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基于第一和第二次全國(guó)土地調(diào)查數(shù)據(jù)的我國(guó)土地利用變化特征分析

2018-05-14 08:59瞿如一童紹玉唐靜波
安徽農(nóng)業(yè)科學(xué) 2018年21期
關(guān)鍵詞:土地利用變化

瞿如一 童紹玉 唐靜波

摘要 [目的]了解1996—2009年我國(guó)各省土地利用變化情況,掌握各類用地的變動(dòng)趨勢(shì),為各地土地利用規(guī)劃和土地開發(fā)、保護(hù)提供科學(xué)依據(jù)。[方法]基于2次全國(guó)土地調(diào)查數(shù)據(jù),對(duì)全國(guó)31個(gè)省的土地利用動(dòng)態(tài)度和土地利用結(jié)構(gòu)信息熵的時(shí)空變化進(jìn)行了分析。[結(jié)果]我國(guó)的土地利用變化與各地區(qū)自然資源特征和經(jīng)濟(jì)發(fā)展程度密切相關(guān),其中,耕地、水域及水利設(shè)施用地整體“西增東減”,林地、草地則整體由東向西增量逐漸增加,園地向西部和南部增加、黃渤海地區(qū)縮減,城鎮(zhèn)村及工礦用地由東部沿海向內(nèi)陸地區(qū)增加量逐漸減少,交通運(yùn)輸用地南北激增,其他土地則由東向西減少量逐漸增加,且經(jīng)濟(jì)發(fā)展較快地區(qū)各類用地的變化率都相對(duì)較大,同時(shí),耕地、園地、林地、水域及水利設(shè)施用地的變化還與各地自然資源分布特征關(guān)系較大;土地利用結(jié)構(gòu)信息熵的空間分布總體為熵值由東向西減少,且相較第一次全國(guó)土地利用調(diào)查,第二次全國(guó)土地利用調(diào)查時(shí)信息熵的變化總體表現(xiàn)為“東增西減”。[結(jié)論]我國(guó)土地利用結(jié)構(gòu)有序度由西向東遞減,且在這14年期間東部地區(qū)的土地利用系統(tǒng)有序度在進(jìn)一步下降,土地利用結(jié)構(gòu)趨于復(fù)雜,均衡度上升。

關(guān)鍵詞 土地利用變化;土地利用類型動(dòng)態(tài)度;土地墾殖率;土地利用結(jié)構(gòu)信息熵

中圖分類號(hào) S29 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 0517-6611(2018)21-0005-07

Abstract [Objective] The research aimed to understand the change of land use in the provinces of China from 1996 to 2009 and master the changing trend of land use to provide scientific basis for land use planning and land development and protection.[Method] This paper analyzed the temporal dynamics of land use type dynamics and land use structure information entropy in 31 provinces of China based on the two national land survey data.[Result]The land use change was closely related to the characteristics of natural resources and the degree of economic development in different regions. Among them, the cultivated land, water and water conservancy facilities land as a whole “West increase and East minus”, woodland and grassland as a whole from east to west increments gradually increased, the garden grew to the west and south, shrank in the Yellow Sea and Bohai Sea Region, urban villages and industrial and mining land from the eastern coast to the inland areas increased gradually, transportation land increased sharply in north to south area, while other lands decreased from east to west, moreover, the rate of land change was relatively large in areas with relatively fast economic development, at the same time, the changes of cultivated land, garden land, forest land, water area and water conservancy facilities were closely related to the distribution characteristics of natural resources. The spatial distribution of the information entropy of land use structure was generally manifested as the decrease of entropy from east to west, and compared to the first national land survey, the information entropy changes in the second national land survey showed “East increase and West decrease”, this shows that the order of land use structure in China is decreasing from west to east.[Conclusion]The order of land use system is decreasing further, the land use structure tends to be complex, and the equilibrium degree rises in the eastern region during these 14 years.

