洛阳市土地利用变化特征及驱动力分析

刘洁 吴博谦 孟昭虹 马艳龙

摘要 以洛阳市2000、2005、2010和2015年土地利用面积数据为基础，分析其土地利用变化特征及驱动因子，结果表明，研究时段内洛阳市土地利用变化快速，林地面积整体上呈减少趋势，建设用地、耕地和园地面积呈增多趋势；2005—2010年洛阳市土地利用程度水平增长较快，且土地利用程度变化量和变化率达到最大值；相关分析表明，社会因素与经济因素对洛阳市土地利用变化影响明显。

关键词 土地利用；变化特征；驱动力；相关分析；洛阳市

中图分类号 F301.24  文献标识码 A  文章编号 0517-6611（2023）14-0063-03

作者简介 刘洁（1990—），女，河北邯郸人，讲师，博士，从事土地利用与土地生态安全、生物多样性等研究。

收稿日期 2022-07-08

土地利用是指人类按照自我需求对土地自然属性加以利用的过程［ 1］，土地开发利用是否合理，在很大程度上影响到国家经济的正常运行、人类社会可持续发展以及生存环境安全等一系列问题［ 2-4］，快速城市化进程中揭示土地利用变化特征已成为学术界的研究热点［ 5-7］。洛阳市作为重要的工业城市，矿产资源丰富，但粗放发展模式下的过度开发导致其土地资源利用不合理、土地生态环境受到威胁，对城市经济的可持续发展造成负面影响［ 8］。因此，笔者以洛阳市为研究区域，通过定量分析该市土地利用变化特征及影响土地利用变化的主要驱动因子，揭示洛阳市土地利用变化趋势，为未来土地资源可持续利用以及土地开发政策的制定提供数据支撑。

1 材料与方法

1.1 研究区概况

洛阳市（112°16′～112°37′E，34°32′～34°45′N）位于河南省西部，横跨黄河中下游南北两岸，东邻郑州，西接三门峡，北跨黄河与焦作接壤，南与平顶山、南阳相连。洛阳市总面积1.52万km2，其中市区面积803 km2，市区建成面积209 km2，2020年洛阳市年末总人口为717.02万，全市全年生产总值达到了5 034.9亿元。洛阳市属温带季风气候，春季多风干旱，夏热炎热多雨，秋季温和，冬季寒冷。年均气温12.2～24.6 ℃，无霜期210 d以上，年降水量528～800 mm，年日照时数2 200～2 300 h，年均湿度60%～70%。

1.2 数据来源

该研究使用2000、2005、2010和2015年洛阳市土地利用相关数据，数据来源于2000—2015年4个时间段的《洛阳市统计年鉴》［ 9］。土地利用数据选择耕地、林地、园地、草地、建设用地、水域、未利用地面积作为分析对象。其中，耕地面积为农作物播种面积总和，林地面积为用材林、经济林、防护林、迹地更新面积、封山育林面积、育苗面积之和，园地采取的是果园面积总和。

1.3 研究方法

1.3.1 土地利用数量变化。

土地利用变化幅度（RQ）反映不同土地利用类型总量的变化，用于了解土地利用变化的总趋势和土地利用结构的变化，计算公式如下：

1.3.2 土地利用程度变化。

土地利用程度变化反映土地利用的广度和深度，特定范围内的土地利用程度变化是多种土地利用类型面积变化共同作用的结果［ 10］，土地利用程度的变化量和变化率可定量揭示该范围内土地利用的变化趋势。土地利用程度变化包括土地利用程度综合指数、土地利用程度变化量和变化率，其计算见公式（3）～（5）。在计算中需要用到土地利用分级指数，通过参照相关文献，将土地利用程度按照土地自然综合体在社会因素影响下的自然平衡状态分为4级并赋予其分级指数［ 11］，如表1所示。

