2009至2016年泰安市土地利用變化研究

李靜+倪俊玲

摘 要：隨著目前全球人口、資源與環(huán)境問(wèn)題的日益突出，土地利用變化作為影響全球氣候變化的主要原因之一，現(xiàn)已成為研究全球變化和可持續(xù)發(fā)展的核心領(lǐng)域。本文基于泰安市2009—2016年土地利用數(shù)據(jù)，從土地利用結(jié)構(gòu)、格局變化兩方面探究泰安市土地利用變化情況。研究結(jié)果表明，2009—2016年間，泰安市土地利用除了城鎮(zhèn)村及工礦用地、交通運(yùn)輸用地面積增加外，其他土地類型均以不同程度減少。從景觀格局來(lái)看，泰安市的土地利用更加多樣且穩(wěn)定，且不同景觀要素間分布組合更加均勻，但開(kāi)放性和動(dòng)態(tài)性不強(qiáng)。

關(guān)鍵詞：土地利用變化 景觀格局 泰安市

中圖分類號(hào)：P237 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2017）11（a）-0191-04

20世紀(jì)90年代以來(lái)，世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展步入新階段，工業(yè)化、城鎮(zhèn)化過(guò)程加劇，促使土地利用發(fā)生變化。土地利用的改變會(huì)對(duì)自然、人文環(huán)境帶來(lái)一定效應(yīng)，進(jìn)而影響全球氣候變化及可持續(xù)發(fā)展?；仡櫼延械耐恋乩米兓芯?，國(guó)內(nèi)外學(xué)者多選擇經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)區(qū)或生態(tài)脆弱區(qū)作為研究區(qū)。在研究方法上，正在從早期的定性研究向數(shù)學(xué)建模的定量方法轉(zhuǎn)變，多從土地利用的資源變化、變化方向、變化的空間形式等方面入手探索土地利用的變化情況。

本文在綜合考慮經(jīng)濟(jì)發(fā)展、生態(tài)保護(hù)與百姓生存三者關(guān)系的基礎(chǔ)上，選取山東省泰安市為研究區(qū)，利用統(tǒng)計(jì)年鑒數(shù)據(jù)，從結(jié)構(gòu)、格局兩方面探究2009—2016年泰安市土地利用的變化情況。研究結(jié)果有助于模擬并預(yù)測(cè)今后泰安市土地利用的變化趨勢(shì)，對(duì)泰安市的生態(tài)保護(hù)，優(yōu)化用地結(jié)構(gòu)與布局，制定符合區(qū)域發(fā)展政策影響深遠(yuǎn)。

1 研究區(qū)概況與數(shù)據(jù)來(lái)源

1.1 研究區(qū)概況

本文選擇山東省泰安市為研究對(duì)象。泰安市位于山東省中部，為“五岳之首”泰山的所在地，在生態(tài)保護(hù)上面臨較大壓力；泰安市境內(nèi)以山地、丘陵、平原為主要地貌類型。社會(huì)經(jīng)濟(jì)條件上，泰安市主要以第二、三產(chǎn)業(yè)為主?？紤]到泰安市社會(huì)經(jīng)濟(jì)聚集情況及數(shù)據(jù)獲取條件，本文最終選取泰安市市轄區(qū)為研究對(duì)象，包括泰山區(qū)和岱岳區(qū)。

1.2 數(shù)據(jù)來(lái)源

本文選取《泰安市統(tǒng)計(jì)年鑒》2009—2016年土地利用數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)由泰安市岱岳區(qū)國(guó)土局提供。

2 泰安市土地利用變化分析

本文對(duì)泰安市2009—2016年土地利用變化的研究主要包括結(jié)構(gòu)、格局兩方面。其中結(jié)構(gòu)變化包含土地利用變化的幅度、速度及區(qū)域差異，格局變化引入了基于景觀生態(tài)學(xué)的多樣性指數(shù)、均勻度指數(shù)及優(yōu)勢(shì)度指數(shù)，綜合反映泰安市土地利用情況。

2.1 土地利用分類

土地利用分類是在充分研究各種土地的特點(diǎn)及地類之間的差異性和相同性而確定的土地類型。本文將土地利用數(shù)據(jù)統(tǒng)一按照1984年土地分類標(biāo)準(zhǔn)換算，并選取一級(jí)層次中的8種地類為主要描述對(duì)象。