Key words Land use change;Dynamic degree of land use type;Land reclamation rate;Land use structure information entropy

土地利用/土地覆蓋變化(Land use and land cover change,LUCC)是國(guó)際地圈生物圈計(jì)劃(IGBP)與全球環(huán)境變化的人文因素計(jì)劃(IHDP)的核心研究計(jì)劃之一,是全球環(huán)境研究的熱點(diǎn)和前沿問(wèn)題[1]。土地利用指人類有目的地開發(fā)利用土地資源的一切活動(dòng),土地覆蓋則是地表自然形成或人為引起的覆蓋狀況[2]。LUCC對(duì)人類生存與發(fā)展的自然基礎(chǔ)具有重要影響,與全球氣候變化、生物多樣性減少、生態(tài)環(huán)境演變以及人類與環(huán)境之間相互作用的可持續(xù)性等密切相關(guān)[3]。在全球環(huán)境變化問(wèn)題中,LUCC是自然與人文過(guò)程交叉最為密切的問(wèn)題[4]。

目前,我國(guó)土地利用變化研究主要集中在兩類地區(qū),一類是自然、人文驅(qū)動(dòng)力較活躍地區(qū),以經(jīng)濟(jì)較發(fā)達(dá)地區(qū)為主;另一類是在人類社會(huì)的發(fā)展過(guò)程中各種“脆弱區(qū)”頻頻出現(xiàn)的地區(qū),我國(guó)學(xué)者對(duì)第二類地區(qū)的研究居多。近年來(lái),我國(guó)學(xué)者在LUCC時(shí)空變化研究方面取得的進(jìn)展主要包括:國(guó)土資源環(huán)境動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)的構(gòu)建與研究[5-7]、運(yùn)用“3S”技術(shù)對(duì)土地利用/土地覆蓋的時(shí)空變化研究[5,7-9]、LUCC驅(qū)動(dòng)力研究[6,10-11]、對(duì)LUCC的環(huán)境效應(yīng)研究[12-14]、對(duì)LUCC的模型模擬[15-17]。對(duì)于第一、第二次全國(guó)土地利用調(diào)查(簡(jiǎn)稱“一調(diào)”“二調(diào)”)數(shù)據(jù)的分析已有較多成果[18-21]。

自1978年改革開放以來(lái),我國(guó)處于經(jīng)濟(jì)持續(xù)高速發(fā)展、人口壓力劇增階段,人類活動(dòng)對(duì)環(huán)境的影響突出,我國(guó)的LUCC在深度、廣度和速度上都呈劇增趨勢(shì),由此造成的影響也越來(lái)越深刻,因此,我國(guó)的LUCC研究對(duì)全球變化研究具有重要意義。筆者基于第一、第二次全國(guó)土地調(diào)查數(shù)據(jù),分析2次全國(guó)土地調(diào)查之間的時(shí)段內(nèi),我國(guó)各省土地利用變化情況,掌握各類土地的變動(dòng)趨勢(shì),對(duì)國(guó)家資源環(huán)境可持續(xù)發(fā)展具有重要的戰(zhàn)略意義,可為今后各地土地利用科學(xué)規(guī)劃、土地資源的合理開發(fā)利用及保護(hù)提供依據(jù)。

1 資料與方法

1.1 數(shù)據(jù)來(lái)源 “一調(diào)”研究數(shù)據(jù)主要來(lái)源于李元編寫的《中國(guó)土地資源》[18],“二調(diào)”數(shù)據(jù)主要來(lái)源于國(guó)土資源部公報(bào)、各省國(guó)土資源廳公報(bào)、相關(guān)政府信息公開網(wǎng)站及報(bào)刊。由于“二調(diào)”數(shù)據(jù)在一定程度上的缺失,故采取了相關(guān)措施進(jìn)行處理。其中,內(nèi)蒙古的其他土地面積及海南的交通運(yùn)輸用地面積則分別用全國(guó)總面積減去其他各省面積之和求得。而內(nèi)蒙古和海南的園地、林地、草地和水域及水利設(shè)施用地相關(guān)數(shù)據(jù)缺省,故不將其納入分析。

“二調(diào)”與“一調(diào)”相比,二者使用的技術(shù)及土地利用類型劃分有一定差異,導(dǎo)致了2次調(diào)查結(jié)果的精度不一樣。但該研究忽略這種差異。

1.2 研究方法

該研究基于我國(guó)2次全國(guó)土地調(diào)查的成果,通過(guò)對(duì)土地利用動(dòng)態(tài)度指數(shù)、墾殖率和土地利用結(jié)構(gòu)信息熵等相關(guān)指標(biāo)的測(cè)算,比較第一、第二次土地利用調(diào)查2個(gè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)間各?。ㄗ灾螀^(qū)、直轄市)土地利用的時(shí)空變化特征。

