“五化”視角下鶴壁市土地利用動(dòng)態(tài)變化研究*

田潔玫，任 彧，陳 杰

(1.鄭州大學(xué)公共管理學(xué)院，河南鄭州 450001； 2.鄭州大學(xué)水利與環(huán)境學(xué)院 河南鄭州 450001)

·資源利用·

“五化”視角下鶴壁市土地利用動(dòng)態(tài)變化研究*

田潔玫1，任 彧1，陳 杰2※

(1.鄭州大學(xué)公共管理學(xué)院，河南鄭州 450001； 2.鄭州大學(xué)水利與環(huán)境學(xué)院 河南鄭州 450001)

中共中央提出的“五化”發(fā)展戰(zhàn)略有助于促進(jìn)土地資源的可持續(xù)利用。鶴壁市作為河南省的糧食生產(chǎn)核心區(qū)同時(shí)又處于河南省中原經(jīng)濟(jì)區(qū)的發(fā)展之列，肩負(fù)著保證糧食安全和實(shí)現(xiàn)中部崛起的雙重重?fù)?dān)，基于“五化”視角對(duì)鶴壁市過(guò)去20年土地利用動(dòng)態(tài)變化進(jìn)行研究具有現(xiàn)實(shí)意義。文章使用包括RS和GIS在內(nèi)的“信息化”手段，運(yùn)用ENVI、ArcGIS及Fragstats軟件方法，對(duì)鶴壁市建設(shè)用地基于“工業(yè)化與城鎮(zhèn)化”、對(duì)耕地基于“農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化”、對(duì)林地基于“綠色化”進(jìn)行具體分析。主要結(jié)論有：工業(yè)化與城鎮(zhèn)化下，鶴壁市建設(shè)用地實(shí)現(xiàn)了擴(kuò)張與集聚，城市建設(shè)向“一核雙星”模式發(fā)展； 農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化下，耕地資源豐富且變化日益趨向集中連片，但近年有減少趨勢(shì)； 綠色化下，鶴壁市由前10年的林地減少，變?yōu)閮粼黾?.558km2，但仍存在工程設(shè)施侵占的問(wèn)題。為實(shí)現(xiàn)土地資源的可持續(xù)發(fā)展，建議應(yīng)在未來(lái)利用中以節(jié)約集約為核心，以生態(tài)環(huán)境保護(hù)為主導(dǎo)對(duì)土地資源進(jìn)行挖潛。

五化 鶴壁市 土地利用 動(dòng)態(tài)變化

0 引言

2015年3月中共中央政治局會(huì)議通過(guò)了《關(guān)于加快推進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)的意見(jiàn)》，會(huì)上首次提出“綠色化”，正式將包括信息化、工業(yè)化、城鎮(zhèn)化、農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化在內(nèi)的“四化”變?yōu)椤拔寤盵1]。其內(nèi)在核心仍為工業(yè)化、城鎮(zhèn)化、農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的“三化”協(xié)調(diào)發(fā)展，信息化是手段，綠色化是任務(wù)。這與河南省的三化協(xié)調(diào)發(fā)展同出一脈，根據(jù)2008年《國(guó)家糧食戰(zhàn)略工程河南核心區(qū)建設(shè)規(guī)劃綱要》，占鶴壁市總面積約70%的浚縣、淇縣兩縣均位列糧食生產(chǎn)核心區(qū)； 2012年出臺(tái)的《河南省人民政府關(guān)于建設(shè)高標(biāo)準(zhǔn)糧田的指導(dǎo)意見(jiàn)》，鶴壁市區(qū)也被劃入其中，鶴壁市成為河南農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的試點(diǎn)典型[2]。另一面，近年河南省的工業(yè)化、城鎮(zhèn)化進(jìn)程都在不斷加劇， 2011年《國(guó)務(wù)院關(guān)于支持河南省加快建設(shè)中原經(jīng)濟(jì)區(qū)的指導(dǎo)意見(jiàn)》出臺(tái)，并于2012年正式批復(fù)； 鶴壁市作為中原經(jīng)濟(jì)區(qū)“一核、四軸、兩帶”中“沿京廣發(fā)展軸”上的重要一環(huán)，承擔(dān)著北接京津、溝通南北產(chǎn)業(yè)和城鎮(zhèn)密集帶的重要作用[3]。

鶴壁市在保證糧食安全和實(shí)現(xiàn)中原崛起背景下，土地利用變化受到“五化”影響。該文從“五化”視角出發(fā)，基于信息化手段研究鶴壁市在工業(yè)化、城鎮(zhèn)化與農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化視角下建設(shè)用地與耕地的利用變化情況，以及“綠色化”視角下不同階段土地利用變化之間的轉(zhuǎn)移關(guān)系，對(duì)加深“五化”理解以及基于“五化”視角的土地利用變化研究具有現(xiàn)實(shí)及理論意義。

