我國土地利用變化驅(qū)動力研究的4個熱點

梁文涓(沈陽建筑大學(xué)市政與環(huán)境工程學(xué)院，遼寧沈陽110168)

土地利用/覆蓋變化(LUCC)會對區(qū)域環(huán)境造成顯著影響，如影響地表凈初級生產(chǎn)力、生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)、生態(tài)服務(wù)價值和生物多樣性等［1］。驅(qū)動力是指導(dǎo)致土地利用方式和目的發(fā)生變化的主要生物、物理和社會經(jīng)濟因素［2］。LUCC驅(qū)動力的研究，對揭示土地利用/覆蓋變化的原因、內(nèi)部機制、時空過程，預(yù)測未來土地利用變化和影響，以及制定相應(yīng)的調(diào)控對策至關(guān)重要，因此受到研究者的高度重視。該研究分析了大量研究案例，從研究區(qū)域、土地變化類型、研究方法、研究指標(biāo)4個方面揭示國內(nèi)LUCC驅(qū)動力研究的熱點。

1 LUCC驅(qū)動力研究受關(guān)注區(qū)域

我國經(jīng)濟發(fā)展水平較高和較快的地區(qū)、城鎮(zhèn)化快速推進的地區(qū)、生態(tài)脆弱地區(qū)是LUCC驅(qū)動力研究的3大熱點區(qū)域。其中對發(fā)達(dá)經(jīng)濟圈和城市群的研究最為豐富和深入，如對長三角［3－4］、珠三角［5－6］、環(huán)渤海［7］、遼中南［8］4 大城市群的大量研究?？焖俪擎?zhèn)化地區(qū)和城市也是研究的熱點，如環(huán)太湖地區(qū)［9］、蘇錫常地區(qū)［10］、黃河三角洲地區(qū)［11］、重慶市［12］、榆林地區(qū)［13］、蘇南典型城鎮(zhèn)［14］等。對生態(tài)脆弱地區(qū)LUCC驅(qū)動力的研究主要集中在我國北方農(nóng)牧交錯帶和半濕潤半干旱過渡帶，如湯青等［15］對黃土高原地區(qū)的研究、崔健等［16］對霍林河流域下游地區(qū)的研究等。

《2010中國城市群發(fā)展報告》指出，我國正在形成23個城市群［17］。2012年湖南、湖北、江西3省《加快構(gòu)建長江中游城市集群戰(zhàn)略合作框架協(xié)議》的簽署，意味著“中三角”將成為我國新的經(jīng)濟增長極和一個超大型城市群［18］。隨著我國“城市群”呈現(xiàn)出迅速發(fā)展態(tài)勢，對該地區(qū)劇烈的土地利用變化及驅(qū)動力的研究將會更加深入。

2 LUCC驅(qū)動力研究中敏感的土地利用類型

從土地利用類型的角度，耕地非農(nóng)化、建設(shè)用地擴張、耕地和建設(shè)用地的矛盾關(guān)系、生態(tài)用地和耕地相互轉(zhuǎn)化以及農(nóng)用地結(jié)構(gòu)內(nèi)部的調(diào)整是LUCC驅(qū)動力研究的5大熱點類型。在大量的LUCC驅(qū)動力研究案例中，大多數(shù)地類轉(zhuǎn)換都與耕地有直接關(guān)系。其中，關(guān)于城市周邊建設(shè)用地擴張造成耕地被占用的研究最多，如受工業(yè)化和區(qū)域城鎮(zhèn)化加速的影響，浙江省建設(shè)用地迅速擴張［19］;北京市城鎮(zhèn)擴張主要占用耕地，并且生產(chǎn)力最高的平原地區(qū)耕地流失量最大;農(nóng)用地和生態(tài)用地相互轉(zhuǎn)化主要發(fā)生在遠(yuǎn)郊山區(qū)。在退耕還林等生態(tài)保護政策的驅(qū)動下，遠(yuǎn)郊山區(qū)的耕地被林、草地等生態(tài)用地占用的壓力相對較大［20］。農(nóng)用地內(nèi)部結(jié)構(gòu)調(diào)整如耕地轉(zhuǎn)出為園地。鄭海霞等［21］通過對紹興市的研究，發(fā)現(xiàn)發(fā)達(dá)地區(qū)以市場為導(dǎo)向的農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整是影響耕地減少的一個主要動因。

3 LUCC驅(qū)動力研究的方法多樣性

對大量研究案例綜合分析發(fā)現(xiàn)，LUCC驅(qū)動力的研究方法主要有定性分析、定量分析以及二者的結(jié)合運用。定性分析如張希彪［22］研究隴東黃土高原土地利用覆蓋變化的驅(qū)動力，發(fā)現(xiàn)降水狀況是最大限制因子;定量分析主要有數(shù)理統(tǒng)計方法、灰色關(guān)聯(lián)分析方法和GIS空間分析方法。

