天津市各區(qū)土地利用程度差異及動(dòng)態(tài)變化分析

薛晉聰　陶志梅

[提要] 本文根據(jù)天津市土地資料變更數(shù)據(jù)，對(duì)天津市16個(gè)區(qū)的土地利用程度變化進(jìn)行分析，選取變化幅度最大的兩個(gè)區(qū)——寶坻區(qū)和東麗區(qū)，對(duì)其土地利用動(dòng)態(tài)度和空間格局變化進(jìn)行分析。得出結(jié)論：5年間，天津市16個(gè)區(qū)的土地利用都處于成長(zhǎng)期;寶坻區(qū)和東麗區(qū)的土地利用方式逐漸向非農(nóng)用地發(fā)展，林地、牧草地面積均有所增加;土地利用結(jié)構(gòu)發(fā)生顯著變化，有待于進(jìn)一步向合理化發(fā)展;土地利用空間格局還需進(jìn)行調(diào)整。

關(guān)鍵詞：土地利用;程度差異;動(dòng)態(tài)變化;天津

基金項(xiàng)目：天津市社科規(guī)劃項(xiàng)目：“城市公共基礎(chǔ)設(shè)施系統(tǒng)供給效益研究——以京津冀典型城市為例”

中圖分類號(hào)：F293.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

收錄日期：2019年2月13日

近年來，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和全球環(huán)境的惡化，土地利用變化越來越成為全球環(huán)境研究的熱點(diǎn)。本文以天津市為例，分析其轄區(qū)內(nèi)16個(gè)區(qū)的土地利用情況，從而為天津市土地可持續(xù)發(fā)展提供思考。

一、天津市概況

天津市位于海河下游，地跨海河兩岸，毗鄰北京，是中國(guó)北方最大的沿海開放城市;作為我國(guó)六座超大城市之一，也是環(huán)渤海地區(qū)的經(jīng)濟(jì)中心。天津市現(xiàn)轄濱海新區(qū)、和平區(qū)、河北區(qū)、河?xùn)|區(qū)、河西區(qū)、南開區(qū)、紅橋區(qū)、東麗區(qū)、西青區(qū)、津南區(qū)、北辰區(qū)、武清區(qū)、寶坻區(qū)、靜海區(qū)、寧河區(qū)、薊州區(qū)共16個(gè)區(qū)。中心城區(qū)作為天津的發(fā)祥地，也是文化、教育、政治、商業(yè)、經(jīng)濟(jì)中心，根據(jù)其自然狀況、社會(huì)結(jié)構(gòu)及經(jīng)濟(jì)發(fā)展戰(zhàn)略布局等因素，天津市在對(duì)其進(jìn)行規(guī)劃時(shí)，按照區(qū)內(nèi)相似性最大、區(qū)外差異性最大等原則，將“和平區(qū)、河北區(qū)、河?xùn)|區(qū)、河西區(qū)、南開區(qū)、紅橋區(qū)”作為都市核心功能區(qū)統(tǒng)一進(jìn)行規(guī)劃，統(tǒng)稱為“市內(nèi)六區(qū)”。出于以上因素的考量，在本文的研究中，我們也沿用此說法，將市內(nèi)六區(qū)作為一個(gè)整體區(qū)域與其余10個(gè)區(qū)進(jìn)行比對(duì)研究。

2010年，天津市土地總面積為11，916.88平方公里，戶籍總?cè)丝跀?shù)984.85萬人，較2005年增長(zhǎng)1%，其中社會(huì)從業(yè)人員增長(zhǎng)6.1%，全市生產(chǎn)總值9，224.46億元，較2005年增長(zhǎng)16.1%。經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展、人口的迅猛增長(zhǎng)、城鎮(zhèn)化以及濱海新區(qū)、自貿(mào)區(qū)建設(shè)等多項(xiàng)政策的出臺(tái)，驅(qū)動(dòng)天津市進(jìn)入經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的快車道。天津市在抓住這一重大戰(zhàn)略機(jī)遇期的同時(shí)，也面臨著建設(shè)用地不足、耕地保護(hù)、環(huán)境生態(tài)建設(shè)等系列問題，加快建設(shè)用地節(jié)約集約利用、統(tǒng)籌土地利用的任務(wù)十分艱巨。