1 信息化下的研究區(qū)概況及數(shù)據(jù)來(lái)源

中國(guó)信息化由來(lái)已久，以1956年制定的《十二年科學(xué)技術(shù)發(fā)展規(guī)劃》為起點(diǎn)，信息化是以現(xiàn)代通訊、網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)為基礎(chǔ)，以研究對(duì)象數(shù)據(jù)向用戶提供信息的一種技術(shù)[4]。在土地資源管理中，使用地理信息系統(tǒng)ArcGIS軟件可以有效、快速、準(zhǔn)確的得到研究區(qū)各項(xiàng)地理信息，通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)建立可以對(duì)各項(xiàng)土地信息進(jìn)行分析。

河南省作為6個(gè)糧食主產(chǎn)區(qū)凈輸出省其中之一，肩負(fù)著保證糧食安全的重?fù)?dān)。鶴壁市處于河南省北部，位于東經(jīng)113°59′～114°44′，北緯35°26′～36°3′的太行山東麓向華北平原過(guò)渡地帶，地勢(shì)整體上呈現(xiàn)西高東低趨勢(shì)，屬暖溫帶半濕潤(rùn)型季風(fēng)氣候，適宜種植，歷史上就是糧食盛產(chǎn)地，其糧食播種面積比重居全河南省第一位，糧食單產(chǎn)和復(fù)種指數(shù)也高于一般城市。鶴壁市下轄兩縣(淇縣、?？h)、三區(qū)(淇濱區(qū)、山城區(qū)、鶴山區(qū))。在ArcGIS中可以繪制位置示意圖，如圖1。

圖1 鶴壁市位置

研究數(shù)據(jù)源來(lái)自條帶號(hào)124、列編號(hào)35的三期遙感影像，選取年份為1993年、2003年、2013年的Landsat5 TM、Landsat7 ETM+以及Landsat8 OLI-TIRS衛(wèi)星數(shù)字產(chǎn)品。運(yùn)用遙感影像處理軟件ENVI在對(duì)衛(wèi)星圖片經(jīng)過(guò)歸一化處理、假彩色合成、圖像配準(zhǔn)、圖像裁剪以及圖像增強(qiáng)后，根據(jù)Anderson的土地利用分類(lèi)系統(tǒng)，通過(guò)非監(jiān)督分類(lèi)、監(jiān)督分類(lèi)、分類(lèi)后處理，將遙感影像解譯為耕地、林地、建設(shè)用地、水域、未利用地五大類(lèi)[5]。

圖2 1993年、2003年、2013年鶴壁市土地利用分類(lèi)

分類(lèi)結(jié)果評(píng)價(jià)，Kappa系數(shù)均大于0.95，總體分類(lèi)精度均大于96%，最終得到圖2，精度較高的鶴壁市3期土地利用類(lèi)型圖，并在ArcGIS軟件中建立3期土地利用空間數(shù)據(jù)庫(kù)。

2 工業(yè)化與城鎮(zhèn)化下的建設(shè)用地利用變化

從理論上講，工業(yè)化及城鎮(zhèn)化會(huì)導(dǎo)致生產(chǎn)要素的空間聚集和人口的大規(guī)模遷徙[6]，在土地利用上集中表現(xiàn)為建設(shè)用地的變化。以下可從5個(gè)方面進(jìn)行分析。

2.1 建設(shè)用地?cái)U(kuò)張總量分析

自1957年鶴壁建市，到1992年“兩縣三區(qū)”格局形成，隨著改革開(kāi)放進(jìn)程的推進(jìn)， 20年間鶴壁市建設(shè)用地面積不斷增長(zhǎng)，其中作為鶴壁市政府所在地的淇濱區(qū)擴(kuò)張了1.782倍。周長(zhǎng)淇濱區(qū)為先增后減，淇縣共擴(kuò)張了1.435倍。

表1 鶴壁市3期各區(qū)域建設(shè)用地面積(km2)及周長(zhǎng)(km)匯總

區(qū)域1993年2003年2013年面積周長(zhǎng)面積周長(zhǎng)面積周長(zhǎng)鶴山區(qū)20.667257.59721.185259.50422.936266.126?？h123.6091842.609146.8332147.448171.7972311.735淇濱區(qū)30.126514.92742.369562.10853.699550.715淇縣51.546788.63365.183968.91281.9621132.036山城區(qū)30.855355.42432.618357.11838.507407.797鶴壁全市256.8033759.189308.1894295.091368.9014668.408

2.2 建設(shè)用地?cái)U(kuò)張速度分析

建設(shè)用地?cái)U(kuò)張速度和動(dòng)態(tài)度指標(biāo)可以反映不同階段建設(shè)用地的年均變化量以及變化速度。公式如式1、式2：

(1)

(2)

