資源枯竭型城市工礦用地破碎度變化及其驅(qū)動(dòng)力研究
——以萍鄉(xiāng)市安源區(qū)為例

汪 龍，夏 敏，文 博

(南京農(nóng)業(yè)大學(xué) 公共管理學(xué)院，江蘇 南京 210095)

0 引言

資源枯竭型城市是指礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)走向枯竭狀態(tài)的資源型城市，資源枯竭帶來(lái)了大量粗放、低效利用的工礦用地[1-2]，而長(zhǎng)期的資源開(kāi)采產(chǎn)生的采動(dòng)滑坡、裂縫、塌陷等現(xiàn)象，造成工礦用地破碎化嚴(yán)重，進(jìn)而對(duì)城市景觀(guān)生態(tài)格局造成影響[3-4]。

近年來(lái)學(xué)者們對(duì)景觀(guān)破碎化的研究涉及城市[1,5-8]、流域[9-11]、山地[12]、庫(kù)區(qū)[13]、礦區(qū)[14]等區(qū)域，對(duì)單一土地類(lèi)型破碎化的研究則主要集中在耕地[15-21]和生態(tài)用地[22-24]2種類(lèi)型，研究中大多選用數(shù)個(gè)景觀(guān)格局指數(shù)或?qū)⑵溥M(jìn)行綜合以反映破碎化程度，研究表明：隨著城市化和社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，區(qū)域土地景觀(guān)和單一土地類(lèi)型均存在不同程度的破碎化，并隨時(shí)間不斷演化，其空間格局也發(fā)生變化；部分學(xué)者對(duì)其驅(qū)動(dòng)機(jī)制進(jìn)行了分析，認(rèn)為土地破碎化的驅(qū)動(dòng)力主要有自然驅(qū)動(dòng)力、人文驅(qū)動(dòng)力和經(jīng)濟(jì)驅(qū)動(dòng)力，短期內(nèi)交通設(shè)施建設(shè)與人類(lèi)活動(dòng)是破碎化的直接影響因素，經(jīng)濟(jì)的發(fā)展則對(duì)其產(chǎn)生間接影響[8,12-13,20,25]。研究大多針對(duì)中尺度區(qū)域，對(duì)小尺度區(qū)域研究較少，也鮮見(jiàn)對(duì)工礦用地破碎化的研究，但是景觀(guān)格局指數(shù)及其空間變異特征是尺度依存的[9]，不同尺度景觀(guān)格局變化的影響因素可能不同[26]，且作為資源枯竭型城市特殊重要的用地類(lèi)型，工礦用地的變化有自身特殊的規(guī)律性與典型性[27]，因此，有必要對(duì)小尺度區(qū)域資源枯竭型城市工礦用地破碎化的時(shí)空格局及其影響因素進(jìn)行探討與研究。

本文以資源枯竭型城市——萍鄉(xiāng)市安源區(qū)為例，基于研究區(qū)高分辨率遙感影像數(shù)據(jù)，綜合選取景觀(guān)格局指標(biāo)評(píng)價(jià)工礦用地破碎化程度并分析其變化過(guò)程，采用冗余分析法探討了工礦用地破碎度變化的驅(qū)動(dòng)力，以期為研究區(qū)工礦用地整治提供依據(jù)，為資源枯竭型城市土地資源集約利用提供參考。

1 研究方法與數(shù)據(jù)來(lái)源

1.1 研究區(qū)概況

安源區(qū)位于江西省萍鄉(xiāng)市中部，東部、東南部與蘆溪縣接壤，西南及西部與萍鄉(xiāng)市湘東區(qū)交界，北部與上栗縣毗連，地勢(shì)東南高、西北低，為萍鄉(xiāng)市政治、經(jīng)濟(jì)、文化中心。境域東西寬約22.75 km，南北長(zhǎng)約20.33 km，土地總面積212.58 km2。下轄4個(gè)鎮(zhèn)6個(gè)街道辦事處及城郊管理委員會(huì)，2016年安源區(qū)常住人口共計(jì)45萬(wàn)人，完成地區(qū)生產(chǎn)總值269.21億元，同比增長(zhǎng)8.7%。自萍鄉(xiāng)市于2008年3月經(jīng)國(guó)務(wù)院批準(zhǔn)確定為首批資源枯竭型城市轉(zhuǎn)型試點(diǎn)城市之后，安源區(qū)在加快經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式轉(zhuǎn)變中推動(dòng)城市轉(zhuǎn)型，并取得一定的成效，工礦廢棄地整治成為其實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)轉(zhuǎn)型和土地可持續(xù)利用的關(guān)鍵因素之一。