二、數(shù)據(jù)說明與分析方法

（一）數(shù)據(jù)說明。本文采用的數(shù)據(jù)為天津市2005～2010年的城市統(tǒng)計(jì)年鑒及土地利用變更數(shù)據(jù)，將土地利用類型分為農(nóng)用地、建設(shè)用地和未利用地，農(nóng)用地包括耕地、園地、林地和其他農(nóng)用地，建設(shè)用地包括居民點(diǎn)及工礦用地、交通用地、水利設(shè)施用地，未利用地包括未利用土地和其他土地。由于2009年，天津漢沽、塘沽、大港三區(qū)合并為濱海新區(qū)，為了使2005年和2010年的數(shù)據(jù)能夠銜接起來，我們把2005年的數(shù)據(jù)稍作調(diào)整，將漢沽、塘沽、大港三區(qū)的數(shù)據(jù)進(jìn)行加總，與2010年的濱海新區(qū)數(shù)據(jù)相對(duì)應(yīng)。

（二）分析方法。中科院劉紀(jì)遠(yuǎn)先生作為我國(guó)土地利用、土地覆被變化與生態(tài)系統(tǒng)信息學(xué)研究領(lǐng)域的學(xué)科帶頭人，在土地利用程度研究上成果豐碩。在下文的研究中，將主要采用劉紀(jì)遠(yuǎn)先生的研究成果。在統(tǒng)計(jì)出天津市各區(qū)2005～2010年土地利用類型數(shù)據(jù)后，根據(jù)公式計(jì)算出天津市各區(qū)2005年和2010年的土地利用程度值及2005～2010年的土地利用程度變化值;然后選取具有代表性的兩個(gè)區(qū)，分別從土地利用數(shù)量變化和土地利用空間格局兩個(gè)方面，有針對(duì)性地對(duì)其土地利用動(dòng)態(tài)變化進(jìn)行分析;最后對(duì)分析結(jié)果進(jìn)行討論和總結(jié)。

三、土地利用程度差異分析

劉紀(jì)遠(yuǎn)等在《西藏土地利用》一書中，提出了一套定量化表達(dá)土地利用程度的新方法，即將土地利用程度按照土地自然綜合體在社會(huì)因素影響下的自然平衡保持狀態(tài)分為四級(jí)，每一級(jí)賦予相應(yīng)的指數(shù)，從而可以用土地利用程度的定量化公式計(jì)算出某區(qū)域研究期初和期末的土地利用程度及研究期內(nèi)的土地利用程度變化值，如表1所示。（表1）

土地利用程度定量化公式為：

式中，L為研究區(qū)某一時(shí)期的土地利用程度值，Ai為研究區(qū)第i級(jí)土地利用程度的分級(jí)指數(shù)，Ci為研究區(qū)第i級(jí)土地利用類型占土地總面積的百分比。

土地利用程度變化值的定量化公式為：

式中，△Lb-a為研究區(qū)研究期內(nèi)的土地利用程度變化值，Lb為研究期末的土地利用程度值，La為研究期初的土地利用程度變化值，Ai為研究期第i級(jí)土地的土地利用程度的分級(jí)指數(shù)，Cib為研究區(qū)研究期末第i級(jí)土地利用類型所占百分比，Cia為研究區(qū)研究期初第i級(jí)土地利用類型所占百分比。

若△Lb-a>0，則研究區(qū)土地處于發(fā)展期，若△Lb-a<0，則研究區(qū)土地處于衰退期，若△Lb-a=0，則研究區(qū)土地處于調(diào)整期。

根據(jù)公式，我們計(jì)算出天津市2005年和2010年的土地利用程度值和2005～2010年的土地利用程度變化值，如表2所示。從表2可知，自2005年以來，在天津市的16個(gè)區(qū)中，土地利用程度變化值全部大于零，即所轄區(qū)的土地利用全部處于發(fā)展期，呈現(xiàn)較為合理的變化。在天津市的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和市政府的統(tǒng)籌規(guī)劃下，2005年土地利用程度較低的寧河區(qū)、寶坻區(qū)、靜海區(qū)在2005～2010年間均實(shí)現(xiàn)大于0.1的較快增長(zhǎng)。而同屬于城市邊緣的薊縣區(qū)，其土地利用程度變化值則低于0.1，這是由于薊縣位于天津市北部唯一的山地地貌區(qū)，作為天津市重要的風(fēng)景旅游區(qū)和生態(tài)屏障區(qū)，在土地利用規(guī)劃中以生態(tài)涵養(yǎng)為主要功能，本地建設(shè)用地規(guī)模受到嚴(yán)格控制。此外，市內(nèi)六區(qū)作為天津市城市功能的集聚區(qū)域，基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)較為完善，土地開發(fā)利用已比較成熟，短期內(nèi)土地利用不會(huì)再有較大調(diào)整，因此該區(qū)域范圍內(nèi)5年間的土地利用程度變化值最低，接近于0，土地利用即將處于調(diào)整期。（表2）

