范繼光

(江蘇徐州市國(guó)土資源局)

0 引言

土地覆蓋變化是全球環(huán)境變化的核心［1］.其不僅影響農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，也影響到環(huán)境的變化.現(xiàn)階段我國(guó)進(jìn)入快速城市化、工業(yè)化時(shí)期，不僅表現(xiàn)在城市人口增長(zhǎng)，城市非農(nóng)業(yè)人口比重增加等方面，還表現(xiàn)在城市空間區(qū)域的快速向外擴(kuò)張［2］.雖然城市化進(jìn)程的加快可以進(jìn)一步促進(jìn)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，但是城市規(guī)模的擴(kuò)張卻導(dǎo)致了城市土地覆蓋變化過(guò)快的問(wèn)題.我國(guó)是一個(gè)人多地少、土地資源嚴(yán)重缺乏的國(guó)家，要保持社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展，必須施行有效的土地覆蓋規(guī)劃和管理方法.因而對(duì)土地覆蓋變化的時(shí)空特征進(jìn)行分析，識(shí)別影響其變化的主要因素，對(duì)科學(xué)合理地指導(dǎo)城市規(guī)劃，保護(hù)城市生態(tài)環(huán)境，以及提出合理利用土地資源的政策建議具有重要的意

義［3］.

以江蘇省徐州市為研究區(qū)域，通過(guò)構(gòu)建土地覆蓋三級(jí)分類體系，利用徐州市1996～2010年土地利用變更調(diào)查數(shù)據(jù)，對(duì)徐州市土地覆蓋變化情況進(jìn)行分析，然后采用計(jì)量經(jīng)濟(jì)學(xué)模型，利用2000～2010年徐州市各區(qū)縣社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)，對(duì)土地覆蓋變化的驅(qū)動(dòng)因素分析，揭示土地覆蓋變化的驅(qū)動(dòng)機(jī)制，從而為區(qū)域土地資源管理決策和持續(xù)利用提供科學(xué)依據(jù).

1 研究區(qū)概況、數(shù)據(jù)來(lái)源

1.1 研究區(qū)概況

徐州市位于蘇、豫、魯、皖四省交界處，江蘇省西北部，長(zhǎng)江三角洲的北翼.東邊臨連云港，南邊接宿遷，西邊連宿州，北邊靠微山湖，境內(nèi)有京杭大運(yùn)河穿過(guò).徐州是中國(guó)第二大鐵路樞紐，是重要的交通和通訊樞紐，京滬、隴海兩大鐵路干線在境內(nèi)交匯，素有“五省通衢”之稱.地理坐標(biāo)為 W116°22＇-118°40＇、N33°43＇-34°58＇.徐州市全市總面積11258 km2，東西長(zhǎng)約210 km，南北寬約140 km，占江蘇省總面積的11%，轄5區(qū)5縣，到2013年底，總?cè)丝跒?59萬(wàn)人，非農(nóng)人口為282.02萬(wàn)人.

1.2 數(shù)據(jù)來(lái)源

該文所利用數(shù)據(jù)來(lái)源于徐州市土地利用變更調(diào)查數(shù)據(jù)庫(kù)，土地利用變更調(diào)查數(shù)據(jù)是指一定時(shí)間內(nèi)不同土地覆蓋方式在地域空間上更替的數(shù)量調(diào)查，包括某一土地覆蓋類型增加來(lái)源和減少去向的數(shù)量.該數(shù)據(jù)目前是我國(guó)最為準(zhǔn)確、可靠和權(quán)威的土地資源數(shù)據(jù)［4］.

2 研究方法

2.1 土地覆蓋三級(jí)分類體系定義

土地覆蓋變化的過(guò)程實(shí)際上是某一種土地資源覆蓋類型向另一種土地資源覆蓋類型轉(zhuǎn)化的過(guò)程，包括土地沙漠化、土地鹽堿化、農(nóng)藥污染、水土流失、過(guò)度放牧引起的草地退化、森林砍伐和非農(nóng)建設(shè)用地占用［5］.在該研究中，主要考慮六類土地覆蓋變化類型:土地沙漠化，土地次生堿化、土地非農(nóng)化、森林砍伐、天然草地退化和濕地萎縮.