2.2 泰安市土地利用結(jié)構(gòu)變化

2.1.1 土地利用幅度變化

土地利用幅度變化主要反映研究區(qū)各種土地類型在某一時(shí)間段內(nèi)總體變化，表現(xiàn)某一地類的宏觀變化趨勢(shì)。研究結(jié)果顯示，在2009年泰安市土地利用構(gòu)成中，農(nóng)用地是最主要的土地利用類型，所占比重為72.03%。建設(shè)用地面積占泰安市土地總面積23.78%。而2016年，農(nóng)用地面積減少至146675公頃，而建設(shè)用地增加到土地總面積的25.64%。表1反映了泰安市2009—2016年各種地類的變化。由表可知，城鎮(zhèn)村及工礦用地和交通運(yùn)輸用地的面積比重增加，其中城鎮(zhèn)村及工礦用地的增加幅度最大，達(dá)到11.63%。這一增加趨勢(shì)反映出在該時(shí)間段內(nèi)，泰安市的城鎮(zhèn)建設(shè)速度加快，這與泰安市城鎮(zhèn)化率提高相吻合。而剩余6種的地類面積都有所減少。其中草地削減幅度最大，達(dá)到4.06%。這說(shuō)明泰安市的土地類型轉(zhuǎn)化加快，其中耕地、林地的減少應(yīng)引起政府相關(guān)部門的重視。

2.1.2 土地利用速度變化

在式2中，LUi表示研究段初第i中地類面積；ΔLU（i-j）為樣區(qū)的第i種地類的初、末變化量絕對(duì)值；T代表研究時(shí)間段。

圖1反映了2009—2016年泰安市各種地類的單一土地利用動(dòng)態(tài)度。由圖1可知，在泰安市土地面積中，城鎮(zhèn)及工礦用地的增加速度最劇烈，為1.45%。交通運(yùn)輸用地次之，增加速度為0.94%。其他六種土地類型面積雖有所減少，但降幅不明顯。其中草地的減少速度最快，為-0.51%。此外，經(jīng)計(jì)算得出，2009—2016年泰安市的綜合土地利用動(dòng)態(tài)度是0.24，這表明研究時(shí)段內(nèi)泰安市總體變化不顯著，處于輕微波動(dòng)態(tài)勢(shì)。

2.3 泰安市土地利用變化景觀格局變化

本文對(duì)于泰安市景觀格局變化的研究主要引入多樣性指數(shù)、均勻度指數(shù)及優(yōu)勢(shì)度指數(shù)，可從景觀生態(tài)學(xué)角度較好地反映研究區(qū)在研究時(shí)段土地利用變化的生態(tài)學(xué)意義。

2.3.1 多樣性分析

景觀的多樣性是指景觀在結(jié)構(gòu)、功能及隨時(shí)間變化上的多樣性。本文通過(guò)引入多樣性指數(shù)，來(lái)反映研究區(qū)在研究時(shí)段內(nèi)景觀要素的多少及各個(gè)景觀要素所占的比例。景觀的多樣性指數(shù)越高，表示研究區(qū)內(nèi)景觀要素越多，每個(gè)景觀要素在研究區(qū)內(nèi)都占有一定的比例。多樣性指數(shù)（）的計(jì)算公式為：

如（3）所示，表示研究區(qū)內(nèi)第i年（i=2009，…2016）第j種地類占第i年總面積比例。

泰安市2009—2016年多樣性指數(shù)計(jì)算結(jié)果如圖5所示。結(jié)果顯示，在8年的研究時(shí)段內(nèi)，全市多樣性指數(shù)由2009年1.7325上升至2016年1.7382，呈增加態(tài)勢(shì)。但增加幅度不明顯，僅為0.0057，這表明泰安市土地利用的多樣性增強(qiáng)且趨于穩(wěn)定。

2.3.2 集中性分析

（1）優(yōu)勢(shì)度指數(shù)。

優(yōu)勢(shì)度指數(shù)反映了在研究時(shí)段內(nèi)，研究區(qū)內(nèi)1種或多種景觀要素在整個(gè)研究區(qū)的支配程度。優(yōu)勢(shì)度越高，說(shuō)明某1種或個(gè)別景觀要素在研究區(qū)內(nèi)所在比例越大，在研究區(qū)內(nèi)的支配程度越高。其計(jì)算公式為：endprint

在（4）中，表示第i年泰安市土地利用的優(yōu)勢(shì)度指數(shù)；m表示研究區(qū)土地類型的個(gè)數(shù)，本文m=8；是假設(shè)泰安市各地類面積占總面積比重一樣的多樣性指數(shù)；參數(shù)與式（3）相同。

（2）均勻度指數(shù)。

均勻度指數(shù)反映了研究區(qū)內(nèi)所有景觀要素在某年內(nèi)的均勻程度。均勻度指數(shù)越高，說(shuō)明研究區(qū)內(nèi)所有景觀要素的分布組合越均勻。均勻度指數(shù)的計(jì)算公式為：

在（5）中，表示第i年泰安市土地利用的優(yōu)勢(shì)度指數(shù)；分子上為修正后的Simpson指數(shù)；參數(shù)同（3），參數(shù)同（4）。

