土地利用时空变化特征及驱动力分析
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江西农业学报2010,22(9):136~139A c t a A g r i e uhu r ae J i angxi成宁市耕地时空演变及变化驱动力研究何国松,张威,段成诚(咸宁学院资源与环境科学学院,湖北成宁437100)摘要:耕地的变化是国内外研究的热点与焦点,其数量的多少和质量的好坏关系到一个国家的粮食安全、经济发展和社会进步等各个方面。
该文以成宁市为例,利用耕地数量变化的时间序列模型、动态度模型和垦殖指数变化模型,对耕地的时空演变特征进行定量研究,并应用相关分析法、主成分分析法及回归分析法对耕地演变及驱动力进行分析,得出研究结论,并针对不同的驱动力因子提出相应的对策建议:关键词:耕地;驱动力因子;时空演变中图分类号:1:301文献标识码:A文章编号:1001—8581(2010)09—0136—04St udy on Spa t i al and T em por al Evol ut i on of C ul t i vat e dL a nd and I t s D r i vi ng For ce i n X i anni ngH E G uo—s ong,Z H A N G W ei,D U A N C he ng—e he ng(Sch ool of R e sour ces a nd E nv i r on m ent S c i enc e,X i an ni ng U ni ve r si t y,X i an ni ng437100,Chi na)A b st r act:T a ki n g X i a nni ng c i t y as an exam pl e,t h i s pa per quant i tat i vel y s t udi ed t he s p a t ia l a nd t em p or al evol ut i on charact er is t i cs of cult i vated l and by usi n g t he t i m e s er i es m o del,dy nam i c degr ee m od el a nd cult i vat i on i ndex cha nge m ode l of t he cult i vated l and ar e—a,an d t he dr i vi ng f or ce of cult i vated l and evolut i on W a S anal yzed by m e ans of corr el at i on anal ys is,pr i nci pal c om pone nt anal y s i s and r eg r es s ive anal ysi s.T he r esul t s show ed t ha t t he t o t al cult i vated l and ar ea i n X i a nni ng ci t y w a s dec r easi ng,c hangi ng shar pl y i n t he no dheas t a nd w ea kl y i n t he sou t h.The dr i vi ng f ac t o r s of t he chan ges i ncl u ded t he ec ono m i c devel op m ent,i nt er na l s t r uc t ur e adj ust m ent of agr icul t ur e,t he i ncreas e of popul at i on and ur ba ni zat i o n.B ased on t he ab ove r esul t s,t hi s pa per pr opo sed cor r espo ndi ng counter-m e asur e s and s u gges t ions.K e y w o r ds:C ul t i v at ed l an d;D r i vi ng f or ce;Sp ace—t i m e evol ut i on耕地资源对于我国实施可持续发展战略具有至关重要的作用。
