江蘇省鄉(xiāng)鎮(zhèn)級(jí)小城鎮(zhèn)擴(kuò)張研究
——基于1990-2014年的TM/ETM+/OLI數(shù)據(jù)

渠 立 權(quán),楊 超,張 韶 華,駱 華 松*

(1.云南師范大學(xué)旅游與地理科學(xué)學(xué)院，云南 昆明 650500；2.江蘇師范大學(xué)地理測(cè)繪與城鄉(xiāng)規(guī)劃學(xué)院，江蘇 徐州 221116)

江蘇省鄉(xiāng)鎮(zhèn)級(jí)小城鎮(zhèn)擴(kuò)張研究
——基于1990-2014年的TM/ETM+/OLI數(shù)據(jù)

渠 立 權(quán)1，2,楊 超1,張 韶 華1,駱 華 松1*

(1.云南師范大學(xué)旅游與地理科學(xué)學(xué)院，云南 昆明 650500；2.江蘇師范大學(xué)地理測(cè)繪與城鄉(xiāng)規(guī)劃學(xué)院，江蘇 徐州 221116)

在對(duì)江蘇省鄉(xiāng)鎮(zhèn)級(jí)小城鎮(zhèn)分類的基礎(chǔ)上，堅(jiān)持隨機(jī)原則和空間均勻分布原則，選擇9個(gè)小城鎮(zhèn)為研究對(duì)象。以覆蓋研究對(duì)象的18景Landsat遙感影像為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，利用ENVI5.1、ArcMap10.0等軟件提取1990年、2002年和2014年3個(gè)時(shí)期的小城鎮(zhèn)邊界，并利用GoogleEarth提供的高分影像提取2004-2014年小城鎮(zhèn)擴(kuò)張前后不同地類的邊界并統(tǒng)計(jì)面積，分析小城鎮(zhèn)擴(kuò)張的規(guī)模、速度和空間差異。研究結(jié)果：1)24年內(nèi)9個(gè)小城鎮(zhèn)建成區(qū)平均擴(kuò)張了5.13倍，擴(kuò)張規(guī)模和速度有顯著的時(shí)空差異；2)微觀區(qū)位也影響小城鎮(zhèn)的擴(kuò)張過程，靠近和遠(yuǎn)離高等級(jí)城市的小城鎮(zhèn)擴(kuò)張速度較快,中間的小城鎮(zhèn)擴(kuò)張速度則較慢；3)農(nóng)業(yè)用地是小城鎮(zhèn)擴(kuò)張的主要土地來源，占67.87%，由此造成全省每年減少約10 000 hm2耕地；4)工業(yè)用地增加是蘇南和蘇中地區(qū)小城鎮(zhèn)擴(kuò)張主要?jiǎng)右颍瑢?“經(jīng)濟(jì)驅(qū)動(dòng)”型擴(kuò)張，而蘇北地區(qū)小城鎮(zhèn)擴(kuò)張主要為了滿足居住需求，是“社會(huì)驅(qū)動(dòng)”型擴(kuò)張。最后分析了江蘇小城鎮(zhèn)快速擴(kuò)張的原因，并提出了引導(dǎo)小城鎮(zhèn)科學(xué)、理性擴(kuò)張的措施。

鄉(xiāng)鎮(zhèn)級(jí)小城鎮(zhèn);Landsat遙感影像;擴(kuò)張規(guī)模;空間分異

0 引言

城市是一個(gè)高度人工化的生態(tài)系統(tǒng)[1],城市擴(kuò)張的過程，也是地表生態(tài)系統(tǒng)發(fā)生劇烈變化的過程。這種變化，一方面造成農(nóng)業(yè)用地資源的減少，同時(shí)也極易造成環(huán)境污染、交通堵塞以及局部氣候改變等問題，進(jìn)而對(duì)農(nóng)業(yè)、水資源、自然環(huán)境造成影響，加速疾病傳播，給城市管理以及科學(xué)處理人地關(guān)系帶來多重挑戰(zhàn)[2]。因此，根據(jù)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，使用同種數(shù)據(jù)資料獲得城市擴(kuò)張變化信息具有重要的科學(xué)和管理意義，也是國內(nèi)外研究的熱點(diǎn)問題。

