时空尺度变化为例，影响区域土地利用变化的自然因素主要是指土地利用系统的物质生产系统的实体部分以及生产过程中的环境要素。因此，可将土地利用变化的自然因素分为物质生产要素与生产环境条件两个方面。物质生产要素对土地利用系统的自然子系统的生产能力起着直接的作用；生产环境条件通过影响自然子系统的生产过程而对土地利用变化产生影响。然而，当我们用分解与综合的辩证方法审视土地利用自然生产要素时，可将物质要素进一步划分为土壤类型、地形与地貌类型、水气分布状况、动植物分布特征等因子，即地理学中通常所界定的自然地理条件；而生产过程中的环境要素主要是指在研究尺度层次上的环境变化部分的内容，按照变化的过程与规律可划分为趋势变化与波动变化两部分，如全球变暖、灾害的影响等。这些趋势变化或波动变化随着研究的尺度与层次的不同而发生着性质的变化。由此可见，这种分类方案的意义在于可用来建立对土地利用变化自然驱动因素因子的完整认识。当从研究尺度与层次上进行分析时，驱动土地利用变化的自然因子应该是指自然因子中的自然环境变化部分的因子，而自然因子的常量部分已作为土地利用系统的物质要素直接投入到土地利用活动之中。
驱动因素因子的尺度转换主要是指，随着观察与研究的时空尺度与范围的不同，驱动因素因子在系统中状态与功能的转化。如在短时间尺度上，土地利用系统的水文、气候要素变化较小，通常作为生产要素投入自然生产活动中；而在长时间尺度上水气条件的变化及灾害的发生，将可直接影响着区域土地利用的变化。随着研究的时空尺度的变化，驱动因素因子可发生着性质的交替转变，即驱动因素的尺度转换。
2）土地利用变化的经济驱动机理
竞争存在于经济社会的一切方面。从本质上说，土地利用变化是人类与周围环境以及人类群体本身之间不断竞争的过程。1826年德国经济学家冯•杜能提出的农业区位论，就体现了这种竞争理论，这是以地租收益为基础所构筑的早期的农业土地利用的理想竞争图式。其后发展起来的土地利用经济竞争模型可作为土地利用变化驱动力分析的理论基础。例如，李平等采用土地收益效用函数进行分析（李平等，2001），结果表明，土地利用类型的改变取决于对几种可能用地类型的边际效用之比较，土地利用效益最大化成为土地利用竞争模型的基本特征。土地是一种资源或生产要素，而它具有稀缺性与空间固定性的特点，加之不同土地利用类型在收益上存在很大反差，因而土地利用类型之间的经济竞争不可避免。而且，土地利用边际效益的差异（经济收益差异场）又进一步导致土地利用类型的转移，即产生土地利用变化。因此，土地利用边际效益的差异场的存在，是最终导致土地利用类型变化的主要动力。
7.9.3 讨论
基于上述分析论点，我们选取当前土地利用变化驱动力研究热点之一——人口增长与土地利用变化的关系进行分析。目前主要有两种不同的观点，一种观点认为人口增长是区域土地利用变化的直接和主要的原因之一，人口增长直接导致了土地利用变化。如在世界范围内，人口增长是导致热带林地减少的主要原因（Kammerbauer et al.，1999；Verburg et al.，1999）（用相关分析很容易得出此结论）。同时，人口增长也造成了农业用地的过度耕作，引起土地质量退化及相关的环境问题。另一种观点则认为，区域土地利用变化与人口的增长没有直接的因果关系或者关系不密切，特别是在耕地面积变化方面的情况更是如此。Lambin等认为（Lambin et al.，2001），人口增长导致耕地面积增加与林地面积减少的观点往往造成了人们的误解，全世界众多的案例区研究证实并非如此。朱会义等在环渤海地区土地利用变化的研究中也发现（朱会义等，2001），1985—1995年间人口增长，并没有造成耕地面积的增加；国际上对人口与土地利用关系的研究表明，人口增长与耕地的增加、土地利用程度的提高存在正相关，但相关性较差。以上两种观点可以说大相径庭。