专题22 城乡土地利用及其演变的题型分析城乡土地利用是人类对土地自然属性的利用方式和目的意图,是一种动态过程。
经济增长、农村人口向城市迁移、土地利用管理政策和生态保护修复工程(如退耕还林工程)的变化以及气候变暖都推动了中国土地利用变化,但主要驱动力取决于土地利用类型及其地理位置;人口增长和经济发展是耕地向建成区转化的主要因素,而地形、坡度等地理环境的差异是耕地向森林和草原转化的主要驱动因素;以气温和降水增加为特征的气候变暖是东北和西北地区贫瘠草原和荒地转为耕地的主要驱动力。
一、乡村土地利用及变化土地利用结构反映了一个国家或地区土地资源的可利用和已利用的程度及开发利用潜力。
乡村地区的土地利用,虽以农林渔牧用地即广义的农用地为主体,但其他形式的用地亦占一定的比重,包括住宅用地、商服用地、工矿仓储用地、未利用地等。
乡村土地利用受人口迁移、城镇化及乡村振兴政策等的影响,土地利用形式发生改变。
1.人口外迁,导致农村劳动力减少,撂荒地增加,引发农业经营的新模式,如土地流转;2.城市化推进,交通、住宅等对耕地的占用等;人口的迁移变化会影响城市郊区化速度、土地开发状况、房地产发展状况;3.乡村引进工业,工业用地增加,农业用地减少,用地结构发生变化;4.退耕还林、农业保护政策等都会对农村土地利用方式产生影响1.(2022·山东·高考真题)阅读图文资料,完成下列要求。
宋代以来,珠江三角洲某地的人们通过沿江沿海筑堤、修坝、淤地等一系列人工活动围垦田地。
堤围始建于宋代,初次合围(环绕围垦田地的外堤合拢)于明初,兴盛于清中叶。
下图示意该地不同时期的围垦景观。
(1)宋元时期,当地乡民沿水而居,居民点呈散点状分布。
分析居民点呈散点状分布的主要自然原因。
【答案】(1)地势低洼,河网密布,可利用的土地块小而分散。
【解读】(1)由图及材料可以推断,珠江三角洲位于河流入海口,地势低洼,河流多分叉,该地位于季风气候区,降水多,河网密布,使得能用来耕种利用的土地面积小而且分散。
咸宁市茶园面积三十年时空变化及驱动力分析摘要:通过对咸宁市1977~2007年的茶园面积变化数据收集,利用动态度模型、时间序列模型对茶园面积时空变化进行分析,利用相关分析等分析方法,从经济、技术、政策等方面分析了咸宁市茶园面积时空变化的主要驱动力。结果表明,咸宁市茶园面积总体上呈现萎缩趋势。在空间上,咸安区和崇阳县茶园面积萎缩最快,通山次之;嘉鱼、赤壁市和通城县的茶园面积变化相对较慢,嘉鱼县反而略有上升。影响咸宁市茶园面积变化驱动力因子主要包括经济因素、技术因素和政策因素,其中茶园经济效益低、茶叶内部结构不合理、深加工技术差等起主要驱动作用。在此基础上提出了发展咸宁市茶产业的政策建议。关键词:茶园面积;驱动力;咸宁市Analysis on Spatial—temporal Change and Driving Force of Tea Area in Xianning CityAbstract: This paper analyzes the spatial—temporal changes of the tea area in Xianning City from 1997 to 2007 by the dynamic models and time series models. The data showed that the main motivation of spatial-temporal change recognized through correlation analysis were