國內(nèi)城鎮(zhèn)擴(kuò)張的研究中，北京、上海、廣州、南京、沈陽等區(qū)域性中心城市是被關(guān)注的熱點(diǎn)，王雷等對(duì)全國城市擴(kuò)張的綜合研究，也是選擇人口在50萬人以上的大中城市[2]。相反，鄉(xiāng)鎮(zhèn)級(jí)小城鎮(zhèn)(下文簡(jiǎn)稱“小城鎮(zhèn)”)是被普遍忽視的領(lǐng)域，研究成果亦非常薄弱。事實(shí)上，對(duì)小城鎮(zhèn)擴(kuò)張研究有重要意義。第一，在我國快速城鎮(zhèn)化過程中，小城鎮(zhèn)對(duì)農(nóng)村人口往城市遷移起到明顯的截留作用，緩解了大城市人口膨脹的壓力；第二，小城鎮(zhèn)是鄉(xiāng)鎮(zhèn)經(jīng)濟(jì)的主要載體，尤其在江蘇，鄉(xiāng)鎮(zhèn)經(jīng)濟(jì)是全國的一面旗幟，經(jīng)濟(jì)總量巨大；第三，小城鎮(zhèn)缺乏系統(tǒng)的城鎮(zhèn)規(guī)劃，城鎮(zhèn)建設(shè)缺乏監(jiān)督，其擴(kuò)張所受約束少，發(fā)展無序；第四，小城鎮(zhèn)擴(kuò)張對(duì)土地利用結(jié)構(gòu)產(chǎn)生重要影響，造成農(nóng)業(yè)用地大量減少，激化人地矛盾。雖然單個(gè)小城鎮(zhèn)擴(kuò)張規(guī)模較小，但是小城鎮(zhèn)數(shù)量眾多，僅江蘇就有877個(gè)(2013年)，其擴(kuò)張引起的城鄉(xiāng)用地沖突不容忽視。

遙感技術(shù)的發(fā)展為城市擴(kuò)張研究縮短了工作周期，降低了研究成本，同時(shí)提高了研究精度。所以，目前幾乎所有的相關(guān)研究都是基于遙感技術(shù)的。國內(nèi)外對(duì)城市擴(kuò)張研究的思路具有高度的一致性：獲取同一研究對(duì)象不同時(shí)期遙感影像，并用ENVI、ERDAS等遙感圖像處理軟件對(duì)圖像預(yù)處理；提取不同時(shí)期的城市邊界；用GIS軟件繪制專題地圖，并展開在城市擴(kuò)張規(guī)模、速度、效率、動(dòng)力機(jī)制、效應(yīng)影響、空間差異等方面的分析。與之相反，數(shù)據(jù)來源、研究目的、研究對(duì)象和城市邊界的提取方法則具有較大差異[3-11]。對(duì)城市擴(kuò)張的研究需要一個(gè)相對(duì)較長(zhǎng)的時(shí)間序列，要求遙感數(shù)據(jù)具有相應(yīng)的時(shí)間跨度并具有較好的連續(xù)性。Landsat、Spot等衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)符合這個(gè)條件，但Landsat數(shù)據(jù)獲取更方便并且成本低廉，精度也能滿足研究需求，所以較多研究人員使用Landsat TM和ETM+數(shù)據(jù)[3]。從研究對(duì)象和研究目的看，近年來國內(nèi)外學(xué)者研究的城市主要集中在東(南)亞、南亞、拉美等人口城市化和城市擴(kuò)張較快的地區(qū)。在2015年1月以“urban growth”和“urban expansion”為關(guān)鍵詞在Springer數(shù)據(jù)庫中搜索最新的40篇文獻(xiàn)，以東(南)亞、南亞、拉美地區(qū)的城市為研究對(duì)象的有29篇(占73%)，西亞地區(qū)的3篇，歐美地區(qū)的6篇，其他地區(qū)的2篇。在國內(nèi)，對(duì)我國東部發(fā)達(dá)地區(qū)城市擴(kuò)張的研究明顯多于中西部地區(qū)。研究目的具有多樣性，主要有不同時(shí)段城市擴(kuò)張規(guī)模和速度的差異[4]、不同地區(qū)城市擴(kuò)張速度的差異[5]、同一城市不同方位的擴(kuò)張差異[6]、城市擴(kuò)張與某(些)因素的關(guān)系、城市擴(kuò)張對(duì)自然資源、環(huán)境的影響[7]、對(duì)未來城市擴(kuò)張預(yù)測(cè)[8]等。在城市邊界提取方面，常用的方法有人機(jī)交互目視解譯法[2,7]、歸一化差分植被指數(shù)(NDVI)+目測(cè)修正法[9]和燈光指數(shù)法[10]，研究時(shí)段有單時(shí)段和多時(shí)段之分[11,12]。

