江西省林地變化的時(shí)空特征與驅(qū)動(dòng)因數(shù)分析

萬(wàn)安國(guó)，王建強(qiáng)，武可強(qiáng)

(東華理工大學(xué)測(cè)繪工程學(xué)院，江西南昌 330013)

黨的十九大報(bào)告對(duì)建設(shè)生態(tài)文明和美麗中國(guó)做出了全面部署，明確提出加大生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)力度，完成生態(tài)保護(hù)紅線，開(kāi)展國(guó)土綠化行動(dòng)，強(qiáng)化濕地保護(hù)和恢復(fù)，完善天然林保護(hù)制度，擴(kuò)大退耕還林還草，健全森林休養(yǎng)生息制度。林地不僅是國(guó)家的重要資源和戰(zhàn)略資源[1]，而且能增強(qiáng)森林生態(tài)防護(hù)效益、實(shí)現(xiàn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展，具有生態(tài)、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)三大效益功能[2]。國(guó)家對(duì)林地保護(hù)越來(lái)越重視，并且提出了一系列的保護(hù)措施。林地變化關(guān)系到一個(gè)區(qū)域的生態(tài)安全，乃至影響該地區(qū)甚至全球環(huán)境的變化[3-4]，林地變化的調(diào)查研究可以保持林地“一張圖”[5-6]的現(xiàn)勢(shì)性、準(zhǔn)確性和實(shí)用性，是實(shí)施林地用途管制的根本保障，也是嚴(yán)格保護(hù)生態(tài)紅線里面的重要內(nèi)容。所以說(shuō)，研究區(qū)域林地時(shí)空動(dòng)態(tài)特征和驅(qū)動(dòng)力因數(shù)對(duì)加強(qiáng)林地保護(hù)，合理利用林地資源，協(xié)調(diào)林地資源的矛盾，乃至保護(hù)環(huán)境都具有重要的現(xiàn)實(shí)意義[7-8]。

1 數(shù)據(jù)來(lái)源與方法

1.1研究區(qū)概況江西省位于我國(guó)東南部，地處長(zhǎng)江中下游交接處的南岸，地理坐標(biāo)為 24°29′～30°04′N、113°34′～118°28′E，東與福建、浙江相鄰，南與廣東相連，西與湖南相接，北與安徽、湖北相毗。全省東西南三面群山環(huán)繞，內(nèi)側(cè)丘陵廣亙，整個(gè)地勢(shì)自南而北、由外及里，漸次向鄱陽(yáng)湖傾斜，構(gòu)成一個(gè)向北開(kāi)口的巨大盆地。全省總面積為16.69 萬(wàn)km2，以丘陵、山地為主，丘陵占總面積的42%，山地占36%，平原、崗地和水面占總面積的22%，形成一個(gè)復(fù)雜的地勢(shì)地貌。全年氣候溫暖，雨量充沛，光照充足，屬于亞熱帶濕潤(rùn)氣候。全省擁有豐富的林地資源，2015年末江西省林業(yè)用地面積達(dá)10 720.22×107m2，活立木蓄積量為4.45×108m3，森林覆蓋率為63.1%，是我國(guó)森林覆蓋率的3倍，位居全國(guó)第2。

1.2數(shù)據(jù)來(lái)源數(shù)據(jù)主要來(lái)源于《江西統(tǒng)計(jì)年鑒》《中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒》，經(jīng)過(guò)統(tǒng)計(jì)研究江西省林地變化，選取可能影響江西省林地變化的社會(huì)經(jīng)濟(jì)因子作為解釋變量，利用1978、1983、1988、1991、1996、1999、2004、2010和2015年共9期的江西省社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)，對(duì)江西省林地變化進(jìn)行驅(qū)動(dòng)力分析，篩選出影響江西省林地變化的主要經(jīng)濟(jì)因子：財(cái)政收入X1(億元)、財(cái)政支出X2(億元)、第一產(chǎn)業(yè)X3(億元)、第二產(chǎn)業(yè)X4(億元)、第三產(chǎn)業(yè)X5(億元)、地區(qū)生產(chǎn)總值X6(億元)、城市化率X7(%)、年末總?cè)丝赬8(萬(wàn)人)、農(nóng)村人口X9(萬(wàn)人)、城鎮(zhèn)人口X10(萬(wàn)人)。

