天津市各区土地利用程度差异及动态变化分析

薛晋聪　陶志梅

[提要] 本文根据天津市土地资料变更数据，对天津市16个区的土地利用程度变化进行分析，选取变化幅度最大的两个区——宝坻区和东丽区，对其土地利用动态度和空间格局变化进行分析。得出结论：5年间，天津市16个区的土地利用都处于成长期;宝坻区和东丽区的土地利用方式逐渐向非农用地发展，林地、牧草地面积均有所增加;土地利用结构发生显著变化，有待于进一步向合理化发展;土地利用空间格局还需进行调整。

关键词：土地利用;程度差异;动态变化;天津

基金项目：天津市社科规划项目：“城市公共基础设施系统供给效益研究——以京津冀典型城市为例”

中图分类号：F293.2 文献标识码：A

收录日期：2019年2月13日

近年来，随着经济的发展和全球环境的恶化，土地利用变化越来越成为全球环境研究的热点。本文以天津市为例，分析其辖区内16个区的土地利用情况，从而为天津市土地可持续发展提供思考。

一、天津市概况

天津市位于海河下游，地跨海河两岸，毗邻北京，是中国北方最大的沿海开放城市;作为我国六座超大城市之一，也是环渤海地区的经济中心。天津市现辖滨海新区、和平区、河北区、河东区、河西区、南开区、红桥区、东丽区、西青区、津南区、北辰区、武清区、宝坻区、静海区、宁河区、蓟州区共16个区。中心城区作为天津的发祥地，也是文化、教育、政治、商业、经济中心，根据其自然状况、社会结构及经济发展战略布局等因素，天津市在对其进行规划时，按照区内相似性最大、区外差异性最大等原则，将“和平区、河北区、河东区、河西区、南开区、红桥区”作为都市核心功能区统一进行规划，统称为“市内六区”。出于以上因素的考量，在本文的研究中，我们也沿用此说法，将市内六区作为一个整体区域与其余10个区进行比对研究。

2010年，天津市土地总面积为11，916.88平方公里，户籍总人口数984.85万人，较2005年增长1%，其中社会从业人员增长6.1%，全市生产总值9，224.46亿元，较2005年增长16.1%。经济的快速发展、人口的迅猛增长、城镇化以及滨海新区、自贸区建设等多项政策的出台，驱动天津市进入经济社会发展的快车道。天津市在抓住这一重大战略机遇期的同时，也面临着建设用地不足、耕地保护、环境生态建设等系列问题，加快建设用地节约集约利用、统筹土地利用的任务十分艰巨。

二、数据说明与分析方法

（一）数据说明。本文采用的数据为天津市2005～2010年的城市统计年鉴及土地利用变更数据，将土地利用类型分为农用地、建设用地和未利用地，农用地包括耕地、园地、林地和其他农用地，建设用地包括居民点及工矿用地、交通用地、水利设施用地，未利用地包括未利用土地和其他土地。由于2009年，天津汉沽、塘沽、大港三区合并为滨海新区，为了使2005年和2010年的数据能够衔接起来，我们把2005年的数据稍作调整，将汉沽、塘沽、大港三区的数据进行加总，与2010年的滨海新区数据相对应。

（二）分析方法。中科院刘纪远先生作为我国土地利用、土地覆被变化与生态系统信息學研究领域的学科带头人，在土地利用程度研究上成果丰硕。在下文的研究中，将主要采用刘纪远先生的研究成果。在统计出天津市各区2005～2010年土地利用类型数据后，根据公式计算出天津市各区2005年和2010年的土地利用程度值及2005～2010年的土地利用程度变化值;然后选取具有代表性的两个区，分别从土地利用数量变化和土地利用空间格局两个方面，有针对性地对其土地利用动态变化进行分析;最后对分析结果进行讨论和总结。

三、土地利用程度差异分析

刘纪远等在《西藏土地利用》一书中，提出了一套定量化表达土地利用程度的新方法，即将土地利用程度按照土地自然综合体在社会因素影响下的自然平衡保持状态分为四级，每一级赋予相应的指数，从而可以用土地利用程度的定量化公式计算出某区域研究期初和期末的土地利用程度及研究期内的土地利用程度变化值，如表1所示。（表1）

土地利用程度定量化公式为：

式中，L为研究区某一时期的土地利用程度值，Ai为研究区第i级土地利用程度的分级指数，Ci为研究区第i级土地利用类型占土地总面积的百分比。

土地利用程度变化值的定量化公式为：

式中，△Lb-a为研究区研究期内的土地利用程度变化值，Lb为研究期末的土地利用程度值，La为研究期初的土地利用程度变化值，Ai为研究期第i级土地的土地利用程度的分级指数，Cib为研究区研究期末第i级土地利用类型所占百分比，Cia为研究区研究期初第i级土地利用类型所占百分比。