1.2.1 土地利用類型動(dòng)態(tài)度。采用單一土地利用類型動(dòng)態(tài)度對(duì)區(qū)域內(nèi)單個(gè)地類面積變化情況進(jìn)行分析。單一土地利用動(dòng)態(tài)度指某研究區(qū)一定時(shí)間范圍內(nèi)某土地利用類型的數(shù)量變化情況,可定量描述區(qū)域一定時(shí)間范圍內(nèi)某種土地利用類型變化的速度[22]。其公式為[16]:

式中,K為某種土地利用類型動(dòng)態(tài)度;Ua、Ub分別表示該土地利用類型研究初期和研究末期的面積;T為研究時(shí)段長(zhǎng)度,若T的單位刻度設(shè)為年,則K的值即為研究區(qū)該種土地利用類型的年變化率,KT則為研究時(shí)段內(nèi)該土地利用類型的動(dòng)態(tài)度。

1.2.2 土地墾殖率。又稱土地墾殖系數(shù),即一定區(qū)域內(nèi)耕地面積占土地總面積的比例,是反映土地資源利用程度和結(jié)構(gòu)的重要指標(biāo)。其計(jì)算公式為:土地墾殖率(土地墾殖系數(shù))=耕地面積/土地總面積×100%。

1.2.3 土地利用結(jié)構(gòu)信息熵。

土地利用結(jié)構(gòu)信息熵可綜合反映某區(qū)域在一定時(shí)段內(nèi)各種土地利用類型的動(dòng)態(tài)變化及其轉(zhuǎn)換程度,其對(duì)具體區(qū)域的土地利用結(jié)構(gòu)調(diào)整具有一定指導(dǎo)意義[23]。信息熵是不確定的量度,不確定性越大越無(wú)序,故信息熵也是無(wú)序性的一種量度,是土地利用系統(tǒng)演化的判據(jù)。土地利用信息熵越大,土地利用系統(tǒng)的有序程度愈低。具體公式如下[24-25]。

2 結(jié)果與分析

2.1 “一調(diào)”至“二調(diào)”期間我國(guó)土地利用變化及其空間差異 與“一調(diào)”時(shí)相比,“二調(diào)”時(shí)我國(guó)土地利用格局發(fā)生了較大變化,如表1、圖1所示。從全國(guó)范圍來(lái)看,與“一調(diào)”相比,“二調(diào)”時(shí)我國(guó)耕地、園地、林地、草地、城鎮(zhèn)及工礦用地、交通運(yùn)輸用地、水域及水利設(shè)施用地等7類土地的面積有不同程度增加,增加量分別為534.58萬(wàn)、478.82萬(wàn)、2 634.13萬(wàn)、2 124.92萬(wàn)、466.37萬(wàn)、247.43萬(wàn)、38.12萬(wàn)hm2,其他土地的面積則減少了5 591.99萬(wàn)hm2。從各類土地面積的變化率來(lái)看,以園地、交通運(yùn)輸用地的變化幅度最大,45%以上的面積發(fā)生了變動(dòng);其次是其他土地、城鎮(zhèn)村及工礦用地、林地;變化率最小的是水域及水利設(shè)施用地、耕地,水域及水利設(shè)施用地的變化率不到1.00%。

