■ 卓成刚/刘秀慧
(中国地质大学(武汉)公共管理学院,湖北 武汉 430074)
江西省土地利用变化特征及驱动力分析
■ 卓成刚/刘秀慧
(中国地质大学(武汉)公共管理学院,湖北 武汉 430074)
土地利用变化及其驱动机制研究是土地利用转型研究的重点。以江西省所辖的9个地级市为研究区域,以土地利用遥感数据与江西省统计年鉴为数据来源,借助单一土地利用动态度和土地利用转移矩阵研究方法分析工业化、城市化进程中江西省土地利用变化态势及区域特征,得出土地利用变化的结构特征和各地类之间的转移方向,并从人口变化、经济发展、居民生活、政策四个方面进行主要驱动力分析,以期为江西省土地可持续利用提供理论依据。
土地利用;驱动力;江西
土地是人类赖以生存和发展最基本的自然资源和物质基础[1]。自土地利用转型研究传入中国后,国内学者从不同尺度进行土地利用转型的显性形态(面积和结构)研究。例如,刘纪远等以全国区域为尺度进行中国土地利用变化特征分析[2];何建华等选择武汉城市圈为研究对象,结合土地利用调查变更数据分析其时空变化[3]。同时,土地利用转型的因素与动力直接揭示了土地利用转型的原因和作用途径,也为土地利转型的未来发展提出了预测。总体来说,土地利用转型因素主要分为自然驱动力和社会经济驱动力。自然驱动力包括生物多样性、土壤质量、耕地数量等;社会经济驱动力又分为直接因素和间接因素,直接因素包括人口变化、科技进步、经济增长等,间接因素包括对土地产品的需求、对土地的投入、城市化程度等。相对于前者,社会经济驱动力活跃度高且容易探测,是国内学者研究的重点内容,龙花楼、关伟等学者分别就不同驱动力进行了定量或者定性分析[4,5]。本文以省级层面为研究尺度,分析江西省土地利用变化,探讨社会经济驱动力,据此了解江西省土地利用变化的总体态势和土地利结构区域差异,以期为江西省土地利用的规划开发与生态环境整治提供理论依据。
江西省是中部崛起战略区的重要省份,是我国东部产业转移的重要枢纽、重要的粮食生产基地、原材料产业基地、制造及高技术产业基地,是长江中游经济带的重要组成部分,经济带江西省范围辖9个地级市(上饶市、九江市、南昌市、抚州市、宜春市、景德镇市、新余市、鹰潭市、萍乡市),面积为102333.17km2。江西省除北部较为平坦外,东西南部三面环山,中部丘陵和河谷平原交错分布,北部则为鄱阳湖湖积、冲积平原。耕地、城乡建设用地、水域等多位于河流沿岸以及平原区域周边岗地和丘陵地域, 而林地、草地、未利用地多分布在山地、丘陵地区。
2.1 数据源
本文土地利用数据来自于中国科学院资源环境科学数据中心构建的全国土地利用数据库,是以美国陆地卫星TM或ETM+为信息源解译完成的。根据研究需要,本文主要采用一级土地利用类型进行分析,包括耕地、林地、草地、水域、城乡建设用地及未利用地,数据包括1990、1995、2000、2005、2010和2014年六期覆盖江西省的土地利用遥感解译数据,应用GIS空间分析技术对江西省土地利用数据进行裁剪、空间叠置和重分类等操作, 通过获取的1990-2014年江西省土地利用变化数据,生成主要土地利用类型的变化趋势图。
2.2 研究方法
2.2.1 单一土地利用动态度
土地利用的数量变化和速度变化可以揭示出区域各种土地利用类型的变化程度,主要是通过单一类型的土地利用动态度来衡量[6]。单一土地利用动态度表征某一土地利用类型在某一时间段内的数量变化情况,对分析土地利用变化的区域差异具有重要作用:
式(1)中,k为研究时期内某一土地利用类型的动态度;Ua为研究初期某种土地利用类型的用地面积;Ub为研究末期某种土地利用类型的用地面积;T为研究时段。
2.2.2 土地利用转移矩阵
土地利用转移矩阵是土地利用转型研究常用的一种描述方法,它能够详细地表征出土地利用变化的结构特征和各地类之间的转移方向[7]。本文将1990年、2014年两个时期的江西省土地利用图在Arcgis10.0下进行空间叠加,然后对叠加生成的土地利用变化图进行透视分析,得到土地利用变化转移矩阵,进而确定不同地类间相互转换流向和数量。
3.1 江西省1990-2014年土地利用转型的总体特征
图1 江西省1990-2014年土地利用类型结构
表1 江西省1990 2014年各土地利用类型面积变化及动态度面积单位:km2动态度%
通过对江西省6个时期的土地利用变化数据的统计分析(图1、表1),可以归纳出1990-2014年近25年来江西省土地利用变化的总体特征:
(1)耕地面积总体减少。近25年间,耕地面积从31923.01km2减少到31080.95km2,面积减少了842.06k m2,减幅达2.63%,年平均减少面积为30.09km2。与此同时,耕地在江西省土地利用类型结构中的面积比重也不断下降,从1990年的31.20%下降到2014年的30.37%,下降幅度为0.83%。但总体来看,耕地仍是江西省主要的土地利用类型。
