第二次土地調(diào)查以來江蘇省土地利用結(jié)構(gòu)演變與預(yù)測(cè)分析

王映力， 喬偉峰， 尚津津

(1.南京師范大學(xué)地理科學(xué)學(xué)院，江蘇南京210023； 2.南京國(guó)圖信息產(chǎn)業(yè)有限公司， 江蘇南京 210036)

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第二次土地調(diào)查以來江蘇省土地利用結(jié)構(gòu)演變與預(yù)測(cè)分析

王映力1， 喬偉峰1， 尚津津2

(1.南京師范大學(xué)地理科學(xué)學(xué)院，江蘇南京210023； 2.南京國(guó)圖信息產(chǎn)業(yè)有限公司， 江蘇南京 210036)

依據(jù)2009—2015年江蘇省土地變更調(diào)查成果，運(yùn)用土地利用相關(guān)指標(biāo)測(cè)算模型，從數(shù)量變化和空間變化2個(gè)角度找出江蘇省第二次土地調(diào)查以來土地利用演化的規(guī)律，并利用指數(shù)平滑法對(duì)“十三五”期間江蘇省土地利用結(jié)構(gòu)進(jìn)行預(yù)測(cè)。結(jié)果表明：“二調(diào)”以來，江蘇省耕地面積不斷減少，建設(shè)用地面積迅速增加，與耕地面積變化呈負(fù)相關(guān)；江蘇省地級(jí)市中，耕地、城鎮(zhèn)村及工礦用地相對(duì)變化率最高的均為蘇州市，其城市擴(kuò)展規(guī)模亟需控制；2016—2020年江蘇省耕地面積將呈現(xiàn)波動(dòng)下降趨勢(shì)，建設(shè)用地面積會(huì)繼續(xù)增長(zhǎng)，但耕地減少速度逐漸放緩，城市無序擴(kuò)張將得到相應(yīng)控制，建設(shè)用地面積增速也將放緩。

土地利用；結(jié)構(gòu)變化；指標(biāo)測(cè)算模型；預(yù)測(cè)；江蘇省

土地利用結(jié)構(gòu)是一個(gè)區(qū)域自然資源及其社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展情況的綜合表現(xiàn)。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，有限的土地資源和無限的生產(chǎn)生活需求矛盾加劇，使得人地關(guān)系愈發(fā)緊張，如何合理利用土地資源，實(shí)現(xiàn)資源的節(jié)約集約利用逐漸成為國(guó)內(nèi)學(xué)者探討的熱點(diǎn)問題。近年來，國(guó)內(nèi)學(xué)者從不同角度，運(yùn)用多種方法對(duì)土地利用結(jié)構(gòu)變化規(guī)律進(jìn)行研究。胡賢輝等[1]利用歷史資料分析整理的方法對(duì)1996—2004年湖北省土地利用結(jié)構(gòu)的變化進(jìn)行了分析；張健等[2]運(yùn)用數(shù)理分析方法，從景觀生態(tài)學(xué)的角度對(duì)滁州市土地利用動(dòng)態(tài)變化進(jìn)行分析；趙哲遠(yuǎn)等[3]運(yùn)用轉(zhuǎn)移矩陣分析各種土地利用類型之間的轉(zhuǎn)換情況，對(duì)浙江省土地利用結(jié)構(gòu)的變化進(jìn)行研究；喬偉峰等[4]、吳明發(fā)等[5]基于數(shù)理分析方法，從土地利用數(shù)量、程度和空間變化等方面對(duì)土地利用結(jié)構(gòu)的演化特征進(jìn)行研究；胡源等[6]采用多樣化指數(shù)、優(yōu)勢(shì)度指數(shù)和均勻度指數(shù)研究武漢市各土地利用類型均勻程度和土地利用結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度；臧淑英等[7]運(yùn)用遙感、GIS和數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法對(duì)土地利用結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理性分析。在研究土地利用結(jié)構(gòu)變化的基礎(chǔ)上，學(xué)者們也嘗試運(yùn)用多種方法對(duì)未來土地利用結(jié)構(gòu)的變化趨勢(shì)進(jìn)行預(yù)測(cè)。牛星等[8]基于年度土地利用平衡表，運(yùn)用Markov鏈分析方法，構(gòu)建揚(yáng)州市土地利用結(jié)構(gòu)的預(yù)測(cè)模型，對(duì)揚(yáng)州市土地利用結(jié)構(gòu)的演變進(jìn)行預(yù)測(cè)；王曉嬌等[9]采用信息熵、空間洛倫茨曲線、基尼系數(shù)等分析方法，對(duì)土地利用結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)演變進(jìn)行了定量分析，并對(duì)2010—2020年的土地利用結(jié)構(gòu)進(jìn)行預(yù)測(cè)。

