時間:2019年08月30日 分類:推薦論文 次數(shù):
摘要:吉林西部是國家重要的商品糧生產(chǎn)基地,保證耕地數(shù)量及質(zhì)量是保障糧食生產(chǎn)安全的重要基礎(chǔ)。而在新型城鎮(zhèn)化背景下,吉林西部對建設(shè)用地的需求大幅增加。為同時保證糧食生產(chǎn)安全和城鎮(zhèn)化建設(shè),合理利用土地資源,有必要研究其土地利用轉(zhuǎn)型機制。
筆者借助ArcGIS平臺,SPSS軟件、Fragstats軟件,采用邏輯回歸、線性回歸等數(shù)理統(tǒng)計方法研究1995—2015年間吉林西部土地利用轉(zhuǎn)型機制,研究表明:1995—2000年、2005—2015年以退耕還草(20.1%和7.4%)、還林(4.25%和9.25%)為主,景觀破碎化加劇,交通條件為主要影響因素;2000—2005年以開墾草地(20.32%)、林地(7.29%)為耕地以及開發(fā)未利用地為主,景觀破碎化程度減弱,土地利用變化與農(nóng)民人均純收入和交通條件密切相關(guān),1995—2015年間的耕地轉(zhuǎn)建設(shè)用地均與城鎮(zhèn)化水平和交通條件顯著相關(guān)。
關(guān)鍵詞:土地利用轉(zhuǎn)型;轉(zhuǎn)型機制;驅(qū)動機制;吉林西部
0引言
中國正處于經(jīng)濟高速發(fā)展、人口壓力劇增的時期,土地利用在深度與廣度上均發(fā)生著顯著轉(zhuǎn)型[1]。土地利用轉(zhuǎn)型指在經(jīng)濟社會變化和革新的驅(qū)動下,一段時期內(nèi)與經(jīng)濟和社會發(fā)展階段轉(zhuǎn)型相對應(yīng)的區(qū)域土地利用形態(tài)的轉(zhuǎn)變過程[2..4]。吉林西部是國家的重要商品糧生產(chǎn)基地,包含白城和松原兩個地級市,保證耕地數(shù)量及質(zhì)量是保障糧食生產(chǎn)安全的重要基礎(chǔ)[5],而在新型城鎮(zhèn)化背景下,吉林西部對于建設(shè)用地的需求不斷增加。
因此,梳理出影響土地利用轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵因素,對于有效平衡耕地與建設(shè)用地數(shù)量,合理利用土地資源尤其必要。借助ArcGIS平臺、SPSS軟件、Fragstats景觀格局軟件及數(shù)理統(tǒng)計方法,筆者對吉林西部1995—2015年間土地利用數(shù)量變化和土地利用格局變化進行分析,揭示影響土地利用轉(zhuǎn)型的主導(dǎo)因子,從而為政府科學(xué)確定土地資源優(yōu)化配置方案,平衡公共利益與集團利益提供理論依據(jù)。
1研究區(qū)與數(shù)據(jù)來源
1.1研究區(qū)概況
吉林西部地區(qū)總面積46862km2,轄白城和松原兩個地級市,內(nèi)轄洮北區(qū)、洮南市、大安市、通榆縣、鎮(zhèn)賚縣、寧江區(qū)、長嶺縣、前郭縣、乾安縣和扶余縣等市縣,為吉林省糧食生產(chǎn)基地的重要組成部分。該地區(qū)地勢整體上為西北高,東南低,境內(nèi)湖泊泡沼眾多,屬半濕潤、半干旱的溫帶大陸性氣候區(qū)。由東向西的地帶性土壤為黑鈣土、淡黑鈣土和栗鈣土。2016年吉林西部人口為471.83×104人,GDP為2351.83×108元。
1.2數(shù)據(jù)來源
1995年、2000年、2005年和2015年吉林西部遙感數(shù)據(jù)、吉林西部高程DEM數(shù)據(jù)、吉林省地理信息系統(tǒng)(1∶100萬)數(shù)據(jù)、河流數(shù)據(jù)、土壤數(shù)據(jù)源自中國科學(xué)院環(huán)境中心;平均降水量數(shù)據(jù)、平均氣溫數(shù)據(jù)源自吉林省氣象局;吉林西部社會經(jīng)濟數(shù)據(jù)源自吉林省統(tǒng)計年鑒及實地調(diào)查整理獲取。
2土地利用轉(zhuǎn)型分析
2.1數(shù)量變化
