新疆庫爾勒市城市化發(fā)展與耕地資源協(xié)調(diào)性分析

古麗美合日·阿巴斯, 阿里木江·卡斯木,2

(1.新疆師范大學(xué)地理科學(xué)與旅游學(xué)院, 烏魯木齊 830054; 2.新疆師范大學(xué)新疆城鎮(zhèn)化發(fā)展研究中心, 烏魯木齊 830054)

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新疆庫爾勒市城市化發(fā)展與耕地資源協(xié)調(diào)性分析

古麗美合日·阿巴斯1, 阿里木江·卡斯木1,2

(1.新疆師范大學(xué)地理科學(xué)與旅游學(xué)院, 烏魯木齊 830054; 2.新疆師范大學(xué)新疆城鎮(zhèn)化發(fā)展研究中心, 烏魯木齊 830054)

城市化水平是衡量一個國家經(jīng)濟發(fā)達(dá)程度，特別是工業(yè)化水平高低的一個重要標(biāo)志，而耕地非農(nóng)化是城市化過程中的一種必然現(xiàn)象，耕地數(shù)量變化體現(xiàn)一定的社會經(jīng)濟發(fā)展規(guī)律?；趲鞝柪帐?989—2012年的社會、經(jīng)濟統(tǒng)計數(shù)據(jù)應(yīng)用一元線性回歸模型和協(xié)調(diào)度分析法分析庫爾勒市城市化水平和耕地資源的變動情況、相關(guān)性以及協(xié)調(diào)性，并采用1990年，2000年，2010年3期Landsat TM，ETM+，ALOS/AVNIR-2數(shù)據(jù)作為數(shù)據(jù)源，提取城市和耕地面積信息，結(jié)果表明：近24 a庫爾勒市的城市化水平有所提高，年均城市化水平增長率達(dá)到0.2%，年均耕地面積增長率達(dá)到4%，人均耕地面積增長率是1.5%。庫爾勒市近年耕地資源與城市化水平呈現(xiàn)出相互促進(jìn)的正相關(guān)關(guān)系；從協(xié)調(diào)度時序上看，庫爾勒市城市化水平與耕地資源的協(xié)調(diào)度總體呈現(xiàn)出“基本協(xié)調(diào)和較協(xié)調(diào)→不協(xié)調(diào)→調(diào)和和較調(diào)和”的趨勢。

城市化; 耕地資源; 協(xié)調(diào)性; 庫爾勒市

綠洲是受干旱區(qū)自然和人文因素雙重影響的人工生態(tài)系統(tǒng)[1]。隨著生產(chǎn)力的發(fā)展，新型綠洲農(nóng)業(yè)發(fā)展擴大了原有的綠洲面積，促進(jìn)了綠洲城市的產(chǎn)生與發(fā)展，耕地資源作為不可再生資源，在工業(yè)化、城市化不斷加快的進(jìn)程中，其數(shù)量變化往往呈現(xiàn)出一定的階段性特征，耕地數(shù)量的變化與農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，生態(tài)建設(shè)，尤其是城市化建設(shè)有著很大的聯(lián)系[2-4]。目前干旱區(qū)綠洲城市化水平正處于較快發(fā)展階段，隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，城市人口增多、功能擴展、生活水平提高等諸多方面的用地面積不斷增加，導(dǎo)致城市用地規(guī)模逐步擴大，特別是城市建設(shè)用地和耕地面積[5-8]。

正確認(rèn)識耕地資源數(shù)量的變化及發(fā)展趨勢，妥善處理城市化進(jìn)程與耕地資源保護(hù)的關(guān)系，具有重要意義[9-11]。方創(chuàng)琳等提出綠洲支撐城市化發(fā)展的觀點，強調(diào)耕地對于支持城市化發(fā)展的重要性[12]；楊永軍、趙鵬軍以河西走廊為例，做了綠洲城鎮(zhèn)體系的專項研究[13]。以往研究著重于強調(diào)綠洲對于城市化發(fā)展的重要性，而耕地保護(hù)與城市化發(fā)展的相關(guān)協(xié)同性分析較少。本文以庫爾勒市為例，采用一元線性回歸模型和協(xié)調(diào)度分析法分析1989—2012年庫爾勒市城市化水平和耕地資源的變化情況，城市化水平與耕地資源變化的相關(guān)性和協(xié)調(diào)性，找出城市化水平和耕地資源的互動關(guān)系。因此，研究耕地資源與城市化的關(guān)系具有一定的現(xiàn)實意義，有助于為當(dāng)?shù)卣鞘幸?guī)劃和進(jìn)一步發(fā)展提供參考依據(jù)。