据江苏省土地利用变化研究的结果表明，新中国成立以来江苏全省人口数量大幅度增长，但并没有造成耕地面积的增长，反而随着时间的变化，耕地面积发生急剧减少。而且，人口与耕地变化的相关分析显示，两者呈现明显的负相关，且相关系数达到0.80（谭少华，2004）。为此，采用成因分析法对耕地面积减少进行深层次分析，发现江苏省耕地减少的直接动力来源于两方面：首先是社会经济发展，特别是建设用地对土地的巨大需求；其次，长期以来农业用地的产出效益低下，导致农用地存在着流失的内动力。而耕地面积减少与人口增加只是变化趋势的吻合，二者并无直接关联。
由以上分析可见，区域土地利用变化驱动力的因果关系，揭示的是发生的现象与其产生原因之间的成因关系（或逻辑关系），而单纯的数据相关分析揭示的是自变量与因变量数值之间的关系，数值关系与因果关系本身并无直接的联系。江苏省耕地面积变化与人口增长的相关分析结果显示，有必要加强原因与表象间的因果关系（或逻辑关系）分析，并对驱动力的数学研究方法进行反思，以进一步完善驱动力研究的中间环节的分析，即因果关系分析。尽管不能否定耕地面积变化与人口增长之间的相关分析研究的作用，但是在这类因果关系分析中，需要鉴别自变量与因变量之间的层次关系，因为在不同层次上各驱动力的作用程度与影响范围往往是不同的。
7.10 快速城市化中耕地非农化的社会学解析
土地利用问题一直是土地科学与城市规划学科研究的主题之一，同时也是社会所关注的焦点（蔡运龙，2000）。当前，我国土地利用变化最直接的表现为农用地的非农化问题。伴随社会经济快速发展，城市建设用地需求与耕地资源供给方面的矛盾将更加突出。一方面，因城市建设而超规划指标占用土地的现象非常严重；另一方面，由于在目前经济效益核算的方法中，土地自然生产能力相对偏下，导致农户用地养护的积极性降低，使得耕地质量逐步下降。另外，由于土地管理制度与执行情况不理想等原因，普遍存在着土地透支现象（叶剑平，2000）。在“十分珍惜和合理利用每寸土地，切实保护耕地”的基本国策指导下，特别是在我国人口众多、耕地资源十分有限的背景下，开展土地利用变化深层次机理的研究有着重要的科学意义和现实意义。
目前，关于耕地减少的原因，人们多从耕地产出经济效益低下、土地管理法规不完善、管理制度不健全等方面进行分析（蔡运龙，2000；叶剑平，2000；杨述河等，2005），对土地资源价值的评价也多从其经济价值和生态价值等方面进行（俞奉庆等，2003），而对土地资源的社会价值的研究却很少。本书拟从社会学角度对耕地非农化进行研究，本书讨论的土地利用变化限于耕地非农化。
7.10.1 土地资源社会功能的再认识
现有的土地科学与城市规划学科对土地资源功能属性作了较为详细的论述。针对土地资源的经济功能，在土地科学中侧重于土地资源的自然生产能力的研究；而在城市规划学科中则偏重于土地为人类生产和生活提供空间场所的研究。因此，土地资源的经济价值往往是用土地利用系统的自然产出的经济价值及土地的货币化的地租来衡量。另一方面，在可持续发展思想指导下，人类开始反思自身的生产活动与行为，逐渐认识到土地资源的生态功能，通常其表现为土地利用活动过程中所产生的对生态环境系统的影响与改变。
