土地覆蓋變化的時空特征及其驅(qū)動力分析

【摘 要】本文以南京市土地利用變更數(shù)據(jù)為主要數(shù)據(jù)源，分析了南京市土地覆蓋變化的時空特征。運用面板數(shù)據(jù)模型和多元回歸方法，分析了南京市土地覆蓋變化與各社會經(jīng)濟因素之間的相關(guān)程度和影響關(guān)系。研究結(jié)果表明，南京市土地覆蓋變化面積持續(xù)增加，區(qū)域變化差異較明顯；在社會經(jīng)濟因素中第二產(chǎn)產(chǎn)值、非農(nóng)人口總量、人口總量是導(dǎo)致土地覆蓋變化的主要因素。

【關(guān)鍵詞】土地覆蓋變化；驅(qū)動力；南京市

一、研究區(qū)概況

南京市位于長江下游，江蘇省西南部，是長三角的重要組成城市之一，江蘇省的省會城市。南京是華東地區(qū)重要的交通、通訊樞紐，京滬鐵路和胡蓉鐵路在此交匯，滬寧高速、寧杭高速分別貫穿南京市。地理坐標(biāo)為北緯31°14″至32°37″，東經(jīng)118°22″至119°14″。全市總面積6600km2，轄11區(qū)2縣，總?cè)丝跒?29.77萬人，非農(nóng)人口為552.02萬人。

二、南京市土地覆蓋變化的總體趨勢概況

本研究依靠地利用變化和土地覆蓋變化模型和指標(biāo)來研究土地覆蓋變化，以準(zhǔn)確的描述實際土地覆蓋變化的變化率。使用下列公式計算轉(zhuǎn)換率：RC=1-■■-1。式中：Rc是轉(zhuǎn)化率，S1是時點T1時的某種土地覆被面積，S2是時點T2時的某種土地覆被面積，n是兩個時點間差。通過Rc的計算，我們發(fā)現(xiàn)在整個研究期內(nèi)耕地面積和牧草地面積在明顯減少。耕地面積一共減少了69454.95公頃；牧草地面積減少了1652.44公頃。而園地、林地、建設(shè)用地面積卻在明顯增加。1996～2010年間，園地面積增加了1620.54公頃；林地面積增加了12362.61公頃；建設(shè)用地面積增加了53805.42公頃。

三、土地覆蓋變化的空間分異格局

（1）土地覆蓋變化數(shù)量變化的區(qū)域差異。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，可以通過土地覆蓋變化的相對變化率來反映。其數(shù)學(xué)表達式為：R=■。式中：R表示某一小區(qū)域內(nèi)土地覆蓋變化類型的相對變化率；Sα，Sb表示該區(qū)域土地覆蓋變化類型研究期初和研究期末的面積；Ca，Cb表示整個研究區(qū)域內(nèi)研究期初和研究期末的退化土地面積。R＞1表明該小區(qū)域土地覆蓋變化發(fā)展速度大于全區(qū)；R＜1則表示該小區(qū)域土地覆蓋變化發(fā)展速度小于全區(qū)的變化速度。通過計算，2005～2008年間，南京市一共13個區(qū)縣中有6個區(qū)縣相對變化率大于1，分別為白下區(qū)、棲霞區(qū)、雨花臺區(qū)、江寧區(qū)、浦口區(qū)、溧水縣，占總數(shù)的46.15％。2008～2010年間，全市共有6個區(qū)縣的相對變化率大于1，分別為建鄴區(qū)、下關(guān)區(qū)、棲霞區(qū)、雨花臺區(qū)、江寧區(qū)、浦口區(qū)，相對變化率大于1的區(qū)縣總數(shù)保持不變。通過將兩短時期的R值對比，我們可以發(fā)現(xiàn)相對變化率大于1的區(qū)縣主要分布南京市的中部地區(qū)，這說明這寫地區(qū)的土地覆蓋變化速率大于整個南京地區(qū)土地覆蓋變化速率。（2）土地覆蓋變化變化速度的區(qū)域差異。土地覆蓋變化變化速度的區(qū)域差異表示各區(qū)域土地覆蓋變化速度的差異情況，可用土地退化動態(tài)度模型進行度量，它可以表示土地退化面積的時序變化，具體模型表達如下：k=■×■×100％。式中：K表示研究時段內(nèi)某一小區(qū)域土地覆蓋變化動態(tài)度；Uα，Ub表示分別為研究初期和研究末期的土地覆蓋變化面積；T表示研究時段。通過計算，南京地區(qū)前后兩期土地覆蓋變化動態(tài)變化區(qū)域差異明顯，前一研究時段動態(tài)度大于2％的區(qū)縣數(shù)量明顯低于后一時段，分別為4和7。前一時間段大于2％的區(qū)縣為白下區(qū)、棲霞區(qū)、雨花臺區(qū)、江寧區(qū)，后一時間段為建鄴區(qū)、下關(guān)區(qū)、棲霞區(qū)、雨花臺區(qū)、江寧區(qū)、浦口區(qū)、六合區(qū)。另外對比兩個研究時段高動態(tài)變化區(qū)域位置的差別，可以發(fā)現(xiàn)，隨著時間的推移，南京市土地覆蓋變化動態(tài)度較高的地區(qū)有向西南部遷移的趨勢。從整體來看，南京市土地覆蓋變化動態(tài)度較高的區(qū)縣主要為棲霞區(qū)、雨花臺區(qū)、江寧區(qū)。