2.2 土地覆蓋變化測(cè)度

2.2.1 區(qū)域土地覆蓋類型變化率

在現(xiàn)有的很多研究成果中，有許多模型和指標(biāo)用來(lái)分析土地覆蓋變化和土地覆蓋變化的規(guī)模、速度和趨勢(shì)(LUCC)［6］.本本依靠已有的這些模型和指標(biāo)來(lái)測(cè)度土地覆蓋變化，以客觀、準(zhǔn)確的描述徐州市土地覆蓋變化的情況.區(qū)域土地覆蓋變化率的計(jì)算公式如下:

式中:Rc是土地覆蓋轉(zhuǎn)化率，S1、S2分別表示T1時(shí)間點(diǎn)上和T2時(shí)間點(diǎn)上某一種土地覆蓋類型的面積，n是兩個(gè)時(shí)點(diǎn)間之間的差值.

2.2.2 土地覆蓋數(shù)量變化率

土地覆蓋變化數(shù)量變化的區(qū)域差異表示某種土地覆蓋變化類型在不同區(qū)域間的退化差異情況，可以通過(guò)土地覆蓋變化的相對(duì)變化率來(lái)反映.其數(shù)學(xué)表達(dá)式為:

式中:R表示某一區(qū)域內(nèi)土地覆蓋變化類型的相對(duì)變化率;Sa、Sb分別表示該區(qū)域在研究期初和研究期末土地覆蓋類型變化的面積;Ca、Cb則分別表示整個(gè)研究區(qū)域在研究期初和研究期末土地退化的面積.R＞1說(shuō)明該區(qū)域土地覆蓋變化速度大于整個(gè)區(qū)域的變化速度;若R＜1則相反.

2.2.3 土地覆蓋變化速度變化率

土地覆蓋變化速度變化率的區(qū)域差異表示不同區(qū)域的土地覆蓋變化速度差異情況，可利用土地覆蓋變化動(dòng)態(tài)度模型進(jìn)行測(cè)度，其同時(shí)也可以表示土地覆蓋變化面積的時(shí)序變化，模型具體表達(dá)式為:

式中:K表示某一區(qū)域在研究時(shí)期內(nèi)土地覆蓋變化動(dòng)態(tài)度;Ua、Ub分別表示某一區(qū)域研究初期和研究末期土地覆蓋變化的面積;T表示研究跨越時(shí)間長(zhǎng)度.

2.3 驅(qū)動(dòng)力回歸模型分析

土地覆蓋變化過(guò)程是一個(gè)相當(dāng)復(fù)雜的過(guò)程，往往不是由單一因素引起的，而是由許多因素綜合作用的結(jié)果.總的來(lái)說(shuō)，可以將驅(qū)動(dòng)因素分為兩大類即:社會(huì)經(jīng)濟(jì)因素和自然控制因素.由于數(shù)據(jù)限制，本研究只考慮社會(huì)經(jīng)濟(jì)因素的影響.本文在分析徐州市土地覆蓋變化驅(qū)動(dòng)因素時(shí)，從社會(huì)經(jīng)濟(jì)驅(qū)動(dòng)因子中選取了國(guó)民生產(chǎn)總值、第一產(chǎn)產(chǎn)值、第二產(chǎn)產(chǎn)值、第三產(chǎn)產(chǎn)值、人口總量、非農(nóng)人口總量、人口自然增長(zhǎng)率7個(gè)因素進(jìn)行回歸分析.

由于回歸所利用的是徐州市各區(qū)縣2004～2010年的社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)既包含了截面數(shù)據(jù)，也包含了時(shí)間序列數(shù)據(jù)，如果采用截面(或時(shí)間序列)數(shù)據(jù)模型，會(huì)使回歸結(jié)果出現(xiàn)較大的偏差，因此選用面板數(shù)據(jù)(Panel Data)模型.面板數(shù)據(jù)模型能夠克服時(shí)間序列分析受序列自相關(guān)等的困擾.具體模型設(shè)定如下:

式中:y表示研究區(qū)域土地覆蓋變化面積的增加量，x1表示影響該區(qū)域土地覆蓋變化的經(jīng)濟(jì)因素，x2表示影響該區(qū)域土地覆蓋變化的人口因素，δ為誤差項(xiàng).