現(xiàn)有研究大多采用遙感、景觀格局分析等方法對(duì)土地利用結(jié)構(gòu)演化進(jìn)行闡釋，采用的數(shù)據(jù)多使用遙感解譯的方式取得，而遙感解譯方法所能夠分辨的土地利用類型數(shù)量較少，且數(shù)據(jù)精度及時(shí)間分辨率較低。江蘇省位于我國(guó)東部沿海中心，地處“長(zhǎng)三角”經(jīng)濟(jì)帶，是重要的交通樞紐。全省總面積10.72萬km2，2015年全省人口7 976.3萬，地區(qū)生產(chǎn)總值達(dá)70 116.4億元。作為長(zhǎng)江三角洲經(jīng)濟(jì)圈重要的經(jīng)濟(jì)中心，江蘇省土地利用結(jié)構(gòu)變化在一定程度上代表了我國(guó)土地利用結(jié)構(gòu)未來的變化趨勢(shì)。因此，對(duì)其土地利用結(jié)構(gòu)變化進(jìn)行研究具有很強(qiáng)的典型性和代表性。筆者采用土地利用變更調(diào)查數(shù)據(jù)作為數(shù)據(jù)源，選取經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速、人地矛盾突出、土地利用結(jié)構(gòu)變化明顯的江蘇省作為研究區(qū)域，運(yùn)用土地利用數(shù)量變化和空間變化指標(biāo)測(cè)算模型，對(duì)2009—2015年江蘇省土地利用結(jié)構(gòu)演化特征進(jìn)行分析，并基于指數(shù)平滑法對(duì)“十三五”期間江蘇省土地利用結(jié)構(gòu)進(jìn)行預(yù)測(cè)，為土地資源的優(yōu)化配置和制定合理的土地規(guī)劃提供參考。

1 數(shù)據(jù)來源與研究方法

1.1 數(shù)據(jù)來源 采用數(shù)據(jù)精度和時(shí)間分辨率相對(duì)較高的土地利用現(xiàn)狀年度變更調(diào)查數(shù)據(jù)?？紤]到數(shù)據(jù)的延續(xù)性，選取“二調(diào)”后2009—2015年江蘇省土地利用變更調(diào)查數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)分類體系采用2001年國(guó)土資源部制定的《全國(guó)土地分類(試行)》。

1.2 研究方法

1.2.1 土地利用數(shù)據(jù)變化指標(biāo)。通過分析2009—2015年江蘇省土地利用變化的幅度和速度來研究其土地利用數(shù)量變化的總體態(tài)勢(shì)。模型的一般形式如下：

(1)

(2)

式中，Ua、Ub分別表示研究期起始和終止時(shí)該土地利用類型的面積;T為研究期時(shí)長(zhǎng);n為研究期初和研究期末相隔年數(shù)。

1.2.2 土地利用空間變化測(cè)算模型。江蘇省區(qū)域內(nèi)部各地類的變化存在明顯的差異，所以運(yùn)用土地利用類型相對(duì)變化率對(duì)全省土地利用類型差異進(jìn)行分析[10-11]。具體公式為：

(3)

(4)