若△Lb-a>0，则研究区土地处于发展期，若△Lb-a<0，则研究区土地处于衰退期，若△Lb-a=0，则研究区土地处于调整期。

根据公式，我们计算出天津市2005年和2010年的土地利用程度值和2005～2010年的土地利用程度变化值，如表2所示。从表2可知，自2005年以来，在天津市的16个区中，土地利用程度变化值全部大于零，即所辖区的土地利用全部处于发展期，呈现较为合理的变化。在天津市的经济发展和市政府的统筹规划下，2005年土地利用程度较低的宁河区、宝坻区、静海区在2005～2010年间均实现大于0.1的较快增长。而同属于城市边缘的蓟县区，其土地利用程度变化值则低于0.1，这是由于蓟县位于天津市北部唯一的山地地貌区，作为天津市重要的风景旅游区和生态屏障区，在土地利用规划中以生态涵养为主要功能，本地建设用地规模受到严格控制。此外，市内六区作为天津市城市功能的集聚区域，基础设施建设较为完善，土地开发利用已比较成熟，短期内土地利用不会再有较大调整，因此该区域范围内5年间的土地利用程度变化值最低，接近于0，土地利用即将处于调整期。（表2）

四、土地利用动态变化分析

根据各区2005～2010年的土地利用程度变化值，选取变化幅度最大的两个区、变化幅度最小的两个区，它们分别是处于都市功能扩展区的东丽区（0.18）、南北城乡协调发展区的宝坻区（0.24），从土地利用数量和土地利用空间格局两个方面来对其土地利用动态变化进行分析。

（一）土地利用数量变化分析

1、变化幅度。土地利用变化包括各种土地利用类型的数量变化、空间变化和质量变化。首先，土地变化幅度反映了不同土地利用类型的数量变化，即不同土地利用类型在一定时间长度内的增减的绝对值。它可以从整体上把握土地利用的整理变化态势。在对天津市东丽区、北辰区、宝坻区、市内六区2005～2010年的土地利用变化幅度进行调查和数据统计后，可以看出，在2005～2010年间，这两个地区的土地利用情况都发生了明显变化，如表3所示。可以看出，2005～2010年，由于天津市“节约集约”、“城乡统筹、环境友好”的土地利用战略的推行，各区县加大土地退耕还林力度，东丽区和宝坻区的耕地保有量都有一定程度的减少，减少量分别为1，628hm2和3，427.7hm2，减少百分比占到12.90%和4.28%。宝坻区作为天津市主要的农业区，是现代制造业的重要承续区域，耕地存量基础大，土地利用在注重生态服务功能的同时，还应保障农业生产功能，因此其增减百分比相对低于东丽区。而为协调土地利用与生态建设，推进园地、林地、牧草地的综合利用，5年间宝坻区和东丽区的园地、林地、牧草地均有一定程度的增加，其增减百分比分别达到12.25%和14.30%。（表3）

东丽区作为都市功能扩展区，承担着都市核心功能区人口疏散、产业转移的重要任务，伴随“迁村并点”步伐的加快，其区域内农村居民点用地规模大幅减少，增减百分比达到32.59%，在未来也将持续减少。而东丽区商贸服务功能、产业发展功能的扩展势必又会带动工矿用地、基础设施用地需求的增加，因此在这期间，其城镇工矿用地、交通水利及其他用地分别增加了4，616.3hm2和383.6hm2，增加百分比为42.05%和10.67%。宝坻区在严格保护区内耕地的基础上，开始探索社会主义新农村建设，因此农村居民点反而增加了2.69%，城镇化进程的加快也带动城镇工矿用地和交通水利及其他用地的增加，增加百分比分别为18.25%和2.67%，基础设施建设逐渐完善。

2、变化速度。土地利用变化速度可以用土地利用动态度来表示。土地利用动态度包括单一土地利用动态度和综合土地利用动态度。单一土地利用动态度反映了研究区一定时期内某一土地类型的数量变化情况，其表达式为：

式中，K为研究期内某一土地利用类型动态度，Ua和Ub分别为研究期初和期末某一土地利用类型的数量;T为研究时段。

当T设为年时，K就是该研究区某种土地利用类型的年变化率，即某种土地利用类型的单一土地利用动态度。

综合土地利用动态度反映的是研究区某一时段内土地利用数量的总体变化情况，其表达式为：

式中，LC为研究期内综合土地利用动态度，LUi为研究期初第i类土地利用类型的面积，△LUi为研究期内第i类土地利用类型转化为非i类土地利用类型面积的绝对值;T为研究时段。

