潘 越， 張曉光

(青島農(nóng)業(yè)大學資源與環(huán)境學院，山東青島 266109)

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魯南典型區(qū)域土地利用變化研究
——以臺兒莊區(qū)為例

潘 越， 張曉光*

(青島農(nóng)業(yè)大學資源與環(huán)境學院，山東青島 266109)

摘要以臺兒莊區(qū)為研究區(qū)域，通過搜集2005、2009、2014年3個年份的土地利用狀況數(shù)據(jù)為基礎，研究2005～2014年該區(qū)域各土地利用類型面積、分布及程度在時間和區(qū)域空間的變化，以期對區(qū)域土地利用方向和資源管理提供理論和技術支持。結(jié)果表明，臺兒莊區(qū)近十年來農(nóng)用地總量減少4.23 km2，建設用地增加 6.03 km2；各鄉(xiāng)鎮(zhèn)街道中運河街道變化較大，結(jié)構(gòu)變化指數(shù)為30.45，土地利用程度變化率高于全區(qū)整體水平。

關鍵詞土地利用變化；區(qū)域空間；臺兒莊區(qū)；利用程度

土地是人類生存和發(fā)展最基礎的自然資源之一，也是生產(chǎn)生活最重要的載體，是人類生存和發(fā)展不可或缺的物質(zhì)基礎。土地開發(fā)利用帶來的相關變化研究成為全球熱點問題[1]。隨著經(jīng)濟高速發(fā)展、政策的支持、城市化率不斷提高，人們對土地的需求量不斷增大，需要依據(jù)土地不同的狀況合理協(xié)調(diào)各種用地。近年來，山東魯西南地區(qū)土地開發(fā)力度也加大，各個區(qū)域土地利用類型和開發(fā)程度也發(fā)生了較大的變化。臺兒莊作為棗莊市的一個城區(qū)，由于近年來一系列的農(nóng)村居民點整合、經(jīng)濟新區(qū)建設和旅游發(fā)展，土地利用變化較大。特別是臺兒莊古城的建設發(fā)展，伴隨著一系列的各種拆遷重建等，造成了臺兒莊城區(qū)極大的布局變化，其在魯南地區(qū)所起到的典型經(jīng)濟發(fā)展效應顯著。在當前臺兒莊的用地狀況下，研究其土地利用變化具有非常積極的意義。筆者以臺兒莊區(qū)為研究區(qū)域，通過搜集2005、2009、2014年3個年份的土地利用狀況數(shù)據(jù)，研究近10年該區(qū)域各土地利用類型面積、分布及程度在時間和區(qū)域空間的變化，以期對區(qū)域土地利用方向和資源管理提供理論和技術支持。

1數(shù)據(jù)來源與研究方法

1.1研究區(qū)概況臺兒莊是山東省最南端的一個縣區(qū)，目前是棗莊市下轄區(qū)，其地處蘇魯交界處，南接江蘇省徐州市。地跨117°23′～117°50′E、34°28′～34°44′N，全區(qū)東西37.2 km，南北28.75 km，面積538.5 km2。下轄5個鄉(xiāng)鎮(zhèn)和1個街道。全區(qū)西南部是連續(xù)低山丘陵，北部是平原地帶，中部和東部是低洼地帶。南部和北部地勢較高，中間地勢較低，自西向東海拔逐漸降低。境內(nèi)存有著名的古運河，韓莊運河由西向東貫穿整個縣區(qū)，大沙河由北向南貫穿區(qū)內(nèi)北半部最后匯入韓莊運河。

1.2數(shù)據(jù)來源研究數(shù)據(jù)主要來源于2005、2009和2014年臺兒莊區(qū)的土地利用現(xiàn)狀調(diào)查結(jié)果及歷年統(tǒng)計年鑒。

1.3研究方法土地利用變化主要包括土地利用類型數(shù)量變化和土地利用類型的質(zhì)量變化，這些變化中表現(xiàn)出了土地的時間、空間和質(zhì)量特征[2-5]。該研究從土地利用類型面積變化、面積變化幅度、變化速度、土地利用結(jié)構(gòu)的空間、土地利用程度等方面研究土地利用變化特點。其中，土地利用變化幅度為某類型面積變化總量除以該類型的總面積，計算公式為[1]：

R=(Ub-Ua)/Ua×100%

(1)