1　研究區(qū)概況

庫爾勒市位于霍拉山的南麓,塔里木盆地的東北邊緣,南接尉犁,北連焉耆、和靜,西與輪臺縣接壤,東和博湖毗鄰,東經(jīng)85°14′10″—86°34′21″，北緯41°15′06″—42°16′46″。作為僅次于烏魯木齊的新疆第二大城市，是自治區(qū)實施“北烏南庫”發(fā)展的重點區(qū)域，2008年被列為全國重點發(fā)展的47個中等城市之一。據(jù)統(tǒng)計，到2012年年末庫爾勒市總?cè)丝跒?5.15萬人，其中非農(nóng)業(yè)人口為34.70萬人，占總?cè)丝诘谋戎貫?9.91%。2012年庫爾勒市國內(nèi)生產(chǎn)總值為5.914×1012元，人均國內(nèi)生產(chǎn)總值為103 336元，2012年庫爾勒市年末耕地面積為1.13×105hm2。

2　數(shù)據(jù)來源及方法

根據(jù)研究的內(nèi)容，利用“新疆統(tǒng)計年鑒”，“新疆調(diào)查年間”和“庫爾勒統(tǒng)計年鑒”的耕地面積、總?cè)丝?、非農(nóng)業(yè)人口數(shù)、總GDP和非農(nóng)業(yè)GDP等社會、經(jīng)濟、人口指標(biāo)來研究庫爾勒市城市化發(fā)展與耕地資源之間的相關(guān)性與協(xié)調(diào)性。本文選取研究區(qū)的分辨率為30 m、不同時相的Landsat TM/ETM+遙感影像為數(shù)據(jù)來源，因為Landsat TM/ETM+、ALOS/AVNIR-2數(shù)據(jù)是進(jìn)行城鄉(xiāng)結(jié)合、城市與耕地時空變化長時段監(jiān)測的理想數(shù)據(jù)源。同時，運用ENVE分析了1990—2010年庫爾勒市城市與耕地面積的時空變化特征和規(guī)律。通過對不同時期的遙感影像進(jìn)行圖像處理，利用最大似然分類法對庫爾勒市的不同時相的3幅圖像進(jìn)行監(jiān)督分類，得到庫爾勒市3個時期的城市空間變化圖。最后，利用ArcGIS軟件將影像解譯分類后的結(jié)果輸出成圖，得到1990年、2000年及2010年的城市與耕地面積變化圖。

3　庫爾勒市城市化進(jìn)程與耕地資源變化相關(guān)性分析

3.1庫爾勒市城市化水平動態(tài)變化分析

城市化是社會、人口、經(jīng)濟等多維度變化的綜合過程以及人類生產(chǎn)方式，生活方式和居住方式全方面轉(zhuǎn)變的集中體現(xiàn),衡量城市化水平的變動涉及社會經(jīng)濟中的多個變量[14]。城市化水平是衡量一個國家的工業(yè)化水平高低的重要指標(biāo)之一，目前用它來衡量和評價城市化進(jìn)程。城市化水平的量度可以采用主要指標(biāo)法和復(fù)合指標(biāo)法[15]。因此，根據(jù)庫爾勒市的具體情況確定出2個主要指標(biāo)：一是非農(nóng)業(yè)人口占總?cè)丝诘谋戎谻1；二是非農(nóng)業(yè)GDP占總GDP的比重C2。運用特爾斐法分別賦予C1以0.8的權(quán)重和C2以0.2的權(quán)重，加權(quán)平均得到綜合指標(biāo)C=C1×0.8+C2×0.2來衡量庫爾勒市城市化水平[16-17]。由圖1可以看出1989—2012年庫爾勒市城市化水平的變化趨勢波動較大，1989年的城市化水平為66.55%，到1992年上升為69.86%；從1993年開始一直下降，至2003年下降到最低值64.84%；2004年開始上升，到2006年上升到最高值為70.36%；2008年的城市化水平僅次于2006年城市化發(fā)展水平，這主要與人口結(jié)構(gòu)調(diào)整有關(guān)。

