王紅玲,林建平
(1.廣州地理研究所,廣州510070;2.中國科學院 南海海洋研究所,廣州510301;3.中國科學院 研究生院,北京100049)
區(qū)域土地利用變化研究是全球變化研究的重要方面[1-3]。土地利用變化反映了人類與自然界相互影響、交互作用的動態(tài)過程,國內已開展的土地利用變化研究,多側重于土地利用變化態(tài)勢與機制,以及土地利用變化的生態(tài)環(huán)境效應[4]。本文以土地資源遙感調查數據為基礎,結合統(tǒng)計分析,揭示汕頭經濟特區(qū)近10年來土地利用類型的數量變化和區(qū)域差異變化,明確其變化的主要土地利用類型,揭示土地利用類型變化的驅動力因素,從而為汕頭經濟特區(qū)土地管理、生態(tài)環(huán)境保護以及進一步深入研究奠定基礎,對于促進區(qū)域土地可持續(xù)利用具有重要意義。
汕頭市素有“華南要沖,嶺東門戶”之稱,是全國五大經濟特區(qū)之一和沿海港口城市,也是著名的僑鄉(xiāng)。本市屬于韓江三角洲,陸域介于東經116°14′-117°19′,北緯23°02′-23°38′之間,地處廣東省沿海東部,東部、南部臨南海,北連潮州,西接揭陽市。境內北部為韓江三角洲沖積平原,地勢平坦,沖積平原占土地總面積的63.62%;南部多丘陵山地,約占土地總面積的30.40%;其余為臺地、潮間帶等,約占5.98%。全市土地總面積2 248.39km2,轄金平區(qū)、龍湖區(qū)、濠江區(qū)、澄海區(qū)、潮陽區(qū)、潮南區(qū)和南澳縣共6區(qū)1縣。2007年總人口500.82萬人,人口密度達2 227人/km2,是廣東省乃至全國范圍內人地矛盾最為突出的幾個地區(qū)之一。
選取汕頭市2000年區(qū)域變更調整數據和2007年現狀土地利用數據,結合相關專題圖件,對汕頭市土地利用更新調查數據的土地分類體系進行調整,將土地利用類型結構劃分為耕地、園地、林地、草地、其他農用地、居民點及獨立工礦用地、交通運輸用地、水利設施用地、未利用地和其他未利用地。
土地利用類型的多樣性反映了區(qū)域內各種土地利用類型的齊全程度或多樣化狀況。采用吉布斯-馬?。℅ibbs-Martin)多樣化指數,如式(1)[5-6]。
式中:G——多樣化指數,其理論最大值為(n-1)/n;n——土地利用類型數;xi——第i類土地面積或百分比。當n=1,說明一個地區(qū)只有一種土地利用類型,此時G=0,多樣化指數最?。蝗绻骋粋€地區(qū)土地利用類型越多樣,則n越大,G越接近1。土地利用類型多樣化指數見表1。
表1 各區(qū)縣土地利用多樣化指數表
由表1可知,全市多樣化指數平均值為0.633 1,和多樣化指數理論最大值0.835 6較接近,這說明汕頭市土地利用類型多樣化程度總體較高。各區(qū)縣的多樣化指數介于0.200 0~0.800 0之間,金平區(qū)最大,為0.781 9,南澳縣最小,為0.228 0,區(qū)縣之間土地利用類型多樣化不一,其中金平區(qū)、潮陽區(qū)、潮南區(qū)和澄海區(qū)多樣化程度高于全縣平均水平,其余幾個區(qū)縣略低。因此,汕頭市土地利用類型多樣化特征明顯,除海島縣南澳縣之外,其余6個區(qū)之間具有較大的相似性。表明汕頭市6個區(qū)的產業(yè)結構具有多樣化的特點,且各區(qū)差異性不大。
采用洛倫茲曲線對汕頭市6區(qū)1縣土地利用類型集中化程度進行分析。洛倫茲曲線能夠比較直觀的反映土地利用類型的集中化程度[5]。首先,分別計算出各區(qū)縣不同土地利用類型占土地總面積的百分比,由大到小按順序排列,然后計算累計面積百分比,并據此繪出曲線(圖1)。
圖1 各區(qū)縣土地利用洛倫茲曲線
對比2007年汕頭市6區(qū)1縣的土地利用洛倫茲曲線可以看出,潮陽、潮南兩區(qū)的土地利用類型集中在林地、耕地、園地及居民點及工礦用地;濠江、龍湖兩區(qū)最多的土地利用類型為居民點及工礦用地,其次為林地;澄海、金平兩區(qū)園地數量最多,其次是其他未利用地,包括河流、湖泊等水域用地;林地景觀在南澳占據絕對優(yōu)勢地位??傮w來看,汕頭市各區(qū)縣土地利用類型中,耕地、園地、林地、居民點及工礦用地、其他未利用地面積比例較大,土地利用類型集中化程度較低。各區(qū)縣土地利用類型均有分布,沒有出現單一土地利用類型集中分布的現象。