泰安市2009—2016年土地利用優(yōu)勢(shì)度、均勻度指數(shù)如表2所示，結(jié)果顯示，從整體上來(lái)看，反映泰安市某一或個(gè)別景觀要素支配程度的優(yōu)勢(shì)度指數(shù)呈下降趨勢(shì)，而反映泰安市景觀要素分布組合均勻程度的均勻度指數(shù)呈上升趨勢(shì)。一般來(lái)說(shuō)，在數(shù)值關(guān)系上，優(yōu)勢(shì)度指數(shù)與多樣性指數(shù)、均勻度指數(shù)呈現(xiàn)反比關(guān)系，即景觀的優(yōu)勢(shì)度越高，說(shuō)明研究區(qū)內(nèi)景觀要素的種類越少，區(qū)內(nèi)所包含的景觀要素分布越均勻。通過(guò)與上文提及的多樣性指數(shù)結(jié)合來(lái)看，2009—2016年，泰安市的多樣性指數(shù)、均勻度指數(shù)均逐年上升，優(yōu)勢(shì)度指數(shù)下降，這三種指數(shù)數(shù)值的變化關(guān)系符合預(yù)期規(guī)律。這三種指數(shù)的變化是與泰安市2009—2016年土地利用變化的情況緊密聯(lián)系的。在土地類型不變的條件下，隨著之前面積相對(duì)較小的交通運(yùn)輸用地面積的逐年增加，以及原先面積相對(duì)具有優(yōu)勢(shì)的耕地、園地、林地、草地等面積的逐年減少，這種地類之間的不斷轉(zhuǎn)換致使泰安市各種土地類型面積比例的差異變小，從而使泰安市多樣性指數(shù)和均勻度指數(shù)逐年上升，優(yōu)勢(shì)度指數(shù)反而下降。但這三種指數(shù)變化幅度都不大，這說(shuō)明2009—2016年間，泰安市土地利用呈現(xiàn)出多樣態(tài)勢(shì)，且不同景觀要素間分布組合更加均勻，土地利用變化趨于穩(wěn)定，但開(kāi)放性和動(dòng)態(tài)性不強(qiáng)。

3 政策建議

3.1 科學(xué)編制土地利用規(guī)劃，科學(xué)協(xié)調(diào)用地比例

作為科學(xué)把握土地利用的總體規(guī)劃，是土地利用變化發(fā)生的前提。土地利用規(guī)劃對(duì)于調(diào)節(jié)土地供需平衡，尤其是耕地和建設(shè)用地之間的關(guān)系尤為重要。通過(guò)本文的研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，目前泰安市農(nóng)用地面積逐漸減少，城鎮(zhèn)村及工礦用地、交通運(yùn)輸用地等建設(shè)用地大面積增加，同時(shí)因建設(shè)用地不斷增加造成后備土地資源相對(duì)不足。因此，泰安市政府在今后制定土地利用規(guī)劃時(shí)，應(yīng)以實(shí)際情況為出發(fā)點(diǎn)，與經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃匹配，同時(shí)明確農(nóng)用地面積紅線，保障居民的糧食安全，控制建設(shè)用地?zé)o序增加，留有充足數(shù)量的未利用土地，協(xié)調(diào)好社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境間的關(guān)系，使其效益達(dá)到最大化。同時(shí)，具有權(quán)威性和法制性的政策法規(guī)也需給土地利用總體規(guī)劃予以支持和保障，保證土地利用規(guī)劃能在規(guī)劃期內(nèi)順利、有序的開(kāi)展。

3.2 提高土地集約利用水平，切實(shí)保護(hù)耕地、林地

泰安市由于地處泰山景點(diǎn)，旅游業(yè)發(fā)展迅猛。旅游業(yè)帶動(dòng)了第三產(chǎn)業(yè)發(fā)展，逐漸提高了第三產(chǎn)業(yè)占泰安市生產(chǎn)總值的比重。目前第三產(chǎn)業(yè)是泰安市最主要的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)類型。同時(shí)，受到泰安市的地形影響，在耕地面積逐漸減少的情況下，隨著今后人口的不斷增長(zhǎng)，對(duì)糧食需求逐漸增大，這樣的發(fā)展趨勢(shì)對(duì)泰安市的耕地保護(hù)提出了新的挑戰(zhàn)。在此條件下，更需要政府嚴(yán)格把握耕地紅線，提高耕地的總體質(zhì)量，才能在耕地面積減少的情況下保證人民的吃飯問(wèn)題。此外，在利用泰山獨(dú)特的地理優(yōu)勢(shì)大力發(fā)展以旅游業(yè)為龍頭的第三產(chǎn)業(yè)的同時(shí)，也需保護(hù)好泰山的林地資源，增加造林面積，提高森林覆蓋率，使生態(tài)環(huán)境趨于良性循環(huán)。隨著泰安市建設(shè)用地面積不斷增大，土地使用者及管理者需控制“開(kāi)源”，重視“節(jié)流”，在節(jié)約用地的基礎(chǔ)上控制建設(shè)用地?zé)o序蔓延。進(jìn)一步提高集約利用水平，使土地利用向可持續(xù)方向發(fā)展。

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