economic, technology and policy. On the basis of it, the suggestion about developing tea industry in Xianning was proposed.Key words: tea area; driving force; Xianning city咸宁市是茶叶之乡,茶叶在咸宁市农业经济中占有重要的位置,但近年来咸宁市茶产业发展动力不足,没有形成大规模的农业产业,尽管茶叶品种很多,却并没有打造出一个具有相当影响力的咸宁特色品牌,与湖北其他重要茶叶基地相比,其竞争力、茶园面积、茶叶技术等都有一定程度的下降。因此,借鉴土地利用变化的一些方法[1-3],对咸宁市30年茶园面积的时空变化进行分析,找出咸宁市茶园面积变化的主要驱动力因子,旨在为研究咸宁市茶产业发展提供借鉴,为探索咸宁市的特色经济发展道路提供参考。1研究区域概况咸宁市位于湖北省南部,地跨东经113°32′~114°58′,北纬29°02′~29°19′,有“湖北南大门”之称. 现辖一市一区四县,2008年总人口286.1万人,生产总值达到359.19亿元,人均生产总值达到14 299元。咸宁市地势南高北低,由幕阜山脉向长江沿岸呈波状递减,即由中山、低山、丘陵过渡到临江滨湖平原。咸宁市地处中纬度地带,四季分明。
第29卷第6期2008年12月衡阳师范学院学报Jo ur nal of Hengya ng Normal Univer sity No.6Vol.29Dec .2008城市化背景下的衡阳市土地利用变化及其驱动力分析田亚平,王 鹏,李 倩,黄 娜(衡阳师范学院资源环境与旅游管理系,湖南衡阳 421008)摘 要:在概述衡阳市城市化过程基础上,文章进行了衡阳市土地利用变化及其驱动力分析。
分析结果显示衡阳市自1994年到2007年土地利用变动的总体方向是耕地和未利用地向林地、园地和建设用地转化,区域土地利用变化的强度呈现出阶段性和波动性特征,且地区差异性大。
作者选取了10个有关城市化驱动因素变量,构建了土地利用变化的驱动机制模型,模型显示衡阳市土地利用变化的主要驱动因素是经济、人口的增长和城市化水平的提高。
关键词:城市化;土地利用变化;驱动力中图分类号:F30112文献标识码:A文章编号:1673—0313(2008)06—0096—05 作为自然和人文过程交叉最为密切的问题,土地利用/覆被变化研究是当前全球变化研究的热点之一,而有关土地利用/覆被变化驱动力的研究是其核心研究问题[1]。
由于在不同的时空尺度、不同自然和社会经济条件下的研究区域,其土地利用变化的驱动力或其侧重点不同,其驱动机制也是不同的[223],通过一些典型区域、特定时期的土地利用变化驱动机制的案例研究,对于更好地理解区域土地利用变化的机制和原因,测度现有及未来土地利用变化的速率、过程和地点,支持政府相关决策的制定与实施,促使区域土地利用变化向有利于人类的方向发展等有着重要的现实意义。
本文以湖南省衡阳市为研究区域,选择1993—2007年为研究时段,对该市城市化背景下土地利用变化的驱动力进行了分析和模拟,旨在为该市土地利用结构调整、土地利用总体规划等土地管理工作提供理论依据。
1 衡阳市区域概况与城市化发展1.1 区域概况衡阳市位于湖南省中南部、湘江中游,界于东经111°32′16″—113°16′32″和北纬26°07′05″—27°28′24″之间,南北长150km 2,东西宽173km 2。
智能规划NO.12 202352智能城市 INTELLIGENT CITY基于PLUS模型的耕地时空演变及驱动因素分析韩丹燕1 樊童生2(1.广西致达远土地规划设计有限公司,广西 南宁 530201;2.南宁师范大学,广西 南宁 530001)摘要:文章运用土地利用转移矩阵、标准差椭圆、核密度和景观格局指数,对南宁市2000—2020年耕地的时空演变特征进行探讨,运用PLUS模型对耕地时空演变驱动因素进行探测。