大多數(shù)的研究采用數(shù)理統(tǒng)計的方法，定量或半定量地分析LUCC驅(qū)動機制，主要有主成分分析、典型相關(guān)分析、多元線性回歸分析，以及上述方法的綜合運用。其中運用主成分分析的案例最多，如對重慶市主城區(qū)［23］、雞西市［24］、紹興市［21］土地利用變化驅(qū)動力的研究等。王晨野等［25］用多元線性回歸模型對吉林西部LUCC驅(qū)動力進行分析，得出主要土地利用類型與社會經(jīng)濟驅(qū)動因子的逐步回歸分析結(jié)果。汪朝輝等［26］用相關(guān)分析和主成分分析相結(jié)合的方法，揭示湖南省耕地變化的驅(qū)動機制。主成分分析可以對具有多個驅(qū)動因子的系統(tǒng)進行降維，將驅(qū)動力歸納為幾個主成分，有利于明確主要的驅(qū)動力。相關(guān)分析和回歸分析可以在多個土地利用類型和多個驅(qū)動因子之間建立“多對多”的映射，有利于從微觀角度分析土地利用變化的復(fù)雜機制;并且，所形成的相關(guān)系數(shù)矩陣和多元回歸方程可以清晰地指示驅(qū)動因子的貢獻。

灰色系統(tǒng)關(guān)聯(lián)分析是對系統(tǒng)中因素之間的關(guān)聯(lián)程度進行定量比較，根據(jù)序列曲線幾何形狀的相似程度，判斷因素間的聯(lián)系是否緊密。王兆禮等［27］用灰色關(guān)聯(lián)方法，分析得出深圳市建設(shè)用地面積變化與外資利用額的關(guān)聯(lián)系數(shù)最大，耕地面積變化與城市化率的關(guān)聯(lián)系數(shù)最大。

GIS空間分析方法也可以用來研究LUCC驅(qū)動力。如史培軍等［28］分析了深圳市交通對城市發(fā)展的影響，通過計算交通干線不同距離緩沖區(qū)(buffer)內(nèi)土地利用類型的總轉(zhuǎn)化率和向城鎮(zhèn)用地的轉(zhuǎn)化率，發(fā)現(xiàn)離交通干線越近，土地利用類型發(fā)生變化的“活動性”越大。

4 LUCC驅(qū)動力研究的指標(biāo)復(fù)雜性

LUCC驅(qū)動力指標(biāo)分生物物理因素和社會經(jīng)濟因素兩大類。在短時間尺度上，受制度、技術(shù)和經(jīng)濟因素強烈影響的人類活動是最主要的驅(qū)動因素;在較長時間尺度上，生物物理因素起著主要作用［29］。另外，驅(qū)動力系統(tǒng)內(nèi)諸多因素之間存在相互“驅(qū)動”關(guān)系，指標(biāo)的選取和驅(qū)動力的識別也因此變得復(fù)雜。

LUCC驅(qū)動力研究案例中，最受青睞的驅(qū)動力分析指標(biāo)有:總?cè)丝?、GDP、人均GDP、農(nóng)業(yè)人口(或農(nóng)業(yè)人口比重)、城市化水平、工業(yè)增加值、三次產(chǎn)業(yè)比重(多選用第二、三產(chǎn)業(yè)比重)、全社會固定資產(chǎn)投資、農(nóng)林牧副漁總產(chǎn)值(或各分項占農(nóng)林牧漁總產(chǎn)值的比重)、糧食總產(chǎn)量、人均糧食產(chǎn)量、農(nóng)民人均純收入、農(nóng)民人均總支出、外資利用額等。結(jié)合研究區(qū)的特點，可側(cè)重增選相應(yīng)指標(biāo)［30］，指標(biāo)的選擇應(yīng)盡量全面，還要避免冗余，蘇錫常地區(qū)和榆林地區(qū)的研究采用共線性處理，較好地避免了指標(biāo)的冗余問題［10－13］。

雖然大多數(shù)案例中，人口增長、經(jīng)濟發(fā)展、城市化與工業(yè)化，農(nóng)業(yè)科技進步和農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整是主要的LUCC驅(qū)動力。但是，區(qū)域LUCC驅(qū)動因素應(yīng)該在特定時空框架下加以辨析，不存在對不同尺度都適用的LUCC驅(qū)動因子。土地利用系統(tǒng)的自組織性，及其驅(qū)動因子相互作用的復(fù)雜性，決定了LUCC驅(qū)動力研究應(yīng)與區(qū)域特殊情況緊密聯(lián)系，以便選擇最適合的指標(biāo)體系，合理地反映出驅(qū)動因子的驅(qū)動效果［29］。

5 結(jié)語

參考國內(nèi)有關(guān)土地利用變化驅(qū)動力的大量研究案例，分析了受到廣泛關(guān)注的研究區(qū)域、敏感的土地利用變化類型、研究方法的多樣性、以及指標(biāo)選取的復(fù)雜性4個方面的研究熱點。歸納得出以下結(jié)論:①我國經(jīng)濟發(fā)展水平較高和較快的地區(qū)、城鎮(zhèn)化快速推進的地區(qū)和生態(tài)脆弱地區(qū)是LUCC驅(qū)動力研究的熱點區(qū)域;②耕地非農(nóng)化、建設(shè)用地擴張、耕地和建設(shè)用地的矛盾關(guān)系、生態(tài)用地和耕地相互轉(zhuǎn)化，以及農(nóng)用地結(jié)構(gòu)內(nèi)部調(diào)整是LUCC驅(qū)動力研究的熱點土地利用變化類型;③分析方法主要為定量分析，包括數(shù)理統(tǒng)計方法、灰色關(guān)聯(lián)分析方法和GIS空間分析方法;④歸納了LUCC驅(qū)動力研究案例中最常采用的社會經(jīng)濟指標(biāo)。這4個熱點的提出，可為LUCC驅(qū)動力研究提供參考依據(jù)。

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