2.1.1 耕地的時(shí)空變化。

全國(guó)的耕地面積增加4.11%,但各地變化差異較大。其中,耕地面積增加較多的區(qū)域主要是東北(649.23萬(wàn)hm2)、西北的新疆(113.73萬(wàn)hm2)和華北的內(nèi)蒙古(98.83萬(wàn)hm2);面積減少較多的地區(qū)主要有3類,一是水資源較短缺地區(qū)的陜西(-114.29萬(wàn)hm2)、山西(-51.82萬(wàn)hm2)、河北(-32.20萬(wàn)hm2)、青海(-9.99萬(wàn)hm2),二是經(jīng)濟(jì)較發(fā)達(dá)及城市化水平較高地區(qū)的廣東(-74.00萬(wàn)hm2)、江蘇(-44.00萬(wàn)hm2)、浙江(-13.86萬(wàn)hm2)、上海(-12.53萬(wàn)hm2)、北京(-11.67萬(wàn)hm2),第三是以山地或高原為主的貴州(-34.10萬(wàn)hm2)、云南(-17.77萬(wàn)hm2)、重慶(-10.70萬(wàn)hm2)、福建(-9.29萬(wàn)hm2)。從耕地的動(dòng)態(tài)度來(lái)看(表1),變化較快的地區(qū)是上海、黑龍江、北京、新疆、吉林、廣東、陜西、西藏、遼寧,變化較慢的地區(qū)是山東、廣西、河南、安徽、四川、寧夏。所以,我國(guó)耕地表現(xiàn)為主要向東北、西北地區(qū)擴(kuò)展,東南沿海地區(qū)的耕地面積萎縮(圖1);以城市化速度快、經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速、農(nóng)業(yè)自然條件較差及耕地后備資源較多三類地區(qū)的耕地變動(dòng)較大。

與耕地的變化量相對(duì)應(yīng),全國(guó)的墾殖率上升了0.42%,各省區(qū)墾殖率變化較顯著的有上海(-15.54%)、黑龍江(7.86%)、吉林(7.60%)、北京(-7.11%)、遼寧(5.78%)、陜西(-5.54%)、江蘇(-4.34%)、廣東(-4.12%)、山西(-3.32%)、天津(-3.22%)(圖2)。

從表2可看出,耕地面積的變化在不同坡度上也有不同。總體來(lái)說(shuō),坡度較小的耕地面積增加,坡度較大的耕地面積下降,其中,坡度≤2°的耕地增加和>15°~25°的耕地減少最為顯著。僅從坡度的這種變化上看,2009年(“二調(diào)”)的耕地質(zhì)量較1996年(“一調(diào)”)時(shí)有所改善,這主要得益于2000年以來(lái)實(shí)行的“退耕還林(草)”工程和農(nóng)業(yè)用地整理工程。

2.1.2 園地的時(shí)空變化。

園地面積呈大幅增長(zhǎng)趨勢(shì),增加了47.77%,除少數(shù)地區(qū)略有減少,全國(guó)大部分地區(qū)的園地面積都有不同程度的增加。從變化量來(lái)看,園地面積增加較多的區(qū)域首先是光熱資源較充沛的云南(103.91萬(wàn)hm2)和兩廣地區(qū)(128.76萬(wàn)hm2),其次為西北的新疆(46.63萬(wàn)hm2)、陜西(37.09萬(wàn)hm2)和華北的河北(33.05萬(wàn)hm2),面積減少較多的區(qū)域則主要有華東的山東(-28.61萬(wàn)hm2)、東北(-17.10萬(wàn)hm2)及華中的河南(-7.73萬(wàn)hm2),西藏的園地面積沒有發(fā)生變化。從動(dòng)態(tài)度來(lái)看(表1),變化較快的地區(qū)為新疆、廣西、云南、貴州、上海、寧夏、山西,變化較慢的地區(qū)是西藏、江蘇、安徽、浙江、青海。因此,我國(guó)園地表現(xiàn)為向西南、華南、西北擴(kuò)張,黃渤海地區(qū)面積縮減(圖1)。

2.1.3 林地的時(shí)空變化。

相比1996年,2009年我國(guó)林地面積增加了2 634.13萬(wàn)hm2,增幅為11.57%。面積增加較多的首先是以山地、高原和盆地為主的西南地區(qū),其中,西藏、四川、貴州和云南四省區(qū)的增加量占全國(guó)林地面積增加總量(除內(nèi)蒙古、海南)的36.66%,其次是植被覆蓋率較低的廣大西北地區(qū),其中,新疆、陜西、甘肅、青海的增加量分別為257.61萬(wàn)、183.29萬(wàn)、144.52萬(wàn)、110.86萬(wàn)hm2,此外,廣西(190.57萬(wàn)hm2)和山西(116.55萬(wàn)hm2)的增量也較大;僅有3個(gè)省的林地減少,其中,作為我國(guó)重要的木材生產(chǎn)基地,吉林的林地減少量最多,達(dá)33.35萬(wàn)hm2,其次是城市化進(jìn)程較快、經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速的廣東(-19.08萬(wàn)hm2)和江蘇(-5.58萬(wàn)hm2)。從動(dòng)態(tài)度上看(表1),我國(guó)林地變化最快的地區(qū)是上海,其變化率達(dá)1267.57%,寧夏、天津、青海、新疆、山西、甘肅、重慶、西藏、河南、河北等省區(qū)的變化也較快,變化較慢的地區(qū)則是福建、遼寧、江西、廣東、黑龍江、浙江、吉林、湖南。所以,我國(guó)林地總體表現(xiàn)為由東向西增量逐漸變大(圖1);以城市化進(jìn)程較快和植被稀少地區(qū)林地變動(dòng)較大。

