近20年苏锡常地区土地利用格局变化及其驱动因素分析
- 格式:pdf
- 大小:400.46 KB
- 文档页数:9
29卷第4期2007年7月资 源 科 学RESOURCESSCIENCEVol.29,No.4Jul.,2007
文章编号:1007-7588(2007)04-0061-09
收稿日期:2006-10-19;修订日期:2006-12-04
基金项目:国家自然科学基金项目(编号:40371106、70341021);江苏省自然科学基金(编号:BK2005080)。作者简介:张健,男,安徽滁州人,博士生,主要从事土地资源管理等相关领域研究。E2mail:zhangjian5578@163.com
近20年苏锡常地区土地利用格局变化及其驱动因素分析
张 健,陈 凤,濮励杰,韩书成,叶 浩,彭补拙(南京大学地理与海洋科学学院,南京 210093) 摘 要:土地利用变化是全球生态环境变化研究的重要组成部分。苏锡常地区作为我国传统的人口密集区和土地高度集约化利用区,土地利用历史悠久。1980年以来,苏锡常地区社会经济发生了巨大变化,从而引起土地利用Π土地覆盖格局的相应变化。本文利用1980年、1995年和2000年的LandsatTM数据对苏锡常地区的土地利用情况进行测量,取得研究区土地利用变化的转移矩阵,据此对苏锡常地区1980年~2000年的土地利用变化情况进行分析,揭示土地利用变化的驱动因素,以得到耕地、林地、草地、建设用地、水域和未利用地变化的驱动因子,为协调土地资源与社会经济发展的关系、制定合理的土地资源利用体系、促进土地资源和社会经济的可持续发展提供依据。研究表明:1980年~2000年苏锡常地区土地利用变化的驱动因素受人文因素和自然因素的共同影响,但主要是受社会经济政策因素影响,自然因素具有相对稳定性。 关键词:土地利用变化;驱动因素;苏锡常地区;对策建议
土地利用与土地覆被变化是当前全球变化研究的热点问题之一[1],也是人类活动对自然环境施加影响的显著表现形式。近20年苏锡常地区作为我国经济快速发达地区,随着工业化、城镇化的不断发展及人口的快速增长,人地矛盾、人与空间的不协调状态日益严重,在经济高速发展的同时,也给生态环境带来了一定的负面影响[2~5]。客观把握苏锡常地区土地利用变化的时空过程,弄清驱动这一过程的关键因素及其作用方式[6],掌握通过土地利用调整人地关系的有效途径[7],是进一步保护性开发利用土地资源、改善区域生态环境、促进区域社会经济可持续发展战略顺利实施的重要决策基础[8~10]。随着卫星遥感技术和空间信息系统技术的应用[11],地学界对地球陆地表面的空间特征和现代过程研究[12]由于完整数据支持而进入定量化研究阶段。1 研究区域概况苏锡常地区位于江苏省东南部,长江三角洲腹心地带,地处119°08′~121°15′E,30°46′~32°04′N之间,面积1176×104km2,人口13158×106人,地区生产总值9511191×108元。研究区属北亚热带季风气候,年均降水109214mm。年均气温1513℃,最冷的一月平均气温为212℃,最热的七月和八月平均气温为2719℃,极端高温3914℃,极端低温-17℃。区域内热量较丰富,境内历年日平均温度稳定通过≥10℃的积温为490519℃,初终间日数为22814天,
稳定通过≥5℃的积温为530215℃,初终间日数为27217天。苏锡常地区属于长江冲积平原,区域内地势平坦,海拔高程2m~5m,局部地区为负值,地形总体上呈西高东低,微向东南倾斜,一般平面高程(黄海高程系):2m~4m、高田4m~6m、山丘100m~300m、圩荡田在2m以下。地貌类型属于流水地貌。苏锡常地区属于长江流域体系,境内河流众多,河道交错,
湖塘星罗棋布,水资源总量75102×10
8m2
,其中地表
水资源总量59117×10
8m2
,地下水资源总量22177×
108m2。受长江泛滥影响,在湖相沉积物上覆盖着河
流冲积物,质地为重壤,多含粉沙,主要土壤类型有水稻土、沼泽土、潮土和黄棕壤等[13]。因地势低洼,
且地下水位偏高,土壤渍害严重,易受洪涝威胁。2 数据来源及研究方法1980年、1995年和2000年土地利用数据是根据苏锡常地区1980年、1995年和2000年的1∶315万LandsatTM数据转绘成1∶5万土地利用现状图,依据《全国土地利用现状调查技术规程》规定的土地利用分类系统,在MapGIS软件中完成地图的数字化并建立空间数据的拓扑关系,获取研究区域1980年、1995年和2000年土地利用空间与属性数据,最后转换成统一的坐标系统和投影系统,利用Mapinfo、Arcview和Arcgis完成空间分析。在GIS技术支持下,对苏锡常地区1980年、1995年和2000年土地利用现状图进行叠加分析,得到土地利用类型的转移矩阵,根据土地利用现状图和土地利用转移矩阵分析区域土地利用变化过程,结合区域自然因素和社会、经济等人文因素,通过SPSS软件分析研究20年来苏锡常地区土地利用变化的驱动因素。3 区域土地利用变化情况分析311 土地利用面积变化动态分析利用GIS技术获得苏锡常地区土地利用变化结果表明(表1),1980年~2000年研究区域草地、水域、城镇用地、农村居民点、其他建设用地和未利用地面积有不同程度的增加,而水田、旱地、林地面积则有不同程度的减少,说明1980年~2000年苏锡常地区土地利用面积有很大范围的变动。