土地资源的社会功能是伴随着人类社会的发展而逐步显现出来。目前我国土地实行公有制，即国家所有和集体所有两种形式。从社会保障角度进行分析，我国存在着城乡二元的保障体系，而土地的集体所有制是当前我国农村的社会保障的重要载体，土地的这种权属关系是我们社会主义国家赋予农民的一种社会保障体系，为农民提供生存与生活保障，也是土地的社会价值所在。
其次，土地是人类生存的载体，土地资源的自然生产能力是维持人类生存与社会稳定的基础。由于土地具有为社会提供食物生产的特殊的使用功能，土地利用系统将直接决定着全社会的稳定和发展。因此，土地资源被赋予了社会保障功能。
再次，土地资源用途的多样性导致了人们对不同土地利用类型之间的竞争，造成土地用途转移与替换；土地资源的地域性及其位置的固定性，进一步加强了人类对土地资源的竞争与占有。同时，土地资源的稀缺性导致人类对土地资源的占有欲，并且必将产生土地供给与需求之间的矛盾。因而，土地资源必将成为社会矛盾的焦点，不同利益群体将形成不同的土地利用决策方案。
由此可见，土地资源的社会属性是客观存在的，土地资源的社会功能具体表现为土地资源的权属关系、土地利用管理模式、为人类生存安全提供食物的保障程度以及土地利用系统对社会稳定的支撑作用等方面（见图3-4）。土地的社会价值应是指土地对社会稳定、社会发展与农户社会保障所体现的价值总和。因此，完整的土地价值应是其经济价值、生态价值和社会价值所构成的统一的整体。
7.10.2 土地利用效益的社会学定量评估方法
1）社会稳定与资源安全保障度指数构建
从社会稳定方面来看，安全通常是指人类处于一种不受威胁、没有危险的安全状态。土地利用系统是人类生产、生活的不可缺少的基础，因此它在促进社会稳定中起着十分重要的作用。但是，土地的稀缺性导致土地利用中的竞争，尤其是工业化、城市化的快速发展，使得农业用地不断向非农业用地转移；而耕地减少将引起粮食生产能力的降低，直接影响人类的食物安全问题。此外，不合理的土地利用方式又将导致区域生态环境质量的恶化。因此，粮食安全、食物安全等问题是人们越来越关注的问题。与此密切相关的一个问题，就是与土地利用有关的土地、粮食等安全保障问题。
从本质上说，土地自然生产能力的降低是耕地安全及其引发的粮食安全问题的根源所在。从地区社会稳定角度而言，必须保持一定的耕地拥有量，才能维持足够的粮食生产水平。区域耕地拥有量一般可采用耕地安全保障度指数进行衡量。
式中 GA——耕地安全指数；
GM——耕地面积数量；
R——人口数量；
i——研究子区。
当GAi＞ 1时，表示研究子区的耕地处于富余状态，耕地拥有量大于区域背景上的耕地拥有量；当GAi＜1时，表示研究子区的耕地处于警戒状态，说明研究子区耕地拥有量低于区域背景值。
同理，我们可选择粮食安全保证度指数来反映区域粮食安全状况与粮食安全保障水平。
式中 LA——粮食安全指数；
LS——粮食产量；
R——人口数量；
i——研究子区。
当LAi＞ 1时，表示研究子区的粮食处于富余状态，粮食拥有量大于区域背景上的粮食拥有量；当LAi＜1时，表示研究子区的粮食处于警戒状态，说明研究子区粮食拥有量低于区域背景值。
此外，我们还可采用粮食自给率（是指粮食总产量占总消费量的百分比）来表示一个地区的粮食安全水平。
2）社会稳定与保障的监测
针对土地利用变化给社会稳定性带来的影响，从土地利用变化安全保障度方面考虑，人均耕地数量及人均粮食数量可用来作为反映土地社会子系统基本特征的指标。耕地安全及其引发问题的根源就是土地自然生产能力的降低。因此，地区社会稳定必须保持一定的耕地拥有量，才能维持足够的食物生产水平。耕地安全状况可通过区域耕地拥有量的变化指数（耕地安全指数变化）（ΔGA）来表示。以公式（7-5）为基础，经变换后得如下计算公式（7-7）：