2.1.4 草地的時(shí)空變化。

全國(guó)的草地面積增加了2 124.92萬(wàn)hm2,增長(zhǎng)率為7.99%。草地面積增加較多的是西南區(qū),其中,面積增加最多的是西藏,占全國(guó)草地面積增加總量(除內(nèi)蒙古、海南)的57.63%,云南(223.64萬(wàn)hm2)的增量也比較多,其次為華北的山西(326.88萬(wàn)hm2)、河北(20476萬(wàn)hm2)以及西北的青海(178.54萬(wàn)hm2)和甘肅(13021萬(wàn)hm2);面積減少較多的是四川(-151.90萬(wàn)hm2)、新疆(-145.95萬(wàn)hm2)、吉林(-38.30萬(wàn)hm2)、寧夏(-34.36萬(wàn)hm2),此外,由相關(guān)數(shù)據(jù)可以推斷,內(nèi)蒙古的草地面積銳減。從動(dòng)態(tài)度看(表1),變化較快的地區(qū)是福建、浙江、江西、河南、天津、北京、廣東、山東;變化較慢的地區(qū)為新疆、貴州、青海、陜西。因此,我國(guó)草地表現(xiàn)為整體由東向西增量逐漸變大,西南、西北增加量和減少量都很顯著,且整體增加(圖1);經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速、城市化進(jìn)程較快地區(qū)草地變動(dòng)較大。

2.1.5 城鎮(zhèn)村及工礦用地的時(shí)空變化。

全國(guó)的城鎮(zhèn)村及工礦用地大幅增長(zhǎng),增加了19.37%。除甘肅(-16.32萬(wàn)hm2)、青海(-2.68萬(wàn)hm2)、吉林(-0.23萬(wàn)hm2)外,其他各省區(qū)的城鎮(zhèn)村及工礦用地都有所增加,以城鎮(zhèn)化進(jìn)程較快的地區(qū)增加較多,其中,華東的江蘇、山東、浙江、安徽、江西五省增加總量為173.27萬(wàn)hm2,為全國(guó)總增加量的35.62%,河北(34.53萬(wàn)hm2)和廣東(33.26萬(wàn)hm2)的增加量也比較多。從動(dòng)態(tài)度來(lái)看(表1),變化最快的地區(qū)是西藏,變化率在150.00%以上,其次是浙江、江西、寧夏、福建、天津、云南、江蘇、廣西、上海,變化較慢的地區(qū)是吉林、黑龍江、內(nèi)蒙古、陜西、貴州、海南。因此,我國(guó)的城鎮(zhèn)村及工礦用地表現(xiàn)為整體增加,增加量由東部沿海向內(nèi)陸逐漸減少(圖1);以經(jīng)濟(jì)發(fā)展程度較高和經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)較薄弱地區(qū)變動(dòng)較大。

2.1.6 交通運(yùn)輸用地的時(shí)空變化。

全國(guó)的交通運(yùn)輸用地增加了247.43萬(wàn)hm2,增長(zhǎng)率為45.25%,且各省區(qū)均有不同程度的增長(zhǎng)。其中,增加較多的地區(qū)是內(nèi)蒙古(20.94萬(wàn)hm2)、新疆(17.44萬(wàn)hm2)、廣東(14.16萬(wàn)hm2)、江蘇(13.46萬(wàn)hm2)、廣西(12.97萬(wàn)hm2)、山東(12.76萬(wàn)hm2)、湖南(12.62萬(wàn)hm2)、黑龍江(12.05萬(wàn)hm2)、浙江(10.80萬(wàn)hm2)、遼寧(10.54萬(wàn)hm2)。從動(dòng)態(tài)度看(表1),變化較快的地區(qū)是西藏、上海、廣東、寧夏、浙江、海南、廣西、福建、湖南、新疆,而河南、重慶、四川、安徽的變化較慢。所以,我國(guó)的交通運(yùn)輸用地表現(xiàn)為南北激增,西南北部和西北南部緩慢增加(圖1);以邊疆和經(jīng)濟(jì)發(fā)展較快地區(qū)變動(dòng)較大。