312 土地利用变化速度分析通过各土地利用类型变化计算结果(表2),1980年~1995年水田、旱地和林地面积减少,其中旱地面积的减少速度最快,年均递减率达到1120%;其次是水田面积,年均递减率为0142%;城镇用地、其他建设用地、农村居民点、未利用地、水域和草地面积则有所增加,尤其以城镇建设用地面积增加最快,年均增长率达到3187%,农村居民点和其他建设用地面积的年均增长速度也都在2%以上,说明15年来,该区域的城市建设发展很快。1995年~2000年与前15年不同的是:其他建设用地面积的年均增长率达到10143%;林地面积则出现较大幅度减少,年均递减率达到0143%;旱地面积的减少速率开始降低;水田面积的减少速率开始增加;草地面积的年均增长速率也由原来的0101%
增长到0132%。相同之处是:城镇用地和农村居民点面积仍保持较高的增长率,说明城市用地扩张仍然迅猛,园林绿化和草坪面积有了一定程度提高。313 土地利用结构变化分析土地利用结构变化可以反映出土地使用变化趋势。2000年苏锡常地区水田面积、旱地面积、草地面积、林地面积、水域面积、城镇用地面积、农村居民点面积、其他建设用地面积、未利用地面积比值为50104∶5121∶5135∶0124∶25190∶5164∶7113∶0145∶0104。未利用地面积虽有所增加,但总量仍很少,仅占土地总面积的0140%,说明苏锡常地区后备土地
表1 1980年~2000年苏锡常地区土地利用数量变化Table1 Differentlandusingquantitychangefrom1980to2000inSXCregion(km2)
土地利用类型水田旱地林地草地水域城镇用地农村居民点其他建设用地未利用地1980年面积968316511391639661824213044721645041237751903117861791995年面积908917795110896419342127453413989017810941894817561882000年面积881916291711594217842195456319899315412561458010671211980年~1995年土地利用变化-593188-188155-1189-0103611753861553181991619701101995年~2000年土地利用变化-270115-33193-22115016829159102176161156311310133 注:“-”表示减少,以下同。表2 1980年~2000年苏锡常地区不同土地利用类型变化情况Table2 Differentlandusingtypechangefrom1980to2000inSXCregion(%)
土地利用类型水田旱地林地草地水域城镇用地农村居民点其他建设用地未利用地1980年~1995年变化率-0141-1110-01010100010951112174315601101995年~2000年变化率-0159-0171-014601320113213121951218501951980年~1995年变化率-0142-1120-01010100010931872132218901101995年~2000年变化率-0160-0172-01460132011321212179101430193 注:(1)年变化率的计算公式为:K=(St-So)ΠSot,其中,St和So分别表示末期和基期的各种土地利用类型的面积;t为测评期间隔年份;
(2)年增长率的计算公式为:V=(StΠSo)1Πt
-1,其中,S
t、So
和T的含义同上。
26资 源 科 学29卷第4期资源严重不足。土地利用结构变动速度指标用来考察某个时期内土地利用类型变动的速度[14]。计算公式如下:
k=∑n
i=1|qit-qi0|
t式中:k表示结构变动速度;q
it和qi0表示期末和基
期的i类土地在土地利用中的比重,t为测评期时间间隔年份。利用土地利用结构数据(表3),对苏锡常地区土地利用结构变动速度进行量化分析(图1)。结果表明:1980年~1995年苏锡常地区土地利用结构变动为0159;1995年~2000年土地利用结构变动速率增加为0174,两个时期土地利用结构变化有一定的差别。表3 不同年份的苏锡常地区土地利用结构变化情况Table3 ChangeoflandusestructureindifferentyearsinSXCregion(%)
土地利用类型水田旱地林地草地水域城镇用地农村居民点其他建设用地未利用地
1980年结构541956147514901242513821864140011801041995年结构511585140514801242517351056121012801042000年结构501045121513501242519051647113014501044 土地利用变化转移矩阵根据转移矩阵求出1980年~1995年不同土地利用类型之间的相互转化率,得到土地利用转移矩阵(表4)。15年间土地利用类型的变化中,水田和旱地被大幅占用,减少量分别占土地减少总量的75117%和23161%。区域内土地利用率与熟化程度非常高,后备资源很少,未利用地的可利用率低,对区域土地利用贡献率基本为0。导致区域土地利用结构发生变化的主要原因是城市化和工业化,15年来建设用地增加了386161km