式中 ΔGA——耕地安全指数；
GM——耕地面积数量；
R——人口数量；
i——研究子区；
t，t+ 1——分别代表不同的研究时间段。
在区域耕地总量呈现减少的背景下，当ΔGAi＞ 1时，表示研究子区的耕地处于不安全的状态；当ΔGAi＜1时，说明研究子区耕地的流失水平低于区域背景上的耕地流失量，土地处于良好状态。
同理，从区域粮食生产能力的角度而言，我们可选择研究区人均粮食（食物）占有量及粮食安全保证度指数（即，地区粮食的输出/输入之比，或者采用地区粮食人均生产量/全省粮食人均生产量之比）来反映研究区域粮食安全的状况与粮食安全保障水平的变化状况。以公式（7-6）为基础，经变换后得如下计算公式：
式中 ΔLA——粮食安全指数；
ΔLS——粮食产量；
R——人口数量；
i——研究子区。
在粮食生产水平逐步增长的情况下，当ΔLAi＜1时，表示研究子区的粮食处于警戒状态，粮食拥有量的变化的增加值小于区域背景上的粮食拥有量的变化；当ΔLAi＞ 1时，表示研究子区的粮食处于富余状态，说明研究子区粮食拥有量变化的增加值大于区域背景值的变化。
3）社会结构转型与劳动力从业结构的转变
在土地利用变化研究中，人口一直作为引发变化的关键因素之一。从社会学方面而言，伴随着土地利用变化，必然导致社会产业结构的变化，而产业结构的变化进一步产生大量的农业剩余劳动力。因此，通过社会从业人员结构组成变化特点与规律的分析，可从新的视角对土地利用社会子系统进行分析与评价。例如在农村剩余劳动力转移方面，可通过研究期初与研究期末工农业从业人员结构组成变化（劳动力结构转移指数），来分析研究区不同时间段从业人员的结构组成变化，可间接反映土地利用变化过程中对农村剩余劳动力的吸纳情况，评价土地利用非农化过程的贡献情况，并进而分析城市化过程中城乡土地利用产出经济效益的差异。
因此，我们可以依据耕地安全指数、粮食安全指数和劳动力结构转移指数等的变化来监测土地利用变化在社会方面所造成的影响，从而对一个地区土地利用所引发的社会价值变化进行合理的定量化研究与评价，建立起该地区土地利用变化管理的预警系统，为地区社会发展与稳定提供可靠的理论依据。
7.10.3 耕地非农化的社会驱动机理与概念模型
社会变革是社会生产力发展的主要动力，也是推动生产关系发生质变的主要动力。土地利用系统的权属关系是土地生产活动社会化的产物。土地的稀缺性使土地所有权的垄断和地租的形成成为可能。人类在长期土地利用改良与社会物化劳动投入中，为土地权属关系的形成奠定了基础（严金明，2001）。目前，我国土地利用权属存在着城市土地利用系统的国家所有和农村土地的集体所有的二级所有体制；在土地利用生产活动中，存在着国家—省（市）—地方、集体（农户）三级监控体系（谭少华等，2005）（见图3-5）。土地利用系统不同管理层次与土地使用者，往往表现出不同的利益选择与价值观念，决定着不同的行为与抉择模式，从而直接影响着土地利用变化的方式与变化速度等。
土地利用变化的社会驱动力是三级监控体制下不同利益群体行动决策的综合结果。不同层次的管理行为与目标和价值标准不一，从而产生了不同的行动准则。在微观层次上，农户或集体的土地利用活动以利益最大化为基础，偏重于土地的经济价值的利用，而对土地的社会价值及生态价值考虑不够，这也是当今耕地数量减少、耕地质量下降和农用地撂荒的根源所在。宏观层次上的管理，主要是政府出台的方针、政策，与土地利用变化的社会驱动力的关系最为密切。一般而言，政府偏向于通过土地利用的宏观调控与约束，促进土地利用在区域环境背景上的良性循环，以及地区社会经济的可持续发展。因此，在一定时期内，社会经济宏观体制改革、制度变迁和宏观政策约束将对区域土地利用产生深刻的影响。此外，政府通过土地资源在部门间的分配（王万茂，1997），寻求既能保证粮食生产所需足够数量的耕地、又能提供促进国民经济持续发展所必需的建设用地，从而实现社会福利的最大化和土地资源分配最优化的目标。