2 结果与分析

2.1 土地利用数量变化分析

2000—2015年洛阳市经济快速发展，城市规模快速扩张，全市土地利用结构不断发生着变化。

从土地利用变化幅度（表2）来看，2000—2015年洛阳市林地面积逐渐减少，且减少幅度较大，达到64.30%；耕地、园地、草地、建设用地、水域、未利用地的土地面积在研究时段内表现为波动性上升，建设用地和园地利用面积增加幅度较大，分别为38.59%和39.07%；未利用地由于基数较小，面积增加不大，但反映到变化率上，其土地利用变化率较高（9679%）。总体上反映了这一时期洛阳市注重城市建设的发展，可能存在忽视绿地发展的情况。

从单一土地利用动态度（表3）来看，2000—2015年洛阳市的耕地、草地和水域属于极缓慢变化型，其面积变化幅度相对较小；建设用地和未利用地在2005—2010年分别属于缓慢变化型和快速变化型，表现为用地面积的大量增加，2010—2015年2种土地利用动态变化属于极缓慢变化型，土地利用变化相对稳定；林地在2005—2010年属于快速变化型，在2010—2015年属于緩慢变化型，总体上林地规模在2000—2010年持续减少且变化幅度较大，在2010—2015年稍有增加；园地表现为2010年之前为极缓慢变化型，2010—2015年其土地利用面积相对增加，土地利用变化为缓慢变化型。

2.2 土地利用程度变化分析

通过公式（3）计算得出2000、2005、2010、2015年洛阳市土地利用程度综合指数分别为279.35、281.75、288.88、288.95，可见2000—2015年洛阳市土

地利用程度综合指数均在270以上，与土地利用程度综合指数极大值（400）相比，属于中等较上水平。且在研究期内，洛阳市土地利用程度水平逐渐增加，在2005—2010年增加最快，在此阶段洛阳市建设用地所占比例增加明显。

从表4可以看出，2000—2015年洛阳市土地利用程度变化量和变化率均为正值，说明研究时段内洛阳市土地利用程度正处在发展期内。从不同阶段来看，2005—2010年土地利用变化程度最大，2010—2015年变化程度最小，反映出洛阳市在2005—2010年属于经济快速发展阶段，建设用地增加，之后土地利用结构调整速度相对减慢，社会经济发展较为稳定。

2.3 土地利用变化驱动力分析

使用SPSS软件中的相关分析方法分析洛阳市2000—2015年土地利用变化与社会、经济、科技因子之间的相互关系，结果表明（表5），耕地面积与农业人口比例（X3）、农业机械总动力（X10）和农业化肥使用量（X11）呈显著正相关，相关系数均在0.80以上，其中农业人口比例与耕地面积相关系数达0.95，在研究时间内，洛阳市耕地面积处于稳定增长阶段，说明从事农业人口数量的变化以及农业管理水平直接影响耕地面积的变化，农业化水平越高，耕地面积增加且农业化肥使用量不断增加。与林地面积显著相关的是人均GDP（X4）、地方财政收入（X5）和粮食总产量（X9），且均为负相关，说明随着经济的发展，人口的增加，林地呈减少趋势，大量的林地被用于城镇建设。总人口（X1）、人口密度（X2）、地方财政收入（X5）和农民人均纯收入（X6）與园地面积呈显著正相关；第二产业比重（X7）与园地面积呈负相关，但未达到显著相关。与建设用地面积呈显著正相关的驱动因子包括总人口（X1）、农业人口比例（X3）、人均GDP（X4）和地方财政收入（X5），相关系数均在0.80以上，说明随着洛阳市经济的发展和人口的增加，对建设用地的需求不断加大。粮食总产量（X9）和农业化肥使用量（X11）与未利用地面积呈显著正相关，表明近年来部分未开发用地可能转变为农业用地，用于农业生产，这也是经济增长和人口增加的必然需求。而草地和水域面积与各因子的相关系数大部分小于0.50，且未达到显著性，这与研究时间段内草地和水域面积变化不大有一定关系。