2.1.7 水域及水利設(shè)施用地的時(shí)空變化。

從全國(guó)層面看,水域及水利設(shè)施用地略微增加,增長(zhǎng)率不到1.00%。全國(guó)僅有少部分地區(qū)的水域及水利設(shè)施用地增加,其中,增加最多的是西藏(133.46萬(wàn)hm2),其增加量占全國(guó)總增加量(除內(nèi)蒙古、海南)的54.43%,其次,西北的新疆(41.15萬(wàn)hm2)、甘肅(24.82萬(wàn)hm2)和華南的廣東(24.34萬(wàn)hm2)增加較多;減少較多的首先是水資源較短缺的青海(-34.09萬(wàn)hm2)、河北(-15.58萬(wàn)hm2)、河南(-15.47萬(wàn)hm2),其次是東北三?。?75.00萬(wàn)hm2)。從動(dòng)態(tài)度來(lái)看(表1),變化較快的地區(qū)是甘肅、吉林、貴州、西藏、山西、陜西、遼寧,變化較慢的是重慶、上海、江蘇、山東、福建。所以,我國(guó)的水域及水利設(shè)施用地主要表現(xiàn)為“西增東減”(圖1),以干旱少水、冰川融水豐富地區(qū)變動(dòng)較大。

2.1.8 其他土地的時(shí)空變化。

全國(guó)的其他土地減少了5 591.99萬(wàn)hm2,下降率為22.82%,除內(nèi)蒙古(1 234.81萬(wàn)hm2)、江蘇(1.32萬(wàn)hm2)和上海(0.40萬(wàn)hm2),各省區(qū)的其他土地面積都有不同程度的減少。由相關(guān)數(shù)據(jù)可知,內(nèi)蒙古其他土地的大量增加與其草地急劇退化有很大關(guān)系,而在面積減少的省區(qū)中,減少最多的是土地后備資源較多的西藏(-2 475.00萬(wàn)hm2),其下降量超過(guò)全國(guó)其他土地減少量的36.25%,同時(shí),云南(-474.76萬(wàn)hm2)、青海(-453.51萬(wàn)hm2)、山西(-424.36萬(wàn)hm2)、新疆(-342.01萬(wàn)hm2)、廣西(-336.36萬(wàn)hm2)、河北(-310.16萬(wàn)hm2)、黑龍江(-253.94萬(wàn)hm2)等省區(qū)減少量也較大。從動(dòng)態(tài)度來(lái)看(表1),變化較快的地區(qū)是上海、遼寧、湖北、北京、山西、天津、內(nèi)蒙古、江西,變化較慢的是新疆、甘肅、江蘇。所以,我國(guó)的其他土地表現(xiàn)為由東向西減少量逐漸增加(圖1),以經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速、城市化推進(jìn)速度較快及畜牧業(yè)較發(fā)達(dá)地區(qū)變化較快。

2.2 “一調(diào)”至“二調(diào)”期間我國(guó)土地利用結(jié)構(gòu)的變化及其空間差異

與“一調(diào)”時(shí)相比,“二調(diào)”時(shí)我國(guó)及各?。ú话▋?nèi)蒙古、海南)的土地利用結(jié)構(gòu)有了一定變化(表3),但土地利用結(jié)構(gòu)的總格局沒有發(fā)生質(zhì)的變化。就全國(guó)范圍來(lái)看,除水域及水利設(shè)施用地和其他土地以外,其他各類土地所占比例都有不同程度的增長(zhǎng),其中,變化較快的有其他土地、林地和草地(表1和表3)。在此期間,全國(guó)的信息熵上升了0.027 1,說(shuō)明相比“一調(diào)”時(shí),“二調(diào)”時(shí)我國(guó)土地利用類型的多樣性增加,各土地利用類型比例差距總體縮小,土地利用結(jié)構(gòu)的無(wú)序度增大(表4)。表明隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展,其他土地大幅度減少以及建設(shè)用地大幅增加。