(2)林地面积先增加后减少。1990-2014年耕地面积的变化趋势呈现先增加后减少的趋势,近25年间林地面积共减少121.32km2。该过程包括1990-2005年林地面积波动增加和2005-2014年林地面积持续减少2个阶段。其中1990-2005年林地用地面积经历先增加再减少又增加的趋势,但总体呈现增加态势,从1990年的58066.69km2增加到2005年的58244.76km2,增加了178.07km2,这期间林地用地面积比重增加幅度为0.18%,其原因在于“山江湖工程”需要植树造林的支持。2005-2010年、2010-2014年林地减少面积依次为112.26、187.12km2,土地变化动态度相应为-0.04%、-0.06%,这表明林地用地面积减少加快,江西省林地用地面积从2005年的58244.76km2减少到2014年的57945.37km2,共减少了299.39km2,年平均减少面积为33.27km2,这与毁林开荒、城镇建设、木制家具产业发展有很大关系。但从整体上看,江西省林地用地面积一直是土地用地类型中占比最大的,比重始终大于50%。
(3)草地面积持续减少。江西省草地面积从1990年的3620.39km2减少到2014年的3067.58km2,面积减少了552.81km2,减幅达到15.27%,年均减少面积为23.03km2,动态度为-0.64%。相对应地,其在江西省土地利用类型中的面积比重也不断下降,由1990年的3.54%下降到2014年的3.00%,下降了0.54个百分点。
(4)水域面积总体稳步上升。江西省水域面积由1990年的5918.20km2减少到1995年的5549.50km2,但自1995年开始,近20年时间,水域面积稳步上升,由1995年的5549.50k m2增加到2014年的6239.19km2,共增加689.69km2,增幅为12.43%。其中,1995-2000年、2000-2005年、2005-2010年、2010-2014年,水域增加面积依次为376.30、203.05、100.36、9.99km2,土地变化动态度相应为1.36%、0.69%、0.33%、0.03%,这表明江西省水域面积仍呈稳步上升态势,但增速逐渐放缓。
(5)城乡建设用地显著增加。从1990-2014年,江西省城镇、工矿及农村居民点用地面积从1878.89km2骤增到3472.28km2,共增加了1593.39k m2,动态度为3.53%,面积比重从1990年的1.65%增加到3.39%。从图2可以看出,农村居民点用地比重始终最大,城镇用地比重次之,其他建设用地比重最小,农村居民点用地面积比重有不断减少的趋势。单从增加面积看,各类用地面积中,面积增加大小依次为,其他建设用地(777.78km2)、城镇用地(646.71km2)和农村居民点用地(168.90km2)。
(6)未利用地的变化。未利用地的变化也很显著,尤其是2000年以来,江西省未利用地面积急剧减少。2000年以前,未利用地用地面积基本稳定在900km2,自2000年起,未利用地由2000年的921.36km2减少到2014年的527.79km2,共减少了393.57km2,其中2000-2005年期间面积减少尤为突出,其面积变化为297.95km2,动态度为-6.47。这说明未利用地被迅速开发利用。
图2 1990 2014年江西省城乡、工矿及建设用地所占比重
表2 1990-2014年江西省土地利用的转移矩阵分析(单位:km2)
3.2 江西省土地利用变化的转移情况
通过建立土地利用转移矩阵来分析江西省各类土地利用变化趋势(表2)。表2显示:耕地总体减少而转型为其他用地类型是江西省土地利用变化的一个重要特征。1990-2014年,耕地的转出量为1474.28k m2,其中转变为城乡建设用地的面积有1000.53km2,占耕地面积总转出量的67.87%;转变为林地和水域的面积分别是198.68k m2、248.63km2;转变为草地和未利用地的面积合计为26.44k m2。耕地和水域间的转移趋势明显,耕地既是水域转入的主要来源也是水域转出的主要方向。25年间,共有248.63km2的耕地转型为水域,而有322.7km2的水域转为耕地,占水域总转出量的68.52%。
城乡建设用地快速增加是江西省土地利用变化的又一个重要表现。1990-2014年,城乡建设用地的转入量达1645.86km2,而转出量仅仅是51.01km2,耕地、林地用地是其面积增加的主要来源,共有1000.53km2的耕地和518.98km2的林地用地转为城乡、工矿、居民用地。
草地和未利用地持续减少。通过转移矩阵分析,我们可以看到,1990-2014年,草地和未利用地的转入量非常少,相反,转出量却很大。共有664.57km2的草地转变为其他土地利用类型,其主要的转出方向是林地,占草地总转出量的79.46%。未利用地为其他土地利用类型用地提供土地来源,其净转出量为398.42km2,主要转移方向是转为水域,25年间,共有452.61km2的未利用地转为水域。
3.3 江西省土地利用变化的区域特征
从江西省土地利用转型的区域转型特征来看(表3、图3),1990-2014年江西省各地级市主要土地利用类型的变化存在明显的区域差异。
