杨晨雪 , 刘艳芳

(1.武汉大学 资源与环境科学学院，湖北 武汉 430079； 2. 武汉大学 教育部地理信息系统重点实验室，湖北 武汉 430079)

0 引 言

近30年来，我国从计划经济体制向社会主义市场经济体制转型，在城乡发展过程中表现出在经济、社会、空间等方面的深刻变化。城市地域结构是城市发展历史与演进过程在平面上的投影，是城市发展阶段、程度和过程的空间反映[1]。

在经济学百科全书——空间经济学分册中，城市地域结构的定义为：由特定经济活动所形成的，而且担任特定经济功能的城市功能区空间分化过程的研究[2]。经济转型的文献主要集中于社会主义国家，最显著的转变包括：Mittal认为房地产业为区域经济走廊提供地段发展策略[3]；Muller用回归模型的方法比较了农田被废弃的因素[4]。中国的经济转型可以描述为3个方面：全球化、分权化和市场化[5-8]。在经济转轨过程中，常发生大规模的乡村向城市的迁移[9]，促进了城市扩张[10]，使得城市有更多土地用于居住[11]。另外，政府[12]、房产业和工业结构[13-14]的改变都会促进城市扩张。关于城市扩张和经济转型之间关系的研究大体在地区和省市层面[15-18]。Huang等人分析了经济转型中，城市用地的扩张[16]，Li等分析了中国行政政策与城市用地的关系[17]。然而在之前的研究中，存在如下问题：在城市地域结构层面，未能定量表现出空间的改变。在分析城市结构变化时，大多只关注面积的变化，而忽视了景观结构的变化。

针对现有研究的不足，本文提出综合量化城乡地域结构变化的指标体系，并提出衡量宁波市经济转轨的量化标准，从而定量讨论经济转轨和城乡地域结构变化之间的关系。

1 研究区域和数据

宁波，地处我国东南沿海，位于中国大陆海岸线中段，是浙江省经济中心之一。宁波市共有6个县市，如图1所示。按照城乡规划标准，宁波可以分为两部分：城市规划区：宁波市，非城市规划区：余姚市、慈溪市、奉化市、宁海县、象山县。本文将城市规划区视为城市，非城市规划区视为乡村。

图1 宁波区位及城乡范围划分Fig. 1 Geographical site and spatial divisions of land use planning zone in Ningbo

本文所用影像数据来自陆地卫星Landsat，其TM、MSS、OLI传感器的分辨率为别为：30 m、78 m、30 m。具体年份为：1979、1985、1990、1994、1999、2001、2003、2006、2009、2013。

根据《中国统计年鉴》《浙江省统计年鉴》以及《宁波市统计年鉴》，从中选取1979、1985、1990、1994、1999、2001、2003、2006、2009、2013年的统计数据。

2 研究方法

2.1 遥感影像解译

本文采用目视解译的方法得到土地利用图。考虑到影像的分辨率，并按照《土地利用现状分类》国家标准（GB/T21010-2007）[19]，结合宁波市具体情况，将研究区土地利用类型进行归并处理，最终分为：建筑、水体、林地、农田共四类。在本文中，依照此分类分法描绘土地利用图。对分类结果进行分类精度评估，精度大于95%。遥感解译的结果如图2所示。

图2 1979和2013年宁波市土地利用格局Fig.2 The land use pattern of Ningbo in 1979 and 2013

2.2 景观格局指标

本文首先对城市和乡村的栅格数据计算21个landscape metrics级别的指标，和18个class metrics级别的指标，将所有指标进行Shapiro-Wilk 正态分布检验（w检验），方差齐行检验（F检验）和标准差模型分析。之后进行pearson相关性分析计算这些指标的pairwise相关性。使用主成分分析法计算每个成分的特征值和每个指标的权重。指标中特征值大于1.0的和权重高于0.75的将被保留。最终得到一系列class水平的指标和landscape水平的指标：斑块密度（PD）、最大斑块占景观面积比（LPI）、形状指数（SHAPE）、欧式最近距离（ENND）、分离度（SPLIT）、边缘密度（ED）、连接性（CONNE）、香浓多样性（SHDI）8项指标。

2.3 统计分析

本文分别计算城市与农村各地类面积、各景观指数之间，变化趋势的差异是否显著。用城市与农村每一年对应的指标作差，对其数值和变化率分别进行双尾T检验。再定量计算城市和乡村地区，不同地类面积和结构的变化率是否具有显著差异。

对于经济转型，首先从年鉴中选取32个相关的指标，进行皮尔森相关性分析，若一对指标相关系数大于0.9，则舍弃其中的一个，接着进行主成分分析，最终选取8个指标作为经济转轨因子，见表1。

表1 宁波市经济转轨指标体系Tab.1 Economic transformation indicator system in Ningbo

本文使用多元线性回归方法研究经济转型和城乡地域结构变化的关系。在归一化和标准化处理后，将变量按逐步法代入回归模型进行计算，得到城市和乡村在经济转型环境下的发展机制和表现，从而分析差异性和整体性，进而得到城乡地域结构对于经济转型的响应形式。