利用1995年、2000年、2005年、2015年吉林省西部遙感影像解譯的土地利用現(xiàn)狀數(shù)據(jù),借助ArcGIS軟件的Summary模塊,按照時間順序,分別統(tǒng)計各個年份不同種類土地的總面積。經(jīng)處理后借助EXCEL軟件,執(zhí)行求和等命令,得出吉林省西部各地類總面積變化情況。為更直觀表示地類總面積的變化情況,以吉林西部土地總面積為分母,各地類變化的面積為分子,求取各地類面積變化率。
從吉林西部1995—2015年土地利用變化的整體特點看,在20年間,吉林西部耕地、林地、建設(shè)用地面積增加,面積變化率分別為:4.31%、1.49%、0.73%。草地和水域面積減少,面積變化率分別為:8.14%、4.03%。
1995—2000年、2005—2015年吉林西部各地類面積變化的趨勢較為一致(耕地、草地、水域面積減少,林地、建設(shè)用地面積增加),與2000—2005年的變化趨勢相反(耕地、水域和建設(shè)用地面積增加,林地、草地和未利用地面積減少)。為明確不同地類相互轉(zhuǎn)化的規(guī)律性,借助Arc.gis軟件的Intersect模塊,按照時間順序,將4期土地利用現(xiàn)狀數(shù)據(jù)中相鄰的兩期(1995年與2000年;2000年與2005年;2005年與2015年)進行疊加,經(jīng)處理后借助EXCEL軟件,執(zhí)行數(shù)據(jù)菜單中的“數(shù)據(jù)透視表和數(shù)據(jù)透視圖”命令,得到吉林西部土地利用轉(zhuǎn)移矩陣,為更直觀表示地類轉(zhuǎn)換的數(shù)量關(guān)系。
1995—2000年,耕地、草地和水域減少,林地、建設(shè)用地和未利用地增加。耕地減少的原因主要是轉(zhuǎn)化為草地(20.1%)和林地(4.25%),雖然有部分草地(13.05%)被開墾成耕地,但主要以退耕還草、還林為主。
建設(shè)用地增加的面積主要來自耕地(1.90%)、草地(0.17%)和未利用地(0.22%),可以看出耕地保護與建設(shè)用地擴張之間矛盾存在,未利用土地的開發(fā)整理同樣實現(xiàn)了對建設(shè)用地面積擴張的補充。2000—2005年,耕地、水域和建設(shè)用地增加,林地、草地和未利用地減少。耕地增加面積主要來自草地(20.32%)、未利用地(14.14%)和林地(7.29%),可以看出以開墾草地、林地為耕地,整理未利用地為耕地為主。建設(shè)用地增加主要來源為耕地(2.13%)和未利用地(0.85%),說明建設(shè)用地擴張與耕地保護之間矛盾更加突出,同時繼續(xù)開發(fā)整理未利用地來擴張建設(shè)用地。
未利用地減少的主要原因是被開墾成耕地(14.14%),還有一部分轉(zhuǎn)化為草地(10.84%),說明對未利用地的開發(fā)整理實現(xiàn)了對耕地的補充。2005—2015年,耕地、草地和水域面積減少,林地、建設(shè)用地和未利用地面積增加。
耕地流失主要表現(xiàn)為向林地(9.25%)和草地(7.40%)轉(zhuǎn)化,說明以退耕還林、還草為主。建設(shè)用地增加面積主要來自耕地(3.01%)和未利用地(0.87%),可以看出耕地保護與建設(shè)用地矛盾嚴重。
2.2格局變化
景觀格局是指景觀空間格局,即大小、形狀各異的景觀要素在空間上的排列和組合,包括景觀單元的類型、數(shù)目及空間分布與配置[7..8]。利用1995年、2000年、2005年和2015年吉林西部遙感影像解譯的土地利用現(xiàn)狀數(shù)據(jù),通過景觀格局尺度分析軟件Fragstats[9],分別在景觀尺度與類型尺度展開分析。
選取斑塊密度(PD)、邊緣密度(ED)、平均斑塊面積(AREAMN)、最大斑塊指數(shù)(LPI)、景觀形狀指數(shù)(LSI)、平均斑塊分維數(shù)(FRACMN)、景觀多樣性指數(shù)(SHDI)及蔓延度指數(shù)(CONTAG)8個變化顯著的指標分析景觀尺度土地利用格局的時空變化;選取斑塊密度(PD)、邊緣密度(ED)、平均斑塊面積(AREAMN)、最大斑塊指數(shù)(LPI)、景觀形狀指數(shù)(LSI)及斑塊聚合度指數(shù)(AI)6個指標來分析類型尺度土地利用格局的時空變化。