结果显示,2000—2020年南宁市耕地面积呈持续减少状态;耕地转型呈现一转多的特点,主要转向建设用地和林地;耕地重心呈现先向东南迁移再向东北迁回的特征;耕地空间呈现中部密度高、北部及南部密度低的集聚分布;地的数量和斑块密度呈先减后增的趋势,斑块整体聚集度较高;耕地时空演变是社会经济和自然环境因素共同作用的结果,交通区位和气温主导耕地的演变。
关键词:土地利用变化;PLUS模型;耕地;空间特征;驱动因素中图分类号:P208 文献标识码:A 文章编号:2096-1936(2023)12-0052-03DOI :10.19301/ki.zncs.2023.12.015PLUS模型为探究耕地时空演变的驱动因素提供了有效工具,可以呈现各类驱动因子对耕地时空演变影响的贡献程度[1-2]。
目前对于南宁市耕地时空演变特征及其驱动因素相关的研究较少,探讨南宁市耕地的时空演变特征及其驱动因素对区域耕地资源的可持续发展和保障粮食安全有着重要意义。
1 数据处理借助ArcGIS 10.8软件将人口、GDP及土壤类型空间分布数据的空间分辨率重采样至30 m ,与土地利用数据一致;借助ArcGIS 10.8软件进行欧氏距离分析,得到距离空间分布数据,分辨率为30 m ;借助ArcGIS 10.8软件对DEM进行坡度分析,得到坡度空间分布数据,分辨率为30 m ;借助ArcGIS 10.8软件对年平均气温和年平均降水量数据进行克里金插值,得到年平均气温和年平均降水量数据的空间分布数据,分辨率为30 m 。
土地利用时空变化特征及驱动力分析 摘要:基于1997-2010年土地利用变化数据,从土地利用类型的数量变化、土地利用程度的变化、土地利用的动态度、土地利用的经济效益变化等方面,对重庆市土地利用时空特征进行分析,从经济和社会两个方面定性分析了影响土地利用变化的人文驱动因素,主要包括经济利益、经济发展水平、产业结构、宏观政策、人口因素、交通因素等。结合1997-2010年重庆市相关数据,从定量角度分析表明,人口驱动因子和经济发展驱动因子是影响重庆市耕地面积变化的主要驱动因子。结合重庆实际,提出了大力发展外向型农业和“三高”农业既有利于经济社会发展,又能保护耕地和保障粮食安全的政策措施。
关键词:土地利用;一圈两翼;主成分分析;重庆市
重庆地处长江上游,目前正处于经济社会发展和城市化进程的加速时期,也处于全国统筹城乡配套改革试验区建设的关键时期与重点突破阶段,如何协调好建设、发展和吃饭的问题就成为了一个急需解决的问题。以往对重庆市土地利用变化分析只见于局部地区和小流域[1-5],关于全市土地利用变化的研究也仅限于少数文献[6-9]。
本研究基于第二次土地调查数据,通过对相关文献阅读[10-15],从多个角度更加详细地分析了重庆市1997-2010年这14年的土地利用变化,揭示其时空变化特征,并对影响土地利用变化的驱动机制进行分析,以期更加合理高效地配置土地资源,正确处理重庆经济社会发展与耕地资源保护、保障粮食安全提供理论依据。
1 重庆市土地利用时空变化特征 1.1 土地利用类型的数量变化 1997年直辖以来,重庆市土地利用格局迅速变化。①耕地面积1997-2010年逐年减少,每年平均减少7 031.46 hm2。耕地的占用主要是人们追求经济利益和人口增多、大力发展城镇经济产业、旅游业等政策的结果及重庆市直辖后城市化建设,由1997-2010年建设用地审批情况来看,每年建设用地均占用较大面积的耕地。②1997-2010年园地、林地面积呈逐年增加的态势。园地年均增加7 855.03 hm2,林地年均增加58 165.25 hm2。主要由于退耕还林、还园的政策及经济利益的驱动:一是脆弱的生态环境和三峡库区生态保护,实施森林工程和库周绿化带工程建设等改善生态环境;二是在市场经济条件下,园地的经济效益远p 1.2 土地利用程度的变化