3 结果与分析

3.1 土地利用变化

从1979到2013年，宁波市整体建筑面积增加1309.37 km2，整体林地面积减少429.06 km2，农田面积共减少841.769 km2。在城市扩张过程中，农田和林地逐渐转变为建筑用地。

城市地区建筑面积从19.139增加至551.355 km2，乡村地区建筑面积由25.656 km2增长到802.819 km2，增长率快于乡村。乡村农田面积减少率为18.5%，而城市农田减少率为35.8%，城市农地减少快于乡村。

3.2 景观结构变化

从1979年到2013年，城市与乡村地区景观指数表现如图3所示。城市地区景观格局连通性降低，并更加破碎、多样化。乡村地区景观格局多样化减少的同时，分布逐渐离散，但连通性增强。城市与农村的分散度、多样性以及边缘密度都呈相反变化，在乡村发展中，景观格局变得完整、单一，而城市发展更破碎和多样化。

图3 1979～2013年宁波市城市与乡村的景观指数变化Fig. 3 The change of urban and rural landscape indexes in Ningbo from 1979～2013

缩写：CONNE：欧几里得最临近距离；ED：边缘密度；SHAPE：形状指数分布；SHDI：香农多样性；SHPLIT：分离度。

Class水平的景观指数按照不同土地利用类型分为3组：林地、建筑以及农田。城市地区不同地类class水平景观指数如图4所示。ENND指标降低，斑块分布越来越密集。建筑LPI指标增长，反映出建筑扩张的不规则性。林地和农田斑块密度增加，分布呈离散趋势，而建筑斑块的分离度减小。

图4 1979～2013年城市不同土地利用类型景观指数的变化Fig. 4 The change of landscape index of different land use types in urban area from 1979～2013

缩写：ENND：欧几里得最临近距离；LPI：最大斑块占景观面积比例；PD：斑块密度；SHAPE：形状指数分布；SPLIT：分离度。

在class水平中，乡村地区景观格局发展如图5所示。ENND、PD指数发展趋势与城市相似，然而乡村林地的LPI、SHAPE指数减小，且程度大于城市林地，说明形状复杂度、单位斑块面积更小，破碎程度大于城市林地。

图5 1979～2013年乡村不同土地利用类型景观指数的变化Fig. 5 The changes of Landscape index of different land use type in rural area from 1979～2013

缩写：ENND：欧几里得最临近距离；LPI：最大斑块占景观面积比例；PD：斑块密度；SHAPE：形状指数分布；SPLIT：分离度。

Landscape水平景观指数数值的对比见表2，乡村地区斑块密度较大，而其余指标城市地区均大于乡村地区，且显著。

表2 城市与乡村整体景观系数差值数值T检验Tab.2 T-test for the d-value of landscape index in urban and rural area

缩写：CONNE：欧几里得最临近距离；ED：边缘密度；SHAPE：形状指数分布；SHDI：香农多样性；SHPLIT：分离度；PD：斑块密度。

变化率的T检验见表3，城市所有景观指数变化率都慢于乡村，表明乡村景观格局变化更快，且变化显著。

表3 城市与乡村整体景观系数差值变化率T检验Tab.3 T-test for the change rate of landscape index d-value in urban and rural area

缩写：CONNE：欧几里得最临近距离；ED：边缘密度；SHAPE：形状指数分布；SHDI：香农多样性；SHPLIT：分离度；PD：斑块密度。

Class水平T检验结果见表4，城市建设用地斑块密度、最大斑块占比、欧式距离等指数变化都大于乡村，意味着城市建设用地更破碎化、不规则化。而乡村农田、林地的形状指数、分离度指数变化都大于城市，因此变化更加破碎、不规则。

从变化率来看，城市建筑用地格局指数变化速度都慢于乡村，且变化显著。城市农田的分离趋势快于乡村，而破碎度、不规则度的变化趋势较慢。

表4 城市与乡村各土地利用类型景观指数差值数值、变化率T检验Tab.4 T-test for d-value and p-value of different land use metrics in urban and rural areas

缩写：B_：建设用地景观指数；FA_：农田景观指数；FO_：林地景观指数；PD：斑块密度；LPI：最大斑块占景观面积比例；SHAPE：形状指数分布；ENND：欧几里得最临近距离；SPLIT：分离度。

3.3 社会经济的发展

宁波市从1979年到2013年间，经济转轨展现出快速发展趋势。全球化指标中，直接外资投资从175万美元增长至327 483万美元，表明宁波经济逐渐演变成混合全球化的经济体制。市场化水平中，房地产投资占总产业投资的比例增长，意味着日益增长的土地需求，以及土地市场化的快速进程。私企产值比例和私企劳动力呈指数增长，表明市场更加多元化，私有产业逐步扩大，标志着市场经济体制越来越显著，市场推动力增强。

