土地覆蓋變化的時空特征及其驅動力分析

【摘 要】本文以南京市土地利用變更數據為主要數據源，分析了南京市土地覆蓋變化的時空特征。運用面板數據模型和多元回歸方法，分析了南京市土地覆蓋變化與各社會經濟因素之間的相關程度和影響關系。研究結果表明，南京市土地覆蓋變化面積持續(xù)增加，區(qū)域變化差異較明顯；在社會經濟因素中第二產產值、非農人口總量、人口總量是導致土地覆蓋變化的主要因素。

【關鍵詞】土地覆蓋變化；驅動力；南京市

一、研究區(qū)概況

南京市位于長江下游，江蘇省西南部，是長三角的重要組成城市之一，江蘇省的省會城市。南京是華東地區(qū)重要的交通、通訊樞紐，京滬鐵路和胡蓉鐵路在此交匯，滬寧高速、寧杭高速分別貫穿南京市。地理坐標為北緯31°14″至32°37″，東經118°22″至119°14″。全市總面積6600km2，轄11區(qū)2縣，總人口為629.77萬人，非農人口為552.02萬人。

二、南京市土地覆蓋變化的總體趨勢概況

本研究依靠地利用變化和土地覆蓋變化模型和指標來研究土地覆蓋變化，以準確的描述實際土地覆蓋變化的變化率。使用下列公式計算轉換率：RC=1-■■-1。式中：Rc是轉化率，S1是時點T1時的某種土地覆被面積，S2是時點T2時的某種土地覆被面積，n是兩個時點間差。通過Rc的計算，我們發(fā)現在整個研究期內耕地面積和牧草地面積在明顯減少。耕地面積一共減少了69454.95公頃；牧草地面積減少了1652.44公頃。而園地、林地、建設用地面積卻在明顯增加。1996～2010年間，園地面積增加了1620.54公頃；林地面積增加了12362.61公頃；建設用地面積增加了53805.42公頃。

三、土地覆蓋變化的空間分異格局

（1）土地覆蓋變化數量變化的區(qū)域差異。土地覆蓋變化數量變化的區(qū)域差異表示某種土地覆蓋變化類型在不同區(qū)域間的退化差異情況，可以通過土地覆蓋變化的相對變化率來反映。其數學表達式為：R=■。式中：R表示某一小區(qū)域內土地覆蓋變化類型的相對變化率；Sα，Sb表示該區(qū)域土地覆蓋變化類型研究期初和研究期末的面積；Ca，Cb表示整個研究區(qū)域內研究期初和研究期末的退化土地面積。R＞1表明該小區(qū)域土地覆蓋變化發(fā)展速度大于全區(qū)；R＜1則表示該小區(qū)域土地覆蓋變化發(fā)展速度小于全區(qū)的變化速度。通過計算，2005～2008年間，南京市一共13個區(qū)縣中有6個區(qū)縣相對變化率大于1，分別為白下區(qū)、棲霞區(qū)、雨花臺區(qū)、江寧區(qū)、浦口區(qū)、溧水縣，占總數的46.15％。2008～2010年間，全市共有6個區(qū)縣的相對變化率大于1，分別為建鄴區(qū)、下關區(qū)、棲霞區(qū)、雨花臺區(qū)、江寧區(qū)、浦口區(qū)，相對變化率大于1的區(qū)縣總數保持不變。通過將兩短時期的R值對比，我們可以發(fā)現相對變化率大于1的區(qū)縣主要分布南京市的中部地區(qū)，這說明這寫地區(qū)的土地覆蓋變化速率大于整個南京地區(qū)土地覆蓋變化速率。（2）土地覆蓋變化變化速度的區(qū)域差異。土地覆蓋變化變化速度的區(qū)域差異表示各區(qū)域土地覆蓋變化速度的差異情況，可用土地退化動態(tài)度模型進行度量，它可以表示土地退化面積的時序變化，具體模型表達如下：k=■×■×100％。式中：K表示研究時段內某一小區(qū)域土地覆蓋變化動態(tài)度；Uα，Ub表示分別為研究初期和研究末期的土地覆蓋變化面積；T表示研究時段。通過計算，南京地區(qū)前后兩期土地覆蓋變化動態(tài)變化區(qū)域差異明顯，前一研究時段動態(tài)度大于2％的區(qū)縣數量明顯低于后一時段，分別為4和7。前一時間段大于2％的區(qū)縣為白下區(qū)、棲霞區(qū)、雨花臺區(qū)、江寧區(qū)，后一時間段為建鄴區(qū)、下關區(qū)、棲霞區(qū)、雨花臺區(qū)、江寧區(qū)、浦口區(qū)、六合區(qū)。另外對比兩個研究時段高動態(tài)變化區(qū)域位置的差別，可以發(fā)現，隨著時間的推移，南京市土地覆蓋變化動態(tài)度較高的地區(qū)有向西南部遷移的趨勢。從整體來看，南京市土地覆蓋變化動態(tài)度較高的區(qū)縣主要為棲霞區(qū)、雨花臺區(qū)、江寧區(qū)。