区域土地利用程度变化是多种土地利用类型变化的综合结果,可以用土地利用程度综合指数来表征某一区域的土地利用程度,土地利用程度变化值可以表达为: ΔIb-a=Ib-Ia=■Ai×Cib-■Ai×Cia (1) R=■ (2) 式中,Ib、Ia分别为b时间和a时间的研究区域的土地利用程度综合指数;Ai为第i级土地利用程度分级指数;Cib、Cia分别为时间b和时间a第i等级的土地利用程度面积比;R为某研究区域土地利用程度变化率。如ΔIb-a为正值,则该区域土地利用处于发展期,否则处于衰退期,但ΔIb-a的大小并不反映生态环境的好坏。
根据土地利用程度变化的计算模型,计算各区县土地利用程度的演变情况(图1)。全市的土地利用程度总体上处于发展期。其中大渡口区、江北区土地利用程度的变化值较大,说明土地利用的强度增加很快,而土地利用程度变化值小于0的则因退耕还林以及三峡工程建设等原因导致土地利用处于衰退期,反映了该区域生态环境趋于优良。
1.3 土地利用的动态度 土地利用动态度能定量描述土地利用的变化速度。利用单一土地利用类型动态度可真实表达区域一定时间范围内土地利用类型的数量变化情况。其表达式为:
K=■×■×100% (3) 式中:K为研究时段内某一土地利用类型动态度;Ua、Ub分别为研究初期和末期某一土地利用类型的数量;T为研究时段长,当T的单位为年时,K值就是该研究区内某种土地利用类型年变化率。
运用上述公式计算得出1997-2010年重庆市各区县单一土地利用动态度指数,结果表明全市其他土地减少变化度最大,其次是草地、耕地;全市园地增加变化速度最快,林地、城镇村及工矿用地、交通运输用地次之(图2)。
1.4 土地利用的经济效益变化 重庆市直辖以来,尤其是定位统筹城乡改革试验区以来,全市土地利用的总体效益日益凸显。1997年重庆市地均GDP为15 189.75元/hm2,到2010年增长到96 214.5元/hm2;地均第二产业产值1997年为6 657.15元/hm2,2010年达到52 918.65元/hm2;地均第三产业产值净增加了30 094.95元/hm2;地均固定资产投资净增加了79 740.30元/hm2,增长幅度最大(图3),说明固定资产投资对主城区的经济发展起着重要的作用。
2 重庆市土地利用变化驱动力分析 2.1 经济因素 2.1.1 经济利益 从经济学角度分析,人们在投资决策时,往往把资金投放到经济效益好的产业或行业中,而在确定土地利用方向时也必然考虑这一因素,往往受到不同用途土地的比较利益影响。经济效益较低的耕地调整为经济效益较高的园地、林地或养殖业用地,种植经济果树、花卉或挖塘养鱼。1997-2010年全市农业生产结构调整约占用耕地达65 955 hm2。通过比较经济效益,农业年产值提高了68.87%,农民人均年收入由1 965.00元/年提高到5 276.66元/年。因此,受比较经济利益的影响,重庆市园地面积逐年增加。2.1.2 经济发展水平 经济发展水平决定了人们转化土地利用类型的能力,而土地利用方式和水平的调整也会伴随着经济社会发展而变化。自1997年直辖以来,重庆一直保持着较快的经济发展速度,GDP年均增长率达14.89%。全市经济发展水平的突飞猛进、人民收入水平的提高,势必影响土地利用的变化,促使各种非农建设用地的需求增加。
2.1.3 产业结构 产业结构的变化可引起土地资源在产业部门中的重新分配,导致土地利用结构的变化。重庆市产业结构总的趋势是第一产业比重逐年下降,由1997年的24.47%下降到2010年的8.65%,第二产业和第三产业比重逐年上升,分别由1997年的43.58%和31.95%上升到2010年的55.00%和36.35%,处于工业化加速发展阶段,在今后一段时期内,土地利用结构将随工业的发展而发生变化,土地利用会呈现农用地减少,非农建设用地增加的趋势。
2.2 社会因素 2.2.1 宏观政策因素 短期内土地利用变化的主要动因来自人类,尤其是土地管理政策的变化。土地利用政策在很大程度上决定区域土地利用的变化趋势。政府鼓励种植经济作物,农业结构调整,推动园地面积增长;经济发展规划和招商引资的优惠政策促使工业园区用地面积增长;大量资本进入推动了城市的发展和扩张,特别是重庆市确定为统筹城乡改革试验区以来,城镇化速度加快,基础设施不断完善;三峡水库蓄水,淹没农田、村庄,以及与三峡工程相应的生态环境治理工程的建设,导致水域及水利设施用地和林地的增加。