1.2 數(shù)據(jù)來(lái)源與處理

以萍鄉(xiāng)市安源區(qū)2003年分辨率為2.5 m的SPOT 5衛(wèi)星遙感影像數(shù)據(jù)、2008、2013和2017年分辨率為0.5 m的航拍影像數(shù)據(jù)為空間基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，利用eCognition Developer 8.7解譯獲得研究區(qū)2003、2008、2013、2017年4期土地利用數(shù)據(jù)，根據(jù)資源枯竭型城市工礦用地的特點(diǎn)，將土地利用類(lèi)型劃分為耕地、園林地、非工礦建設(shè)用地、工礦用地、水域和未利用地六大類(lèi)，其中工礦用地為煤炭開(kāi)采、加工、倉(cāng)儲(chǔ)用地、采煤塌陷地、工礦廢棄地以及其他與煤炭相關(guān)的附屬設(shè)施用地的統(tǒng)稱(chēng)。根據(jù)實(shí)地調(diào)研的情況對(duì)解譯結(jié)果進(jìn)行校正，對(duì)遙感解譯結(jié)果進(jìn)行精度檢驗(yàn)，檢驗(yàn)結(jié)果表明：2003、2008、2013和2017年遙感分類(lèi)Kappa系數(shù)分別為0.807、0.856、0.893、0.862，精度均達(dá)到要求。

采用ArcGIS 10.2對(duì)4期土地利用數(shù)據(jù)進(jìn)行空間坐標(biāo)的統(tǒng)一匹配與范圍裁剪，同時(shí)提取工礦用地?cái)?shù)據(jù)以便于進(jìn)行破碎度評(píng)價(jià)；從各期遙感影像上分別提取道路和城鎮(zhèn)圖層，并參照相應(yīng)年份的道路圖進(jìn)行修正，利用ArcGIS的空間分析功能計(jì)算到道路和城鎮(zhèn)的距離；社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)則來(lái)源于《安源區(qū)統(tǒng)計(jì)年鑒》。

1.3 研究方法

1.3.1 工礦用地破碎度評(píng)價(jià)指標(biāo)體系構(gòu)建 景觀(guān)格局指數(shù)是反映景觀(guān)結(jié)構(gòu)組成和空間配置特征的簡(jiǎn)單定量指標(biāo)，被廣泛應(yīng)用于景觀(guān)破碎化研究中。本文借鑒破碎度評(píng)價(jià)的相關(guān)成果[14-17]，并結(jié)合安源區(qū)自身特征和研究需要，選取面積破碎類(lèi)、形狀破碎類(lèi)和分布破碎類(lèi)共7個(gè)景觀(guān)格局指數(shù)構(gòu)建工礦用地破碎度評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，對(duì)研究區(qū)工礦用地破碎度進(jìn)行評(píng)價(jià)，指標(biāo)體系見(jiàn)表1，指標(biāo)描述見(jiàn)表2。

表1 工礦用地破碎度評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

注：正向指標(biāo)表示值越大，破碎度越高；負(fù)向指標(biāo)表示值越大，破碎度越低。

表2 景觀(guān)格局指數(shù)描述

1.3.2 工礦用地破碎度評(píng)價(jià)

(1)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化

由于各破碎度指標(biāo)含義不同，量綱也不統(tǒng)一，正向指標(biāo)與負(fù)向指標(biāo)共存，導(dǎo)致各指標(biāo)之間無(wú)可比性，為了消除各指標(biāo)單位和量綱差異導(dǎo)致的影響，故首先要對(duì)評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理。選用極差標(biāo)準(zhǔn)化方法，正向指標(biāo)按照公式(1)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，負(fù)向指標(biāo)按照公式(2)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化。