式中，V為擴(kuò)張速度，K為擴(kuò)張動(dòng)態(tài)度，U為某區(qū)域的地類(lèi)面積，i為初期，j為末期，T為時(shí)間間隔。

表2 20年間鶴壁市建設(shè)用地?cái)U(kuò)張速度(km2/a)及動(dòng)態(tài)度(%)

區(qū)域1993～2003年2003～2013年1993～2013年速度動(dòng)態(tài)度速度動(dòng)態(tài)度速度動(dòng)態(tài)度鶴山區(qū)0.0520.250.1750.830.1130.55浚縣2.3221.882.4961.702.4091.95淇濱區(qū)1.2244.061.1332.671.1793.91淇縣1.3642.651.6782.571.5212.95山城區(qū)0.1760.570.5891.810.3831.24鶴壁全市5.1392.006.0711.975.6052.18

總體來(lái)說(shuō)： (1)鶴山區(qū)受山地丘陵的地理形勢(shì)影響，建設(shè)用地?cái)U(kuò)張量最小， 20年平均速度為0.113km2/a；(2)浚縣受其基數(shù)大的影響，年均變化大，均在2.322km2/a以上，但變化程度不高； (3)淇濱區(qū)前10年擴(kuò)張動(dòng)態(tài)度高于后10年，說(shuō)明后期建設(shè)用地?cái)U(kuò)張受到約束； (4)鶴壁全市后10年大于前10年，說(shuō)明整體建設(shè)用地發(fā)展趨勢(shì)還是越來(lái)越大的。

2.3 建設(shè)用地?cái)U(kuò)張強(qiáng)度分析

建設(shè)用地?cái)U(kuò)張強(qiáng)度指數(shù)可以表現(xiàn)建設(shè)用地?cái)U(kuò)展面積占總面積的情況，計(jì)算公式如式3。依R值高低將城市擴(kuò)張分為5類(lèi)：高速擴(kuò)張(>2.05)、快速擴(kuò)張(1.07-2.05)、中速擴(kuò)張(0.55-1.07)、低速擴(kuò)張(0.22-0.55)和緩慢擴(kuò)張(0-0.22)[7]，在表4顯示。

(3)

式中，R為擴(kuò)張強(qiáng)度，TU為土地總面積，其他同式1。

表3 20年間鶴壁市建設(shè)用地?cái)U(kuò)張強(qiáng)度及強(qiáng)度類(lèi)型

區(qū)域1993～2003年2003～2013年1993～2013年擴(kuò)張強(qiáng)度強(qiáng)度類(lèi)型擴(kuò)張強(qiáng)度強(qiáng)度類(lèi)型擴(kuò)張強(qiáng)度強(qiáng)度類(lèi)型鶴山區(qū)0.040緩慢擴(kuò)張0.135緩慢擴(kuò)張0.087緩慢擴(kuò)張?？h0.227低速擴(kuò)張0.243低速擴(kuò)張0.235低速擴(kuò)張淇濱區(qū)0.447低速擴(kuò)張0.413低速擴(kuò)張0.430低速擴(kuò)張淇縣0.237低速擴(kuò)張0.291低速擴(kuò)張0.264低速擴(kuò)張山城區(qū)0.129緩慢擴(kuò)張0.432低速擴(kuò)張0.281低速擴(kuò)張鶴壁全市0.240低速擴(kuò)張0.283低速擴(kuò)張0.262低速擴(kuò)張

據(jù)表3可知： (1)鶴壁市建設(shè)用地整體處于“低速擴(kuò)張”，因其為糧食核心區(qū)必須控制建設(shè)用地的過(guò)度擴(kuò)展； (2)鶴山區(qū)地理?xiàng)l件較差，而山城區(qū)為原鶴壁市政府所在地，這兩個(gè)區(qū)域的建設(shè)用地?cái)U(kuò)張最為緩慢； (3)作為遷入地的淇濱區(qū)位于城市集聚發(fā)展中心，擴(kuò)張強(qiáng)度最高為0.447，遠(yuǎn)高于其他區(qū)域； (4)淇縣上接淇濱區(qū)，具有發(fā)展的統(tǒng)一性，且?？h作為高標(biāo)準(zhǔn)糧田建設(shè)試點(diǎn)，對(duì)于建設(shè)用地?cái)U(kuò)張有約束性。

2.4 建設(shè)用地?cái)U(kuò)張緊湊度分析

建設(shè)用地?cái)U(kuò)展緊湊度可以衡量建設(shè)用地空間形態(tài)的緊湊程度，數(shù)值越大緊湊度越高。公式如式4：

(4)