式中，R為研究期內(nèi)某一類型土地利用的變化幅度；Ua為研究初期某一類型的土地利用面積；Ub為研究期末某一類型的土地利用面積。

土地利用動態(tài)度表現(xiàn)為研究區(qū)一定時間內(nèi)某一用地類型的數(shù)量變化速率，其主要是用于比較區(qū)域土地利用變化差異和預測變化趨勢[1]，表達式為：

K=(Ub-Ua)/Ua×1/T×100%

(2)

式中，K為研究時段內(nèi)某一土地利用類型動態(tài)度；Ua為研究期初某一土地利用類型的數(shù)量；Ub為研究期末某一土地利用類型的數(shù)量；T為時間間隔，當T設定為年時，K的值就是該研究區(qū)某種土地利用類型年變化率。

土地利用程度綜合指數(shù)，是研究特地區(qū)域內(nèi)，多種土地利用類型變化的綜合作用結(jié)果[12]，計算公式為：

(3)

式中，Lj為研究區(qū)域土地利用程度綜合指數(shù)；Ai為研究區(qū)域內(nèi)第i級土地利用程度分級指數(shù)；Ci為研究區(qū)域內(nèi)第i級土地利用面積—百分比；n為土地利用程度分級數(shù)。

土地利用程度的變化量和變化率可在一定程度上表現(xiàn)出土地利用的綜合水平以及變化基本趨勢。土地利用程度變化量、土地利用程度變化率表達式為[13]:

(4)

(5)

式中，ΔLb-a為土地利用程度綜合指數(shù)變化量；R為土地利用程度變化率；Lb、La分別為b時間和a時間研究區(qū)土地利用程度綜合指數(shù)；Cib、Cia分別為b時間和a時間第i級土地利用程度面積百分比；Ai為研究區(qū)域內(nèi)第i級土地利用程度分級指數(shù)。

2結(jié)果與分析

2.1基于鄉(xiāng)鎮(zhèn)尺度區(qū)域空間分布特征

2.1.12005年臺兒莊區(qū)土地利用空間分布。2005年臺兒莊區(qū)土地利用類型結(jié)構(gòu)見圖1。由圖1可以看出，臺兒莊區(qū)耕地占用比例最高，達到63%(面積332.07 km2)。建設用地中，城鎮(zhèn)村及工礦用地比例在所有用地類型中僅次于耕地，達到11%(面積58.16 km2)。其他土地面積比例為2%(11.92 km2)。由此可以看出，臺兒莊區(qū)是一個明顯的以農(nóng)業(yè)為主的縣，農(nóng)業(yè)用地占用比例最高，其次是建設用地，面積比例接近20%，其中約1/3是交通用地。

各種類型的土地在臺兒莊區(qū)范圍內(nèi)分布是不相同的，各鄉(xiāng)鎮(zhèn)有著一定的差異。從表1可以看出，2005年臺兒莊區(qū)耕地主要分布在泥溝鎮(zhèn)、澗頭集鎮(zhèn)、張山子鎮(zhèn)和馬蘭屯鎮(zhèn)，其分布比例分別為23%、23%、21%、22%；園地主要分布在澗頭集鎮(zhèn)(43%)和張山子鎮(zhèn)(30%)，這2個鎮(zhèn)蔬菜果園種植較高；林地主要分布在澗頭集鎮(zhèn)和張山子鎮(zhèn)，分布比例分別為27%和34%；草地主要分布在澗頭集鎮(zhèn)和張山子鎮(zhèn)，分布比例分別為35%和51%。以上說明泥溝鎮(zhèn)、澗頭集鎮(zhèn)、張山子鎮(zhèn)和馬蘭屯鎮(zhèn)農(nóng)用地比例占用高。交通運輸用地則主要分布在泥溝鎮(zhèn)、澗頭集鎮(zhèn)、張山子鎮(zhèn)和馬蘭屯鎮(zhèn)，分別為21%、21%、20%、23%，說明這4鎮(zhèn)交通比較通達；其他土地利用類型在各鄉(xiāng)鎮(zhèn)的分布則相對比較均勻。

圖1　2005年臺兒莊區(qū)土地利用類型結(jié)構(gòu)Fig.1　Structure percentage of land use type in Taierzhuang District in 2005

2.1.22009年臺兒莊區(qū)土地利用空間分布。2009年臺兒莊區(qū)各行政區(qū)域土地利用類型面積分布見表2。由表2可知，臺兒莊區(qū)土地利用類型面積最大的仍然是耕地，達到330.66 km2，占全區(qū)總面積的62.18%；其次是城鎮(zhèn)村及工礦用地，面積61.31 km2，占全區(qū)總面積的11.53%；交通運輸用地面積32.36 km2，占全區(qū)總面積的6.08%；水域及水利設施用地面積49.59 km2，占全區(qū)總面積的9.33%；其他土地面積10.28 km2，占全區(qū)總面積的1.93%。