2.2.2 人口因素 人口因素是短期内影响土地利用变化的主要因素之一,也是土地利用变化最具活力的驱动因素。人类通过改变土地利用类型和结构,增强对土地的干预程度,来满足人类对生存发展的需要。1997-2010年,重庆市人口从3 044.90万人增加到3 303.45万人,增加了258.55万人;非农业人口则由594.58万人增加到1 107.00万人,增加了512.42万人。人口的增加必然会对粮食、住房及公共设施的需求增大,导致城镇扩张,耕地减少。
2.2.3 交通因素 交通条件的变化对土地利用的转变有相当大的影响,农田转化为城镇用地的强度与其到交通干线的距离有密切的关系。重庆市交通成了以公路和铁路为主骨架、农村公路、港口群建设为重点,统筹考虑并有机衔接各种交通基础设施建设,基本建成长江上游交通枢纽,实施“6小时重庆”公路工程,建成“二环八射”高速公路;构建承东启西、沟通南北的重要铁路枢纽;以长江、乌江和嘉陵江“一干两支”高等级航道、重庆主城、涪陵、万州三大枢纽港区以及江津等5个重点港区的建设为重点,基本建成长江上游航运中心;建成黔江舟白机场,形成一大两小机场格局,创造条件适时建设旅游金三角支线机场。优越交通条件不仅影响了重庆市各区县经济,而且引起该区域土地利用结构产生较大变化。
3 土地变化驱动力计量分析 从重庆市1997-2010年土地利用动态变化可以看出,耕地变化是该区土地利用变化的核心类型,减少的去向主要为园地、林地、建设用地。选择重庆市耕地面积变化进行社会驱动力定量分析,运用主成分分析法,希望有利于了解耕地面积变化的社会驱动机制,从而有针对性地制定与实施保护耕地的对策。
根据主导性、数据可获取性等原则,选取GDP(亿元)X1、人均GDP(元)X2、城市建设征用土地面积(km2)X3、非农业人口数(万人)X4、建成区面积(km2)X5、农业机械总动力(万kW)X6、农业总产值(万元)X7、农用化肥施用量(万t)X8、总人口数(万人)X9、第一产业占GDP的比重(%)X10、第二产业占GDP比重(%)X11、第三产业占GDP的比重(%)X12、粮食播种面积(hm2)X13共计13个影响粮食耕地面积的指标进行耕地面积变化驱动力分析。
以1997-2010年数据为样本,运用SPSS软件进行主成分分析,得到各个成分的特征值、贡献率及累计贡献率和主成分载荷矩阵。根据重庆实际,对这些因子进行分析归类,可将13个因子分为四类,分别是经济发展水平驱动因子(X1、X2、X10、X11、X12)、人口驱动因子(X4、X9)、农业科技驱动因子(X6、X7、X8、X13)和政策驱动因子(X3、X5)。从特征值与特征贡献率(表1)和主成分载荷(表2)可以看出,第一、第二主成分累计贡献率分别达到了77.783%、94.579%,确定主成分为2个。每个主成分在主成分载荷上载荷表现不同,第一主成分在X1、X2、X3、X4、X5、X6、X7、X8、X10、X11、X13上具有较大的载荷,第二主成分在X9、X12具有较大的载荷。由此可见,人口驱动因子和经济发展驱动因子是影响重庆市耕地面积变化的主要驱动因子。
4 小结与讨论 重庆市作为全国统筹城乡配套改革试验区,驱动重庆市土地利用变化的主要因素是经济利益、经济发展水平、产业结构、宏观政策、人口因素、交通因素;从重庆市土地利用驱动力进行分析发现,人口驱动因子和经济发展驱动因子是影响重庆市耕地面积变化的主要驱动因子。为此在未来一段时间内重庆市应该根据实际制定出既有利经济社会发展,又能保护耕地和保障粮食安全的措施,即在发展地区经济的同时, 特别要在土地利用结构和布局方面充分结合地区实际,大力发展外向型农业和“三高”农业来引导农地规模化经营,大力发展轻工业、生态旅游业和建设生态城市来引导重庆市土地利用朝着更加合理、高效、节约资源的方向发展。