Xij=(xi-xmin)/(xmax-xmin)

(1)

Xij=(xmax-xi)/(xmax-xmin)

(2)

其中，Xij為第i個(gè)樣本第j項(xiàng)指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化處理后的值；xij為第i個(gè)樣本第j項(xiàng)指標(biāo)的實(shí)際值；xmax為與xij對(duì)應(yīng)的第i個(gè)樣本第j項(xiàng)指標(biāo)實(shí)際值中的最大值；xmin為與xij對(duì)應(yīng)的實(shí)際值第i個(gè)樣本第j項(xiàng)指標(biāo)的最小值。

(2)權(quán)重確定

評(píng)價(jià)指標(biāo)賦權(quán)的方法包括主觀(guān)賦權(quán)法和客觀(guān)賦權(quán)法，本文選取客觀(guān)賦權(quán)法中的熵值法進(jìn)行確權(quán)。熵值法根據(jù)指標(biāo)的相對(duì)變化程度對(duì)系統(tǒng)整體的影響來(lái)決定指標(biāo)的權(quán)重，相對(duì)變化程度大的指標(biāo)具有較大的權(quán)重，因此更能真實(shí)反映評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重[29]。計(jì)算方法如下：

(3)

(4)

(5)

其中，樣本個(gè)數(shù)為m，評(píng)價(jià)指標(biāo)有n個(gè)，Pij為第i個(gè)樣本第j個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)化值，ej為第j個(gè)指標(biāo)的熵值，Wj為第j個(gè)指標(biāo)的權(quán)重。

(3)綜合評(píng)價(jià)

數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化和權(quán)重確定后，采用多因素綜合評(píng)價(jià)法對(duì)工礦用地破碎度進(jìn)行評(píng)價(jià)。

(6)

1.3.3 驅(qū)動(dòng)力分析 冗余分析(RDA，redundancy analysis)作為一種直接梯度分析方法，屬于排序分析中的線(xiàn)性模型，是約束性排序，其排序軸是參與排序的環(huán)境變量的線(xiàn)性組合，可基于排序技術(shù)進(jìn)行線(xiàn)性分析，其優(yōu)勢(shì)在于能從統(tǒng)計(jì)學(xué)的角度來(lái)有效評(píng)價(jià)一個(gè)或一組變量與另一組變量數(shù)據(jù)間的關(guān)系[30]，能有效地對(duì)多個(gè)因子進(jìn)行統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)并獨(dú)立保持各因子對(duì)響應(yīng)變量的貢獻(xiàn)率[31-32]。本文利用Canoco 4.5結(jié)合工礦用地破碎度評(píng)價(jià)結(jié)果和驅(qū)動(dòng)因子進(jìn)行冗余分析，直觀(guān)展現(xiàn)破碎度變化與各影響因子之間的關(guān)系。

2 結(jié)果與分析

2.1 工礦用地總體特征

安源區(qū)4期工礦用地分布如圖1所示。2003年研究區(qū)工礦用地共計(jì)775.18 hm2，主要分布于高坑鎮(zhèn)、安源鎮(zhèn)及青山鎮(zhèn)；2008年工礦用地共計(jì)825.36 hm2，主要分布于高坑鎮(zhèn)、安源鎮(zhèn)、青山鎮(zhèn)和主城區(qū)；2013年工礦用地共計(jì)768.60 hm2，主要分布于高坑鎮(zhèn)、安源鎮(zhèn)、青山鎮(zhèn)和主城區(qū)；2017年工礦用地共計(jì)720.42 hm2，主要分布于高坑鎮(zhèn)、安源鎮(zhèn)和青山鎮(zhèn)。2003～2008年工礦用地面積增加了50.18 hm2，其中采煤及加工用地面積減少，但工礦廢棄地增加較多；2008～2017年則呈下降趨勢(shì)，面積下降了104.94 hm2，其中高坑鎮(zhèn)和安源鎮(zhèn)是研究區(qū)工礦用地最集中的鄉(xiāng)鎮(zhèn)。