近24 a，庫爾勒市的城市化水平變化不大，年均增長率僅為0.2%，經(jīng)濟水平和生產(chǎn)力水平有所提高，第二、第三產(chǎn)業(yè)在社會經(jīng)濟發(fā)展中起著越來越重要作用，城市規(guī)模逐漸擴大。

圖1　庫爾勒市1989-2012年耕地面積與城市化水平動態(tài)變化分析

3.2耕地資源變化動態(tài)分析

1989—2012年庫爾勒市的年末耕地面積呈增長趨勢，而人均耕地面積為波動變化趨勢(如圖2所示)，年末耕地面積先緩慢增長后快速增加，并呈現(xiàn)高密度蔓延式增長，人均耕地面積1989—1998年從0.009萬hm2增加到0.017萬hm2,1999開始下降至2012年的0.011萬hm2，年均增長率是1.5%。庫爾勒市大面積的未利用地面積中適宜耕作土地得到了開發(fā)利用，城市化水平有所提高，經(jīng)濟增長帶來了充足的資金和技術(shù)從而得以發(fā)展農(nóng)業(yè)[18-20]。

除此之外，研究采用監(jiān)督分類中較為典型的支持向量機(SVM)分類法,對三期遙感影像進(jìn)行分類。由于本文目標(biāo)是獲取庫爾勒市的城市和耕地面積信息，因此，地物分為“城市與耕地”兩大類，并采用混淆誤差矩陣方法(Kappa系數(shù))評價分類精度。經(jīng)檢驗表明，3期遙感圖像Kappa系數(shù)分別達(dá)到0.989，0.978，0.994，總分類精度分別為85.3,86.2和86.7%，均符合該研究精度要求。分類后影像如圖3所示。

圖2　庫爾勒市1989-2012年耕地與人均耕地面積變化情況

圖3　庫爾勒市1990年、2000年、2010年城市與耕地分類結(jié)果

圖3可以看出1990—2010年庫爾勒市城市擴展速度較快，大部分耕地被城市用地所占用，因此，西南部的耕地面積越來越少，而在東南、東北部出現(xiàn)新開發(fā)的耕地。對三期遙感影像分類圖的耕地面積進(jìn)行統(tǒng)計得出(表1)，1990年庫爾勒市耕地面積為2.951萬hm2，2000年為3.982萬hm2，2010年為8.716萬hm2，城市面積分別為0.028萬hm2，0.039萬hm2，0.048萬hm2。從3期遙感圖像分析可知，1990—2000年耕地增加面積為1.031萬hm2，2000—2010年耕地增加面積為4.734萬hm2。根據(jù)《庫爾勒市城市總體規(guī)劃(摘要)》，庫爾勒市耕地面積向東北擴展原因可能是1989年塔里木石油會展為庫爾勒市建成區(qū)快速擴展奠定了基礎(chǔ)。2005年巴音郭楞蒙古自治州州委確定了“庫尉一體化”發(fā)展戰(zhàn)略，庫爾勒市加快城市建設(shè)，不斷優(yōu)化城市空間分布，擴展城市建成區(qū)面積規(guī)模，造成了建成區(qū)占用耕地，耕地向庫爾勒東北部擴展。

表1　1990-2010年耕地面積變化

3.3庫爾勒市城市化進(jìn)程與耕地變化相關(guān)性分析

城市化過程包括了社會、人口、空間和經(jīng)濟轉(zhuǎn)換等多方面內(nèi)容[21]。城市化除了表現(xiàn)在城市人口增長，城市非農(nóng)業(yè)人口比重增加以外，城市空間區(qū)域的擴展也是一個重要的衡量指標(biāo)。一方面城市化發(fā)展要向外擴張，不可避免要占用一部分耕地，城市郊區(qū)的耕地與建設(shè)用地擴張之間的矛盾是城市化早期的固有矛盾；另一方面，城市化又有利于土地集約節(jié)約利用，促進(jìn)城鄉(xiāng)協(xié)調(diào)統(tǒng)發(fā)展[22]。由此可知，耕地數(shù)量變化體現(xiàn)一定的社會經(jīng)濟發(fā)展規(guī)律。