基于上述背景，本文利用1990-2014年的Landsat衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)，分析江蘇省小城鎮(zhèn)擴(kuò)張過程，探索小城鎮(zhèn)擴(kuò)張的規(guī)模、空間分異和動(dòng)力機(jī)制，并嘗試提出規(guī)范小城鎮(zhèn)理性擴(kuò)張的途徑。

1 研究對(duì)象

1.1 研究區(qū)域概況

江蘇省地處我國內(nèi)地東部沿海地區(qū)中部，長(zhǎng)江、淮河下游，東瀕黃海，北接山東，西連安徽，東南與上海、浙江接壤，是長(zhǎng)江三角洲地區(qū)的重要組成部分。江蘇地形以平原為主，占全省總面積的70%以上，南部地區(qū)有丘陵分布。江蘇省是我國綜合經(jīng)濟(jì)最發(fā)達(dá)的省份之一，也是城鎮(zhèn)化速度最快的省份之一，2014年城鎮(zhèn)化水平為65.2%。江蘇經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平有明顯的南北差異，蘇南地區(qū)最發(fā)達(dá)，蘇中地區(qū)居中，蘇北地區(qū)相對(duì)落后；江蘇縣域經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)，尤其在南部地區(qū)，小城鎮(zhèn)已成為縣域經(jīng)濟(jì)的重要載體。土地資源方面，江蘇農(nóng)業(yè)用地資源總量多，人均少。2013年，全省耕地面積459.6萬hm2，人均占有耕地僅0.058 hm2[13]。

1.2 研究對(duì)象選擇及其空間分布

根據(jù)在蘇南、蘇中、蘇北的空間分布和距離更高等級(jí)城市的近、中、遠(yuǎn)兩項(xiàng)指標(biāo)將江蘇省877個(gè)小城鎮(zhèn)分成9類，然后在每類城市中隨機(jī)抽取3個(gè)城市，將抽取的27個(gè)城市根據(jù)其地理坐標(biāo)表示在江蘇省綜合地圖上，堅(jiān)持最大限度空間均勻分布原則，每類小城鎮(zhèn)剔除2個(gè)，保留1個(gè)，最終形成9個(gè)研究對(duì)象。研究對(duì)象的分類及其空間分布見表1。對(duì)9個(gè)小城鎮(zhèn)組成的樣本的調(diào)查結(jié)果雖然還不能在數(shù)量上精確推算總體，但可以客觀反映江蘇小城鎮(zhèn)擴(kuò)張的一般規(guī)律，能夠滿足研究需求，工作量也不至于太大。

表1 研究對(duì)象地理位置及其與最近高等級(jí)城市的距離(E、N為經(jīng)緯度)Table 1 Locations of research objects and distances between them and the nearest bigger city

2 數(shù)據(jù)來源和研究方法

2.1 數(shù)據(jù)來源

本文以1990年、2002年和2014年為基準(zhǔn)年，搜集上述年份的Landsat衛(wèi)星的Thematic Mapper(TM)、Enhanced TM Plus(ETM+)和Operational Land Imager(OLI)遙感影像數(shù)據(jù)作為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)源，研究1990—2002年和2002—2014年兩個(gè)時(shí)期的小城鎮(zhèn)擴(kuò)張過程。數(shù)據(jù)從中國地理空間數(shù)據(jù)云網(wǎng)站免費(fèi)下載(http://www.gscloud.cn/)。9個(gè)小城鎮(zhèn)分布在119/38、119/39、120/36、120/37、120/38、122/36共6景影像上，該研究共涉及18景影像。為了更好地區(qū)分城鎮(zhèn)用地和其他用地，方便城鎮(zhèn)邊界的提取，選擇農(nóng)作物生長(zhǎng)茂盛的4-5月和7-8月的影像。三期遙感影像類型均為L(zhǎng)evel 1T地形矯正影像，空間分辨率為30 m，地圖投影為UTM-WGS84投影坐標(biāo)系，并且已經(jīng)經(jīng)過系統(tǒng)輻射校正和幾何校正。因?yàn)樾〕擎?zhèn)面積很小，多數(shù)小于500 hm2，忽略投影變形對(duì)城鎮(zhèn)面積的影響。