利用工礦用地柵格數(shù)據(jù)結(jié)合Fragstats 4.2軟件計(jì)算得出安源區(qū)工礦用地景觀(guān)格局指數(shù)，結(jié)果如表3所示。隨著煤炭經(jīng)濟(jì)的衰退，私營(yíng)小煤礦企業(yè)紛紛關(guān)閉，工礦廢棄地增多，導(dǎo)致2003～2008年研究區(qū)斑塊密度上升了2.658個(gè)/hm2，同時(shí)平均斑塊面積減少了0.226 hm2，其后由于政府對(duì)工礦廢棄地進(jìn)行治理，同時(shí)大型國(guó)有煤炭企業(yè)因洗煤等生產(chǎn)需要而擴(kuò)大規(guī)模，工礦用地斑塊密度又轉(zhuǎn)為下降，平均斑塊面積由2008年的2.805 hm2上升至2017年的3.969 hm2；大量零散工礦用地的退出使工礦用地斑塊在區(qū)域內(nèi)的分布更加趨于集中化，形狀也更加規(guī)整，從2003～2017年，安源區(qū)最大斑塊指數(shù)不斷增加，工礦用地景觀(guān)分離度減少了37.87%，工礦用地聚集度指數(shù)則上升了20.39%，且景觀(guān)形狀指數(shù)越來(lái)越趨近于1。

圖1 2003、2008、2013和2017年工礦用地分布

年份PDAREA-MNLPILSIFRAC-AMSPLITAI200332.9983.03111.79622.2771.15125.24459.072200835.6562.80516.81821.3261.12822.78861.687201327.6783.61317.60518.9471.12721.17165.795201725.1993.96921.43116.0941.11415.68571.114

2.2 工礦用地破碎度時(shí)間變化分析

通過(guò)Fragstats 4.2軟件分析景觀(guān)格局指數(shù)，結(jié)合綜合評(píng)價(jià)公式計(jì)算得出安源區(qū)及各鄉(xiāng)鎮(zhèn)4個(gè)時(shí)期的工礦用地破碎度(表4)，其中白源街道沒(méi)有工礦用地，因此未評(píng)價(jià)。隨著《土地復(fù)墾條例》、《礦山地質(zhì)環(huán)境保護(hù)規(guī)定》等一系列關(guān)于土地復(fù)墾及礦山地質(zhì)環(huán)境保護(hù)政策的實(shí)施，對(duì)工礦廢棄地進(jìn)行了合理生態(tài)恢復(fù)，廢棄的細(xì)碎工礦用地復(fù)墾為耕地、園林地等其他地類(lèi)，同時(shí)大型國(guó)有煤炭企業(yè)也擴(kuò)大了生產(chǎn)范圍，工礦用地斑塊越來(lái)越聚集，工礦用地面積、形狀、分布破碎度均越來(lái)越小，綜合破碎度由2003年的0.315下降至2017年的0.163，下降幅度為48.25%，研究區(qū)工礦用地破碎程度呈現(xiàn)越來(lái)越低的趨勢(shì)。