3 研究結(jié)果與分析

3.1 徐州市土地覆蓋變化率

圖1反映的是1996～2010年徐州市土地覆蓋變化率，位于橫軸下方即變化率為負(fù)值表示在整個(gè)研究期內(nèi)，該類土地覆蓋類型的面積在減小;但是位于橫軸上方即變化率為正值表示在整個(gè)研究期內(nèi)，該類土地覆蓋類型的面積在增加.從圖2中，我們可以看出在整個(gè)研究期內(nèi)耕地面積和牧草地面積在明顯減少，且耕地面積每年減少率為 1.68%，牧草地面積每年減少率為26.14%.耕地面積從1996年的319266.74 km2減少到2010 年的209911.79 km2，減少了63154.95 km2;牧草地面積從1996年的1670.01 km2減少到2010 年的 17.66 km2，減少了 1652.35 km2.而林地、園地、建設(shè)用地面積卻在明顯增加，林地面積每年的增長(zhǎng)率為1.24%;園地面積每年的增長(zhǎng)率為0.93%;建設(shè)用地面積每年的增長(zhǎng)率為2.47%.

圖1 1996—2010年徐州市土地覆蓋變化率

3.2 徐州市土地覆蓋變化空間差異

利用徐州市2000～2010年各區(qū)縣的土地覆蓋變更數(shù)據(jù)和公式(2)和(3)，計(jì)算徐州市土地覆蓋數(shù)量變化率和土地覆蓋變化速度變化率，計(jì)算結(jié)果見表1.

表1 徐州市土地覆蓋數(shù)量、速度變化率 %

從表1中R值的大小可以看出，在2000～2005年間，有賈汪區(qū)、銅山區(qū)、邳州市、新沂市、睢寧縣5個(gè)區(qū)縣相對(duì)變化率大于1.在2005～2010年間，有賈汪區(qū)、泉山區(qū)、銅山區(qū)、邳州市、新沂市、睢寧縣6個(gè)區(qū)縣的相對(duì)變化率大于1.通過(guò)對(duì)比2000～2005時(shí)間段和2005～2010時(shí)間段，徐州市不同區(qū)縣的R值大小，我們可以發(fā)現(xiàn)相對(duì)變化率大于1的區(qū)縣主要分布徐州市的中部地區(qū)，主要為賈汪區(qū)、銅山區(qū)、邳州市、新沂市、睢寧縣這五個(gè)區(qū)縣，這說(shuō)明這五個(gè)區(qū)縣的土地覆蓋變化速率大于整個(gè)徐州市土地覆蓋變化速率.

從表2中K值的大小可以看出，徐州市在不同的研究時(shí)期土地覆蓋變化動(dòng)態(tài)變化區(qū)域差異明顯，在2000～2005年間，有賈汪區(qū)、銅山區(qū)、邳州市、新沂市、睢寧縣5個(gè)區(qū)縣動(dòng)態(tài)度大于2%.在2005～2010年間，有云龍區(qū)、賈汪區(qū)、泉山區(qū)、銅山區(qū)、邳州市、新沂市、睢寧縣7個(gè)縣區(qū)動(dòng)態(tài)度大于2%，這表明前一個(gè)研究時(shí)期土地覆蓋動(dòng)態(tài)變化度明顯低于后一個(gè)研究研究時(shí)段.另外對(duì)比兩個(gè)研究時(shí)段高動(dòng)態(tài)變化區(qū)域位置的差別，可以發(fā)現(xiàn)，隨著時(shí)間的推移，徐州市土地覆蓋變化動(dòng)態(tài)度較高的地區(qū)有向西南部遷移的趨勢(shì).從整體來(lái)看，徐州市土地覆蓋變化動(dòng)態(tài)度較高的區(qū)縣主要為銅山區(qū)、邳州市、新沂市.

3.3 徐州市土地覆蓋變化驅(qū)動(dòng)力回歸結(jié)果

模型估計(jì)表明，有3個(gè)變量通過(guò)了模型檢驗(yàn)，從不同的方向和程度對(duì)徐州市土地覆蓋變化產(chǎn)生了影響，其中第二產(chǎn)產(chǎn)值達(dá)到了5%的顯著水平，第三產(chǎn)產(chǎn)值和非農(nóng)人口數(shù)量達(dá)到了1%的顯著水平，人口總量這一變量在10%的水平上顯著.