四、土地覆蓋變化的時空變化的驅(qū)動力分析

總的來說，引起土地退化的驅(qū)動因子大體上可分為兩類即：自然控制因素和社會經(jīng)濟驅(qū)動因素。本研究只分析社會經(jīng)濟驅(qū)動因素。（1）模型選擇及變量說明。由于本研究所分析的數(shù)據(jù)為南京市各區(qū)縣的社會經(jīng)濟數(shù)據(jù)，既包括了截面數(shù)據(jù)，也包括了時間序列數(shù)據(jù)，如果采用時間序列（或截面）數(shù)據(jù)模型，那會給最終的研究結(jié)果帶來較大的偏差，因此我們選擇面板數(shù)據(jù)模型。具體模型如下：Y=α0α1x1+α2x2+ζ。其中為土地覆蓋變化面積增量，x1為影響土地覆蓋變化的經(jīng)濟因素，x2為影響土地覆蓋變化的人口因素，為誤差項。（2）社會經(jīng)濟因素對土地覆蓋變化的影響。在研究南京市土地覆蓋變化的社會經(jīng)濟驅(qū)動因子中選取了第一產(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、人口自然增長率等6個社會經(jīng)濟因素進行分析。樣本為南京市2005～2010年各區(qū)縣的這6個社會經(jīng)濟因素，采用面板數(shù)據(jù)模型進行線性回歸分析。最終分析結(jié)果表明第二產(chǎn)產(chǎn)值、非農(nóng)人口總量、人口總量是導(dǎo)致土地覆蓋變化的主要因素。第二產(chǎn)產(chǎn)值變量在1％的水平上達到了顯著影響，且與南京市土地覆蓋變化面積呈正相關(guān)關(guān)系。這是由于近年來南京市工業(yè)化程度加快，大量的科技園區(qū)和工業(yè)園區(qū)建成，占用了大量的農(nóng)地，使得南京市建設(shè)用地面積大幅增加，導(dǎo)致了南京市的土地覆蓋變化。非農(nóng)人口總量變量也在1％的水平上達到了顯著影響。這仍然是由于南京市土地覆蓋變化主要是以土地非農(nóng)化為主，隨著非農(nóng)人口總量的增加，農(nóng)地越來越多的轉(zhuǎn)化為城市建設(shè)用地，導(dǎo)致了南京市土地覆蓋變化程度越來越嚴(yán)重。人口總量變量是在10％的水平上顯著，與南京市土地覆蓋變化面積呈正相關(guān)關(guān)系。這是因為隨著南京市人口總量的增加，城市規(guī)模和城市面積也會增加，這樣會導(dǎo)致城市建設(shè)用地面積的增加，從而導(dǎo)致了土地覆蓋變化。利用該模型分析得到的主要驅(qū)動因子，再根據(jù)歷年土地覆蓋變化的面積，在計算機上反復(fù)運算，得到南京市2005～2010年土地覆蓋變化面積與驅(qū)動因子的多元線性回歸模型：Y=483.923+111.16X1+0.136X2。式中：Y表示土地覆蓋變化面積；x1表示第二產(chǎn)產(chǎn)值增量；x2表示非農(nóng)人口總量增量。

五、結(jié)論與政策建議

（1）結(jié)論。南京市退化土地面積在持續(xù)增加，增長速度趨于平穩(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。人類活動仍然是近年來南京市土地資源發(fā)生退化的最主要的外部動力，其第二產(chǎn)產(chǎn)值增加、非農(nóng)人口總量增加、人口增長是南京市土地非農(nóng)化的主要驅(qū)動力。（2）政策建議。第一，合理編制城市規(guī)劃。南京市土地覆蓋變化主要以非農(nóng)建設(shè)用地擴張為主，而在這一過程中存在極不合理的現(xiàn)象，土地資源浪費嚴(yán)重，節(jié)約、集約利用非農(nóng)建設(shè)用地是我國土地國情和資源利用戰(zhàn)略的必然選擇。因此科學(xué)編制城市用地規(guī)劃，合理確定城市規(guī)模，明確城市增長邊界，對于合理進行城市建設(shè)具有重要的作用。第二，加快產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整。由于第二產(chǎn)工業(yè)企業(yè)占用了大量的農(nóng)地，導(dǎo)致了南京市土地覆蓋變化嚴(yán)重。因此南京市應(yīng)加快產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，進行產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級，減少產(chǎn)值低卻占用大量農(nóng)地的工業(yè)企業(yè)，加強工業(yè)企業(yè)土地節(jié)約、集約利用，減少第二產(chǎn)對于土地覆蓋變化的影響。第三，探索土地覆蓋變化防治體制的創(chuàng)新。應(yīng)建立一套規(guī)范的資源有償使用與生態(tài)效益補償機制，對大力度改善生態(tài)環(huán)境的資源利用者進行獎勵，對破壞生態(tài)環(huán)境的資源利用者則實施罰款，罰款金額至少大于其替代收人，應(yīng)盡快建立南京市土地覆蓋變化生態(tài)補償制度。

參 考 文 獻

[1]陳本清，徐涵秋．城市擴展及其驅(qū)動力遙感分析[J]．經(jīng)濟地理．2005，25（1）：79～80

[2]黎夏，葉嘉安．利用遙感監(jiān)測和分析珠江三角洲的城市擴張過程[J]．地理研究．1997，16（4）：56～62

項目基金：本文系南京農(nóng)業(yè)大學(xué)SRT項目（1120A19）。