各鄉(xiāng)鎮(zhèn)工礦用地的破碎度變化趨勢(shì)不盡相同。從面積破碎度看，2003～2017年主城區(qū)和城郊管委會(huì)的工礦用地面積破碎度均隨時(shí)間的變化而減小。丹江街道面積破碎度先連續(xù)增加后大幅減少，原因是2017年其平均斑塊面積和最大斑塊指數(shù)大幅上升。青山鎮(zhèn)和五陂鎮(zhèn)斑塊密度、平均斑塊面積和最大斑塊指數(shù)變化均較小，從而面積破碎度變化不大。高坑鎮(zhèn)在2013年斑塊密度明顯的減小且平均斑塊面積上升，導(dǎo)致其在該時(shí)間點(diǎn)面積破碎度明顯下降。安源鎮(zhèn)斑塊密度在2003～2008年先微幅上升之后又有所下降并保持平穩(wěn)狀態(tài)，其面積破碎度變化也符合這一趨勢(shì)；從形狀破碎度看，丹江街道在2003～2013年間工礦用地景觀(guān)形狀指數(shù)和面積加權(quán)分維數(shù)均有所增長(zhǎng)，因而其形狀破碎度在該時(shí)間段內(nèi)隨之上漲。城郊管委會(huì)在2017年景觀(guān)形狀指數(shù)和面積加權(quán)分維數(shù)方面大幅降低，導(dǎo)致形狀破碎度大幅下降。高坑鎮(zhèn)和安源鎮(zhèn)工礦用地形狀破碎度均逐步減小。五陂鎮(zhèn)2008年景觀(guān)形狀指數(shù)和面積加權(quán)分維數(shù)均小幅增加，從而形狀破碎度隨之小幅上漲；從分布破碎度看，主城區(qū)、城郊管委會(huì)和高坑鎮(zhèn)的工礦用地分布破碎度均有所下降。丹江街道2017年分布破碎度大幅減小，因?yàn)槠渚坝^(guān)分離度指數(shù)大幅下降且聚集度指數(shù)有所增長(zhǎng)。安源鎮(zhèn)2008年景觀(guān)分離度指數(shù)增加，導(dǎo)致分布破碎度隨之上升。五陂鎮(zhèn)景觀(guān)分離度指數(shù)先減少再增加，從而分布破碎度也呈現(xiàn)先減小再上升的趨勢(shì)。

表4 2003、2008、2013和2017年安源區(qū)及各鄉(xiāng)鎮(zhèn)工礦用地破碎度

近十幾年來(lái)，主城區(qū)內(nèi)的工礦用地逐漸成為大型煤炭?jī)?chǔ)運(yùn)中轉(zhuǎn)場(chǎng)所，工礦用地?cái)?shù)量較少但面積較大，因此，破碎度10多年間從0.187降低為0.050，降幅達(dá)73.26%；隨著一些煤炭企業(yè)的退出，丹江街道2003～2013年工礦用地逐漸廢棄，其中適宜植物生長(zhǎng)的區(qū)域自然恢復(fù)為草地、林地等綠色空間，因此工礦用地破碎化程度上升，2013～2017年間部分煤礦企業(yè)為了提高煤炭質(zhì)量增加了用于洗煤的場(chǎng)地且細(xì)碎的廢棄地得以治理，工礦用地斑塊趨于集中，從而破碎度呈現(xiàn)下降趨勢(shì)；城郊管委會(huì)內(nèi)的煤炭企業(yè)相繼減少，破碎度高的零散工礦廢棄地得到治理，工礦用地破碎度由2003年的0.637減少至2017年的0.428，減少量為0.209。青山鎮(zhèn)2003～2008年期間工礦用地幾乎沒(méi)有變化，破碎度也保持平穩(wěn)狀態(tài)，2008～2017年期間小型私營(yíng)煤礦減少的同時(shí)工礦廢棄地被治理，破碎度下降了8.96%。高坑鎮(zhèn)和五陂鎮(zhèn)內(nèi)大型國(guó)有煤礦開(kāi)采的范圍擴(kuò)大的同時(shí)私營(yíng)小煤礦由于煤炭行業(yè)不景氣已關(guān)閉，使得區(qū)域內(nèi)工礦用地破碎度隨時(shí)間推移而逐步減小。安源鎮(zhèn)2003～2008年間由于煤炭經(jīng)濟(jì)的衰退導(dǎo)致工礦用地廢棄的情況增多，破碎度由0.456小幅上升到0.474，2008～2017年間對(duì)破碎度高的工礦廢棄地施行整治等相關(guān)措施后，破碎度又減小至0.402，呈現(xiàn)下降趨勢(shì)并保持平穩(wěn)狀態(tài)?？傮w而言，安源區(qū)工礦用地破碎程度2003年最大，2017年最小，其中城郊管委會(huì)、高坑鎮(zhèn)和五陂鎮(zhèn)工礦用地破碎度呈逐步遞減趨勢(shì)，而丹江街道和安源鎮(zhèn)工礦用地破碎度則呈現(xiàn)先上升再下降的趨勢(shì)，工礦用地破碎地區(qū)分異明顯。