由此可见，土地资源社会功能是耕地非农化驱动机理研究的重要内容。土地资源的社会属性具体表现为其权属关系、土地利用管理模式、为人类生存安全提供食物的保障程度以及土地利用对社会稳定的支撑作用等方面。我们通过耕地安全指数、粮食安全指数与劳动力流转指数等，可对区域土地利用变化进行定量研究，同时监测区域土地利用变化过程与格局。在目前我国土地利用管理中存在着国家—省（市）—农户三级管理体系，它们在土地利用实践中的管理行为和价值标准不同，从而形成不同的行动准则，这是我国当今耕地流失的主要原因之一，并且，多层推-拉概念模型是当前我国耕地非农化的基本表现形式。因此，在土地利用管理中，必须加强土地利用规划的制定与落实，强化政府宏观监控与引导的力度，确保社会经济持续发展。
7.11 耕地非农化驱动模型的构建
人类活动造成的土地利用与覆被变化是引起全球变化关键因素之一（李秀彬，1996）。随着研究的深入，区域土地利用变化已受到很大的关注（蔡运龙，2001；Eric et al.，2001）。就我国而言，目前除开展全国尺度的研究外（刘纪远等，2000；李秀彬，1999；刘纪远等，2001），如陆地样带（龙花楼等，2001）、环渤海地区（朱会义等，2001）、长江三角洲（杨桂山，2001）、黄土高原（傅伯杰等，1999）以及典型城市（马刚等，2005；顾朝林，1999；史培军等，2000）等地域性研究也有很多好的范例。然而迄今为止，这类研究较注重区域土地利用时空变化格局与过程的研究，缺乏对耕地非农化深层次机理的探讨（蔡运龙，2001）。在土地资源供需矛盾日益突出的今天，开展土地利用变化机理的研究显得尤为重要。
土地利用是人类参与下的、以土地为对象的一项生产活动或经营过程，是人类对土地资源属性的深度开发与综合利用过程，其基本目标是通过土地利用获取一定的收益。伴随社会经济发展，不可避免地会发生土地利用类型的转化。然而，土地是人类进行自然生产与社会经济再生产的载体，在人类活动干预下，通过土地与环境之间的物质、能量、信息的交换，实现土地的自然、社会、经济、生态功能。土地利用的收益应从自然、社会、经济、生态四个方面进行全面的评价。为此，本研究拟以社会经济发展与土地资源供给矛盾尖锐的江苏省为例进行尝试。
江苏省位于我国大陆东部沿海地区。全省面积102.6×103km2，占全国总面积的1.06%，其中平原面积70.6×103km2；境内河川交错，水网密布。2003年末全省总人口7405.8×104人，耕地面积485.8×104hm2。江苏省主体部分是长江经济带的核心区域之一，江苏省同时也是我国农业最发达的省区之一。1999年全省粮食产量达3559.0×104t，占全国总产量的7.0%。2003年全省粮食产量2471.9×104t，占全国总产量的5.7%。1999年全省GDP产值占全国的9.4%，而2003年全省GDP产值占全国的比重增至10.7%；单位面积的经济贡献率则从1999年为全国的8.8倍增至2003年的10.0倍。江苏省人口密度大，土地与社会经济发展间矛盾突出，以该地区开展研究对全国同类地区具有一定的借鉴作用。
