范繼光

(江蘇徐州市國土資源局)

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)階段我國進入快速城市化、工業(yè)化時期，不僅表現(xiàn)在城市人口增長，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)域的快速向外擴張［2］.雖然城市化進程的加快可以進一步促進經(jīng)濟的發(fā)展，但是城市規(guī)模的擴張卻導致了城市土地覆蓋變化過快的問題.我國是一個人多地少、土地資源嚴重缺乏的國家，要保持社會經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展，必須施行有效的土地覆蓋規(guī)劃和管理方法.因而對土地覆蓋變化的時空特征進行分析，識別影響其變化的主要因素，對科學合理地指導城市規(guī)劃，保護城市生態(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，通過構(gòu)建土地覆蓋三級分類體系，利用徐州市1996～2010年土地利用變更調(diào)查數(shù)據(jù)，對徐州市土地覆蓋變化情況進行分析，然后采用計量經(jīng)濟學模型，利用2000～2010年徐州市各區(qū)縣社會經(jīng)濟數(shù)據(jù)，對土地覆蓋變化的驅(qū)動因素分析，揭示土地覆蓋變化的驅(qū)動機制，從而為區(qū)域土地資源管理決策和持續(xù)利用提供科學依據(jù).

1 研究區(qū)概況、數(shù)據(jù)來源

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)有京杭大運河穿過.徐州是中國第二大鐵路樞紐，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.地理坐標為 W116°22＇-118°40＇、N33°43＇-34°58＇.徐州市全市總面積11258 km2，東西長約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?59萬人，非農(nóng)人口為282.02萬人.

1.2 數(shù)據(jù)來源

該文所利用數(shù)據(jù)來源于徐州市土地利用變更調(diào)查數(shù)據(jù)庫，土地利用變更調(diào)查數(shù)據(jù)是指一定時間內(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源和減少去向的數(shù)量.該數(shù)據(jù)目前是我國最為準確、可靠和權(quán)威的土地資源數(shù)據(jù)［4］.

2 研究方法

2.1 土地覆蓋三級分類體系定義

土地覆蓋變化的過程實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)化的過程，包括土地沙漠化、土地鹽堿化、農(nóng)藥污染、水土流失、過度放牧引起的草地退化、森林砍伐和非農(nóng)建設用地占用［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，有許多模型和指標用來分析土地覆蓋變化和土地覆蓋變化的規(guī)模、速度和趨勢(LUCC)［6］.本本依靠已有的這些模型和指標來測度土地覆蓋變化，以客觀、準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時間點上和T2時間點上某一種土地覆蓋類型的面積，n是兩個時點間之間的差值.

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，可以通過土地覆蓋變化的相對變化率來反映.其數(shù)學表達式為:

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說明該區(qū)域土地覆蓋變化速度大于整個區(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態(tài)度模型進行測度，其同時也可以表示土地覆蓋變化面積的時序變化，模型具體表達式為:

式中:K表示某一區(qū)域在研究時期內(nèi)土地覆蓋變化動態(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表示研究跨越時間長度.

2.3 驅(qū)動力回歸模型分析

土地覆蓋變化過程是一個相當復雜的過程，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.總的來說，可以將驅(qū)動因素分為兩大類即:社會經(jīng)濟因素和自然控制因素.由于數(shù)據(jù)限制，本研究只考慮社會經(jīng)濟因素的影響.本文在分析徐州市土地覆蓋變化驅(qū)動因素時，從社會經(jīng)濟驅(qū)動因子中選取了國民生產(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、人口自然增長率7個因素進行回歸分析.

由于回歸所利用的是徐州市各區(qū)縣2004～2010年的社會經(jīng)濟數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)既包含了截面數(shù)據(jù)，也包含了時間序列數(shù)據(jù)，如果采用截面(或時間序列)數(shù)據(jù)模型，會使回歸結(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)模型能夠克服時間序列分析受序列自相關等的困擾.具體模型設定如下:

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.

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值表示在整個研究期內(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、建設用地面積卻在明顯增加，林地面積每年的增長率為1.24%;園地面積每年的增長率為0.93%;建設用地面積每年的增長率為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個區(qū)縣相對變化率大于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個區(qū)縣的相對變化率大于1.通過對比2000～2005時間段和2005～2010時間段，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、睢寧縣這五個區(qū)縣，這說明這五個區(qū)縣的土地覆蓋變化速率大于整個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期土地覆蓋變化動態(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個區(qū)縣動態(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個縣區(qū)動態(tài)度大于2%，這表明前一個研究時期土地覆蓋動態(tài)變化度明顯低于后一個研究研究時段.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，徐州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，徐州市土地覆蓋變化動態(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)動力回歸結(jié)果

模型估計表明，有3個變量通過了模型檢驗，從不同的方向和程度對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 社會經(jīng)濟驅(qū)動因子面板模型結(jié)果

從表2可以看出，第二產(chǎn)產(chǎn)值這一變量達到了5%的顯著水平，且回歸系數(shù)為正，這說明隨著第二產(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，使得徐州市建設用地面積大幅增加，導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關系.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)化為城市建設用地，導致了徐州市土地覆蓋變化越來越嚴重.人口總量這一變量到達了10%的顯著水平，且回歸系數(shù)為正.這是因為隨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，這樣會導致大量其他類型的土地轉(zhuǎn)化為建設用地，從而導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空變化特征，并且利用徐州市2000～2010年社會經(jīng)濟數(shù)據(jù)分析了土地覆蓋變化的驅(qū)動因素.

徐州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徐州市土地資源發(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、人口增長是徐州市土地非農(nóng)化的主要驅(qū)動因素，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土地資源利用的必然選擇，因此科學編制土地利用規(guī)劃，確定合理的建設用地規(guī)模，明確城市發(fā)展邊界，對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，對低產(chǎn)值、低效率的工業(yè)企業(yè)進行改造.加強生態(tài)環(huán)境保護.由于徐州市生態(tài)環(huán)境保護的有關法規(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)境影響評價機制.因此建議徐州市政府應制定與保護生態(tài)環(huán)境相關的法律法規(guī).

［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.

［3］ 吳宏安，蔣建軍，周杰，等.西安城市擴張及其驅(qū)動力分析［J］.地理學報，2005，60(1):143-150.

［4］ 李元.中國土地資源［M］.北京:中國大地出版社，2000.

［5］ 朱震達，劉恕.中國的沙漠化及其防治［M］.北京:科學出版社，1994.

［6］ 劉慧.我國土地退化類型與特點及防治對策［J］.自然資源學報，1995(4):26-32.