基于主成份分析法對城郊結合地區(qū)土地利用變化驅動力的研究

高晶晶，廖漢雄，劉芳，宋沛之

摘 要：中國作為人口大國，人均可利用土地資源少，能否合理利用有限的土地資源，關系到國家的生存和經(jīng)濟的發(fā)展?；谏鲜鲅芯勘尘?，本研究依據(jù)南岸區(qū)2009-2016年統(tǒng)計年鑒數(shù)據(jù)和2006年-2016年遙感影像，采用主成份分析法對南岸區(qū)土地利用方式的變化進行研究，研究結果表明土地利用方式的變化主要和人口增長、城鎮(zhèn)化進程、經(jīng)濟發(fā)展、和國家政策有關。本次研究可為南岸區(qū)及類似的城郊結合地區(qū)未來土地開發(fā)利用提供參考。

關鍵詞：土地利用；主成份分析法；驅動力機制；南岸區(qū)

我國在20世紀90年代中后期引進國外的土地利用可持續(xù)評價，一度成為研究的熱點問題。[1]未來區(qū)域土地利用變化驅動力研究有助于加深人們對土地利用變化的原因、內(nèi)部機制和基本過程的理解，最終實現(xiàn)對其未來變化發(fā)展趨勢的預測和調(diào)控。[2]LUCC既是全球變化的重要組成部分和主要原因，同時能夠反映出自然格局、過程和人類社會之間最直接的相互作用關系，因此成為人口-資源-環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的基本問題。[3]本次研究采用了土地利用動態(tài)度模型和主成份分析法，結合了南岸區(qū)2009-2016年統(tǒng)計年鑒數(shù)據(jù)和2006年-2016年遙感影像，對南岸區(qū)土地利用變化進行了定性和定量的研究，最終得出了南岸區(qū)土地利用變化的主要驅動力。

一、研究區(qū)概況

南岸區(qū)位于長江南岸，是西部第一大城市重慶市主城區(qū)組成部分，地處亞熱帶季風氣候區(qū)，熱量豐富，雨量充沛，年平均氣溫18.5℃，降雨量1097.8毫米。

二、數(shù)據(jù)與研究方法

（一）數(shù)據(jù)的來源與研究方法

對重慶市南岸區(qū)2009-2016年土地變更調(diào)查數(shù)據(jù)進行對比和分析并結合遙感影像對南岸區(qū)土地利用變化進行研究。

（二）土地利用動態(tài)度模型

單一土地利用動態(tài)度表達式為：K=100%*[（Ub-Ua）/Ua]*1/T式中，K為研究時段內(nèi)某一土地利用類型動態(tài)度；Ua，Ub分別為研究初期及 研究末期某一土地利用類型的數(shù)量；T為研究時段長，當T的時段設定為年時，K的值就是該研究區(qū)某種土地利用類型年變化率。根據(jù)數(shù)據(jù)計算可得：K1=-3.87%，K2=-3.13%，K3=-0.47%，K4=0，K5=3.48%，K6=7.5%，K7=-0.58%，K8=-7.81%（K1耕地年變化率，K2為園地年變化率，K3為林地年變化率，K4為草地年變化率，K5為城鎮(zhèn)村及工礦用地年變化率，K6為交通運輸用地年變化率，K7為水域及水利設施用地年變化率，K8為其他土地年變化率。）

（三）主成份分析法

本文運用主成份分析的方法分析南岸區(qū)2000-2016年土地利用變化的驅動力，所采取的主成份分析軟件為SPSS16.0。

土地利用變化的影響因素主要有自然因素和社會因素。自然因素對土地利用變化的影響較小，而社會因素占主要地位。結合重慶市統(tǒng)計年鑒，選取了12個影響因子，分別是：總人口（X1）、非農(nóng)業(yè)人口（X2）、第一產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值（X3）、第二產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值（X4）、第三產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值（X5）、工業(yè)增加值（X6）、地區(qū)生產(chǎn)總值（X7）、林業(yè)總產(chǎn)值（X8）、牧業(yè)總產(chǎn)值（X9）、農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值（X10）、漁業(yè)總產(chǎn)值（X11）、人口自然增長率（X12）。

將統(tǒng)計年鑒所得數(shù)據(jù)導入SPSS軟件中，得到：主成份載荷矩陣，見表2。

三、驅動力分析

（一）土地利用變化特征

通過對2009-2016年主要地類數(shù)據(jù)的計算分析，得到南岸區(qū)土地利用變化有如下幾個特點：

1.農(nóng)用地減少，建設用地增加。從2009年到2016年間，農(nóng)用地占比從48.6%減少到39.7%，面積減少了3.5萬畝，而建設用地占比從50.6%上升到57.8%，面積增加了4.1萬畝。

2.城鎮(zhèn)村及工礦用地和交通運輸用地增加多，耕地和其他土地減少較多。

3.各土地利用類型年變化率有起有伏，但大體相當。

（二）南岸區(qū)土地利用變化驅動力分析

1.人口增長

根據(jù)重慶市統(tǒng)計年鑒，南岸區(qū)人口由2000年的42.69萬人增加到了2016年的69.95萬人。人口激增導致資源的短缺，造成了土地利用的壓力。要滿足人們的衣食住行等基本要求，就已經(jīng)對土地造成了很大的壓力，帶來了很多問題。

2.城市化進程

世界經(jīng)濟發(fā)展的經(jīng)驗表面，當一個地區(qū)的年人均GDP達到1000～5000美元時，往往是產(chǎn)業(yè)結構劇烈變化、利益格局大幅調(diào)整的敏感時期。根據(jù)南岸區(qū)統(tǒng)計年鑒知道南岸區(qū)2016年地區(qū)生產(chǎn)總值相比2009年增加了1.48倍。這說明了南岸區(qū)經(jīng)濟進入了快速發(fā)展階段，而這個階段的明顯表現(xiàn)就是產(chǎn)業(yè)結構的變化和土地利用類型的變化。

3.國家政策

國家政策直接影響著土地利用類型，引導這土地利用變化的方向。20世紀90年代后，重慶市被設立為我國西南地區(qū)唯一的直轄市，為南岸區(qū)的發(fā)展創(chuàng)造了良好的機遇。

（三）南岸區(qū)土地利用存在的問題

1.用地結構不合理農(nóng)業(yè)區(qū)劃不到位，城市公共設施和公用建設的發(fā)展不能滿足人民日常生活的需求。

2.土地利用效率低沒有對土地利用類型進行專門的規(guī)劃，導致土地利用類型的分布散亂。集約化率低，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率低。

四、結論

土地利用變化的主要驅動力為氣候、經(jīng)濟、人口因素。人口尤其是非農(nóng)業(yè)人口的增長，推動了土地利用的轉變。所以政府在今后應該制定合適的人口政策，控制人口數(shù)量，推動經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻：

[1]陳百明，張鳳榮.我國土地利用研究的發(fā)展態(tài)勢與重點領域，[J].地理研究，2011.

[2]邵景安，李陽兵，魏朝富，謝德體.區(qū)域土地利用變化驅動力研究前景展望.[J].地球科學進展，2007.

[3]何英彬，姚艷敏，唐華俊，陳佑啟，陳仲新，楊鵬，于士凱.土地利用/覆蓋變化驅動力機制研究新進展[J].中國農(nóng)學通報，2013，29（02）：190-195.