1.3研究方法

1.3.1土地利用動(dòng)態(tài)度模型。土地利用動(dòng)態(tài)度模型可以用來(lái)分析江西省林地面積的動(dòng)態(tài)變化特征，土地利用動(dòng)態(tài)度是指某研究區(qū)一定時(shí)間段內(nèi)某種土地利用類型的數(shù)量變化，主要用于土地利用變化模式的研究。單一土地利用動(dòng)態(tài)度公式為：

(1)

式中，K表示某一種土地利用類型在研究時(shí)間段內(nèi)的動(dòng)態(tài)度；Ua為該土地類型在研究初始時(shí)期的面積；Ub為該土地類型在研究結(jié)束時(shí)期的面積；T為研究初期到研究結(jié)束的時(shí)間長(zhǎng)度。應(yīng)用土地利用動(dòng)態(tài)度分析土地利用類型的動(dòng)態(tài)變化，可以真實(shí)地反映該區(qū)域土地覆蓋中土地利用類型的變化程度[9]和發(fā)展趨勢(shì)。

1.3.2相關(guān)性分析。利用Pearson相關(guān)系數(shù)，即用r來(lái)衡量2個(gè)變量之間的相關(guān)性，其公式為：

(2)

式中，r為相關(guān)系數(shù)；xi、yi為選取的2個(gè)變量。其中，r的取值為-1～1，它表示2個(gè)變量線性相關(guān)的程度和方向，當(dāng)r<0時(shí)，表示2個(gè)變量呈負(fù)相關(guān)；當(dāng)r>0 時(shí)，表示2個(gè)變量呈正相關(guān)；當(dāng)r=0時(shí)，表示2個(gè)變量不存在線性相關(guān)；當(dāng)r=±1時(shí)，表示2個(gè)變量完全相關(guān)(即存在確定的函數(shù)關(guān)系式)；當(dāng)│r│離0越近時(shí)，表示2個(gè)變量的線性相關(guān)程度越弱，離1越近，表示2個(gè)變量的線性相關(guān)程度越強(qiáng)。篩選出影響江西省林地面積變化的社會(huì)經(jīng)濟(jì)因子，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，組成新的數(shù)據(jù)序列并進(jìn)行相關(guān)性分析，得出與林地面積變化顯著相關(guān)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)因子。

2 結(jié)果與分析

2.1林地面積變化的總體特征分析根據(jù)江西省林地類型的實(shí)際情況，將江西省林地分為有林地、灌木林地、稀疏林地、未成林造林地、荒山宜林地和其他林地(苗圃、果園、茶園等)。從圖1可以看出，江西省的林地面積總體上呈先增加后減少最后保持動(dòng)態(tài)性的穩(wěn)定趨勢(shì)，1978—1983、1988—1991、1991—1996、1999—2004年這些時(shí)間段的林地面積都在減少，1978年林地面積為10 578.31×107m2，1983年與之相比減少了122.00×107m2；1991年與1988年相比，林地面積減少了12.80×107m2；1996年與1991年相比，林地面積減少了30.20×107m2；2004年與1999年相比，林地面積減少了2.28×107m2。1983—1988、1996—1999、2004—2010年這些時(shí)間段的林地面積都在增多，1988年與1983年相比，林地面積增加了40.20×107m2；1999年與1996年相比，林地面積增加了175.55×107m2；2010年與2004年相比，林地面積增加了93.75×107m2，2010—2015年林地面積保持動(dòng)態(tài)性的穩(wěn)定。從圖1可以看出，1978—2015年江西省森林覆蓋率呈先減少后增加最后不變的趨勢(shì)，1978年江西省森林覆蓋率為37.22%，到2015年江西省森林覆蓋率為63.10%，覆蓋率共增加了25.88百分點(diǎn)；在1978—1983年這個(gè)時(shí)間段，森林覆蓋率呈減少趨勢(shì)，森林覆蓋率能夠表明一個(gè)地區(qū)乃至國(guó)家森林資源的豐富程度和生態(tài)平衡狀況，是反映林業(yè)生產(chǎn)發(fā)展水平的一個(gè)主要指標(biāo)。了解森林覆蓋率的趨勢(shì)，對(duì)提高林業(yè)發(fā)展水平、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展都有重要的意義。

圖1 1978—2015年江西省林地面積與森林覆蓋率變化 Fig.1 Changes of forest land area and forest coverage rate in Jiangxi Province from 1978 to 2015