四、土地利用動(dòng)態(tài)變化分析

根據(jù)各區(qū)2005～2010年的土地利用程度變化值，選取變化幅度最大的兩個(gè)區(qū)、變化幅度最小的兩個(gè)區(qū)，它們分別是處于都市功能擴(kuò)展區(qū)的東麗區(qū)（0.18）、南北城鄉(xiāng)協(xié)調(diào)發(fā)展區(qū)的寶坻區(qū)（0.24），從土地利用數(shù)量和土地利用空間格局兩個(gè)方面來對(duì)其土地利用動(dòng)態(tài)變化進(jìn)行分析。

（一）土地利用數(shù)量變化分析

1、變化幅度。土地利用變化包括各種土地利用類型的數(shù)量變化、空間變化和質(zhì)量變化。首先，土地變化幅度反映了不同土地利用類型的數(shù)量變化，即不同土地利用類型在一定時(shí)間長(zhǎng)度內(nèi)的增減的絕對(duì)值。它可以從整體上把握土地利用的整理變化態(tài)勢(shì)。在對(duì)天津市東麗區(qū)、北辰區(qū)、寶坻區(qū)、市內(nèi)六區(qū)2005～2010年的土地利用變化幅度進(jìn)行調(diào)查和數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)后，可以看出，在2005～2010年間，這兩個(gè)地區(qū)的土地利用情況都發(fā)生了明顯變化，如表3所示?？梢钥闯?，2005～2010年，由于天津市“節(jié)約集約”、“城鄉(xiāng)統(tǒng)籌、環(huán)境友好”的土地利用戰(zhàn)略的推行，各區(qū)縣加大土地退耕還林力度，東麗區(qū)和寶坻區(qū)的耕地保有量都有一定程度的減少，減少量分別為1，628hm2和3，427.7hm2，減少百分比占到12.90%和4.28%。寶坻區(qū)作為天津市主要的農(nóng)業(yè)區(qū)，是現(xiàn)代制造業(yè)的重要承續(xù)區(qū)域，耕地存量基礎(chǔ)大，土地利用在注重生態(tài)服務(wù)功能的同時(shí)，還應(yīng)保障農(nóng)業(yè)生產(chǎn)功能，因此其增減百分比相對(duì)低于東麗區(qū)。而為協(xié)調(diào)土地利用與生態(tài)建設(shè)，推進(jìn)園地、林地、牧草地的綜合利用，5年間寶坻區(qū)和東麗區(qū)的園地、林地、牧草地均有一定程度的增加，其增減百分比分別達(dá)到12.25%和14.30%。（表3）

東麗區(qū)作為都市功能擴(kuò)展區(qū)，承擔(dān)著都市核心功能區(qū)人口疏散、產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移的重要任務(wù)，伴隨“遷村并點(diǎn)”步伐的加快，其區(qū)域內(nèi)農(nóng)村居民點(diǎn)用地規(guī)模大幅減少，增減百分比達(dá)到32.59%，在未來也將持續(xù)減少。而東麗區(qū)商貿(mào)服務(wù)功能、產(chǎn)業(yè)發(fā)展功能的擴(kuò)展勢(shì)必又會(huì)帶動(dòng)工礦用地、基礎(chǔ)設(shè)施用地需求的增加，因此在這期間，其城鎮(zhèn)工礦用地、交通水利及其他用地分別增加了4，616.3hm2和383.6hm2，增加百分比為42.05%和10.67%。寶坻區(qū)在嚴(yán)格保護(hù)區(qū)內(nèi)耕地的基礎(chǔ)上，開始探索社會(huì)主義新農(nóng)村建設(shè)，因此農(nóng)村居民點(diǎn)反而增加了2.69%，城鎮(zhèn)化進(jìn)程的加快也帶動(dòng)城鎮(zhèn)工礦用地和交通水利及其他用地的增加，增加百分比分別為18.25%和2.67%，基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)逐漸完善。

2、變化速度。土地利用變化速度可以用土地利用動(dòng)態(tài)度來表示。土地利用動(dòng)態(tài)度包括單一土地利用動(dòng)態(tài)度和綜合土地利用動(dòng)態(tài)度。單一土地利用動(dòng)態(tài)度反映了研究區(qū)一定時(shí)期內(nèi)某一土地類型的數(shù)量變化情況，其表達(dá)式為：