2.2 研究方法和流程

利用ENVI軟件打開下載的遙感影像，檢查云量，對(duì)云量較大以致影響城鎮(zhèn)判讀的影像予以替換。在ENVI5.1環(huán)境下合并TM和ETM+影像的543波段和OLI影像的654波段生成模擬真彩色的遙感影像用于小城鎮(zhèn)邊界提取。實(shí)踐證明，模擬真彩色影像能更好地區(qū)分城鎮(zhèn)和非城鎮(zhèn)用地[2,14]。以ArcMap10.0為解譯平臺(tái)，提取小城鎮(zhèn)邊界，得到1990年、2002年、2014年3個(gè)基準(zhǔn)年份的城鎮(zhèn)面積，并分析小城鎮(zhèn)擴(kuò)張的規(guī)模、速度和空間差異。同時(shí)，基于GoogleEarth提供的高分辨率遙感影像和土地分類資料，分析2004-2014年間小城鎮(zhèn)擴(kuò)張用地來源結(jié)構(gòu)和利用結(jié)構(gòu)。最后，歸納小城鎮(zhèn)擴(kuò)張存在的問題并提出規(guī)范其合理擴(kuò)張的措施。研究流程見圖1。

圖1 研究流程Fig.1 Research flow chart

2.3 城鎮(zhèn)邊界提取和精度分析

城市邊界提取的方法很多，常用的有人機(jī)交互目視解譯和歸一化差分植被指數(shù)(NDVI)法。對(duì)于大中城市邊界的提取，NDVI方法具有一定可行性[15-17]，但是小城鎮(zhèn)建筑密度低，建設(shè)用地和農(nóng)用地經(jīng)常交錯(cuò)分布，加上異物同譜、同物異譜等現(xiàn)象的存在，造成NDVI自動(dòng)提取小城鎮(zhèn)邊界的結(jié)果有很多不確定性，需要付諸大量人力目視調(diào)整邊界解譯結(jié)果[2]。因此，本研究采用目視解譯圖像的方法手工提取城市邊界。雖然這種方法比較耗費(fèi)人力，但可以比較準(zhǔn)確地獲取城市輪廓信息。為了建立可比基礎(chǔ)，本文確定小城鎮(zhèn)邊界的原則是：1)將與小城鎮(zhèn)連接在一起的村莊、小城鎮(zhèn)內(nèi)部的河流、溝渠、水塘等水域均作為城鎮(zhèn)用地；2)將不與城鎮(zhèn)相連且距離城鎮(zhèn)超過5個(gè)像元(150 m)的村莊、工廠等排除在小城鎮(zhèn)之外[18]。圖像解譯的工作平臺(tái)是ArcMap10.0。將提取的2014年的小城鎮(zhèn)邊界保存為shape文件，利用Global Mapper13軟件將shape文件轉(zhuǎn)化為kmz格式并導(dǎo)入GoogleEarth中，可以看出目視解譯的城鎮(zhèn)邊界與同期高分影像上的小城鎮(zhèn)邊界能夠較好地吻合(同為UTM-WGS84投影坐標(biāo)系，具有可比性)，這說明在30 m分辨率的OLI影像上提取城市邊界有較高的精度(圖2)。為了進(jìn)一步分析目視解譯誤差的大小，也在GoogleEarth中2.5 m分辨率的影像上目視解譯了上述9個(gè)小城鎮(zhèn)2014年的邊界，得到小城鎮(zhèn)的面積。將在不同分辨率影像上量取的面積對(duì)比發(fā)現(xiàn)：1)在30 m分辨率影像上解譯邊界所得到的面積均比在2.5 m分辨率上獲取的面積稍大，出現(xiàn)這種情況的原因主要是在30 m分辨率的影像上難以剔除分布在城鎮(zhèn)邊緣建設(shè)用地之間的小塊農(nóng)業(yè)用地，也容易將混合像元所代表的多種地類統(tǒng)一作為城鎮(zhèn)建設(shè)用地處理。2)比較9個(gè)小城鎮(zhèn)兩次量取的面積，最大誤差7.36%，最小誤差3.77%，平均誤差5.15%。由于誤差是同向的，并且分析城鎮(zhèn)擴(kuò)張主要用的指標(biāo)是不同時(shí)期城鎮(zhèn)面積之差，可以估計(jì)該指標(biāo)的平均誤差應(yīng)該小于5%，這個(gè)精度是可以接受的。