四、土地覆蓋變化的時空變化的驅動力分析

總的來說，引起土地退化的驅動因子大體上可分為兩類即：自然控制因素和社會經濟驅動因素。本研究只分析社會經濟驅動因素。（1）模型選擇及變量說明。由于本研究所分析的數據為南京市各區(qū)縣的社會經濟數據，既包括了截面數據，也包括了時間序列數據，如果采用時間序列（或截面）數據模型，那會給最終的研究結果帶來較大的偏差，因此我們選擇面板數據模型。具體模型如下：Y=α0α1x1+α2x2+ζ。其中為土地覆蓋變化面積增量，x1為影響土地覆蓋變化的經濟因素，x2為影響土地覆蓋變化的人口因素，為誤差項。（2）社會經濟因素對土地覆蓋變化的影響。在研究南京市土地覆蓋變化的社會經濟驅動因子中選取了第一產產值、第二產產值、第三產產值、人口總量、非農人口總量、人口自然增長率等6個社會經濟因素進行分析。樣本為南京市2005～2010年各區(qū)縣的這6個社會經濟因素，采用面板數據模型進行線性回歸分析。最終分析結果表明第二產產值、非農人口總量、人口總量是導致土地覆蓋變化的主要因素。第二產產值變量在1％的水平上達到了顯著影響，且與南京市土地覆蓋變化面積呈正相關關系。這是由于近年來南京市工業(yè)化程度加快，大量的科技園區(qū)和工業(yè)園區(qū)建成，占用了大量的農地，使得南京市建設用地面積大幅增加，導致了南京市的土地覆蓋變化。非農人口總量變量也在1％的水平上達到了顯著影響。這仍然是由于南京市土地覆蓋變化主要是以土地非農化為主，隨著非農人口總量的增加，農地越來越多的轉化為城市建設用地，導致了南京市土地覆蓋變化程度越來越嚴重。人口總量變量是在10％的水平上顯著，與南京市土地覆蓋變化面積呈正相關關系。這是因為隨著南京市人口總量的增加，城市規(guī)模和城市面積也會增加，這樣會導致城市建設用地面積的增加，從而導致了土地覆蓋變化。利用該模型分析得到的主要驅動因子，再根據歷年土地覆蓋變化的面積，在計算機上反復運算，得到南京市2005～2010年土地覆蓋變化面積與驅動因子的多元線性回歸模型：Y=483.923+111.16X1+0.136X2。式中：Y表示土地覆蓋變化面積；x1表示第二產產值增量；x2表示非農人口總量增量。

五、結論與政策建議

（1）結論。南京市退化土地面積在持續(xù)增加，增長速度趨于平穩(wěn)，土地覆蓋變化數量的區(qū)域差異和速度的區(qū)域差異都十分明顯。人類活動仍然是近年來南京市土地資源發(fā)生退化的最主要的外部動力，其第二產產值增加、非農人口總量增加、人口增長是南京市土地非農化的主要驅動力。（2）政策建議。第一，合理編制城市規(guī)劃。南京市土地覆蓋變化主要以非農建設用地擴張為主，而在這一過程中存在極不合理的現象，土地資源浪費嚴重，節(jié)約、集約利用非農建設用地是我國土地國情和資源利用戰(zhàn)略的必然選擇。因此科學編制城市用地規(guī)劃，合理確定城市規(guī)模，明確城市增長邊界，對于合理進行城市建設具有重要的作用。第二，加快產業(yè)結構調整。由于第二產工業(yè)企業(yè)占用了大量的農地，導致了南京市土地覆蓋變化嚴重。因此南京市應加快產業(yè)結構調整，進行產業(yè)結構升級，減少產值低卻占用大量農地的工業(yè)企業(yè)，加強工業(yè)企業(yè)土地節(jié)約、集約利用，減少第二產對于土地覆蓋變化的影響。第三，探索土地覆蓋變化防治體制的創(chuàng)新。應建立一套規(guī)范的資源有償使用與生態(tài)效益補償機制，對大力度改善生態(tài)環(huán)境的資源利用者進行獎勵，對破壞生態(tài)環(huán)境的資源利用者則實施罰款，罰款金額至少大于其替代收人，應盡快建立南京市土地覆蓋變化生態(tài)補償制度。

參 考 文 獻

[1]陳本清，徐涵秋．城市擴展及其驅動力遙感分析[J]．經濟地理．2005，25（1）：79～80

[2]黎夏，葉嘉安．利用遙感監(jiān)測和分析珠江三角洲的城市擴張過程[J]．地理研究．1997，16（4）：56～62

項目基金：本文系南京農業(yè)大學SRT項目（1120A19）。