任何一种概念模型都是对现实世界的简化表达。建立模型的目的是，通过分析研究对象在某一领域或某一侧面的规律与特征，在一定的假设条件下，通过系统分析，作出抽象概括与逻辑判断。
根据以上对概念模型的理解以及概念模型构建方法，并结合江苏省土地利用变化的实际情况，本书尝试建立了江苏省区域土地利用变化的“多层推-拉驱动”模型（图7-30），这是一个多层次驱动因子与不同地域空间层次耦合而成的土地利用变化概念模式，可用来说明江苏省土地利用变化的分布格局与演变规律。
（1）多层推-拉驱动模型总体特征
该模型在结构上，可划分为宏观与微观两个层次；在地域空间分布上，则可分为农业腹地中心、城镇中心和城市中心三级结构体系。而引发土地利用变化的驱动力则包括用途差异和市场需求所诱发的驱动力及宏观调控所产生的政策约束力两部分，它们以一定地域为中心，按照坐标空间的规律发生变化（增强或减弱），共同形成驱动力的空间变化特征与规律。
（2）驱动力系统的空间作用机理
模型中的基本动力，一方面是土地使用者（或所有者）追求土地利用高额利润而产生的主观推力及土地利用新的需求者的强大需求市场（吸引）拉力的作用；另一方面是受到政府的宏观调控的约束。这两种动力因子在空间有规律的变化，组成了区域土地利用变化驱动力场。其中各力的大小与方向表现为：
①经济效益差、用途收益差和市场需求差等力的作用方向从效益低的土地利用类型指向效益高的土地利用类型（如Ⅰ区的情况）或从低级中心指向高级别中心区（如Ⅱ区与Ⅲ区的情况），力的大小表现为逐步增强。
②政策约束力的方向从高级别中心向外发散，大小呈逐步减小。任一地区的作用力均是各动力因子共同叠加作用的结果。
图7-30 区域土地利用变化“多层推-拉驱动”概念模型
注：①Ⅰ代表乡村地域景观层次，Ⅱ代表乡村地域向城镇地域转变层次，Ⅲ低层次城镇地区向高层次中心城市地区转变；②图中“1”“2”分别代表不同类型农业用地间的流转；③政策约束力表示随着距离而衰减；④指向线条的宽度表示作用力的强度；⑤坐标轴表示驱动力作用场的大小与方向。
Ⅰ区（代表典型的农业生产区）处于驱动力场较低区域，受到城镇中心的拉力及政策约束力作用的强度均较弱，但是受到不同土地利用类型的利润差异的驱动，导致农用土地利用类型的流转，为现今农业地区土地利用变化的主要方式。Ⅱ区的情况显示，次级中心（城镇中心）的影响逐步加强，区域土地利用受到来自于中心地区的市场需求的拉力及土地利用者为追求高额利润的推力的共同作用，导致着土地利用类型的用途转移趋势加快，但总体上政策约束力及推-拉动力总体作用强度还不大，江苏省土地利用变化形成自下而上的“苏南模式”即属此类。Ⅲ区则代表在更高级中心（中心城市）的影响下，此时区域土地利用变化受到来自中心城市的强大的市场需求的拉力及低级别区域的推力的作用均明显加大，但此时政策约束力的强度也大，从而在推-拉力与约束力的共同作用下，导致土地利用用途快速的变化，苏南地区及长三角地区的发展主要属此类型。由此可见，不同地域与空间动力系统场的耦合导致土地利用变化，形成不同的变化方式与特点。
（3）多层次镶套结构体系
该模型的另一个重要特点是多层次、层层镶套的结构系统。具体表现为以下两方面：
①作用机理与过程的层次性。从本节中的概念模型图可见，Ⅰ区、Ⅱ区和Ⅲ区代表不同层次的地域特征，在“推-拉”与约束力共同作用下，构成了一个统一的整体。并且高级别层次包含着低级别层次的综合特征。如Ⅲ区的推-拉作用，一方面受到Ⅱ区的推力及中心城市的拉力的共同作用，同时其内部也存在着推-拉作用，从而构成了多级推-拉镶嵌套的驱动力系统。