圖2 OLI影像中解譯的小城鎮(zhèn)邊界(左)導(dǎo)入GoogleEarth中的結(jié)果(邵伯鎮(zhèn))(右)Fig.2 Status of importing the small town′s border extracted from OLI image into GoogleEarth (Shaobo Town)

3 結(jié)果分析

3.1 擴(kuò)張規(guī)模、速度和空間差異

根據(jù)邊界解譯結(jié)果，得到不同時(shí)期小城鎮(zhèn)的建成區(qū)面積，結(jié)果見表2。數(shù)據(jù)顯示，在1990-2014年的24年間小城鎮(zhèn)建成區(qū)規(guī)?？焖贁U(kuò)張，調(diào)查的9個(gè)小城鎮(zhèn)總面積從473.3 hm2增長(zhǎng)到2 899.7 hm2，增長(zhǎng)了512.66%。在增加的2 426.4 hm2城鎮(zhèn)面積中，第一個(gè)12年間增加了665.4 hm2，占總擴(kuò)張規(guī)模的27.42%，第二個(gè)12年間增加了1 761.0 hm2，占總擴(kuò)張規(guī)模的72.58%，2002-2014年的擴(kuò)張速度明顯快于1990-2002年。江蘇小城鎮(zhèn)擴(kuò)張是人口城鎮(zhèn)化和產(chǎn)業(yè)聚集共同作用的結(jié)果，與當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)發(fā)展高度吻合。

比較江蘇不同地區(qū)的小城鎮(zhèn)擴(kuò)張規(guī)模和速度，發(fā)現(xiàn)有明顯的空間差異。過去24年間，蘇南三鎮(zhèn)擴(kuò)張了1 046.9 hm2，占擴(kuò)張總量的43.15%；蘇中三鎮(zhèn)擴(kuò)張了893.3 hm2，占36.82%；蘇北三鎮(zhèn)擴(kuò)張了486.2 hm2，僅占20.03%。小城鎮(zhèn)擴(kuò)張規(guī)模蘇南地區(qū)最大，蘇中其次，蘇北最低，這也從另一個(gè)視角呈現(xiàn)了江蘇南北經(jīng)濟(jì)的差異。

表2 1990-2014年9個(gè)小城鎮(zhèn)擴(kuò)張規(guī)模Table 2 Expansion of nine small towns from 1990 to 20142

3.2 小城鎮(zhèn)擴(kuò)張規(guī)模與距高等級(jí)城市距離的關(guān)系

根據(jù)小城鎮(zhèn)與高等級(jí)城市距離遠(yuǎn)近將9個(gè)研究對(duì)象分成了3類(表1)，以分析小城鎮(zhèn)擴(kuò)張與其微觀區(qū)位的關(guān)系。結(jié)果顯示，在1990-2014年的24年間，距離高等級(jí)城市最近的3個(gè)小城鎮(zhèn)擴(kuò)張了1 219.6 hm2，最遠(yuǎn)的3個(gè)擴(kuò)張了705.8 hm2，而距離居中的3個(gè)僅擴(kuò)張了501.0 hm2?？拷瓦h(yuǎn)離高等級(jí)城市的小城鎮(zhèn)擴(kuò)張較快，中間的擴(kuò)張較慢。