2.3 工礦用地破碎度空間變化分析

萍鄉(xiāng)市安源區(qū)4個(gè)時(shí)期各鄉(xiāng)鎮(zhèn)的工礦用地綜合破碎度最小值為0.050，最大值為0.637，依據(jù)科學(xué)性、統(tǒng)一性、層次性原則，采用Natural Break方法對(duì)工礦用地綜合破碎度進(jìn)行分級(jí)[33-34]，根據(jù)分級(jí)結(jié)果將各鄉(xiāng)鎮(zhèn)工礦用地分為3個(gè)級(jí)區(qū)：Ⅰ級(jí)區(qū)(0.05～0.27)，Ⅱ級(jí)區(qū)(0.27～0.43)，Ⅲ級(jí)區(qū)(0.43～0.64)(圖2)。

圖2 2003、2008、2013和2017年工礦用地破碎度分級(jí)

2003年，城郊委員會(huì)、高坑鎮(zhèn)和安源鎮(zhèn)工礦用地破碎度較高，均處于Ⅲ級(jí)區(qū)內(nèi)，青山鎮(zhèn)和五陂鎮(zhèn)處于Ⅱ級(jí)區(qū)，主城區(qū)和丹江街道則處于Ⅰ級(jí)區(qū)，全區(qū)Ⅱ級(jí)區(qū)和Ⅲ級(jí)區(qū)占到5個(gè)；2003～2008年，主城區(qū)、城郊管委會(huì)、高坑鎮(zhèn)和五陂鎮(zhèn)工礦用地破碎度有所下降的同時(shí)，丹江街道、青山鎮(zhèn)和安源鎮(zhèn)破碎度上升，但幅度基本較小，因此分級(jí)狀態(tài)無(wú)變化；2008～2013年，丹江街道由于工礦廢棄地增多從Ⅰ級(jí)區(qū)轉(zhuǎn)化為Ⅱ級(jí)區(qū)，高坑鎮(zhèn)和安源鎮(zhèn)境內(nèi)眾多細(xì)碎的工礦廢棄地得到有效治理，均由Ⅲ級(jí)區(qū)轉(zhuǎn)化為Ⅱ級(jí)區(qū)，Ⅲ級(jí)區(qū)減少至1個(gè)，其他鄉(xiāng)鎮(zhèn)分級(jí)狀態(tài)無(wú)變化；2013～2017年，丹江街道內(nèi)的工礦企業(yè)擴(kuò)大生產(chǎn)因此破碎度明顯下降，導(dǎo)致其轉(zhuǎn)化至Ⅰ級(jí)區(qū)，城郊管委會(huì)和五陂鎮(zhèn)工礦廢棄地得到進(jìn)一步整治且效果顯著，分別轉(zhuǎn)化至Ⅱ級(jí)區(qū)和Ⅰ級(jí)區(qū)，Ⅲ級(jí)區(qū)已消失，當(dāng)前Ⅰ級(jí)區(qū)擴(kuò)大到3個(gè)，占比接近一半。2017年處于Ⅰ級(jí)區(qū)的鄉(xiāng)鎮(zhèn)占到3個(gè)，主城區(qū)、丹江街道和五陂鎮(zhèn)均在內(nèi)。得益于土地復(fù)墾和礦山環(huán)境整治等相關(guān)措施的施行，2003年的3個(gè)Ⅲ級(jí)區(qū)均轉(zhuǎn)化為Ⅱ級(jí)區(qū)，整體工礦用地破碎度水平相對(duì)較低，其中主城區(qū)工礦用地破碎化程度僅為0.050，總體而言，10多年來(lái)安源區(qū)工礦用地破碎度空間分布變化明顯。