3 结论与讨论

通过对2000、2005、2010和2015年4个时间段洛阳市土地利用变化分析发现，从各土地利用类型数量变化来看，林地面积大幅度减少，耕地、园地、草地、建设用地、水域、未利用地的面积呈增加趋势，其中建设用地面积增加较大，农业用地中，耕地和园地增加趋势明显。从时间变化来看，2005—2010年洛阳市林地变化属于快速减少型，建设用地属于缓慢增加型。结合洛阳市土地利用程度变化分析，2005—2010年洛阳市土地利用程度水平增加最快，且土地利用程度变化量和变化率均达到最大值，反映出这一时间段洛阳市土地利用变化明显，经济发展相对较快，但存在忽视生态建设的问题。从驱动力因素角度来看，社会因素中的总人口、农业人口比例，经济因素中的人均GDP、地方财政收入等对土地利用结构尤其是对建设用地的影响较为明显。

分析洛阳市的土地利用变化，直接反映出城市发展过程中土地资源需求增加与经济可持续发展间存在的矛盾，因此科学合理地优化土地利用结构、提高土地利用效率、实现土地经济的高质量发展显得尤为重要［ 14］。保持耕地数量的基本稳定，不断增加林地、园地等生态用地的面积，合理增加建设用地，适度开发未利用地［ 15］，协调好土地利用的经济效益、社会效益与生态效益三者的关系，是洛阳市未来城市建设中应遵循的重要原则。

参考文献

［1］ 郭斌，陈佑启，姚艳敏，等.土地利用与土地覆被变化驱动力研究综述［J］.中国农学通报，2008，24（4）：408-414.

［2］ 赵西桐，元媛，杨慧敏，等.基于耦合协调模型的河南省土地生态质量与经济协调发展研究［J］.河南大学学报（自然科学版），2020，50（2）：176-187.

［3］ 高亚娟.土地利用中的土地生态安全问题分析［J］.山西农经，2018（11）：74.

［4］陈斌，徐尚昭，周阳阳，等.基于土地利用变化的江汉平原景观生态风险时空分异特征分析［J］.水土保持研究，2022，29（5）：228-234，243.

［5］ 贾宇平.国内土地利用与土地覆被变化研究进展［J］.太原师范学院学报（自然科学版），2007，6（3）：22-26.

［6］ 董海源.2009—2018年西安市土地利用变化驱动力分析［J］.安徽农业科学，2020，48（24）：63-65.

［7］ 刘吉德，郭建英，包雪源，等.近20年东乌珠穆沁旗土地利用变化特征及驱动力分析［J］.绿色科技，2022，24（7）：147-153，162.

［8］ 张志国，班高晗.土地利用变化驱动下洛阳市生态系统碳储量时空变异［J］.江苏农业科学，2021，49（14）：226-230.

［9］ 洛阳市统计局.洛阳统计年鉴［EB/OL］.［2022-03-25］.http：//lytjj.ly.gov.cn/sitesources/lystjj/page_pc/tjsj/list5.html.

［10］ 王启名，杨昆，杨扬，等.基于PCA的汉中市土地利用变化驱动力分析［J］.安徽农学通报，2016，22（17）：14-15，124.

［11］ 刘纪远，张增祥，庄大方，等.20世纪90年代中国土地利用变化时空特征及其成因分析［J］.地理研究，2003，22（1）：1-12.

［12］ 张华玉，秦年秀，汪军能，等.广西海岸带土地利用时空格局及其驱动因子［J］.水土保持研究，2022，29（3）：367-374.

［13］ 谭莞怡.江浙地区土地利用变化及驱动因素分析［J］.安徽农学通报，2021，27（14）：118-122.

［14］ 范慧玲，文思远，雷婷.湘潭县白云村农村土地利用现状、问题及对策［J］.安徽农学通报，2022，28（7）：103-104，112.

［15］ 赵桐，李俊颖，王浚浦.新时期农村土地资源管理与土地利用问题的分析［J］.中国农村科技，2022（3）：61-62.