小城鎮(zhèn)的擴(kuò)張規(guī)模和速度與其微觀區(qū)位有直接關(guān)系。受大城市聚集擴(kuò)散作用影響，靠近高等級(jí)城市的小城鎮(zhèn)獲得較多發(fā)展機(jī)會(huì)。尤其是進(jìn)入21世紀(jì)之后，隨著城鎮(zhèn)化步伐加快和大中城市生產(chǎn)生活成本上升，該類小城鎮(zhèn)成為大中城市擴(kuò)散的首要目的地，工業(yè)和居住地產(chǎn)率先發(fā)展并帶動(dòng)商業(yè)的繁榮，促進(jìn)小城鎮(zhèn)迅速擴(kuò)張。遠(yuǎn)離高等級(jí)城市的小城鎮(zhèn)受大中城市的聚集和擴(kuò)散作用均較弱，具有相對(duì)獨(dú)立性，故而在一定程度上承擔(dān)起區(qū)域副中心的角色，同樣獲得快速發(fā)展機(jī)會(huì)并引起城鎮(zhèn)快速擴(kuò)張。一方面，邊緣化的微觀區(qū)位使其在區(qū)域間合作方面更具優(yōu)勢(shì)，伴隨著物資集散和交換功能的擴(kuò)大而獲得發(fā)展；另一方面，由于遠(yuǎn)離大中城市而受其聚集作用較弱，附近農(nóng)村積累的資本主要投資于小城鎮(zhèn)，促進(jìn)城鎮(zhèn)工業(yè)的發(fā)展；還有一個(gè)不容忽視的原因是，相對(duì)完善的基礎(chǔ)設(shè)施也吸引周圍農(nóng)村的高收入者(主要是三類群體：農(nóng)村的手工業(yè)者、農(nóng)村教師和候鳥型外出務(wù)工人員)往小城鎮(zhèn)聚集，促進(jìn)居住地產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。相對(duì)于上述兩類小城鎮(zhèn)，距高等級(jí)城市距離不太遠(yuǎn)也不太近的小城鎮(zhèn)顯得尤為尷尬，它們受大中城市的聚集作用強(qiáng)而受擴(kuò)散作用弱，發(fā)展機(jī)會(huì)少，城鎮(zhèn)擴(kuò)張速度也成為三類小城鎮(zhèn)最慢的一種。

3.3 小城鎮(zhèn)擴(kuò)張引起的土地利用結(jié)構(gòu)變化

小城鎮(zhèn)擴(kuò)張必然造成建設(shè)用地增加和其他用地減少，導(dǎo)致土地利用結(jié)構(gòu)變化。因此，有必要在土地分類的基礎(chǔ)上利用遙感影像和GIS空間分析工具，厘清小城鎮(zhèn)擴(kuò)張的用地來源和使用去向。立足江蘇省的實(shí)際情況和能夠分析的精細(xì)程度，將土地分為工業(yè)用地(I)、城鎮(zhèn)居住用地(R)、城市綠化用地(G)和其他城鎮(zhèn)建設(shè)用地(OU)、農(nóng)村建設(shè)用地(RC)、農(nóng)業(yè)用地(A)、林地(F)、水域(W)和未利用地(UU)9種地類。分析的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)是GoogleEarth提供的高分影像，分辨率2.5 m。由于不同地區(qū)GoogleEarth提供的高分影像時(shí)間跨度不同，為了建立統(tǒng)一的比較基礎(chǔ)，僅以2004年和2014年的影像為基礎(chǔ)，分析這10年間的土地利用結(jié)構(gòu)變化。分析過程：1)在2004年和2014年的影像上分別提取每個(gè)小城鎮(zhèn)的邊界,然后在影像上同時(shí)導(dǎo)入同一小城鎮(zhèn)兩個(gè)不同時(shí)期的邊界，提取兩邊界線之間的地類界線并導(dǎo)入ArcMap10.0中進(jìn)行制圖和面積統(tǒng)計(jì)；2)比較每一個(gè)小城鎮(zhèn)擴(kuò)張前后各種地類面積，得到土地利用結(jié)構(gòu)變化結(jié)果(表3)。

表3 小城鎮(zhèn)擴(kuò)張前后土地利用結(jié)構(gòu)變化Table 3 Change of land use structure before and after the expansion of small towns

過去10年間，9個(gè)小城鎮(zhèn)擴(kuò)張了1 398 hm2。從擴(kuò)張用地來源看，耕地減少949 hm2，占總來源的67.87%，其次為林地和未利用地，分別占14.36%和13.66%；從擴(kuò)張用地去向看，工業(yè)用地增加了741 hm2，占總擴(kuò)張規(guī)模的53.01%，是最主要用地去向，其他依次是居住用地、其他建設(shè)用地和綠化用地，分別占25.80%、12.54%和8.65%。

