2009至2016年泰安市土地利用变化研究

2018-01-09李静倪俊玲

科技资讯 2017年31期

李静+倪俊玲

摘要：随着目前全球人口、资源与环境问题的日益突出，土地利用变化作为影响全球气候变化的主要原因之一，现已成为研究全球变化和可持续发展的核心领域。本文基于泰安市2009—2016年土地利用数据，从土地利用结构、格局变化两方面探究泰安市土地利用变化情况。研究结果表明，2009—2016年间，泰安市土地利用除了城镇村及工矿用地、交通运输用地面积增加外，其他土地类型均以不同程度减少。从景观格局来看，泰安市的土地利用更加多样且稳定，且不同景观要素间分布组合更加均匀，但开放性和动态性不强。

关键词：土地利用变化景观格局泰安市

中图分类号：P237 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2017）11（a）-0191-04

20世纪90年代以来，世界经济发展步入新阶段，工业化、城镇化过程加剧，促使土地利用发生变化。土地利用的改变会对自然、人文环境带来一定效应，进而影响全球气候变化及可持续发展。回顾已有的土地利用变化研究，国内外学者多选择经济发达区或生态脆弱区作为研究区。在研究方法上，正在从早期的定性研究向数学建模的定量方法转变，多从土地利用的资源变化、变化方向、变化的空间形式等方面入手探索土地利用的变化情况。

本文在综合考虑经济发展、生态保护与百姓生存三者关系的基础上，选取山东省泰安市为研究区，利用统计年鉴数据，从结构、格局两方面探究2009—2016年泰安市土地利用的变化情况。研究结果有助于模拟并预测今后泰安市土地利用的变化趋势，对泰安市的生态保护，优化用地结构与布局，制定符合区域发展政策影响深远。

1 研究区概况与数据来源

1.1 研究区概况

本文选择山东省泰安市为研究对象。泰安市位于山东省中部，为“五岳之首”泰山的所在地，在生态保护上面临较大压力；泰安市境内以山地、丘陵、平原为主要地貌类型。社会经济条件上，泰安市主要以第二、三产业为主。考虑到泰安市社会经济聚集情况及数据获取条件，本文最终选取泰安市市辖区为研究对象，包括泰山区和岱岳区。

1.2 数据来源

本文选取《泰安市统计年鉴》2009—2016年土地利用数据，该数据由泰安市岱岳区国土局提供。

2 泰安市土地利用变化分析

本文对泰安市2009—2016年土地利用变化的研究主要包括结构、格局两方面。其中结构变化包含土地利用变化的幅度、速度及区域差异，格局变化引入了基于景观生态学的多样性指数、均匀度指数及优势度指数，综合反映泰安市土地利用情况。

2.1 土地利用分类

土地利用分类是在充分研究各种土地的特点及地类之间的差异性和相同性而确定的土地类型。本文将土地利用数据统一按照1984年土地分类标准换算，并选取一级层次中的8种地类为主要描述对象。

2.2 泰安市土地利用结构变化

2.1.1 土地利用幅度变化

土地利用幅度变化主要反映研究区各种土地类型在某一时间段内总体变化，表现某一地类的宏观变化趋势。研究结果显示，在2009年泰安市土地利用构成中，农用地是最主要的土地利用类型，所占比重为72.03%。建设用地面积占泰安市土地总面积23.78%。而2016年，农用地面积减少至146675公顷，而建设用地增加到土地总面积的25.64%。表1反映了泰安市2009—2016年各种地类的变化。由表可知，城镇村及工矿用地和交通运输用地的面积比重增加，其中城镇村及工矿用地的增加幅度最大，达到11.63%。这一增加趋势反映出在该时间段内，泰安市的城镇建设速度加快，这与泰安市城镇化率提高相吻合。而剩余6种的地类面积都有所减少。其中草地削减幅度最大，达到4.06%。这说明泰安市的土地类型转化加快，其中耕地、林地的减少应引起政府相关部门的重视。

2.1.2 土地利用速度变化

在式2中，LUi表示研究段初第i中地类面积；ΔLU（i-j）为样区的第i种地类的初、末变化量绝对值；T代表研究时间段。

图1反映了2009—2016年泰安市各种地类的单一土地利用动态度。由图1可知，在泰安市土地面积中，城镇及工矿用地的增加速度最剧烈，为1.45%。交通运输用地次之，增加速度为0.94%。其他六种土地类型面积虽有所减少，但降幅不明显。其中草地的减少速度最快，为-0.51%。此外，经计算得出，2009—2016年泰安市的综合土地利用动态度是0.24，这表明研究时段内泰安市总体变化不显著，处于轻微波动态势。

2.3 泰安市土地利用变化景观格局变化

本文对于泰安市景观格局变化的研究主要引入多样性指数、均匀度指数及优势度指数，可从景观生态学角度较好地反映研究区在研究时段土地利用变化的生态学意义。

2.3.1 多样性分析

景观的多样性是指景观在结构、功能及随时间变化上的多样性。本文通过引入多样性指数，来反映研究区在研究时段内景观要素的多少及各个景观要素所占的比例。景观的多样性指数越高，表示研究区内景观要素越多，每个景观要素在研究区内都占有一定的比例。多样性指数（）的计算公式为：

如（3）所示，表示研究区内第i年（i=2009，…2016）第j种地类占第i年总面积比例。

泰安市2009—2016年多样性指数计算结果如图5所示。结果显示，在8年的研究时段内，全市多样性指數由2009年1.7325上升至2016年1.7382，呈增加态势。但增加幅度不明显，仅为0.0057，这表明泰安市土地利用的多样性增强且趋于稳定。