對多樣化指數和集中化程度進一步相關分析表明,兩者呈現高度負相關,即土地利用類型多樣化程度高的地區(qū),集中化程度較低。反之亦然。
從表2中我們可以知道,2000-2007年,耕地、林地、草地、未利用地的土地面積一直呈下降趨勢,由于年限之間相距較短,隔年變化不明顯,但總體趨勢一致,其中耕地面積減少最明顯;此外,園地、居民點及工礦用地、交通運輸及水利設施用地的土地面積則逐年上升,尤其以園地、居民點及工礦用地面積增加幅度最大;對于其他農用地而言,2003年較2000年土地面積有明顯增加,隨后的2005年和2007年其他農用地面積均略有減少,但仍高于2000年的面積值(見圖2)。
表2 2000-2007年汕頭市土地利用類型面積 hm2
分析汕頭市近10a來各土地利用類型變化的原因主要有:隨著城鎮(zhèn)人口的大量增加,加速了耕地等農業(yè)用地向城鎮(zhèn)用地的轉變,使得耕地在近10a間大幅度減少,年均減少量近3 000hm2;受耕地和基本農田保護政策的約束,建設用地對林地和未利用地的擠壓力度逐漸加大,2000-2007年全市林地和未利用地均有所減少,林地年均減少量65hm2左右,未利用地年均減少量達到260hm2,未利用地中減少最多的是灘涂,占未利用地減少量的65%。建設用地增加主要是由于近幾年來汕頭市把第二、三產業(yè)作為經濟發(fā)展的主要方向,注重招商引資,引進了一批大中型工業(yè)生產項目,民營企業(yè)在汕頭市經濟中逐漸占據主導地位,而這些企業(yè)往往存在投資少、數量多、布局分散等特點,其在促進城鎮(zhèn)化進程和城市空間擴展的同時,造成居民點及工礦用地以及交通運輸和水利設施用地的增加。園地面積大幅增加,年均增加量1 300hm2以上,這主要是由于水果、蠶桑等經濟作物大量栽種,逐漸代替了傳統(tǒng)的農作物所致;此外,其他農用地增加主要是坑塘水面面積有所擴大,反映了汕頭市水產養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展。
圖2 2000-2007年汕頭市土地利用變化
土地利用動態(tài)度模型著眼于土地利用變化的過程,從而比較土地利用變化的區(qū)域差異和預測未來土地利用變化趨勢[7-10]。本文采用的土地利用類型動態(tài)度指標主要有單一土地利用動態(tài)度(K)和相對土地利用動態(tài)度(R)。單一土地利用動態(tài)度(K)表達研究區(qū)域在一定時間范圍內某種土地利用類型的數量變化情況;相對土地利用動態(tài)度是反映土地利用變化空間差異的重要指標。如果某區(qū)域某種土地利用類型的相對動態(tài)度>1,則表示該區(qū)域這種土地利用類型變化較全區(qū)域大。
單一土地利用動態(tài)度K
相對土地利用動態(tài)度R
式中:Ua、Ub——研究初期和末期某一土地類型的面積;T——研究時期長。Ca、Cb——全研究區(qū)域某一特定土地利用類型研究初期及研究末期的面積。
3.2.1 土地利用動態(tài)變化的總體特征 從2000-2007年間全市單一動態(tài)度變化中可知,整體上汕頭市土地利用速度變化較緩慢。其中面積增加的類中,園地增長的速度最快,動態(tài)度為0.178 2,其次是居民點及工礦用地,動態(tài)度為0.046 4。面積減少的類中,草地是各類別之中變化最為顯著的,減少速度最快,動態(tài)度為-0.144 0,其次是耕地,動態(tài)度是-0.073 2。其他土地利用類型變化速度較慢。