式中，Ua、Ub分別為研究區(qū)局部區(qū)域某一特定土地利用類型研究期初及研究期末的面積；Ta、Tb分別為全研究區(qū)該類型研究期初及研究期末的面積；S為區(qū)域土地利用變化差異的統(tǒng)計(jì)值；Pp為單一土地利用類型相對(duì)變化率。如果Pp=1，表示該種土地利用變化與全區(qū)域沒有差異性；如果Pp>1，則表示局部區(qū)域內(nèi)該種土地利用類型變化較全區(qū)域大，反之則小于全區(qū)域該類土地的變化。S值越大，表示該區(qū)域內(nèi)部土地利用類型變化差異性越大。

1.2.3 土地利用結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)方法。選擇指數(shù)平滑法，根據(jù)2009—2015年江蘇省土地利用變更調(diào)查數(shù)據(jù)，對(duì)“十三五”期間土地利用結(jié)構(gòu)進(jìn)行預(yù)測(cè)。指數(shù)平滑法具體公式為：

(5)

(6)

(7)

2 結(jié)果與分析

2.1 土地利用數(shù)量變化分析 2009—2015年江蘇省經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整力度增大，城鎮(zhèn)化建設(shè)步伐不斷加快，交通、能源等基礎(chǔ)設(shè)施日趨改善，土地利用類型也隨之發(fā)生了巨大變化。利用公式(1)、(2)對(duì)2009—2015年江蘇省各土地利用類型的數(shù)量變化情況進(jìn)行分析，結(jié)果見表1。

由表1可知，2009—2015年江蘇省的土地利用結(jié)構(gòu)發(fā)生了一定程度的變化，但不同地類在變化的總量、幅度和速度上存在明顯差異。全省農(nóng)用地面積有所下降，減少10.63萬hm2，其中耕地減少3.63萬hm2，變化速率為-1.61%；園地減少速率最快，達(dá)-6.10%；草地面積迅速增長(zhǎng)，變化速率達(dá)到238.31%，農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整明顯。隨著城鎮(zhèn)化步伐的不斷加快，建設(shè)用地面積顯著增加，2009—2015年全省建設(shè)用地增加了15.94萬hm2，其中建制鎮(zhèn)用地增長(zhǎng)最快，增長(zhǎng)量占全省建設(shè)用地增長(zhǎng)總規(guī)模的46.08%，變化速率達(dá)22.60%。另外農(nóng)村居民點(diǎn)用地規(guī)模也在持續(xù)增長(zhǎng)，目前江蘇省農(nóng)村居民點(diǎn)用地規(guī)模高達(dá)105.15萬hm2，占城鎮(zhèn)村及獨(dú)立工礦用地總面積的55.78%，農(nóng)村居民點(diǎn)整理工作效果不理想。同時(shí)，城市的不斷發(fā)展使得交通運(yùn)輸用地面積也快速增長(zhǎng)，未利用地面積從2009年的199.03萬hm2減少到2015年的193.72萬hm2。

表1 江蘇省2009—2015年土地利用類型面積變化情況

由于2008和2009年的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)不具備連續(xù)性，而2009年的用地類型變化速率需要根據(jù)2008年的數(shù)據(jù)才能計(jì)算，為了保證數(shù)據(jù)的連續(xù)性和分析準(zhǔn)確性，僅對(duì)2010—2015年主要利用類型的變化速率進(jìn)行分析。雖然2009—2015年全省耕地面積整體在減少，但分年度來看，江蘇省耕地面積的減少速度在逐年放緩(圖1)，并在2015年出現(xiàn)少量增長(zhǎng)，變化速率為0.05%。這與江蘇省各市嚴(yán)格施行耕地保護(hù)政策密不可分。城市和建制鎮(zhèn)的面積雖然逐年增加，但其增加速度總體上呈下降趨勢(shì)，城鎮(zhèn)建設(shè)用地的擴(kuò)張速度在逐漸放緩；農(nóng)村居民點(diǎn)用地面積雖然在2014年出現(xiàn)了較為明顯的增長(zhǎng)，但整體呈現(xiàn)減速增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)；2011—2015年，采礦用地面積減少速度急速放緩，并在2014年出現(xiàn)明顯增長(zhǎng)，變化速率為0.59%。