②地域分布的层次性。首先，区域动力系统在空间动力场的演变与不同地域的有机结合，构成了宏观与微观层次的结构；其次，不同市场需求中心等级的层次性，即农业腹地中心—城镇中心—城市中心的多层次结构特征，决定着不同中心的影响与辐射范围。因而，区域空间结构体系的层次性决定着市场需求与拉力作用的空间变化，直接影响着土地利用变化的过程与格局。
由此可见，多层镶嵌套的驱动力系统与不同层次地域结构的空间耦合，促进了区域土地利用变化。造成江苏省耕地减少的真正动力来源于经济利益的驱动，经济收益的差异场的存在是产生土地利用变化的直接原因。并且，不同层次的经济行为主体对土地利用变化的态度与决策的行为不同，来自于经济收益低的地区的“推力”与来自于经济收益高的地区的“拉力”是产生土地利用变化的真正动力，政府的宏观调控在土地利用变化中起着约束的作用，就具体的情况不同，即可为推进、也可为限制的作用。
7.12 本章小结
本章尝试运用土地利用变化解析方法对江苏省土地利用变化进行了深入剖析，主要结论如下：
①江苏省土地利用变化主要形式表现为耕地面积减少及建设用地增加，变化的幅度与强度具有明显的时空分异特征。然而，土地利用自然子系统的几何学分析揭示了全省农业生产力水平的提高掩盖了耕地数量的减少所产生的生产能力降低的事实，这对人们认识观念上的影响往往是更严重的。
②全省经济增长主体已逐步转向第二产业及第三产业，农业生产受到严重冲击，受到影响的程度从苏北向苏南地区逐步增强。然而与农业生产降低相反，土地利用变化也带来了该地区经济综合能力的增强，地区经济增长仍然是人们追求的主要目标之一。
③江苏省粮食安全指数分析显示，苏南地区粮食安全指数明显低于苏北地区，并且危机程度与经济的发展呈现明显的正相关；与此类似，耕地压力指数出现了同样的变化规律，因此，经济发展给地区的粮食安全与耕地安全带来了危机。然而，劳动力相对流动进行分析显示，土地利用变化相伴随的产业结构转型，吸纳了大量的农村剩余劳动力，为地区的社会稳定起着积极的促进作用。
④通过能值分析说明，江苏省农业生产的投入产出存在着入不敷出的现象，即农业生产过程存在着过量获取的问题。
⑤江苏省土地利用变化动力学分析发现如下特点：a.驱动力的作用强度与影响的程度随着时空变化而变化；同时，驱动力的作用还存在着层次性的特点。b.人口增长与耕地减少虽然有明显的数学相关性，但通过采用解析方法对江苏省土地利用变化进行分析，发现人口增长并不是耕地减少的直接原因，这一结论也同国际上一些最新的研究结论相一致。c.从动力学层次分析角度进行分析，造成江苏省耕地减少的真正动力来源于经济利益的驱动，经济收益的差异场的存在是产生土地利用变化的直接原因。并且，不同层次的经济行为主体对土地利用变化的态度与决策的行为不同，来自于经济收益低的地区的“推力”与来自于经济收益高的地区的“拉力”是产生土地利用变化的真正动力，政府的宏观调控在土地利用变化中起着约束的作用，就具体的情况不同，即可为推进、也可为限制的作用。
【注释】
[1]1Pg=1015g。
[2]调查时间为2002年4—7月，共完成164份有效问卷的调查。考虑到样本的要求，所选择的市（县）—镇—村三级单位的人口与社会经济发展程度在相应的研究单元中处于中等发展水平，从而保证了样本的代表性。
[3]调查时间为2002年4—7月，调查地点包括：①江阴市夏港镇的普惠村、夏南村、三元村，共49个农户；②江都市宜陵镇的宜东村、七里村、双沟村、新河村，共50个农户；③涟水县杨口镇的芦庄村、九里村，共65个农户。
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