2.2.1景觀格局
將得到的1995年、2000年、2005年和2015年的景觀格局指數(shù)值按時間順序求出景觀格局尺度指數(shù)差,獲取景觀指數(shù)的變化值,將其作為反映景觀格局變化的指標。從景觀格局尺度的數(shù)據(jù)分析來看,1995—2000年、2005—2015年呈現(xiàn)出破碎化程度加劇,斑塊的形狀規(guī)則程度、整體性和連通性下降的態(tài)勢,最大斑塊優(yōu)勢度下降,斑塊平均面積減少,1995—2000年稍為微弱,2005—2015年尤為劇烈。
2000—2005年斑塊整體破碎化程度減弱,展現(xiàn)出形狀規(guī)則,連通統(tǒng)一,整體加強的態(tài)勢。可以看出,1995—2000年、2005—2015年土地利用方式趨于局部化與多元化,土地利用格局分散破碎;2000—2005年更注重土地集約化、規(guī)模化利用,土地利用格局相對完整。
2.2.2類型格局
分別得到1995年、2000年、2005年和2015年各地類(耕地、林地、草地、水域、建設(shè)用地和未利用地)的格局指數(shù)。
3轉(zhuǎn)型驅(qū)動機制分析
3.1驅(qū)動因子選取
土地利用轉(zhuǎn)型是在一個特定區(qū)域內(nèi)自然、社會、經(jīng)濟、法律、制度和工程技術(shù)等因素相互作用、共同約束的結(jié)果[10..11]。土地利用轉(zhuǎn)型既受自然條件的作用和制約,又受經(jīng)濟、技術(shù)、社會和政策等條件的影響。筆者選取自然因素、社會經(jīng)濟因素和政策因素多個指標作為土地利用轉(zhuǎn)型驅(qū)動因子,對吉林西部1995—2015年土地利用轉(zhuǎn)型驅(qū)動機制展開分析。
3.1.1自然因素
本研究選取地形條件(高程)、水文條件(距水域距離)、氣候條件(多年平均降水量、平均氣溫)和土壤條件(砂土含量)4類自然驅(qū)動因子。
3.1.2社會經(jīng)濟因素
本研究選用總?cè)丝凇⑷司鵊DP、農(nóng)民人均純收入、城鎮(zhèn)化率、地方財政一般預(yù)算支出和第一產(chǎn)業(yè)增加值作為表征人口、經(jīng)濟和社會發(fā)展的指標;選用距城鎮(zhèn)距離表征區(qū)位條件以及距主要公路、鐵路距離表征交通條件。
3.1.3政策因素
本研究以有無土地政策以及土地政策執(zhí)行和檢查嚴格程度來表征政策因素影響[12]。
3.2驅(qū)動因子定量化
交通條件用距主要公路、鐵路的距離表征,水文條件用距水域的距離表征,區(qū)位條件用距城鎮(zhèn)距離表征。通過ArcGIS的EuclideanDistance工具將相關(guān)圖層文件進行處理,得到對應(yīng)每個像元至每個源最短距離的柵格數(shù)據(jù)。地形條件用高程表征,氣候條件由多年平均降水量和平均氣溫表征,土壤條件由砂土含量表征。
借助ArcGIS的FeaturetoRas.ter工具得到相關(guān)圖層的柵格數(shù)據(jù)。通過ArcGIS的Intersect工具得出土地利用轉(zhuǎn)型矢量數(shù)據(jù),并根據(jù)地類轉(zhuǎn)變類型轉(zhuǎn)為柵格數(shù)據(jù);借助ArcGIS的Ras.tertoPoint工具將以上柵格數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)為帶有地類轉(zhuǎn)變類型屬性的點圖層;然后,通過ArcGIS的ExtractMultiValuestoPoint工具將相關(guān)柵格數(shù)據(jù)的值提取到點圖層。
最后,將得到的點圖層屬性表導(dǎo)出。人口、社會經(jīng)濟等外生驅(qū)動因子的定量化。首先將統(tǒng)計年鑒中吉林西部1995—2015年總?cè)丝凇⑷司鵊DP、農(nóng)民人均純收入、城鎮(zhèn)化率、地方財政支出和第一產(chǎn)業(yè)增加值等數(shù)據(jù)錄入Excel;其次,通過ArcGIS的Join功能將其導(dǎo)入。最終實現(xiàn)土地利用轉(zhuǎn)型自然和社會經(jīng)濟驅(qū)動因子的定量化。