由圖2可知，有林地面積總體上呈增長(zhǎng)的趨勢(shì)，從1978年的5 462×107m2上升至2015年的10 103×107m2，面積增加了4 641×107m2，面積增加率為84.97%；灌木林地面積總體上呈減少的趨勢(shì)，從1978年的691×107m2減少至2015年的123×107m2，面積總共減少568×107m2，面積增加率為-82.20%；稀疏林地面積從1978年的676×107m2減少至2015年的112×107m2，面積總共減少564×107m2，面積增加率為-83.43%；未成林造林地面積從1978年的351×107m2減少至2015年的230×107m2，面積總共減少121×107m2，面積增加率為-34.47%；因?yàn)榻?jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展和技術(shù)的不斷進(jìn)步，土地的利用效率在不斷提高，導(dǎo)致荒山宜林地面積急劇下降，從1978年的3 109×107m2減少至2015年的61×107m2，面積總共減少3 048×107m2，面積增加率為-98.04%；其他林地面積從1978年的289×107m2減少至2015年的91×107m2，面積總共減少198×107m2，面積增加率為-68.51%?？梢?jiàn)灌木林地、未成林造林地、稀疏林地、荒山宜林地、其他林地的面積總體來(lái)說(shuō)都在減少，而有林地面積在增加，所以說(shuō)有林地面積增加是江西省林業(yè)總面積增加的主要原因。

圖2 江西省各類林地面積變化Fig.2 Change of forest land area in Jiangxi Province

根據(jù)林地變化動(dòng)態(tài)度模型(公式 1)的計(jì)算，從表1可以看出，1978—1983、1988—1991、1991—1996、1999—2004年這期間內(nèi)林地的土地利用動(dòng)態(tài)度為負(fù)值，表明林地面積在不斷減少，其面積減少的幅度相對(duì)較?。?983—1988、1996—1999、2004—2010年這期間林地的土地利用動(dòng)態(tài)度為正值，表明林地的面積在不斷增多，1996—1999年林地的變化幅度相對(duì)較大，土地利用動(dòng)態(tài)度為0.56%，林地變化動(dòng)態(tài)度對(duì)林地演變的趨勢(shì)有著預(yù)測(cè)作用。

2.2林地面積變化的區(qū)域差異分析江西省現(xiàn)轄11個(gè)市，地域廣闊，以市為基本空間單元，基于GIS技術(shù)，以2015年江西省各個(gè)市林地面積的不同繪制出顏色深淺不同的分類圖。從圖3可以看出，贛州市的顏色最深，林地面積最大，面積為3 039.12×107m2；吉安市、撫州市、上饒市的顏色深度其次，林地面積分別為1 756.01×107、1 297.26×107、1 371.91×107m2；而新余市和南昌市的顏色較淺，新余市林地面積為183.67×107m2，南昌市的林地面積為138.85×107m2。江西省各市的林地面積各不相同，這是由于各市間的土地面積、地勢(shì)地貌、自然條件不同，經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展不平衡，使得林地面積在空間上也表現(xiàn)出一定的差異性。

表1 林地利用動(dòng)態(tài)度

圖3 江西省各市的林地面積Fig.3 Forest land area of various cities in Jiangxi Province

從圖4可以看出，贛州市的森林覆蓋率最高，覆蓋率為76.24%，這是因?yàn)橼M州市以山地、丘陵為主，占總面積的80.98%，是我國(guó)南方18個(gè)重點(diǎn)林區(qū)之一；南昌市作為江西省的省會(huì)城市，經(jīng)濟(jì)比較發(fā)達(dá)，人口密度較大，城市建設(shè)項(xiàng)目用地日益增長(zhǎng)與林地保護(hù)矛盾尖銳[10]，隨著南昌市城區(qū)的不斷建設(shè)擴(kuò)增，每年都有一定數(shù)量的林地轉(zhuǎn)為建設(shè)用地，而用于林業(yè)發(fā)展的可調(diào)整為林地的非林地缺乏，因此森林覆蓋率最小，只有21.96%；撫州市、上饒市、吉安市、萍鄉(xiāng)市、景德鎮(zhèn)市的森林覆蓋率相近，森林覆蓋率分別為64.54%、61.67%、67.64%、66.02%、65.05%；宜春市、鷹潭市、新余市、九江市的森林覆蓋率相近，森林覆蓋率分別為56.97%、57.38%、56.49%、54.92%。江西省各市的地勢(shì)、地貌不相同，工業(yè)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平不一致，所以森林覆蓋率也不相同。