表3 江西省2014年土地利用的地域分布情况(km2)
图3 1990-2014年江西省各地级市土地利用动态度
九江市、南昌市位于江西北部,耕地、水域面积大,林地面积小,南昌市的林地面积在全省各地级市中最少,仅占全省林地总量的2.03%。伴随着城镇化的建设,南昌市和九江市自1990年起持续扩大城乡建设用地,在25年时间里,用地面积分别增加了323.97km2、250.69km2,其单一土地利用动态度也居全省前三,表现出强烈的增长趋势,总态度分别为4.83%、3.92%。其中,南昌市的城乡建设用地总面积占土地总面积的8.38%,远高于全省4.26%的平均水平。由于鄱阳湖的大部分分布于这一区域,所以水资源十分丰富。南昌市和九江市的水域面积分别占其土地面积的15.62%、12.62%,居全省前两位,我们可以看到,南昌市和九江市尽管水域面积用地都很大,但是呈现出相反的变化趋势,南昌市水域面积用地动态度为-0.26%,表现为用地面积缩减趋势,九江市水域用地面积动态度为0.27%,表现为用地面积增长趋势。
景德镇市、上饶市、抚州市和鹰潭市位于江西的东北部、东部,林地、耕地面积大,四个市耕地面积约占全省土地利用类型结构的43.57%,用地面积变化统计表和土地利用动态度中反映出该区域耕地、林地用地趋于稳定,用地面积变化不明显,动态度也较小。由于该区域有昌江、饶河等多条河流通过,水域面积占全省水域河流总面积的33.52%。就土地开发利用程度而言,这一区域的的利用程度无疑是是较高的,未利用地总面积仅有54.9km2,并且其单一土地利用动态度表现出该区域未利用地表现出缩减趋势,也就意味着在将来,未利用地将继续转型为其他土地利用类型。
宜春市、新余市和萍乡市位于江西的中、西部,是江西农业生产基地,耕地面积约占全省耕地总面积的26.95%,从表3可以看出,宜春市的耕地数量最多,面积为6279.04km2,比例为全省耕地面积的20.20%。农业的发展也刺激了城市的发展,该区域的的城乡、工矿、建设用地所占的比重均高于全省平均水平,但未利用地较少,仅有4.06km2,仅占全省未利用地的0.77%。该区域水域用地面积总体占比少,并用地趋势稳定,变化较小。
3.4 江西省土地利用变化的驱动机制
3.4.1 人口分布及变化的驱动
人口分布及变化是驱动区域土地利用变化的重要因素[8]。尽管江西省的人口自然增长率处于负增长的,但其总人口仍保持着稳步增长的态势。随着农村人口的增加,单一以农作物生产已经不能满足其生活需要,一方面农业内部结构调整的逐利性导致耕地向果园、畜牧业、水产养殖业等用途转变,另一方面更多的人选择去工厂或者进城打工,耕地被弃耕、田块的破碎化和粗放经营导致耕地面积不断减少。由于土地的工业利用经济效益明显高于农业,使得耕地转为工业用地成为一种趋势,这也是众多企业选择在乡村落户的原因。随着城镇化进程的加快,农村人口向城市迁移进一步刺激了城市建设用地的扩张。
3.4.2 经济增长的驱动
经济增长是城市空间扩张和土地利用变化最主要的驱动力之一[9]。1990-2014年,江西经济保持着快速的增长趋势,全省GDP从1990年的428.62亿元上升到2014年的15714.63亿元,人均GDP也随之提高,由1990年的1134元/人增加到2014年的34674元/人[10]。经济的高速发展带动了江西省产业结构的不断优化,逐渐形成以第二、第三产业为主,第一产业为辅的产业构成。随着经济的发展,农村人口向城市迁移使得农业社会向城市和工业社会转变,经济结构也随之改变,造成城市边界不断扩展,“空心村”增多,以及宅基地闲置等。同时经济的发展也促进了旧城的改造和新区的开发。以2014年为例,南昌市临空经济区、共青先导区建设进展顺利,昌九一体化实力显著增强,期间,完成了许多大型的基础设施项目的建设,包括轨道交通、快速路网、“一江两岸”工程等。
3.4.3 人民生活需求的驱动
经济的发展直接导致江西居民收入的提高,也不断改变着人民物质和精神生活需求。首先对住房条件需求的提高直接推动房屋住宅建设用地面积不断扩大,江西省城镇住户人均住房面积由2000年的32.4m2增加到2014年的40.06m2;其次对私人轿车的需求量不断增多,城镇居民每百户汽车拥有量由2000年的0.39辆增加到2014年的18.19辆,大大刺激了城市道路交通用地的扩展,人们对周边生活环境的需求导致城市绿地用地面积的扩大,包括万达文化旅游城、瑶湖湿地公园、赣江风光带等,由此导致土地利用格局的变化。
3.4.4 政策因素的驱动
1990-1995年间,由于农业、林业、工业的发展导致盲目的围湖造田、填湖造陆等,水域面积有所减少,这在一定程度上加重了1998年长江特大洪水,之后政府及时调整土地政策,大范围施行“平垸行洪、退田还湖”工程,大量耕地、未利用地转为水域。在国家开展“中部崛起”战略的大背景下,城镇化和工业化的进程直接刺激了城乡建设用地的扩张,社会主义新农村建设也占用了一定的农用土地。同时,政府的土地利用总体规划和对各个区县的功能定位也是土地利用变化的政策驱动力之一。例如,江西积极推进加快南昌大都市区、九江都市区建设,这势必会加快提升城乡公共服务与基础设施建设水平,进而造成都市区所辖地区的土地利用变化。