各省的信息熵變化差異較大,在納入計(jì)算的29個(gè)省中,有14個(gè)省的信息熵上升,15個(gè)省的信息熵下降(表4)。在信息熵上升的地區(qū)中,變化較為顯著的地區(qū)是上海、寧夏和新疆,信息熵分別增加了0.260 8、0.159 7和0.157 6。上海的信息熵增加的原因主要是經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展和城市化快速推進(jìn),使得耕地大面積被占用,城鎮(zhèn)村及工礦用地、交通運(yùn)輸用地迅速擴(kuò)張;而草地的驟減和城鎮(zhèn)村及工礦用地、交通運(yùn)輸用地的增加是導(dǎo)致寧夏和新疆熵值增加的主要原因。在信息熵下降的省份中,遼寧(-0.111 0)、吉林(-0.111 4)、黑龍江(-0.104 5)、西藏(-0.152 8)和陜西(-0.111 2)的變化較大,耕地的迅速增加是東三省熵值下降的主要原因,西藏的熵值上升則主要是由于林草面積大幅增加所致,同時(shí),林地面積的擴(kuò)張也是陜西熵值增加的主要原因。從分布上來(lái)看,信息熵上升的地區(qū)主要是經(jīng)濟(jì)發(fā)展較快的東部沿海和生態(tài)環(huán)境脆弱的西北區(qū),信息熵收斂的地區(qū)則主要是耕地增加較快的東北和耕地、林地、草地增加較快的華中以及林、草地顯著增加的西南3個(gè)區(qū)。

我國(guó)的土地利用利用結(jié)構(gòu)信息熵呈現(xiàn)由東向西逐漸減少,也即土地利用系統(tǒng)的有序度由東向西增加。其中,信息熵最大的地區(qū)主要是經(jīng)濟(jì)和城鎮(zhèn)化發(fā)展較快的華北和華東,信息熵最小的地區(qū)則以經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)較薄弱、土地利用結(jié)構(gòu)較單一的西南和西北為主。對(duì)均衡度和優(yōu)勢(shì)度的分析也可以得出相似的結(jié)論(表4),全國(guó)的土地利用結(jié)構(gòu)均衡度基本呈現(xiàn)由東向西減少,優(yōu)勢(shì)度則相反,說(shuō)明東部地區(qū)土地利用率較高,土地利用結(jié)構(gòu)有序度較低,土地利用較為均衡,而西部地區(qū)林草面積比例較高,土地利用結(jié)構(gòu)較單一,土地利用結(jié)構(gòu)有序度較高。從均衡度的變化來(lái)看,均衡度上升的地區(qū)主要是華北、華東和西北,下降的地區(qū)主要是東北、華中和西南,優(yōu)勢(shì)度的變化與之相反,說(shuō)明華北、華東和西北地區(qū)的土地利用趨于均衡,有序度下降,而東北、華中和西南的土地利用結(jié)構(gòu)有序度上升。