圖3 20年間鶴壁市各區(qū)域建設(shè)用地面積及緊湊度變化

式中，C為擴(kuò)張緊湊度，A為建設(shè)用地面積，P為建設(shè)用地周長(zhǎng)。

將公式計(jì)算結(jié)果作出圖3，其中， (1)淇濱區(qū)在3個(gè)時(shí)期緊湊度逐步升高，最后形成鶴壁市的新的城市組團(tuán)區(qū)； (2)淇縣受到山區(qū)地理切割影響，建設(shè)用地面積越高，其緊湊度越低； (3)?？h建設(shè)用地面積不斷增大，但緊湊度受影響極小，說(shuō)明它的發(fā)展是圈層式向外有序擴(kuò)張，也正是這種擴(kuò)張實(shí)現(xiàn)了糧食核心區(qū)的耕地可持續(xù)利用。

2.5 建設(shè)用地?cái)U(kuò)張空間分析

對(duì)遙感影像的解譯分類(lèi)圖使用ArcGIS疊加分析，可從空間上觀察分析建設(shè)用地的擴(kuò)張變化情況。具體如圖4。

a.1993～2003年鶴壁市建設(shè)用地變化；b.2003～2013年鶴壁市建設(shè)用地變化；c.1993～2003年鶴壁市建設(shè)用地變化；圖4 鶴壁市建設(shè)用地空間擴(kuò)張變化

1993～2003年建設(shè)用地空間擴(kuò)張以作為新城區(qū)的淇濱區(qū)為主，主要向東部、南部為主。其次是兩縣，出現(xiàn)了連通新城區(qū)的兩條縱橫交錯(cuò)的公路，浚縣、淇縣均呈現(xiàn)向北部擴(kuò)張的趨勢(shì)，?？h向東發(fā)展為輔，淇縣適度向西發(fā)展。作為老城區(qū)的鶴山區(qū)和山城區(qū)擴(kuò)張較小。這10年城市以內(nèi)部填充為主。

2003～2013年建設(shè)用地的擴(kuò)張出現(xiàn)急劇增長(zhǎng)趨勢(shì)，其中最顯著的是鶴壁市新城區(qū)與淇縣的逐步連接，已出現(xiàn)鶴淇一體化大體輪廓，以京港澳高速鶴壁段和與之平行的107國(guó)道為主，并有鶴淇大道形成中軸。新城區(qū)形成南拓為主、北拓為輔、適度向東的態(tài)勢(shì)； 淇縣主要向北部擴(kuò)張。?？h依托其縣城形狀向外圍拓展，以向北為主。老城區(qū)以向西北擴(kuò)展為主。這10年城市建設(shè)開(kāi)始周邊外溢。

從1993～2013年鶴壁市建設(shè)用地變化圖可以看出，鶴壁的空間發(fā)展符合《鶴壁市城市總體規(guī)劃》中提出的以新城區(qū)為核心，以老城區(qū)、淇縣縣城、?？h縣城為城市組成單元，逐步由前期的一核心帶動(dòng)三組團(tuán)的“一心三星”，變?yōu)榱塌Q淇一體化的一核心帶動(dòng)兩組團(tuán)的“一核雙星”[8]，由分散的多節(jié)點(diǎn)、弱中心城市結(jié)構(gòu)變?yōu)橛袡C(jī)結(jié)合的單元組合型大城市結(jié)構(gòu)。

2.6 工業(yè)化與城鎮(zhèn)化對(duì)建設(shè)用地的影響

1993～2003年中，隨著南巡講話和十四大會(huì)議召開(kāi)，河南雖然作為糧食核心區(qū)的，但總體發(fā)展必須與市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)和改革開(kāi)放趨勢(shì)相符，工業(yè)化成為河南“抓住時(shí)機(jī)，發(fā)展自己”的重點(diǎn)，而鶴壁的電力工業(yè)基礎(chǔ)建設(shè)也成為鶴壁市工業(yè)化進(jìn)程的重點(diǎn)； 另一方面， 1994年中原城市群戰(zhàn)略的提出，使得河南省城市積極聯(lián)體成片。因此該階段鶴壁市建設(shè)用地大增，通過(guò)對(duì)未利用地的拓展開(kāi)發(fā)建設(shè)工業(yè)基地，也不可避免的在城市擴(kuò)張中占用了部分耕地。

2003～2013年以來(lái)，河南的工業(yè)化、城鎮(zhèn)化均進(jìn)入高速增長(zhǎng)時(shí)期。2006年鶴壁市成為河南省7個(gè)城鄉(xiāng)一體化試點(diǎn)，使得鶴壁市農(nóng)村基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)也不斷加強(qiáng)； 2012年中原經(jīng)濟(jì)區(qū)建設(shè)的啟動(dòng)也促使鶴壁市城市規(guī)模繼續(xù)擴(kuò)大。工業(yè)化上，這一階段以重工業(yè)為主導(dǎo)，鶴壁市成為最大的鎂制品生產(chǎn)中心。這些都導(dǎo)致了建設(shè)用地的急劇、高速擴(kuò)張。