2.3.2 集中性分析

（1）优势度指数。

优势度指数反映了在研究时段内，研究区内1种或多种景观要素在整个研究区的支配程度。优势度越高，说明某1种或个别景观要素在研究区内所在比例越大，在研究区内的支配程度越高。其计算公式为：endprint

在（4）中，表示第i年泰安市土地利用的优势度指数；m表示研究区土地类型的个数，本文m=8；是假设泰安市各地类面积占总面积比重一样的多样性指数；参数与式（3）相同。

（2）均匀度指数。

均匀度指数反映了研究区内所有景观要素在某年内的均匀程度。均匀度指数越高，说明研究区内所有景观要素的分布组合越均匀。均匀度指数的计算公式为：

在（5）中，表示第i年泰安市土地利用的优势度指数；分子上为修正后的Simpson指数；参数同（3），参数同（4）。

泰安市2009—2016年土地利用优势度、均匀度指数如表2所示，结果显示，从整体上来看，反映泰安市某一或个别景观要素支配程度的优势度指数呈下降趋势，而反映泰安市景观要素分布组合均匀程度的均匀度指数呈上升趋势。一般来说，在数值关系上，优势度指数与多样性指数、均匀度指数呈现反比关系，即景观的优势度越高，说明研究区内景观要素的种类越少，区内所包含的景观要素分布越均匀。通过与上文提及的多样性指数结合来看，2009—2016年，泰安市的多样性指数、均匀度指数均逐年上升，优势度指数下降，这三种指数数值的变化关系符合预期规律。这三种指数的变化是与泰安市2009—2016年土地利用变化的情况紧密联系的。在土地类型不变的条件下，随着之前面积相对较小的交通运输用地面积的逐年增加，以及原先面积相对具有优势的耕地、园地、林地、草地等面积的逐年减少，这种地类之间的不断转换致使泰安市各种土地类型面积比例的差异变小，从而使泰安市多样性指数和均匀度指数逐年上升，优势度指数反而下降。但这三种指数变化幅度都不大，这说明2009—2016年间，泰安市土地利用呈现出多样态势，且不同景观要素间分布组合更加均匀，土地利用变化趋于稳定，但开放性和动态性不强。

3 政策建议

3.1 科学编制土地利用规划，科学协调用地比例

作为科学把握土地利用的总体规划，是土地利用变化发生的前提。土地利用规划对于调节土地供需平衡，尤其是耕地和建设用地之间的关系尤为重要。通过本文的研究结果发现，目前泰安市农用地面积逐渐减少，城镇村及工矿用地、交通运输用地等建设用地大面积增加，同时因建设用地不断增加造成后备土地资源相对不足。因此，泰安市政府在今后制定土地利用规划时，应以实际情况为出发点，与经济发展规划匹配，同时明确农用地面积红线，保障居民的粮食安全，控制建设用地无序增加，留有充足数量的未利用土地，协调好社会、经济、环境间的关系，使其效益达到最大化。同时，具有权威性和法制性的政策法规也需给土地利用总体规划予以支持和保障，保证土地利用规划能在规划期内顺利、有序的开展。

3.2 提高土地集约利用水平，切实保护耕地、林地

泰安市由于地处泰山景点，旅游业发展迅猛。旅游业带动了第三产业发展，逐渐提高了第三产业占泰安市生产总值的比重。目前第三产业是泰安市最主要的产业结构类型。同时，受到泰安市的地形影响，在耕地面积逐渐减少的情况下，随着今后人口的不断增长，对粮食需求逐渐增大，这样的发展趋势对泰安市的耕地保护提出了新的挑战。在此条件下，更需要政府严格把握耕地红线，提高耕地的总体质量，才能在耕地面积减少的情况下保证人民的吃饭问题。此外，在利用泰山独特的地理优势大力发展以旅游业为龙头的第三产业的同时，也需保护好泰山的林地资源，增加造林面积，提高森林覆盖率，使生态环境趋于良性循环。随着泰安市建设用地面积不断增大，土地使用者及管理者需控制“开源”，重视“节流”，在节约用地的基础上控制建设用地无序蔓延。进一步提高集约利用水平，使土地利用向可持续方向发展。

参考文献

[1] 李秀彬.全球环境变化研究的核心领域──土地利用/土地覆被变化的国际研究动向[J].地理学报， 1996（6）：553-558.

[2] Turner I BL， David Skole， Steven， Sanderson. Land Use and Land Cover Change （LUCC）： Science/Research Plan[R].IGBP Reports，1995.

[3] 于兴修，杨桂山.中国土地利用/覆被变化研究的现状与问题[J].地理科学进展，2002（1）：51-57.

[4] 韩会然，杨成凤，宋金平.北京市土地利用变化特征及驱动机制[J].经济地理，2015（5）：148-154，197.

[5] 杨依天，郑度，张雪芹，等.1980-2010年和田绿洲土地利用变化空间耦合及其环境效应[J].地理学报，2013（6）：813-824.

[6] 馬晴，李丁，廖杰，等.疏勒河中下游绿洲土地利用变化及其驱动力分析[J].经济地理，2014（1）：148-155.

[7] 杨桂山.长江三角洲近50年耕地数量变化的过程与驱动机制研究[J].自然资源学报，2001（2）：121-127.

[8] 陈爽，马安青，李正炎.辽河口湿地景观格局变化特征与驱动机制分析[J].中国海洋大学学报：自然科学版，2011（3）：81-87.

[9] 王思远，张增祥，周全斌，等.基于遥感与GIS技术的土地利用时空特征研究[J].遥感学报，2002（3）：223-228.

[10]滕宇思，夏维力.城市化进程中的西安市土地利用变化及其驱动力分析[J].测绘科学，2015（2）：109-114.

[11]史纪安，陈利顶，史俊通，等.榆林地区土地利用/覆被变化区域特征及其驱动机制分析[J].地理科学，2003（4）：493-498.