2.2 土地利用空間變化分析 利用式(3)、(4)計(jì)算2009—2015年江蘇省各市各土地利用類型的相對(duì)變化率，結(jié)果見表2。江蘇全省耕地相對(duì)變化率最高的是蘇州市，達(dá)7.092 4，無錫市耕地相對(duì)變化率也達(dá)到了4.910 2，且這2市耕地變化速率均高于全省水平，耕地減少速度過快；比較而言，淮安市耕地相對(duì)變化率最低，為0.385 2。就城鎮(zhèn)村及獨(dú)立工礦用地而言，相對(duì)變化率最高的依舊是蘇州市，達(dá)到1.660 2，比全省水平高出4.76個(gè)百分點(diǎn)，城鄉(xiāng)建設(shè)用地面積增長(zhǎng)迅速。在全省各土地利用類型變化速率中，草地的區(qū)域變化差異最大，S值達(dá)到446.423 1，其中宿遷市的草地相對(duì)變化率最高，為436.934 4，可見近10年宿遷市的農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整力度較大。 對(duì)江蘇省各市2009—2015年城鎮(zhèn)村及獨(dú)立工礦用地類型進(jìn)行進(jìn)一步細(xì)分，分析其用地類型的相對(duì)變化率(表3)?；窗彩泻退捱w市的城市用地相對(duì)變化率最高，分別達(dá)到2.359 1和2.052 4，比較而言，無錫市的城市用地相對(duì)變化率最低，為0.428 9，但無錫市的村莊用地相對(duì)變化率最高，達(dá)到3.781 9。采礦用地相對(duì)變化率最高的蘇州市達(dá)到了6.657 6，遠(yuǎn)高于其他各市水平。全省城鎮(zhèn)村及獨(dú)立工礦用地類型中，區(qū)域變化差異最大的地類為風(fēng)景名勝及特殊用地，S值為54.554 6。

圖1 2010—2015年江蘇省主要利用類型變化速率Fig.1 Change rate of main land use types in Jiangsu Province during 2010-2015

表2 2009—2015年江蘇省各市土地利用類型相對(duì)變化率

表3 2009—2015年江蘇省各市城鎮(zhèn)村及獨(dú)立工礦用地類型相對(duì)變化率

Table 3 Relative change rate of city,town,village and independent industrial and mining land in cities of Jiangsu Province during 2009-2015

地級(jí)市Prefecture-levelcity城市用地Urbanland建制鎮(zhèn)用地Organictown村莊用地Villageland采礦用地Miningland風(fēng)景名勝及特殊用地Scenicspotsandlandforspecialuse南京Nanjing1.39611.24502.88133.26426.8309無錫Wuxi0.42890.57863.78193.92830.1231徐州Xuzhou0.95120.98740.33073.21491.4018常州Changzhou0.89011.17931.51473.26433.8434蘇州Suzhou0.43691.14750.86036.65760.7889南通Nantong1.01070.39373.34860.613219.7187連云港Lianyungang0.85321.11270.02580.55560.0113淮安Huaian2.35911.17620.50061.97800.9158鹽城Yancheng1.05540.52772.59271.46292.8244揚(yáng)州Yangzhou0.77241.09870.82514.48186.8181鎮(zhèn)江Zhenjiang1.50441.23100.79092.65530.5677泰州Taizhou1.14161.24862.22212.77155.4843宿遷Suqian2.05240.90980.57031.98575.2261S值Svalue14.852112.836020.245036.833154.5546

2.3“十三五”期間江蘇省土地利用結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè) 利用公式(5)～(7)，指數(shù)平滑法加權(quán)系數(shù)α取0.3，2009—2015年江蘇省耕地面積見表4。