中國1999年開始實施新的《土地管理法》,2000年開始利用衛(wèi)星遙感監(jiān)測成果開展土地執(zhí)法檢查,并隨之采取了一系列土地違法治理措施;2004年10月發(fā)布《國務(wù)院關(guān)于深化改革嚴格土地管理的決定》,強化土地管理法規(guī)的執(zhí)行力度;2006年7月建立國家土地督察制度,土地違法查處嚴格程度進一步提高。
因此,依照土地違法治理政策嚴格程度的層次遞進關(guān)系,將1995—2000年取值為1,2000年—2005年取值為2,2005年—2015年取值為3。
4討論
筆者通過探討獲取1995—2015年吉林西部土地利用轉(zhuǎn)型特點及驅(qū)動機制,對吉林西部未來土地利用提出了相關(guān)對策建議。吉林西部雖然以犧牲耕地為代價的建設(shè)用地擴張帶來了相應(yīng)的經(jīng)濟效益和城鎮(zhèn)化水平提高[13],但在未來的土地利用中,應(yīng)保證耕地總量不突破安全閾值[14..15];同時必須控制建設(shè)用地的增長速率,注意內(nèi)延式的集約節(jié)約用地,控制外延式的建設(shè)用地量的擴張,通過產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和升級,拉動吉林西部經(jīng)濟的健康發(fā)展。
研究過程中,政策因素量化效果未達到預(yù)期,這與研究區(qū)域土地政策執(zhí)行情況等相關(guān),后續(xù)研究中將重點考慮政策執(zhí)行力度與土地利用轉(zhuǎn)型影響的強度與力度,不斷優(yōu)化政策量化指標與方法。同時本研究主要關(guān)注于土地利用顯性形態(tài)的變化,在今后的土地利用轉(zhuǎn)型研究中應(yīng)更多關(guān)注土地利用隱性形態(tài)的變化,并將其與土地資源管理決策的制定密切聯(lián)系起來[10],以期加快推動土地資源管理方式從單純的數(shù)量管理向數(shù)量、質(zhì)量和生態(tài)并重的綜合管理轉(zhuǎn)變,以更好的優(yōu)化配置和高效利用城鄉(xiāng)土地資源。
5結(jié)論
(1)1995—2000年、2005年—2015年吉林西部土地利用轉(zhuǎn)型主要特點為:以退耕還草、退耕還林為主,耕地與建設(shè)用地之間存在矛盾。2000—2005年吉林西部土地利用轉(zhuǎn)變主要特點為以開墾林地、草地和未利用地為耕地為主,耕地與建設(shè)用地矛盾突出。
(2)驅(qū)動1995—2015年吉林西部土地利用轉(zhuǎn)型的共同驅(qū)動因子為交通條件和城鎮(zhèn)化水平。1995—2000年、2005—2015年,耕地轉(zhuǎn)草地、耕地轉(zhuǎn)林地多發(fā)生在交通條件較差的區(qū)域,主要驅(qū)動因子為交通條件;2000—2005年,農(nóng)民通過開墾草地、林地和未利用地來提高收入,土地利用轉(zhuǎn)型多發(fā)生在交通便利的區(qū)域,主要驅(qū)動因子為農(nóng)民人均純收入和交通條件。
(3)在吉林西部的土地利用中,耕地與建設(shè)用的矛盾比較突出,耕地被建設(shè)用地大量占用,同時耕地與草地、林地之間的反復(fù)轉(zhuǎn)化活動使得耕地連通性和完整性下降。
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地理論文投稿期刊:《地理學(xué)報》(月刊)1934年創(chuàng)刊,是學(xué)報級綜合性學(xué)術(shù)刊物,主要刊登能反映地理學(xué)最高學(xué)術(shù)水平的最新研究成果,地理學(xué)與相鄰學(xué)科的綜合研究進展,地理學(xué)各分支學(xué)科研究前沿理論,與國民經(jīng)濟建設(shè)密切相關(guān)并有較大應(yīng)用價值的地理科學(xué)論文,歡迎國內(nèi)外地理學(xué)者將理論水平高,研究方法新,應(yīng)用前景廣的稿件投到本刊。