為了進(jìn)一步研究城市化水平與耕地面積的關(guān)系，本文建立城市化水平與耕地面積之間的回歸模型，結(jié)合圖2，3分析，選取一元線性回歸模型[23]，計算城市化對耕地面積變化影響力的大小。設(shè)因變量Y為耕地面積(103hm2)，自變量X為城市化水平(%)，建立模型為Y=-280.982+4.944X。模型的R2為0.752，F(xiàn)值為2.390，p值為0，因此,所用的回歸模型具有統(tǒng)計學(xué)意義,可以繼續(xù)分析各個系數(shù)的檢驗結(jié)果，兩者在一定時期內(nèi)呈現(xiàn)出相互促進(jìn)的正相關(guān)關(guān)系，說明城市化水平對耕地面積變化的影響很大。

4　庫爾勒市城市化水平與耕地資源協(xié)調(diào)性分析

4.1協(xié)調(diào)度概念及模型

表2　城市化與耕地資源協(xié)調(diào)度分類

4.2庫爾勒市城市化水平與耕地資源協(xié)調(diào)性分析

根據(jù)協(xié)調(diào)度模型，結(jié)合庫爾勒市1990—2012年的耕地資源以及城市化水平的變化情況，計算獲得的庫爾勒市城市化水平與耕地資源協(xié)調(diào)度結(jié)果見表3。

表3　庫爾勒市1990—2012年城市化水平耕地資源協(xié)調(diào)度

從表3 協(xié)調(diào)度計算結(jié)果看出庫爾勒市城市化水平與耕地資源協(xié)調(diào)度值較低，1990—2012年，城市化水平與耕地資源的協(xié)調(diào)度變化較大，其中最大值為1.39，最小值為-1；從協(xié)調(diào)度類型可以看出24 a中基本協(xié)調(diào)有5 a，調(diào)和狀態(tài)有5 a，基本調(diào)和狀態(tài)有2 a，較協(xié)調(diào)有5 a，勉強調(diào)和狀態(tài)有1 a，不協(xié)調(diào)狀態(tài)有6 a；從協(xié)調(diào)度時序上看，庫爾勒市城市化水平與耕地資源的協(xié)調(diào)度表現(xiàn)出一定的階段性，總體呈現(xiàn)出“基本協(xié)調(diào)和較協(xié)調(diào)→不協(xié)調(diào)→調(diào)和和較調(diào)和”的趨勢。

進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn),庫爾勒市城市化與耕地資源的協(xié)調(diào)度在時序上表現(xiàn)出一定的層次性和階段性。依據(jù)協(xié)調(diào)度變化趨勢可將其大致分為兩個階段：

第一階段：1990—2002年，這一時期，庫爾勒市的城市化與耕地資源從基本協(xié)調(diào)轉(zhuǎn)變?yōu)檎{(diào)和和不協(xié)調(diào)，分析原因：耕地資源急劇減少，此期間由于經(jīng)濟發(fā)展加快，城市化水平發(fā)展加快，另一方面西部大開發(fā)加快了城市化建設(shè),出現(xiàn)了“開發(fā)區(qū)熱”，城市建設(shè)規(guī)模不斷擴大,而這些年州委確定了“庫尉一體化”發(fā)展戰(zhàn)略，庫爾勒市加快城市建設(shè)，不斷優(yōu)化城市空間分布，擴展城市建成區(qū)面積規(guī)模，造成建成區(qū)占用耕地，從而使得城市化水平與耕地資源出現(xiàn)了不協(xié)調(diào)的狀態(tài)。

第二階段：2003—2012年，這一時期，庫爾勒市的城市化與耕地資源從勉強調(diào)和轉(zhuǎn)變?yōu)檎{(diào)和和較協(xié)調(diào)。主要是由于耕地被城市用地大量占用的問題，政府采取了積極有效的耕地保護(hù)措施和科學(xué)合理的城市規(guī)劃布局，加大了土地開發(fā)整改力度，基本實現(xiàn)了耕地占補平衡，同時隨著城市化水平的提高、人們的耕地保護(hù)意識也得到增強。