根據(jù)表4中的數(shù)據(jù)進(jìn)行2次指數(shù)平滑，結(jié)果見圖2。

運(yùn)用上述方法對(duì)2016—2020年江蘇省主要地類面積進(jìn)行預(yù)測(cè)，結(jié)果見表5。從預(yù)測(cè)結(jié)果來看，“十三五”期間江蘇省耕地面積將呈現(xiàn)波動(dòng)下降趨勢(shì)，但隨著土地利用總體規(guī)劃控制的加強(qiáng)、耕地總量動(dòng)態(tài)平衡政策的嚴(yán)格實(shí)施，再加上全省不斷加大土地開發(fā)復(fù)墾力度，全省耕地減少的速度逐漸減緩。耕地減少的主要原因是農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、生態(tài)退耕、災(zāi)毀等，因此草地面積會(huì)有一定比例的增長(zhǎng)?！笆濉逼陂g江蘇省建設(shè)用地也將持續(xù)增長(zhǎng)，但隨著“多規(guī)融合”與城市開發(fā)邊界劃定等相關(guān)工作的開展，建設(shè)用地增長(zhǎng)速度也將逐漸放緩，逐步向節(jié)約集約用地的方向發(fā)展。

表4 2009—2015年江蘇省耕地面積

Table 4 Arable land area in Jiangsu Province during 2009-2015 hm2

圖2 2009—2015年江蘇省耕地面積指數(shù)平滑結(jié)果Fig.2 The smooth index of arable land area in Jiangsu Province during 2009-2015

Table 5 Area forecast of land use types in Jiangsu Province during 2016-2020 hm2

3 結(jié)論與建議

3.1 結(jié)論 根據(jù)2009—2015年數(shù)據(jù)，運(yùn)用土地利用數(shù)量變化和空間變化等指標(biāo)測(cè)算模型對(duì)江蘇省土地利用結(jié)構(gòu)演化規(guī)律進(jìn)行分析，得出以下結(jié)論。

(1)2009—2015年江蘇省土地利用結(jié)構(gòu)發(fā)生了一定程度的變化，但不同地類在變化的總量、幅度和速度上存在明顯差異。隨著江蘇省城鎮(zhèn)化進(jìn)程的不斷加快，受到農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的影響，耕地面積不斷減少，草地面積迅速增長(zhǎng)。建設(shè)用地面積迅速增加，其中增速最快的建制鎮(zhèn)用地增長(zhǎng)量占全省建設(shè)用地增長(zhǎng)總規(guī)模的46.08%，變化速率達(dá)22.60%。農(nóng)村居民點(diǎn)用地規(guī)模持續(xù)增長(zhǎng)，目前江蘇省全省農(nóng)村居民點(diǎn)用地規(guī)模占城鎮(zhèn)村及獨(dú)立工礦用地總面積的55.78%，農(nóng)村居民點(diǎn)整理工作效果不理想。

(2)耕地面積雖然總體在減少，但其減少的速度在逐漸放緩，并在2015年面積出現(xiàn)少量增長(zhǎng)，說明近幾年江蘇省嚴(yán)格保護(hù)耕地的政策已初見成效，耕地保護(hù)意識(shí)加強(qiáng)。城市和建制鎮(zhèn)的面積雖然在逐年增加，但其增加速度總體上呈下降趨勢(shì)，城鎮(zhèn)建設(shè)用地的擴(kuò)張速度在逐漸放緩。

(3)2009—2015年，在江蘇省耕地的相對(duì)變化率中，蘇州市、無錫市、泰州市位列前三，均遠(yuǎn)高于全省平均水平，耕地面積下降過快；同時(shí)，蘇州市的城鎮(zhèn)村及獨(dú)立工礦用地相對(duì)變化率依舊位居全省榜首，城鄉(xiāng)建設(shè)用地面積增長(zhǎng)迅速。在城鎮(zhèn)村及獨(dú)立工礦用地中，城市、建制鎮(zhèn)、村莊和采礦用地相對(duì)變化率最高的分別為淮安市、常州市、無錫市和揚(yáng)州市。