式中，K為研究期內(nèi)某一土地利用類型動(dòng)態(tài)度，Ua和Ub分別為研究期初和期末某一土地利用類型的數(shù)量;T為研究時(shí)段。

當(dāng)T設(shè)為年時(shí)，K就是該研究區(qū)某種土地利用類型的年變化率，即某種土地利用類型的單一土地利用動(dòng)態(tài)度。

綜合土地利用動(dòng)態(tài)度反映的是研究區(qū)某一時(shí)段內(nèi)土地利用數(shù)量的總體變化情況，其表達(dá)式為：

式中，LC為研究期內(nèi)綜合土地利用動(dòng)態(tài)度，LUi為研究期初第i類土地利用類型的面積，△LUi為研究期內(nèi)第i類土地利用類型轉(zhuǎn)化為非i類土地利用類型面積的絕對(duì)值;T為研究時(shí)段。

當(dāng)T設(shè)為年時(shí)，LC就為研究區(qū)土地利用年變化率。根據(jù)公式（3）和（4），就可計(jì)算出東麗區(qū)和寶坻區(qū)各種土地利用類型的單一土地利用動(dòng)態(tài)度和綜合土地利用動(dòng)態(tài)度LC，根據(jù)LC的大小，我們可以判定研究區(qū)土地利用變化的類型。如表4所示，當(dāng)LC>2.50%時(shí)，土地利用變化為快速變動(dòng)型;當(dāng)1.00%

從表4可知，東麗區(qū)的土地利用變化屬于慢速變動(dòng)型，即土地利用年變化率為0.95%;寶坻區(qū)的土地利用變化為中速變動(dòng)型，即土地利用年變化率為1.10%，土地綜合利用動(dòng)態(tài)度相對(duì)高于東麗區(qū)。

東麗區(qū)未利用地的變化速率最大，達(dá)到-10.13%，其次是城鎮(zhèn)工礦用地和農(nóng)村居民點(diǎn)用地，分別為8.41%和-6.52%;耕地、交通水利及其他用地、牧草地、林地受城市空間的限制，變化速率相對(duì)較慢;園地則沒有明顯變化。

寶坻區(qū)未利用地和其他農(nóng)用地變化速率最大，分別是-15.46%和12.20%，城鎮(zhèn)化進(jìn)程明顯加快，城鎮(zhèn)工礦用地變化速率達(dá)到3.65%;牧草地、耕地、林地變化速率相對(duì)較慢，分別是2.04%、-0.86%和0.82%，生態(tài)退耕還林逐步進(jìn)行，建設(shè)良好的生態(tài)環(huán)境。

寶坻區(qū)和東麗區(qū)的未利用地都有較大程度的減少，城鎮(zhèn)工礦用地、交通水利及其他用地、林地、牧草地都有一定程度的增加，可見城市化進(jìn)程加快，建設(shè)用地需求量增加，經(jīng)濟(jì)建設(shè)與生態(tài)環(huán)境保護(hù)同步進(jìn)行，城鄉(xiāng)建設(shè)用地逐步實(shí)現(xiàn)統(tǒng)籌規(guī)劃。

（二）土地利用空間格局變化分析

1、土地利用信息熵。信息熵是信息論中的一個(gè)重要概念，可以把其理解為某種特定信息的出現(xiàn)概率，表征系統(tǒng)的紊亂程度。一個(gè)系統(tǒng)越是有序，信息熵就越低;反之，一個(gè)系統(tǒng)越是混亂，信息熵就越高。土地利用信息熵是用來衡量土地利用的多樣性和復(fù)雜性。熵值越大，表明該區(qū)域土地利用越具有多樣性，其定量化公式為：

式中，H為土地利用多樣性指數(shù);Pi為第i類土地利用類型占土地總面積的百分比;n為土地利用類型數(shù)量。

2、土地利用均衡度與優(yōu)勢(shì)度。土地利用均勻度反映研究區(qū)域土地利用中不同土地利用類型分布的均勻程度;而優(yōu)勢(shì)度則反映了研究區(qū)一種或幾種土地利用類型支配該區(qū)域土地類型的程度。均勻度E是熵與最大熵的比值，0≤E≤1，E值越大，土地利用分布越均勻，均勻度E與優(yōu)勢(shì)度D的計(jì)算公式分別為：

式中，E為均勻度指數(shù)，Hmax即lnn為多樣性指數(shù)的最大值;n為土地利用類型數(shù)量;Pi為第i類土地利用類型面積占土地總面積的百分比。