5　結(jié) 論

(1) 庫爾勒市處在城市化發(fā)展時期，城市化水平穩(wěn)步提升，年均城市化水平增長率達(dá)到0.2%，年均耕地面積增長率是4%，人均耕地面積增長率是1.5%，經(jīng)濟水平和生產(chǎn)力水平有所提高，第二、第三產(chǎn)業(yè)在社會經(jīng)濟發(fā)展中起著越來越重要作用，城市規(guī)模在逐漸擴大。

(2) 1989—2012年庫爾勒市的城市化水平與耕地資源呈現(xiàn)一定相互促進(jìn)的正相關(guān)關(guān)系，隨著城市化水平的提高，耕地面積增加，之后城市化水平發(fā)展趨勢略有波動，后期城市化水平變化趨勢較穩(wěn)定，耕地面積變化也趨于穩(wěn)定。

(3) 從協(xié)調(diào)度類型可以看出城市化水平與耕地資源協(xié)調(diào)度24 a間基本協(xié)調(diào)有5 a，調(diào)和狀態(tài)有5 a，基本調(diào)和狀態(tài)有2 a，較協(xié)調(diào)有5 a，勉強調(diào)和狀態(tài)有1 a，不協(xié)調(diào)狀態(tài)有6 a；從協(xié)調(diào)度時序上看，庫爾勒市城市化水平與耕地資源的協(xié)調(diào)度表現(xiàn)出一定的階段性，總體呈現(xiàn)出“基本協(xié)調(diào)和較協(xié)調(diào)→不協(xié)調(diào)→調(diào)和和較調(diào)和”的趨勢?？傊?，耕地資源與城市化水平存在著密切的聯(lián)系，研究耕地資源變化與城市化的關(guān)系具有現(xiàn)實意義，有助于為當(dāng)?shù)卣鞘幸?guī)劃和進(jìn)一步發(fā)展提供參考依據(jù)。

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Analysis on Correlation Between Cultivated Land Resources and Urbanization Development in Korla City

Gulimeiheri·Abasi1， Alimujiang·Kasimu1,2

(1.College of Geographic sciences, Xinjiang Normal University, Urumqi 830054, China;2.UrbanizationDevelopmentResearchCenter,XinjiangNormalUniversity,Urumqi830054,China)

Urbanization level is a measurement of a country's economic development level, especially an important symbol of the industrialization level; and the non-agriculturalization is a kind of inevitable phenomenon in the process of urbanization, the cultivated land quantity change reflects a certain social and economic development regulation. In this paper; Landsat TM, ETM+, ALOS/AVNIR-2 data of 1990, 2000 and 2010 were used as the data sources to extract information on arable land, Korla City, based on social and economic statistics of the years from 1989 to 2012, the linear regression analysis models and coordination analysis were used to examine theof changes in urbanization and cultivated land resources, relevance and compatibility in Korla City. The results showed that the level of urbanization had increased in Korla City with an annual growth rate of 0.2%, arable land cultivated area had increased with an annual increase of 4%, and average increase of arable land cultivated area reached the point of 1.5% in recent 24 years. arable land resources and the level of urbanization of Korla in recent years presented a positive correlation between certain mutually reinforcing coordination degree from the timing point of view, the compatibility of the Korla urbanization and cultivated land resources showed some stage periods, overall showied a trend: basic coordinated → relative coordinated→ less coordinated →reconcile and relative reconcile.

urbanization; cultivated land resources; coordinated index; Korla City

2014-08-25

2014-09-25

國家自然科學(xué)資助項目(41361043);新疆維吾爾自治區(qū)青年科技創(chuàng)新人才培養(yǎng)工程優(yōu)秀青年科技人才項目(2013721031)；新疆師范大學(xué)地理學(xué)博士點支撐科學(xué)開放課題資助項目(XJNU-DL-201402)

古麗美合日·阿巴斯(1990—),女(維吾爾族),新疆喀什人,碩士研究生,研究方向:城市地理與規(guī)劃。E-mail:13070417725@163.com

阿里木江·卡斯木(1976—)，男(維吾爾族)，新疆克拉瑪依人，博士，教授，研究方向：城市遙感。E-mail:alimkasim@gmail.com

X144； X22

A

1005-3409(2015)04-0305-05