(4)運(yùn)用指數(shù)平滑法對(duì)“十三五”期間江蘇省土地利用結(jié)構(gòu)進(jìn)行預(yù)測(cè)，結(jié)果表明，“十三五”期間江蘇省全省耕地面積將呈現(xiàn)波動(dòng)下降趨勢(shì)，但隨著農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，草地面積將有一定比例的增長(zhǎng)。同時(shí)建設(shè)用地也將持續(xù)增長(zhǎng)，但隨著“多規(guī)融合”與城市開發(fā)邊界劃定等相關(guān)工作的開展，建設(shè)用地增長(zhǎng)速度也將逐漸放緩，逐步向節(jié)約集約用地的方向發(fā)展。

3.2 建議 作為我國(guó)東部沿海發(fā)達(dá)省份之一，江蘇省在“十三五”時(shí)期仍將保持良好的經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展態(tài)勢(shì)，這將導(dǎo)致建設(shè)用地面積的繼續(xù)增加，耕地保護(hù)的壓力進(jìn)一步加大。因此，必須把優(yōu)化城鄉(xiāng)空間布局形態(tài)作為推進(jìn)新型城鎮(zhèn)化和城鄉(xiāng)發(fā)展一體化的重要方向，深入開展節(jié)約集約用地“雙提升”行動(dòng)，實(shí)行建設(shè)用地總量控制和減量化管理，探索配合“供給側(cè)改革”的新型供地模式，保障重大項(xiàng)目用地。只有順應(yīng)城市化和城鎮(zhèn)發(fā)展規(guī)律，正確處理經(jīng)濟(jì)發(fā)展和土地利用的關(guān)系，才能真正實(shí)現(xiàn)保護(hù)耕地、集約節(jié)約利用土地的目的。

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[7] 臧淑英,王凌云,那曉東.基于經(jīng)濟(jì)驅(qū)動(dòng)因子的土地利用結(jié)構(gòu)變化區(qū)域差異分析：以哈大齊工業(yè)走廊為例[J].地理研究,2011，30(2):224-232.

[8] 牛星,歐名豪.基于MARKOV理論的揚(yáng)州市土地利用結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)[J].經(jīng)濟(jì)地理,2007，27(1):153-156.

[9] 王曉嬌,陳英,齊鵬,等.土地利用結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)演變及預(yù)測(cè)研究：以張掖市為例[J].干旱區(qū)資源與環(huán)境,2012，26(4):86-91.

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[11] 王勇.快速城市化地區(qū)土地利用結(jié)構(gòu)信息熵的時(shí)空變化研究：以大連市為例[J].國(guó)土與自然資源研究,2015(1):14-17.

Evolution and Forecast Analysis of Land Use Structure since the Second Land Survey in Jiangsu Province

WANG Ying-li1,QIAO Wei-feng1,SHANG Jin-jin2

(1.School of Geography Science,Nanjing Normal University,Nanjing,Jiangsu 210023; 2.Nanjing Guotu Information Industrial Co.Ltd.,Nanjing,Jiangsu 210036)

According to land change survey results in Jiangsu Province during 2009-2015,using related index calculation model,the evolution of land use since the second land survey in Jiangsu Province was obtained from quantity and spatial change,index smoothing method was used to forecast “thirteenth five year” land use structure.The results showed that since the second land survey,the cultivated land area of Jiangsu Province has reduced significantly,but construction land area has grew rapidly and it was negatively correlated with the reduction of arable land; Among prefecture-level cities,Suzhou has the greatest relative change rate on arable land and the land of city,urban,village,industrial and mining; during 2016-2020,arable land area will show a downward trend,the construction land area will continue to grow,but the decrease of cultivated land area and the growth of construction land area will gradually slow down.

Land use; Structural evolution; Index calculation model; Forecast; Jiangsu Province

王映力(1991- )，女，新疆烏魯木齊人，碩士研究生，研究方向：土地利用規(guī)劃。

2016-08-26

F 301.2

A

0517-6611(2016)29-0204-05