3 農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化下的耕地利用變化

一方面，工業(yè)化所帶來(lái)的先進(jìn)技術(shù)會(huì)徹底改造傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式，使其走向農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化； 另一方面，城鎮(zhèn)化會(huì)促進(jìn)農(nóng)民非農(nóng)化、農(nóng)地非農(nóng)化，迫使農(nóng)業(yè)節(jié)約集約發(fā)展[9]。耕地的變化可以反映農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化進(jìn)程。以下可從5個(gè)方面進(jìn)行分析。

3.1 耕地?cái)U(kuò)張總量分析

圖5 20年間鶴壁市各區(qū)域耕地?cái)U(kuò)張速度及動(dòng)態(tài)度變化

在ArcGIS軟件中提取鶴壁市3期耕地面積、周長(zhǎng)數(shù)據(jù)，并繪制表4。鶴壁市20年間中建設(shè)用地的擴(kuò)張對(duì)耕地的形態(tài)產(chǎn)生了明顯影響。面積上看： (1)除淇濱區(qū)的耕地持續(xù)減少外，其他區(qū)域都呈先增后減態(tài)勢(shì)； (2)?？h在先增后減趨勢(shì)下，總面積增加了5.919 km2。周長(zhǎng)上看：兩縣耕地周長(zhǎng)逐年增加，3區(qū)逐年減少。

表4 鶴壁市3期各區(qū)域耕地面積(km2)及周長(zhǎng)(km)匯總

區(qū)域1993年2003年2013年面積周長(zhǎng)面積周長(zhǎng)面積周長(zhǎng)鶴山區(qū)52.163504.71352.751496.71351.188488.407?？h799.4583144.194815.4313282.716805.3773287.508淇濱區(qū)135.4341083.862124.8561047.008111.980997.959淇縣259.3701867.077261.1111954.212257.7622042.397山城區(qū)87.122748.86693.636651.13589.480641.434鶴壁全市1333.5487348.7121347.7857431.7841315.7877457.706

3.2 耕地?cái)U(kuò)張速度分析

耕地速度和動(dòng)態(tài)度的計(jì)算公式同上式1、式2。計(jì)算結(jié)果匯總?cè)鐖D5。

圖5中，動(dòng)態(tài)度的變化情況與速度趨勢(shì)基本匹配。但細(xì)節(jié)上：(1)前10年浚縣耕地增加速度最高，而山城區(qū)動(dòng)態(tài)度最高； (2)后10年耕地減少速度最小是鶴山區(qū)，但動(dòng)態(tài)度最小是?？h。這說(shuō)明前期?？h耕地面積大增，后期保持該水平，減少較少，這也是其能作為高標(biāo)準(zhǔn)糧田試點(diǎn)的物質(zhì)基礎(chǔ)。

3.3 耕地貢獻(xiàn)度分析

貢獻(xiàn)度可以表征各區(qū)域?qū)Ω刈兓呢暙I(xiàn)程度，具體公式如式5。其值越大對(duì)于耕地變化的貢獻(xiàn)越大[10]。

(5)

式中，D為貢獻(xiàn)度，B為某地類(lèi)總量，其他同式1。

表5 20年間鶴壁市各區(qū)域耕地貢獻(xiàn)度

%

表5中顯示： (1)前10年?？h承擔(dān)了最多的貢獻(xiàn)，而淇濱區(qū)則對(duì)于耕地增加起著反作用； (2)后10年由前文可知各區(qū)域耕地均減少，淇濱區(qū)對(duì)耕地的增加仍起著最大的反作用，而之前起最大正向作用的?？h，在這10年變?yōu)楦販p少的第二大貢獻(xiàn)區(qū)域?？梢钥闯?，?？h未來(lái)耕地的可持續(xù)利用存在潛在威脅。

3.4 耕地類(lèi)型指數(shù)分析

對(duì)耕地研究除了采用空間分析，還可以使用景觀格局方法，通過(guò)Fragstats分析軟件，在類(lèi)型級(jí)別(class-level)通過(guò)4個(gè)指標(biāo)進(jìn)行分析，具體如表6。其中，NP為斑塊數(shù)量，用來(lái)表征空間格局； AI為聚集度指數(shù)，反映類(lèi)型的聚集程度； Pland為斑塊所占景觀面積比例，反映斑塊類(lèi)型的豐富度； LPI為最大斑塊所占景觀面積的比例，用于確定優(yōu)勢(shì)類(lèi)型。

表6 鶴壁市3期各區(qū)域耕地類(lèi)型指數(shù)匯總AI;pland;LPI(%)

年份指標(biāo)鶴山區(qū)?？h淇濱區(qū)淇縣山城區(qū)1993NP2019421048AI72.6586.3374.3578.0171.42Pland4.0259.8410.0419.596.51LPI3.8259.455.9218.236.412003NP1911441008AI73.5086.7374.3077.9777.66Pland4.0160.379.1919.536.90LPI3.8360.214.4018.316.742013NP20184810410AI72.9486.5773.0476.2277.53Pland4.0161.078.4019.696.83LPI3.8260.883.9618.406.48