2.4 破碎度變化驅(qū)動(dòng)力分析

工礦用地破碎化程度的時(shí)空動(dòng)態(tài)演變很大程度上是由土地利用變化導(dǎo)致的結(jié)果[17]，探討其驅(qū)動(dòng)力時(shí)應(yīng)結(jié)合土地利用變化的驅(qū)動(dòng)因子來(lái)考慮。近14年來(lái)，研究區(qū)內(nèi)自然條件如地形、坡度、海拔變化很小，而社會(huì)經(jīng)濟(jì)和交通條件卻發(fā)生了極大的改變，社會(huì)經(jīng)濟(jì)因素和區(qū)位因素在工礦用地破碎度變化的過(guò)程中占據(jù)絕對(duì)的主導(dǎo)地位[35]。驅(qū)動(dòng)因子的選擇應(yīng)結(jié)合安源區(qū)的實(shí)際情況并考慮數(shù)據(jù)的可獲取性、一致性和可量化性，因此,筆者參考相關(guān)文獻(xiàn)[2,36-38]選取了7個(gè)驅(qū)動(dòng)因子，包括GDP、總?cè)丝?、煤炭采選業(yè)從業(yè)人數(shù)、煤炭采選業(yè)產(chǎn)值比重和煤炭采選業(yè)固投比重等社會(huì)經(jīng)濟(jì)條件，及距道路距離和距城鎮(zhèn)距離等區(qū)位條件。利用冗余分析方法對(duì)研究區(qū)10多年來(lái)工礦用地破碎度變化驅(qū)動(dòng)力進(jìn)行分析，結(jié)果如圖3所示，其中箭頭夾角的余弦值表示工礦用地破碎度變化與驅(qū)動(dòng)因子的相關(guān)性大小，箭頭方向投影長(zhǎng)短表示驅(qū)動(dòng)因子貢獻(xiàn)率的大小。

圖3 工礦用地破碎度與驅(qū)動(dòng)因子RDA排序圖

安源區(qū)工礦用地面積破碎度、形狀破碎度和分布破碎度變化均與煤炭采選業(yè)固投比重、產(chǎn)值比重、從業(yè)人數(shù)和距道路距離呈正相關(guān)關(guān)系，與GDP、總?cè)丝诤途喑擎?zhèn)距離呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，但相關(guān)程度各不相同。煤炭采選業(yè)固投比重與面積破碎度相關(guān)性最大，距道路距離則與形狀破碎度和分布破碎度相關(guān)性最強(qiáng)；對(duì)面積、形狀和分布破碎度變化貢獻(xiàn)率最大的正相關(guān)因子均是煤炭采選業(yè)從業(yè)人數(shù)，最大的負(fù)相關(guān)因子均是GDP。

與安源區(qū)工礦用地綜合破碎度變化呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系的社會(huì)經(jīng)濟(jì)因子是GDP和總?cè)丝冢褿DP貢獻(xiàn)率最高。隨著區(qū)域經(jīng)濟(jì)的轉(zhuǎn)型發(fā)展和人口的增長(zhǎng)，當(dāng)煤炭行業(yè)無(wú)利可圖時(shí)，勞動(dòng)力和資本從煤炭行業(yè)轉(zhuǎn)移至其他行業(yè)以獲取更高的收益，小、微型煤炭企業(yè)優(yōu)先被淘汰，從而大型國(guó)營(yíng)煤炭企業(yè)擴(kuò)大經(jīng)營(yíng)，導(dǎo)致工礦用地綜合破碎程度越來(lái)越小；在區(qū)位因子中，綜合破碎度變化與距城鎮(zhèn)距離呈顯著的負(fù)相關(guān)，由工礦用地變化情況可知，距城鎮(zhèn)遠(yuǎn)的工礦用地轉(zhuǎn)為其他用地類(lèi)型的較多，保留的工礦用地斑塊較為聚集。