当T设为年时，LC就为研究区土地利用年变化率。根据公式（3）和（4），就可计算出东丽区和宝坻区各种土地利用类型的单一土地利用动态度和综合土地利用动态度LC，根据LC的大小，我们可以判定研究区土地利用变化的类型。如表4所示，當LC>2.50%时，土地利用变化为快速变动型;当1.00%

从表4可知，东丽区的土地利用变化属于慢速变动型，即土地利用年变化率为0.95%;宝坻区的土地利用变化为中速变动型，即土地利用年变化率为1.10%，土地综合利用动态度相对高于东丽区。

东丽区未利用地的变化速率最大，达到-10.13%，其次是城镇工矿用地和农村居民点用地，分别为8.41%和-6.52%;耕地、交通水利及其他用地、牧草地、林地受城市空间的限制，变化速率相对较慢;园地则没有明显变化。

宝坻区未利用地和其他农用地变化速率最大，分别是-15.46%和12.20%，城镇化进程明显加快，城镇工矿用地变化速率达到3.65%;牧草地、耕地、林地变化速率相对较慢，分别是2.04%、-0.86%和0.82%，生态退耕还林逐步进行，建设良好的生态环境。

宝坻区和东丽区的未利用地都有较大程度的减少，城镇工矿用地、交通水利及其他用地、林地、牧草地都有一定程度的增加，可见城市化进程加快，建设用地需求量增加，经济建设与生态环境保护同步进行，城乡建设用地逐步实现统筹规划。

（二）土地利用空间格局变化分析

1、土地利用信息熵。信息熵是信息论中的一个重要概念，可以把其理解为某种特定信息的出现概率，表征系统的紊乱程度。一个系统越是有序，信息熵就越低;反之，一个系统越是混乱，信息熵就越高。土地利用信息熵是用来衡量土地利用的多样性和复杂性。熵值越大，表明该区域土地利用越具有多样性，其定量化公式为：

式中，H为土地利用多样性指数;Pi为第i类土地利用类型占土地总面积的百分比;n为土地利用类型数量。

2、土地利用均衡度与优势度。土地利用均匀度反映研究区域土地利用中不同土地利用类型分布的均匀程度;而优势度则反映了研究区一种或几种土地利用类型支配该区域土地类型的程度。均匀度E是熵與最大熵的比值，0≤E≤1，E值越大，土地利用分布越均匀，均匀度E与优势度D的计算公式分别为：

式中，E为均匀度指数，Hmax即lnn为多样性指数的最大值;n为土地利用类型数量;Pi为第i类土地利用类型面积占土地总面积的百分比。

根据公式，可计算出宝坻区和东丽区2005～2010年的土地利用多样性指数、均衡度指数和优势度指数，如表5所示。可以看出，在2005～2010年，东丽区土地多样性指数和均衡度指数均有所下降，从1.3和0.59下降到了1.23和0.56;而宝坻区也出现此类情况，土地多样性指数和均衡度指数分别从2005年的1.06和0.48下降到2010年的0.98和0.45，优势度指数反而上升了0.03个点，土地利用日益向单一化发展。东丽区的优势度指数始终低于均衡度，说明其土地利用类型空间分布格局还是比较均匀的;而宝坻区的优势度指数则始终高于均衡度，区域内土地利用类型空间格局有待调整。（表5）

五、结论

2005～2010年，在天津市的16个所辖区中，土地利用都处于成长期，市内六区的土地利用趋于调整期。5年间，宝坻区和东丽区的土地利用结构发生了明显的改变。由于城市化的快速发展及退耕还林政策的实施，两区的未利用地都出现大幅减少，耕地也有一定程度的减少;城镇工矿用地、交通水利及其他用地明显增加;受城市地域空间限制，林地、牧草地增势则比较缓慢;东丽区作为都市核心功能区的扩展区，城镇化进程的加快，使得农村居民点用地规模不断压缩;宝坻区则正好相反，作为传统农业区，为重点支持新城及中心镇建设，开始探索社会主义新农村建设，农村居民点用地出现一定的增长。

两区土地利用变化速度都相对平稳，但是土地利用结构有待于进一步优化。宝坻区作为传统的农业区，在保证农业生产功能的同时，应注重改善生态环境，因地制宜，发展特色经济，实现土地利用最优化发展;东丽区相对宝坻区来说，空间格局分布较为均匀，但需注意作为都市核心功能转移区域，所辖区内土地功能多样化和均匀度还有待提升，土地利用应强化区域经济发展的载体功能，同时需做好生态绿地建设，构筑改善城市人居环境的生态屏障。

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