將NP和AI組合分析： (1)淇縣區(qū)域較大，再加上地貌切割作用使其斑塊數(shù)量最多； (2)斑塊最少的是山城區(qū)，這是其總面積較小、建設(shè)用地集中造成的； (3)斑塊少且聚集度高的區(qū)域是?？h，說(shuō)明該區(qū)域耕地集中連片。將Pland與LPI組合分析，?？h這兩個(gè)指標(biāo)值均最高，集中表現(xiàn)出耕地是該區(qū)域的優(yōu)勢(shì)地類(lèi)。3區(qū)的指標(biāo)值均低，但總的來(lái)說(shuō)耕地優(yōu)勢(shì)度：山城區(qū)>淇濱區(qū)>鶴山區(qū)。

3.5 耕地景觀指數(shù)分析

通過(guò)Fragstats分析軟件，在景觀級(jí)別(landscape-level)可通過(guò)4個(gè)指標(biāo)進(jìn)行分析，具體如下。其中，F(xiàn)RAC_MN為平均斑塊分維數(shù)，越趨近于1，表明景觀形狀越簡(jiǎn)單、受人為干擾越大； CONTAG為蔓延度指數(shù)，趨向于100時(shí)表示景觀中有連通度極高的優(yōu)勢(shì)斑塊類(lèi)型存在； SHDI為香農(nóng)多樣性指數(shù)，其值越小破碎度越低； SHEI為香農(nóng)均勻度指數(shù)，趨于0是說(shuō)明景觀優(yōu)勢(shì)性明顯。

表7 鶴壁市3期各區(qū)域耕地景觀指數(shù)匯總

指數(shù)1993年2003年2013年FRAC_MN1.03171.03231.0297CONTAG62.214762.548963.1306SHDI1.16441.15651.1415SHEI0.72350.71860.7093

在表7中：(1)CONTAG、SHDI、SHEI 3個(gè)指標(biāo)均呈現(xiàn)逐年遞減趨勢(shì)，說(shuō)明鶴壁市的耕地在這20年間變得越來(lái)越集中連片、越來(lái)越均質(zhì)、越來(lái)越能凸顯其優(yōu)勢(shì)地位； (2)而FRAC_MN雖然2003年有小幅上升，但最終是下降趨勢(shì)，說(shuō)明耕地受人為干擾變大，形狀趨于規(guī)則。上述都表明鶴壁市作為糧食核心區(qū)在近20年間的耕地利用變得集約高效。

3.6 農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化對(duì)耕地的影響

河南是農(nóng)業(yè)大省，但同時(shí)也是人口大省，農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展必然要求更多的人口向城市轉(zhuǎn)移，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)更加集約。

1993～2003年這10年中，河南省于1994年貫徹國(guó)家提出的農(nóng)村土地使用權(quán)流轉(zhuǎn)機(jī)制，推動(dòng)農(nóng)業(yè)勞動(dòng)力轉(zhuǎn)向非農(nóng)就業(yè)，在農(nóng)村實(shí)行適度規(guī)模經(jīng)營(yíng)； 以工扶農(nóng)，并推動(dòng)農(nóng)產(chǎn)品加工業(yè)的發(fā)展，此后鶴壁糧食產(chǎn)量連續(xù)多年增長(zhǎng)。農(nóng)地流轉(zhuǎn)是擴(kuò)大農(nóng)業(yè)經(jīng)營(yíng)規(guī)模和提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)收益的手段，是農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的基礎(chǔ)[11]。流轉(zhuǎn)后耕地破碎化程度減小，因此該時(shí)期鶴壁市耕地有所增加。2003～2013年間， 2004年《關(guān)于推進(jìn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化建設(shè)的意見(jiàn)》中強(qiáng)調(diào)繼續(xù)推進(jìn)農(nóng)村土地承包經(jīng)營(yíng)權(quán)流轉(zhuǎn)，促進(jìn)工業(yè)反哺農(nóng)業(yè)，農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。2008年河南糧食核心區(qū)建設(shè)以及其后2012年的高標(biāo)準(zhǔn)糧田建設(shè)，都強(qiáng)調(diào)將糧食生產(chǎn)用地和糧食產(chǎn)量穩(wěn)定在一定水平。此階段?？h表現(xiàn)出高標(biāo)準(zhǔn)糧田基地的優(yōu)勢(shì)，貢獻(xiàn)度最大，且集中連片。