3 討論與結(jié)論

(1)通過(guò)對(duì)變化量和變化率的分析,從全國(guó)尺度看,我國(guó)各土地利用類型都發(fā)生了不同程度的變化,除其他用地外,各類土地都有不同程度的增加。從量上看,變化量較大的地類為其他土地(-5 591.99萬(wàn)hm2)、林地(2 634.13萬(wàn)hm2)和草地(2 124.92萬(wàn)hm2);從變化程度看,變化較快的地類則是園地(47.77%)、交通運(yùn)輸用地(45.25%)和其他土地(-22.82%)。從省域尺度看,耕地總體表現(xiàn)為西進(jìn)北擴(kuò),沿海地區(qū)萎縮,變動(dòng)較大的區(qū)域主要是經(jīng)濟(jì)發(fā)展較快、農(nóng)業(yè)自然條件較差和耕地后備資源較多的地區(qū),且從各坡度耕地面積的變化來(lái)看,我國(guó)耕地質(zhì)量有所提升,然而,耕地的這種北移趨勢(shì)會(huì)造成北方地區(qū)水資源的壓力,加劇水資源的不協(xié)調(diào)性,從而影響耕地質(zhì)量;園地總體表現(xiàn)為向光熱資源較充足的西南、華南和日溫差較大的西北擴(kuò)張,黃渤海地區(qū)面積縮減,且以日溫差較大、山地高原為主和經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速的地區(qū)變動(dòng)較大,這一方面表現(xiàn)為區(qū)域土地及氣候資源特點(diǎn)與作物生長(zhǎng)相適應(yīng),另一方面表現(xiàn)為滿足城市人口日常需求的需要;林地表現(xiàn)為由東向西增量變大,城市化進(jìn)程較快和植被覆蓋率較低的地區(qū)變化率較高,這主要?dú)w因于我國(guó)各種防護(hù)林工程的建設(shè)和退耕還林政策的實(shí)施;草地由東向西增量變大,且量的變化主要集中在西南和西北兩區(qū),經(jīng)濟(jì)發(fā)展較快的地區(qū)變動(dòng)較顯著,這主要是由于西部地區(qū)有廣大區(qū)域適宜草地種植,而城市化快速推進(jìn)的東部地區(qū)可利用土地有限;城鎮(zhèn)村及工礦用地由東部沿海向內(nèi)陸增量逐漸減少,經(jīng)濟(jì)較發(fā)達(dá)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展基礎(chǔ)較薄弱的地區(qū)變化較大,這符合經(jīng)濟(jì)發(fā)展和城市化建設(shè)的特點(diǎn);交通運(yùn)輸用地的變化表現(xiàn)為南北激增,且邊疆和經(jīng)濟(jì)發(fā)展較快的地區(qū)變動(dòng)較快,這滿足了隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展帶來(lái)的各種物資和人員轉(zhuǎn)移溝通的需求;水域及水利設(shè)施用地“西增東減”,水資源較匱乏及冰川供水豐富的地區(qū)變動(dòng)較大,其中,“西增”主要集中在西藏,這主要是由于全球氣候變暖導(dǎo)致該地區(qū)冰川融水增加所致,而“東減”則主要是為了滿足城市發(fā)展的用地需求而導(dǎo)致大量水面被占;其他土地則表現(xiàn)為由東向西減少量增加,以經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度快和畜牧業(yè)較發(fā)達(dá)地區(qū)變化較快,量的變化特征主要是由于我國(guó)廣大西部地區(qū)土地后備資源豐富,1996—2009年對(duì)其進(jìn)行了大面積開發(fā)利用,而經(jīng)濟(jì)社會(huì)較發(fā)達(dá)的東部地區(qū)土地利用率較高,可開發(fā)利用的土地有限。

(2)通過(guò)對(duì)全國(guó)29個(gè)省的土地利用結(jié)構(gòu)信息熵進(jìn)行分析,信息熵上升和下降的省份幾乎各占一半,熵值上升的地區(qū)主要在東部沿海,而內(nèi)陸地區(qū)的熵值總體下降。信息熵變動(dòng)較大的省份主要在華東、西北、西南和東北,這此地區(qū)信息熵的變動(dòng)主要與城鎮(zhèn)村及工礦用地、交通運(yùn)輸用地、耕地、林地和草地的變化有關(guān),耕地、草地下降較快以及城鎮(zhèn)村及工礦用地、交通運(yùn)輸用地增加較快的地區(qū)信息熵上升,土地利用結(jié)構(gòu)有序度下降,耕地、林地和草地增加較快的地區(qū)信息熵下降,土地利用結(jié)構(gòu)有序度上升。從空間分布來(lái)看,全國(guó)的土地利用結(jié)構(gòu)信息熵和均衡度均呈現(xiàn)整體由東向西減少,東部地區(qū)土地利用結(jié)構(gòu)較為均衡,土地利用結(jié)構(gòu)有序度由東向西逐漸上升。因此,在今后的發(fā)展過(guò)程中,各省特別是東部沿海地區(qū)應(yīng)妥善處理好經(jīng)濟(jì)發(fā)展和土地利用之間的關(guān)系,合理配置土地資源,優(yōu)化各類土地利用數(shù)量及空間布局,從而實(shí)現(xiàn)土地資源的合理有序利用。

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