受自然地理?xiàng)l件差異和不同驅(qū)動(dòng)力量的影響，江蘇小城鎮(zhèn)擴(kuò)張的用地來源和去向也表現(xiàn)出明顯的區(qū)域分異(圖3、圖4)。蘇南和蘇中地區(qū)河網(wǎng)密布，林地和灘涂(未利用地)較多，城鎮(zhèn)擴(kuò)張的用地來源也更加多元化。蘇南的3個(gè)小城鎮(zhèn)擴(kuò)張用地59.72%來自耕地，20.85%和13.04%分別來自林地和未利用地，蘇中地區(qū)對(duì)應(yīng)的3個(gè)指標(biāo)分別是68.98%、9.92%和18.35%。而在蘇北地區(qū)，僅耕地就貢獻(xiàn)了3個(gè)小城鎮(zhèn)擴(kuò)張用地的83.52%，明顯高于蘇南和蘇中兩地區(qū)的該項(xiàng)指標(biāo)。在用地去向方面，蘇南和蘇中小城鎮(zhèn)擴(kuò)張用地的55.16%和56.95%用于工業(yè)生產(chǎn)，“經(jīng)濟(jì)驅(qū)動(dòng)”是小城鎮(zhèn)擴(kuò)張的主要原因；而在蘇北地區(qū)，居住用地占小城鎮(zhèn)擴(kuò)張規(guī)模的最大比例(43.21%)，其次才是工業(yè)用地，占39.84%，與蘇南和蘇中相比，小城鎮(zhèn)擴(kuò)張表現(xiàn)出明顯的“社會(huì)驅(qū)動(dòng)”傾向。

圖3 小城鎮(zhèn)擴(kuò)張土地來源結(jié)構(gòu)(hm2)Fig.3 Land source structure of the expansion of small towns

圖4 小城鎮(zhèn)擴(kuò)張土地利用結(jié)構(gòu)(hm2)Fig.4 Land use structure of the expansion of small towns

4 結(jié)語

在1990-2014年24年間，隨機(jī)選擇的江蘇省9個(gè)小城鎮(zhèn)都經(jīng)歷了快速擴(kuò)張過程，平均擴(kuò)張5.13倍。其中，后12年的擴(kuò)張速度明顯高于前12年的速度。受自然地理?xiàng)l件和宏觀區(qū)位的影響，小城鎮(zhèn)的擴(kuò)張規(guī)模、擴(kuò)張速度、用地來源、用地去向和擴(kuò)張動(dòng)力等方面表現(xiàn)出較大的南北空間差異。此外，微觀區(qū)位通過影響高等級(jí)城市聚集擴(kuò)散作用的強(qiáng)度而作用于小城鎮(zhèn)的擴(kuò)張過程，靠近和遠(yuǎn)離高等級(jí)城市的小城鎮(zhèn)擴(kuò)張速度明顯快于它們中間的小城鎮(zhèn)。

農(nóng)用地是城鎮(zhèn)擴(kuò)張的最主要來源。2004-2014年10年間，9個(gè)小城鎮(zhèn)擴(kuò)張了1 398 hm2，耕地則減少了949 hm2。據(jù)此可以大致估計(jì)，江蘇省877個(gè)小城鎮(zhèn)擴(kuò)張每年會(huì)造成大約10 000 hm2耕地的減少，這會(huì)嚴(yán)重影響本已緊張的人地關(guān)系，威脅糧食供給安全和社會(huì)穩(wěn)定。因此，有必要總結(jié)小城鎮(zhèn)快速擴(kuò)張的原因，制定引導(dǎo)其科學(xué)、理性擴(kuò)張的措施。

江蘇省小城鎮(zhèn)快速擴(kuò)張的原因至少有：1)城市化和社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的驅(qū)動(dòng)作用[19]；2)高等級(jí)城市的聚集擴(kuò)散作用的影響；3)征地制度不健全對(duì)農(nóng)村土地向城市用地轉(zhuǎn)移起到助推作用；4)缺乏城市規(guī)劃約束和較低的擴(kuò)張成本造成小城鎮(zhèn)蔓延發(fā)展；5)相關(guān)主體的經(jīng)濟(jì)利益追求推動(dòng)了農(nóng)村土地向城市用地轉(zhuǎn)移。