表8 過(guò)去20年鶴壁市土地利用轉(zhuǎn)移矩陣變化量匯總

km2

4 綠色化下的林地轉(zhuǎn)移變化

綠色化是對(duì)生態(tài)環(huán)境保護(hù)的政策性要求，包含在生產(chǎn)、生活甚至價(jià)值取的方方面面，正如河南省中原經(jīng)濟(jì)區(qū)建設(shè)用的“兩不”：不以犧牲農(nóng)業(yè)和糧食、不以犧牲生態(tài)和環(huán)境為代價(jià)。對(duì)于土地利用來(lái)說(shuō)，綠色化強(qiáng)調(diào)的正是對(duì)林地的保護(hù)。

4.1 土地利用轉(zhuǎn)移矩陣分析

在鶴壁市3期土地利用空間數(shù)據(jù)庫(kù)中使用ArcGIS空間分析功能對(duì)1993～2003年、2003～2013年的土地利用進(jìn)行疊加分析，并使用Tabulate Area工具算出不同階段的柵格格式土地利用轉(zhuǎn)移矩陣。依據(jù)初期某土地類(lèi)型與末期某土地類(lèi)型的轉(zhuǎn)移數(shù)值可以分別計(jì)算該土地類(lèi)型面積的減少量和增加量。在知道增減量的基礎(chǔ)上，通過(guò)簡(jiǎn)單加減可以算出土地類(lèi)型的總變化量以及凈變化量[12],計(jì)算結(jié)果匯總?cè)绫?。

圖6 1993～2003年鶴壁市林地增加與減少構(gòu)成

圖7 2003～2013年鶴壁市林地增加與減少構(gòu)成

由表8數(shù)據(jù)可知：(1)1993～2003年耕地和建設(shè)用地都呈增加趨勢(shì)，林地及其他兩類(lèi)則呈減少趨勢(shì)； (2)2003～2013年耕地、未利用地急劇減少，林地、水域以及建設(shè)用地凈增加。下面可分別從增加和減少角度計(jì)算林地在過(guò)去20年的變化來(lái)源于哪種地類(lèi)，結(jié)果如圖6、圖7。

4.2 1993～2003年林地轉(zhuǎn)移情況

結(jié)合表8與圖6可知： (1)林地的增加量與減少量均主要來(lái)自未利用地，且減少多于增加，凈變化為林地減少1.165 km2； (2)除未利用地之外，林地增加主要來(lái)源于耕地，林地減少主要由于建設(shè)用地。

1993～2003年這10年中，國(guó)家開(kāi)始注意土地開(kāi)發(fā)利用中的環(huán)境保護(hù)問(wèn)題，林地主要來(lái)源于對(duì)未利用地的開(kāi)發(fā)與利用。1998年制定保護(hù)山林與禁止濫砍濫伐的國(guó)務(wù)院通知， 1999年修改森林法后林地得到一定程度保護(hù)[13]。但政策的實(shí)施需要一定時(shí)效，因此此階段林地增加中來(lái)源于退耕還林還草的僅占7%。

4.3 2003～2013年林地轉(zhuǎn)移情況

結(jié)合表8與圖7可知： (1)林地的增加量主要來(lái)源于未利用地，其次為耕地，凈變化為林地增加了8.558 km2； (2)此階段林地減少方向較為復(fù)雜，主要是被水域占據(jù)，其次是未利用地與建設(shè)用地。

2003～2013年相較前一階段，林地增加中來(lái)源于耕地的比重變大，說(shuō)明退耕還林還草政策的效力變大了，同時(shí)也符合河南省中原經(jīng)濟(jì)區(qū)建設(shè)“兩不”的要求。林地減少中水域部分主要是盤(pán)石頭水庫(kù)的擴(kuò)建，由于盤(pán)石頭水庫(kù)位于西部山區(qū)，此處林地茂盛，水庫(kù)建設(shè)使得林地減少。該階段進(jìn)入工業(yè)化與城鎮(zhèn)化的新階段，因此建設(shè)用地對(duì)林地的侵占比前10年猛烈。為實(shí)現(xiàn)“綠色化”，應(yīng)對(duì)建設(shè)用地實(shí)現(xiàn)內(nèi)部挖潛，避免其過(guò)度對(duì)外擴(kuò)張，以此減少對(duì)林地的侵害。而工程建設(shè)用也應(yīng)嚴(yán)格注意對(duì)生態(tài)環(huán)境的保護(hù)。

5 結(jié)論

該文基于“五化”視角，通過(guò)“信息化”手段對(duì)鶴壁市過(guò)去20年土地利用動(dòng)態(tài)變化進(jìn)行了分析，可得出結(jié)論如下。

1、過(guò)去20年鶴壁市“工業(yè)化與城鎮(zhèn)化”水平逐步提高，建設(shè)用地面積急劇擴(kuò)張1.435倍。淇濱區(qū)的擴(kuò)張速度與動(dòng)態(tài)度均最大，隨著緊湊度的逐步提升成為鶴壁市城市組團(tuán)新中心。但建設(shè)用地的擴(kuò)張是以侵占其他用地為代價(jià)的，應(yīng)在未來(lái)發(fā)展中控制周邊外溢，提高內(nèi)部挖潛。