表2 社會(huì)經(jīng)濟(jì)驅(qū)動(dòng)因子面板模型結(jié)果

從表2可以看出，第二產(chǎn)產(chǎn)值這一變量達(dá)到了5%的顯著水平，且回歸系數(shù)為正，這說(shuō)明隨著第二產(chǎn)產(chǎn)值的增加，徐州市土地覆蓋變化的速度在加快.這是由于徐州市土地覆蓋變化類型是以土地非農(nóng)化為主，即經(jīng)濟(jì)發(fā)展占用大量耕地.在2000～2010年間，徐州市工業(yè)化程度不斷加快，大量工業(yè)園區(qū)和科技園區(qū)建成，大量農(nóng)用地被占用，使得徐州市建設(shè)用地面積大幅增加，導(dǎo)致了徐州市的土地覆蓋變化速度加快.

非農(nóng)人口數(shù)量這一變量達(dá)到了1%的顯著水平，且與徐州市土地覆蓋變化面積呈正相關(guān)關(guān)系.這也是由于徐州市土地覆蓋變化類型是以土地非農(nóng)化為主，隨著非農(nóng)人口總量的增加，農(nóng)地大量的轉(zhuǎn)化為城市建設(shè)用地，導(dǎo)致了徐州市土地覆蓋變化越來(lái)越嚴(yán)重.人口總量這一變量到達(dá)了10%的顯著水平，且回歸系數(shù)為正.這是因?yàn)殡S著徐州市人口總量的增加，城市規(guī)模和城市面積都在增加，這樣會(huì)導(dǎo)致大量其他類型的土地轉(zhuǎn)化為建設(shè)用地，從而導(dǎo)致了徐州市土地覆蓋變化速度的加快.

4 結(jié)論與政策建議

4.1 結(jié)論

該文利用徐州市10個(gè)區(qū)縣1996～2010年土地覆蓋變更數(shù)據(jù)分析了徐州市土地覆蓋變化的時(shí)空變化特征，并且利用徐州市2000～2010年社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)分析了土地覆蓋變化的驅(qū)動(dòng)因素.

徐州市退化土地面積在持續(xù)增加，增長(zhǎng)速度趨于平穩(wěn)，土地覆蓋變化數(shù)量的區(qū)域差異和速度的區(qū)域差異都十分明顯.人類活動(dòng)仍然是近年來(lái)徐州市土地資源發(fā)生退化的最主要的外部動(dòng)力，其第二產(chǎn)產(chǎn)值增加、非農(nóng)人口總量增加、人口增長(zhǎng)是徐州市土地非農(nóng)化的主要驅(qū)動(dòng)因素，但隨著城市化率的提高和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，對(duì)土地資源的壓力將逐漸變小.

4.2 政策建議

合理編制土地利用規(guī)劃.節(jié)約、集約利用土地是我國(guó)土地資源利用的必然選擇，因此科學(xué)編制土地利用規(guī)劃，確定合理的建設(shè)用地規(guī)模，明確城市發(fā)展邊界，對(duì)減少土地資源粗放利用具有重要的作用.加快產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整.由于工業(yè)企業(yè)廠房占用大量的農(nóng)地，導(dǎo)致了徐州市土地覆蓋變化加快，而且有些地區(qū)工業(yè)企業(yè)廠房處于低效利用狀態(tài).因此徐州市應(yīng)加快產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，進(jìn)行產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級(jí)，對(duì)低產(chǎn)值、低效率的工業(yè)企業(yè)進(jìn)行改造.加強(qiáng)生態(tài)環(huán)境保護(hù).由于徐州市生態(tài)環(huán)境保護(hù)的有關(guān)法規(guī)制度還不完善，仍存有一些地區(qū)還未建立行生態(tài)環(huán)境影響評(píng)價(jià)機(jī)制.因此建議徐州市政府應(yīng)制定與保護(hù)生態(tài)環(huán)境相關(guān)的法律法規(guī).

［1］ 陳本清，徐涵秋.城市擴(kuò)展及其驅(qū)動(dòng)力遙感分析［J］.經(jīng)濟(jì)地理，2005，25(1):79-80.

［2］ 黎夏，葉嘉安.利用遙感監(jiān)測(cè)和分析珠江三角洲的城市擴(kuò)張過(guò)程［J］.地理研究，1997，16(4):56-62.

［3］ 吳宏安，蔣建軍，周杰，等.西安城市擴(kuò)張及其驅(qū)動(dòng)力分析［J］.地理學(xué)報(bào)，2005，60(1):143-150.

［4］ 李元.中國(guó)土地資源［M］.北京:中國(guó)大地出版社，2000.

［5］ 朱震達(dá)，劉恕.中國(guó)的沙漠化及其防治［M］.北京:科學(xué)出版社，1994.

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