引導(dǎo)小城鎮(zhèn)科學(xué)理性發(fā)展，可采取如下措施：1)在全省編制小城鎮(zhèn)規(guī)劃并與農(nóng)村土地利用規(guī)劃做好銜接，引導(dǎo)小城鎮(zhèn)理性發(fā)展，同時(shí)加強(qiáng)對(duì)土地用途變更的監(jiān)管；2)加速農(nóng)地經(jīng)營權(quán)流轉(zhuǎn)，提高農(nóng)地利用效率，保障農(nóng)民收入，增加農(nóng)業(yè)用地對(duì)農(nóng)民的吸引力[20]；3)盡快完成農(nóng)村土地確權(quán)登記工作，建立城鄉(xiāng)一體化的土地市場(chǎng)和農(nóng)地基準(zhǔn)地價(jià)體系，由市場(chǎng)配置土地資源，減少政府的行政干預(yù)；4)改革國稅、地稅的分配機(jī)制，提高地方政府占有財(cái)稅收入的比例，擴(kuò)大地方政府財(cái)稅收入來源，減少它們對(duì)土地財(cái)政的依賴，使地方政府不再擔(dān)當(dāng)小城鎮(zhèn)擴(kuò)張推動(dòng)者的角色，使小城鎮(zhèn)發(fā)展回歸正常，也使城鎮(zhèn)與農(nóng)村用地沖突得到緩解。

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Studies on the Expansion of Town-Class Cities in Jiangsu Province: Based on the TM,ETM+ and OLI Images from 1990 to 2014

QU Li-quan1,2,YANG Chao1,ZHANG Shao-hua1,LUO Hua-song1

(1.SchoolofTourismandGeographicalScience,YunnanNormalUniversity,Kunming650500; 2.SchoolofGeographyandSurvey&UrbanandRuralPlanning,JiangsuNormalUniversity,Xuzhou221116,China)

There are 877 town-class small cities (we call them small towns in the paper) in Jiangsu Province.To look for their expansion pattern,9 small towns are selected as research objects on the basis of their locations,the distance between them and the nearest bigger cities,random principle and uniform distribution.To cover the selected 9 small towns,18 remote sensing images are collected which include Landsat Thematic Mapper (TM) images,Enhanced TM Plus (ETM+) images and Operational Land Imager ( OLI) images.Then,we extract the small towns′borders in 1990,2002 and 2014 using ENVI5.1 and ArcMap10.0 software and analyze the size,speed and spatial difference of these small towns′expansion.At the same time,we extract the small towns′borders in 2004 and 2014 from GoogleEarth images and count the areas of all kinds of land before and after the small towns′expansion to analyze the land source structure and land use structure of the expansion.The research results show that:1) the built up area of 9 small towns has increased by 5.13 times in the past 24 years,and expansion sizes and speeds have obvious temporal and spatial difference;2) micro location also acts on small towns′expansion,such small towns which are near or far away from the bigger towns have got high speed expansion;3) 67.87% of expansion source is farm land,so the small town expansion has caused farm land decrease rapidly;4) in the south and middle of Jiangsu Province,small towns expand mainly because of increase of industrial land,that is to say,"economy driving"causes the expansion.In the north part,"society driving"brings about the expansion to fulfil the demand of resident.Finally,by inducing the reasons that caused small town expansion,some measures are proposed to guide the small towns expand scientifically and rationally in the end of the paper.

town-class small cities;Landsat remote sensing images;expansion size;spatial difference

2016-02-27；

2016-05-09

江蘇省教育廳高?；痦?xiàng)目“00-14年江蘇省鄉(xiāng)鎮(zhèn)級(jí)小城鎮(zhèn)建設(shè)用地?cái)U(kuò)張調(diào)查研究”(14KJB170005)

渠立權(quán)(1978-)，男,博士研究生，副教授，從事土地資源管理、區(qū)域發(fā)展規(guī)劃方面的教學(xué)和研究。*通訊作者E-mail：huasong22@qq.com

10.3969/j.issn.1672-0504.2016.03.013

F291;K901

A

1672-0504(2016)03-0068-06