2、鶴壁市耕地資源豐富， 20年間呈現(xiàn)先增后減趨勢(shì)，面積總體小幅減少。前10年浚縣耕地增加速度與貢獻(xiàn)度最大，且斑塊少而聚集度高，這是其實(shí)現(xiàn)“農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化”的物質(zhì)基礎(chǔ)，后期的減少表明對(duì)耕地可持續(xù)利用的潛在威脅，應(yīng)引起注意。

3、鶴壁市林地資源20年間先減后增，面積總體增加。這符合“綠色化”的客觀要求，也是中原經(jīng)濟(jì)區(qū)建設(shè)的強(qiáng)調(diào)重點(diǎn)。雖然退耕還林還草政策作用斐然，但存在水利工程及建設(shè)用地的侵占現(xiàn)象，應(yīng)在未來(lái)的發(fā)展中著力于對(duì)生態(tài)環(huán)境保護(hù)。

[1] 中共中央國(guó)務(wù)院關(guān)于加快推進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)的意見(jiàn). 人民日?qǐng)?bào)， 2015-05-06

[2] 河南省糧食生產(chǎn)核心區(qū)建設(shè)規(guī)劃(2008～2020年)河南省委省政府，2008

[3] 中原經(jīng)濟(jì)區(qū)規(guī)劃. 國(guó)家發(fā)展與改革委員會(huì)， 2012

[4] 周宏仁. 中國(guó)信息化和電子政務(wù)的發(fā)展.中國(guó)信息界, 2010，(1): 4～8

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[7] 陳麗霞. 城鎮(zhèn)化背景下洛陽(yáng)建成區(qū)擴(kuò)張與耕地動(dòng)態(tài)變化研究.鄭州大學(xué)碩士學(xué)位論文， 2014， 25～26

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[10]李建春. 銀川市耕地變化與基本農(nóng)田空間布局優(yōu)化研究.中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)博士學(xué)位論文， 2014， 45～48

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[12]劉瑞， 朱道林.基于轉(zhuǎn)移矩陣的土地利用變化信息挖掘方法探討.資源科學(xué)， 2010, 32(8): 1544～1550

[13]甄霖， 謝高地，楊麗，等.涇河流域土地利用變化驅(qū)動(dòng)力及其政策的影響.資源科學(xué)， 2005, 27(4): 34～36

STUDY ON DYNAMIC CHANGES OF LAND USE IN HEBI CITY BASED ON DEVELOPMENT OF FIVE MODERNIZATIONS

Tian Jiemei1, Ren Yu1, Chen Jie2

(1.School of Public Administration, Zhengzhou University, Zhengzhou 450001, China；2. School of Water Conservancy and Environment, Zhengzhou University, Zhengzhou 450001, China)

The Central Committee in China puts forward the development strategy of five modernizations which is helpful to promote the sustainable use of land resources. As one of the core grain producing area in Henan Province, Hebi City is in the list of Central Plains Economic Region at the same time and affords the double burdens of not only ensuring the food security but also realizing the rise of central china. Taking Hebi City as an example, this paper studied the dynamic changes of land use based on "industrialization", "urbanization", "agricultural modernization", "greenization" and "informatization" which was called "five modernizations". Using the RS, GIS, ENVI software, ArcGIS software and Fragstats software, it analyzed the change of construction land, agricultural land and forest land. The results showed that the construction land of Hebi City was expanded and concentrated, and the development mode of the urban construction was "one nuclear and double star". At the same time, the rich cultivated land resources concentrated from 1993 to 2013 under the "agricultural modernization". But with the effect of the rapid expansion of the construction land, the cultivated land resources had been reduced in the past 20 years, which become a big problem for saving the cultivated land resources. The forest land had a net increase of 8.558 km2, but there was still a problem of invasion. Finally, it suggested that it should take intensive conservation as the most important core, and protect the ecological environment as the leading point of using potential of land resources to realize the sustainable development of all kinds of land resources.

five modernizations; Hebi city; land use; dynamic change

10.7621/cjarrp.1005-9121.20160439

2015-09-09

田潔玫(1988—)，女，山東聊城人，博士研究生。研究方向：土地可持續(xù)利用與信息化管理。※通訊作者：陳杰(1966—)，男，河南長(zhǎng)垣人，博士、教授、博士生導(dǎo)師。研究方向：土地資源管理。Email: jchen@zzu.edu.cn

國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“基于分類(lèi)距離-環(huán)境協(xié)變量回歸模型的土壤數(shù)字化制圖研究”(40971128)； 科技部“十二五”農(nóng)村領(lǐng)域國(guó)家科技計(jì)劃課題“砂質(zhì)潮土中低產(chǎn)田改良研究與示范”(2012BAD05B02-7)

F321.1；F301.2

A

1005-9121[2016]04-0228-09