本文利用1990、1995、2000、2005、2010和2014年六期覆盖江西省的土地利用遥感解译数据,结合单一土地利用动态度和土地利用转移矩阵,得出1990-2014年江西省土地利用的面积变化及转移方向。结果表明,江西省省级尺度上用地面积总体减少的土地类型有耕地、林地、草地、未利用地,相对应地,用地面积增加的土地类型有水域、城乡工矿及建设用地。结合土地利用转移矩阵,我们可以看到,耕地主要转型为城乡、工矿、居民用地,其次是转型为林地和水域。耕地和水域间的转移趋势明显,耕地既是水域转入的主要来源也是水域转出的主要方向。耕地、林地是城乡、工矿、居民用地面积增加的主要来源。草地和未利用地的转入量非常少,相反地,转出量却很大。草地主要的转出的方向是林地,未利用地为其他土地利用类型用地提供土地来源,主要转移趋势是未利用地转为水域。从江西省不同地级市区域看,土地利用变化呈现出明显差异。在社会经济驱动力分析中,可以看到,人口分布、经济发展、人民生活水平、政策因素等在不同层面、不同程度上对江西省土地利用转型产生影响。
江西省处在长江中游经济带开发战略的重要区段,是中部崛起战略区的重要省份,因此,江西省必须要准确把握土地利用变化的时空特征及其驱动要素,控制土地利用转型的方向和实现路径,在人类活动主导下把有限的土地资源转化为最大化、合理化的社会效益和经济效益。在土地利用转型管控过程中,要不断自省自查:土地利用转型是否合理?是否会带来潜在危机?耕地的持续减少能否保证粮食安全?土地城镇化与人口城镇化是否协调?……由于篇幅和能力限制,文章仅从人口分布、经济发展、人民生活水平、政策因素四个方面进行了定性的驱动力分析,没有对各驱动因子贡献率进行定量研究,未来还需进一步研究。根据各驱动因子的贡献率,我们可以更加科学地将江西省土地利用转型规律应用到江西土地利用开发与城市规划中,不断优化江西省土地利用结构,进一步提高江西省土地综合利用水平。
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Analysis on Land Use Change and Its Driving Forces in Jiangxi Province
ZHUO Chenggang, LIU Xiuhui
(School of Public Administration, China University of Geosciences (Wuhan), Wuhan Hubei 430074)
Land use change and its driving mechanism are the focus of research on land use transition. In this paper, we take 9 prefecture-level cities in Jiangxi Province as the study area, with using land use remote sensing data and Jiangxi Statistical Yearbook as the data sources, to analyze the dynamic change and regional characteristics of land use change in Jiangxi Province in the process of industrialization and urbanization,, with using the methods of singularity dynamic change of land use and the transfer matrix. We then fnd the structural change of direction of land use and the transfer between different land types were analyzed. The main driving forces were analyzed from the aspects of population change, economic development, residents' life and policy, with aim to provide the theoretical basis for the sustainable land use.
land use; driving force; Jiangxi
F407.1;F062.1
A
1672-6995(2016)11-0068-05
2016-08-16;
2016-08-27
国土资源部公益性行业科研专项 “长江中游经济带土地利用转型管控体系研究”(201511004-5)
卓成刚(1968-),男,中国地质大学(武汉)公共管理学院教授、硕士生导师,管理学博士,主要从事资源环境公共政策、土地资源管理、西方经济学研究。