根據(jù)公式，可計(jì)算出寶坻區(qū)和東麗區(qū)2005～2010年的土地利用多樣性指數(shù)、均衡度指數(shù)和優(yōu)勢(shì)度指數(shù)，如表5所示?？梢钥闯觯?005～2010年，東麗區(qū)土地多樣性指數(shù)和均衡度指數(shù)均有所下降，從1.3和0.59下降到了1.23和0.56;而寶坻區(qū)也出現(xiàn)此類情況，土地多樣性指數(shù)和均衡度指數(shù)分別從2005年的1.06和0.48下降到2010年的0.98和0.45，優(yōu)勢(shì)度指數(shù)反而上升了0.03個(gè)點(diǎn)，土地利用日益向單一化發(fā)展。東麗區(qū)的優(yōu)勢(shì)度指數(shù)始終低于均衡度，說明其土地利用類型空間分布格局還是比較均勻的;而寶坻區(qū)的優(yōu)勢(shì)度指數(shù)則始終高于均衡度，區(qū)域內(nèi)土地利用類型空間格局有待調(diào)整。（表5）

五、結(jié)論

2005～2010年，在天津市的16個(gè)所轄區(qū)中，土地利用都處于成長(zhǎng)期，市內(nèi)六區(qū)的土地利用趨于調(diào)整期。5年間，寶坻區(qū)和東麗區(qū)的土地利用結(jié)構(gòu)發(fā)生了明顯的改變。由于城市化的快速發(fā)展及退耕還林政策的實(shí)施，兩區(qū)的未利用地都出現(xiàn)大幅減少，耕地也有一定程度的減少;城鎮(zhèn)工礦用地、交通水利及其他用地明顯增加;受城市地域空間限制，林地、牧草地增勢(shì)則比較緩慢;東麗區(qū)作為都市核心功能區(qū)的擴(kuò)展區(qū)，城鎮(zhèn)化進(jìn)程的加快，使得農(nóng)村居民點(diǎn)用地規(guī)模不斷壓縮;寶坻區(qū)則正好相反，作為傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)區(qū)，為重點(diǎn)支持新城及中心鎮(zhèn)建設(shè)，開始探索社會(huì)主義新農(nóng)村建設(shè)，農(nóng)村居民點(diǎn)用地出現(xiàn)一定的增長(zhǎng)。

兩區(qū)土地利用變化速度都相對(duì)平穩(wěn)，但是土地利用結(jié)構(gòu)有待于進(jìn)一步優(yōu)化。寶坻區(qū)作為傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)區(qū)，在保證農(nóng)業(yè)生產(chǎn)功能的同時(shí)，應(yīng)注重改善生態(tài)環(huán)境，因地制宜，發(fā)展特色經(jīng)濟(jì)，實(shí)現(xiàn)土地利用最優(yōu)化發(fā)展;東麗區(qū)相對(duì)寶坻區(qū)來說，空間格局分布較為均勻，但需注意作為都市核心功能轉(zhuǎn)移區(qū)域，所轄區(qū)內(nèi)土地功能多樣化和均勻度還有待提升，土地利用應(yīng)強(qiáng)化區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展的載體功能，同時(shí)需做好生態(tài)綠地建設(shè)，構(gòu)筑改善城市人居環(huán)境的生態(tài)屏障。

主要參考文獻(xiàn)：

[1]劉紀(jì)遠(yuǎn).西藏自治區(qū)土地利用[M].北京科學(xué)出版社，1992.

[2]修麗娜，劉湘楠.天津市土地利用變化及其影響因素分析[J].貴州農(nóng)業(yè)科學(xué)，2011.39（3）.

[3]湯青，徐勇，劉毅.廣東省土地利用變化時(shí)空分異及其與城市化和工業(yè)化的耦合關(guān)系[J].中國(guó)土地科學(xué)，2010.24（10）.

[4]張小虎，雷國(guó)平，等.基于GIS/RS的縣級(jí)土地利用動(dòng)態(tài)變化研究[J].水土保持研究，2008.15（4）.

[5]劉紀(jì)遠(yuǎn)，劉明亮，莊大方，等.中國(guó)近期土地利用變化的空間格局分析[J].中國(guó)科學(xué)（D輯），2002.32（2）.

[6]馬婷，李丁，廖杰，韓杰.疏勒河中下游綠洲土地利用變化及其驅(qū)動(dòng)力分析[J].經(jīng)濟(jì)地理，2014.34（1）.