3.2.2 土地利用動態(tài)變化的區(qū)域差異 從各土地利用類型的變化來看,耕地面積在汕頭市各區(qū)縣均減少,以澄海區(qū)的減速最快;園地面積全市均增加,也以澄海區(qū)的增速最快;林地面積以龍湖區(qū)的減速最快,金平區(qū)的增速最快;草地面積濠江區(qū)增速最快,除龍湖區(qū)和澄海區(qū)草地面積未變化外,其余各區(qū)縣草地面積均有所減少,以金平區(qū)和南澳縣減少最快;其他農用地方面,減速最快的是金平區(qū),增速最快的是潮南區(qū);建設用地主要包括居民點及獨立工礦用地、交通運輸用地及水利設施用地,其中居民點及獨立工礦用地增長最快,以澄海區(qū)為代表,交通運輸用地及水利設施用地各區(qū)縣均有增有減,整體上表現出增加的趨勢;未利用地以澄海區(qū)增速最快,以南澳縣減速最快;其他未利用地包括河流、湖泊等用地潮陽區(qū)增長速度最快,潮南區(qū)減速最快。
對各區(qū)縣的相對土地利用動態(tài)度分析可知,5年來汕頭市耕地、園地和林地的變化均以澄海區(qū)最大,草地的變化以南澳縣最大,其他農用地的變化以潮南區(qū)最大,建設用地中居民點及獨立工礦用地、水利設施用地的變化以潮陽區(qū)最大,交通運輸用地的變化以龍湖區(qū)最大,對未利用地進行分析可知,也是以潮陽區(qū)的變化最大。
從表3中可知,面積增加的地類中,潮陽區(qū)未利用地的相對動態(tài)度大于1,表明潮陽區(qū)未利用地減少速度較全市快;澄海區(qū)林地變化明顯,相對動態(tài)度達到了4.829 0;減少的地類中,潮南區(qū)林地、其他農用地相對動態(tài)度分別是-3.135 3和-1.071 0,減少速度較全市快。
表3 汕頭市各區(qū)縣2000-2007年土地利用變化動態(tài)度
人口數量的變化,導致為滿足人類生活、生存所需的土地資源類型發(fā)生動態(tài)變化。據統(tǒng)計,2000-2007年,汕頭市人口由458.83萬增長到500.82萬,加速了農業(yè)用地向城鎮(zhèn)用地的轉變。人口的增長必然伴隨著居民地以及配套公共設施用地面積的增長,由表2可知,研究區(qū)內各種建設用地從2000年的46 444hm2增加到2007年的59 671hm2。人口壓力迫使大量開墾耕地,導致了耕地面積的減少;為了滿足生活需要,農村人口又不斷毀林造田,從而使林地面積減少。
土地是產業(yè)發(fā)展的載體,經濟的發(fā)展,不僅為社會發(fā)展進步做出了貢獻,也要占用一定數量的土地資源[11]。因此,經濟發(fā)展是一個地區(qū)土地利用變化的主要驅動力之一。從土地利用類型的變化及汕頭市各年GDP情況來看,經濟發(fā)展對土地利用結構變化的影響尤為明顯。汕頭市GDP值2000年450.16億元,2003年為498.43億元,2007年為850.10億元,經濟增長明顯。工礦產業(yè)得到了迅速發(fā)展,工業(yè)總產值從2000年的814.53億元增加到2007年的1 742.70億元[12]。工礦業(yè)發(fā)展對土地利用變化的影響表現在工礦用地面積的持續(xù)增加。此外,在經濟因素的驅動下,農業(yè)內部生產結構調整較大,種植業(yè)比例下降,水產養(yǎng)殖業(yè)比例上升,在減少的大量耕地中,大部分都轉為坑塘水庫。在市場機制作用下,經濟利益驅使低收益土地利用類型逐步向更高收益的用地類型轉變。
對于城市來說,耕地面積的減少、建設用地等面積的增加,是長期社會經濟因素綜合作用的結果,但是,政策可以起到加速或延緩這一過程的作用[13]。改革開放以來,汕頭市作為經濟特區(qū)得到了飛速的發(fā)展,耕地面積減少,人口增加,相應的城鎮(zhèn)工礦用地明顯增加。另外,退耕還林政策也使得一部分耕地向林地轉變,使得林地減少逐年趨于緩慢。研究區(qū)內2007耕地面積比2000年減少了21 664km2,同時建設用地面積增長了13 227km2。
汕頭市土地利用結構正發(fā)生較大改變,大量耕地、林地轉化為工礦建設用地、城鎮(zhèn)用地,未利用地轉化為林地,林地轉化為耕地。從而造成自然景觀的減少和人工景觀的增加。因此,必須節(jié)約土地資源,實行集約式開發(fā),提高土地利用效益。
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