3.4 地域结构与经济转型的关系

城市面积变化与经济转型的发展关系见表5。

表5 城市地区各土地利用类型面积与经济转型的关系Tab.5 The relationship between different land use type area and economic transformation in urban areas

缩写：NIT：国际旅游人数；REIP：房地产投资比例；FDI：直接外资投资。

乡村面积变化与经济转型的发展关系见表6。

表6 乡村地区各土地利用类型面积与经济转轨的关系Tab.6 The relationship between different land use area and economic transformation in rural areas

缩写：MLFD：市级分权化；PLFP：私企劳动力比例；FDI：直接外资投资。

城市的建筑扩张受到市场化和国际化影响，相关系数分别为0.164、0.863；农田的减少与市场化呈负相关，系数为-0.993，说明是重要原因。乡村的建筑扩张与市场化和分权化指数呈显著相关，系数分别为0.669和0.34；农田的减少主要受全球化、分权化的影响，系数为-0.516和-0.611。

城市地区景观格局与经济发展的关系见表7。

表7 城市地区景观格局变化与经济转型的关系Tab.7 The relationship between the change of landscape pattern and economic transformation in urban area

缩写：PLER：私企劳动力比例；PLFP：区级去行政化；FDI：直接外资投资；PLEP：私企产值比例；REIP：房地产投资比例；MLFD：市级去行政化。LPI：最大斑块占景观面积比例；ENND：欧几里得最临近距离；SPLIT：分离度；ED：边缘密度。

城市地区建筑的LPI指数与私企劳动力比例、区级去行政化有显著的线性正相关关系，ENND指数与私企劳动力比例以及直接外资投资显著负相关，分离度指数与私企产值比例和区级去行政化呈负相关。表明政府分权化以及私企的增多导致城市建筑用地的扩张。因此，市场化、去行政化政策是导致城市建筑分离、不规则的主要驱动因素。

Landscape水平上，斑块密度与房地产投资、私企产值呈显著正相关，分离度与去行政化、房产投资成正比。因此市场化和行政分权化政策会对城市整体景观格局复杂性和分离性产生影响。在私有企业、房地产业发达的地区，景观格局分布越密集。

乡村地区景观格局与经济发展的关系见表8。

表8 乡村地区景观格局变化与经济转型的关系Tab.8 The relationship between change of landscape pattern and economic transformation in rural area

缩写：MLFD：市级去行政化；PLFP：区级去行政化；PEP：私企产值比例；FDI：直接外资投资额；PD：斑块密度；LPI：最大斑块占景观面积比例；SPLIT：分离度；SHAPE：形状指数分布；CONNE：欧几里得最临近距离。

回归分析结果显示：市、区去行政化是乡村建筑斑块密度增加的主要因素。分离度与去行政化、外资投资呈显著正相关。随着去行政化政策、直接外资投资额的增加，乡村农田斑块密度增大，形状逐渐复杂。说明此类经济因素会对景观的破碎程度产生影响。

在landscape水平，斑块连通性与直接外资投资、去行政化呈负相关，意味着这些社会经济因素的驱动作用，不断支离和分割乡村景观斑块，使得连通度逐渐变低。

4 结束语

本文使用遥感的方法监测了1979年到2013年，在经济转型的背景下，宁波市城乡地域结构的演变。从土地利用和景观格局的变化两方面，定量衡量了城乡地域结构。对不同城市规划区，分别定量分析了整体景观格局、各地类景观格局以及城市、乡村景观格局的差异，得到了各层次景观格局的变化情况。并与经济转轨因子进行回归分析，得到不同城市规划区对经济转型的响应机制。

本文得到如下结论：

宁波市的经济转型发展，外资投资、外贸额以及国际旅游人数都表明全球化进程的加快，经济发展呈现国际化趋势。私企投资额、劳动力比例的增长很好地说明市场经济体制下，产业结构的调整与改变，体现出由“计划经济为主，市场调节为辅”的经济政策到“计划经济与市场调节相结合”政策的变化。而市级、区级去行政化、人均财政支出的增加意味着政府为提供更多的公共产品和服务，更多地进行财政资金支付，从而满足社会共同需要。

经济的转轨对城乡空间结构产生了一系列影响：城市建筑扩张主要受经济市场化和国际化的影响；农田的减少与市场化政策有关。同时，行政分权与市场化政策是城市景观格局复杂化和分离化的主要驱动因素。对于乡村地区，建筑用地扩张主要受市场化和分权化政策影响；同时建筑景观结构日趋破碎与分裂，主要受去行政化影响。全球化以及分权化导致农田的减少和破碎化。

因此，在未来宁波市城市建设中，应综合分析经济政策可能带来的影响，在建设用地扩张的同时应考虑对农田和林地的影响。本文为不同城市规划区，地域结构对政策的响应形式，提供了定量的衡量方法，为政策制定提供了依据和参考。