與工礦用地綜合破碎度變化呈顯著正相關(guān)關(guān)系的社會(huì)經(jīng)濟(jì)因子是煤炭采選業(yè)從業(yè)人數(shù)、煤炭采選業(yè)產(chǎn)值比重和煤炭采選業(yè)固投比重，且煤炭采選業(yè)從業(yè)人數(shù)貢獻(xiàn)率最高。隨著煤炭經(jīng)濟(jì)的衰退，煤炭采選業(yè)固投占全社會(huì)固投總額比重逐年降低，大部分小型煤炭企業(yè)退出，導(dǎo)致煤炭采選業(yè)從業(yè)人數(shù)和產(chǎn)值比重均有所減少，而退出煤礦企業(yè)留下的零散工礦廢棄地被整治復(fù)墾為園林地和耕地，工礦用地綜合破碎度隨之下降；區(qū)位因子中的距道路距離與工礦用地綜合破碎度變化呈顯著正相關(guān)關(guān)系，距道路近的地塊交通條件良好，有利于降低運(yùn)輸成本，因此匯集的工礦企業(yè)多，工礦用地聚集程度高。

由RDA排序圖及上述分析可知，2003～2017年安源區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)和區(qū)位條件均對(duì)工礦用地破碎度變化產(chǎn)生了一定程度的影響，工礦用地破碎度的時(shí)空演化可以認(rèn)為是資源枯竭背景下社會(huì)經(jīng)濟(jì)條件和區(qū)位條件對(duì)于城市轉(zhuǎn)型發(fā)展的響應(yīng)，在這些驅(qū)動(dòng)因子的共同作用之下，研究區(qū)的工礦用地破碎度發(fā)生了復(fù)雜的時(shí)空演化。

3 結(jié)論與討論

(1)基于所選擇的景觀(guān)格局指數(shù)構(gòu)建工礦用地破碎度評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，可以在一定空間、時(shí)間界限內(nèi)對(duì)安源區(qū)工礦用地破碎度進(jìn)行評(píng)價(jià)分析，評(píng)價(jià)結(jié)果表明：煤礦經(jīng)濟(jì)衰退導(dǎo)致小型煤炭企業(yè)倒閉，而大型煤炭企業(yè)因生產(chǎn)需要擴(kuò)大用地規(guī)模，加之近年來(lái)政府的工礦廢棄地整治和環(huán)境保護(hù)措施，研究區(qū)工礦用地破碎度呈越來(lái)越小的趨勢(shì)，工礦用地斑塊聚集度增加，2017年處于Ⅰ級(jí)區(qū)的鄉(xiāng)鎮(zhèn)數(shù)量和面積接近一半。工礦用地破碎度的減小為研究區(qū)進(jìn)一步的工礦用地改造和復(fù)墾工作提供了有利條件。

(2)RDA排序圖表明：2003～2017年影響安源區(qū)工礦用地破碎度變化的負(fù)向影響因子有GDP、總?cè)丝诤途喑擎?zhèn)距離，正向影響因子有煤炭采選業(yè)從業(yè)人數(shù)、煤炭采選業(yè)產(chǎn)值比重、煤炭采選業(yè)固投比重和距道路距離，其中GDP和煤炭采選業(yè)從業(yè)人數(shù)對(duì)研究區(qū)工礦用地破碎度變化影響的貢獻(xiàn)率最高。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，城市區(qū)域、耕地、綠地等景觀(guān)均呈現(xiàn)破碎化程度加劇的趨勢(shì)[2,8,22]，而安源區(qū)煤炭工礦用地的破碎度卻不斷減小，這與研究區(qū)煤炭資源枯竭和經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型的發(fā)展階段密不可分。

(3)本文對(duì)安源區(qū)工礦用地破碎度變化及驅(qū)動(dòng)力分析的時(shí)間跨度為14年，時(shí)序較短，之后的研究應(yīng)擴(kuò)展時(shí)間范圍，更好地把握研究區(qū)工礦用地動(dòng)態(tài)變化趨勢(shì)；同時(shí)，土地利用變化受自然、社會(huì)經(jīng)濟(jì)、區(qū)位和土地利用政策等多種因素的影響，由于研究區(qū)自然因素變化較小，政策因素難以量化，本文主要從社會(huì)經(jīng)濟(jì)和區(qū)位對(duì)工礦用地破碎度變化驅(qū)動(dòng)力進(jìn)行了分析，進(jìn)一步的研究可考慮采用更多針對(duì)性的指標(biāo)以更合理地反映其驅(qū)動(dòng)力。