圖4 江西省各市的森林覆蓋率Fig.4 Forest coverage rate of various cities in Jiangxi Province

2.3林地變化與社會(huì)經(jīng)濟(jì)因子的相關(guān)性分析影響林地的社會(huì)經(jīng)濟(jì)因子有很多，研究選取10個(gè)可能影響江西省林地變化的社會(huì)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，以林地面積為因變量，分別以財(cái)政收入、一般預(yù)算財(cái)政支出、地區(qū)生產(chǎn)總值、第一產(chǎn)業(yè)、第二產(chǎn)業(yè)、第三產(chǎn)業(yè)、城市化率、年末總?cè)丝凇⒊擎?zhèn)人口、農(nóng)村人口等作為自變量，通過(guò)Pearson相關(guān)系數(shù)法進(jìn)行變量之間的相關(guān)性分析，為了消除因數(shù)據(jù)量綱不同或數(shù)據(jù)懸殊過(guò)大導(dǎo)致的噪音影響，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，即Xi′=Xi/max(Xi)，式中，Xi為某指標(biāo)的原始值，max(Xi)為該指標(biāo)的最大值，Xi′為該指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)化值，最后得到林地?cái)?shù)量變化與驅(qū)動(dòng)因子的相關(guān)系數(shù)。

由表2可知，農(nóng)村人口與林地面積變化呈負(fù)相關(guān)，即隨著農(nóng)村人口數(shù)量的增加，林地面積數(shù)量不斷減少；而財(cái)政收入、一般預(yù)算財(cái)政支出、地區(qū)生產(chǎn)總值、第一產(chǎn)業(yè)、第二產(chǎn)業(yè)、第三產(chǎn)業(yè)、城市化率、城鎮(zhèn)人口都與林地面積變化呈正相關(guān)，其中地區(qū)生產(chǎn)總值、第一產(chǎn)業(yè)、第二產(chǎn)業(yè)、城市化率、城鎮(zhèn)人口的|r|≥0.8，表明這些經(jīng)濟(jì)因素都與林地面積顯著相關(guān)。這個(gè)結(jié)論說(shuō)明，促進(jìn)地區(qū)生產(chǎn)總值，第一產(chǎn)業(yè)、第二產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，增加城鎮(zhèn)居民的數(shù)量，同時(shí)，合理調(diào)整財(cái)政收入與一般預(yù)算支出狀況并加速城鎮(zhèn)化進(jìn)程能夠有效地促進(jìn)江西省林地資源的增加。

3 結(jié)論與討論

江西省的林地面積總體上呈先增加后保持穩(wěn)定的態(tài)勢(shì)，增加的主要原因?yàn)橛辛值孛娣e增加，其中灌木林地、稀疏林地、未成林造林地、荒山宜林地和其他林地的面積總體上呈減少的態(tài)勢(shì)。地區(qū)生產(chǎn)總值、第一產(chǎn)業(yè)、第二產(chǎn)業(yè)、城市化率、城鎮(zhèn)人口均與林地面積變化顯著相關(guān)。而隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人們的環(huán)境保護(hù)意識(shí)增強(qiáng)，知道了“綠水青山就是金山銀山”的意義，了解到林業(yè)建設(shè)的重要性和迫切性。因此，人們都積極地?fù)碜o(hù)支持林地的保護(hù)政策，政府也大量增加了對(duì)林地建設(shè)的投資。尤其是開(kāi)始實(shí)施人工造林工程、退耕還林工程[11]、長(zhǎng)江流域防護(hù)林工程和珠江流域防護(hù)林工程以后，江西省林地面積保持穩(wěn)定的狀態(tài)，為區(qū)域生態(tài)環(huán)境整體好轉(zhuǎn)奠定了良好的基礎(chǔ)。

表2 林地變化與驅(qū)動(dòng)因子之間的關(guān)系

注：**為變量間相關(guān)性在0.01 水平上極顯著；*為變量間相關(guān)性在0.05水平上顯著

Note：** The correlation between variables is very significant at the level of 0.01; * The correlation between variables is significant at the level of 0.05

在未來(lái)的林業(yè)發(fā)展中，應(yīng)充分利用好第一產(chǎn)業(yè)、城鎮(zhèn)人口和城市化率等驅(qū)動(dòng)因子，貫徹實(shí)施好國(guó)家和地方的政策，按照因地制宜、科學(xué)規(guī)劃、以生態(tài)建設(shè)為主的林業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略，在保護(hù)現(xiàn)有的天然林和人工林地的基礎(chǔ)上，適當(dāng)提高造林的力度，擴(kuò)大林地面積，提高森林覆蓋率，努力解決好林地資源與城市建設(shè)、耕地之間的矛盾，建立一個(gè)穩(wěn)定的生態(tài)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)林地資源的可持續(xù)發(fā)展。