表1　2005年臺兒莊區(qū)土地利用類型在各行政區(qū)域分布比例

2009年臺兒莊區(qū)耕地、園林、林地、草地分布基本與2005年一致，交通運輸用地比2005年的分布更為均勻，說明各行政區(qū)域的交通條件有所優(yōu)化。

2.1.32014年臺兒莊區(qū)土地利用空間分布。從圖2可以看出，2014年臺兒莊區(qū)土地利用特點是：耕地、城鎮(zhèn)村及工礦用地、水域及水利設施用地的比重較大,達到研究區(qū)土地總面積的83%。其中耕地面積占到62%,是臺兒莊區(qū)主要的土地類型,其次是城鎮(zhèn)村及工礦用地，占12%,水域及水利設施用地占比為9%，交通運輸用地6%，其他土地約2%。

臺兒莊區(qū)8種土地利用類型在全區(qū)各鄉(xiāng)鎮(zhèn)存在分布差異(表3)。臺兒莊區(qū)的耕地面積分布最小的是運河街道,占1%左右。耕地面積分布比例比較多的是泥溝鎮(zhèn)、澗頭集鎮(zhèn)、張山子鎮(zhèn)、馬蘭屯鎮(zhèn)，各自占23%、24%、21%、22%,總共占到總的耕地面積90%。園地分布主要集中在澗頭集鎮(zhèn)和張山子鎮(zhèn),分別占到44%和31%,其次是泥溝鎮(zhèn)和馬蘭屯鎮(zhèn),分別占到16%和9%。林地分布最多的是澗頭集鎮(zhèn)和張山子鎮(zhèn),分別占到26%和35%,其次是泥溝鎮(zhèn)、馬蘭屯鎮(zhèn)和邳莊鎮(zhèn)。草地主要分布在張山子鎮(zhèn)和澗頭集鎮(zhèn),分別占總的草地面積的的55%和38%。臺兒莊區(qū)各鄉(xiāng)鎮(zhèn)街道城鎮(zhèn)村及工礦用地均有比較多的分布，交通運輸用地分布比例相差不大。

表2　2009年臺兒莊區(qū)各行政區(qū)域各土地利用類型面積分布

圖2　2014年臺兒莊土地利用類型結(jié)構(gòu)Fig. 2　Structure of land use type in Taierzhuang District in 2014

2.2不同土地利用類型數(shù)量變化

2.2.1面積總量變化和變化幅度。土地利用的變化首先表現(xiàn)為數(shù)量變化，即面積總量的變化，變化總量除以該類型的總面積即為某種土地利用變化幅度。利用公式(1)計算得出2005～2014年臺兒莊區(qū)土地利用變化情況(表4)。

表3　2014年臺兒莊區(qū)土地利用類型在各行政區(qū)域分布比例

由表4可知，從總體來看，2005～2014年臺兒莊區(qū)耕地、園地、林地、草地、其他土地呈減少趨勢；城鎮(zhèn)村及工礦用地、交通運輸用地和水域及水利設施用地呈增長趨勢。呈減少趨勢的土地利用類型中，主要是耕地、園地、林地、草地，減少面積分別為1.02、0.20、0.88、0.87 km2，減少幅度分別為0.31%、3.71%、2.77%、7.72%；其他類型土地減少幅度最大，為35.50%，減少面積4.23 km2。呈增加趨勢的土地利用類型中，主要是建設用地，其中主要為城鎮(zhèn)村及工礦用地的增加，增加幅度為10.37%，增加面積6.03 km2；交通運輸用地和水域及水利設施用地面積分別增加了0.55 km2和0.62 km2，增加幅度分別為1.70%和1.26%。

在所有面積減少的類型中，只有耕地在2005～2009年呈減少狀態(tài)，在2009～2014年呈增長狀態(tài)。這可能與耕地保護政策有關，2009年后耕地的違法占用行為得到了一定的遏制。建設用地的增加已成為了不可阻擋之勢，尤其是城鎮(zhèn)村及工礦用地的增加，數(shù)量最多，幅度最大；同時，其他用地大幅度減少，主要是裸地減少。

表4　2005～2014年臺兒莊區(qū)土地利用變化面積和幅度

2.2.2單一土地利用類型變化動態(tài)度。土地利用類型變化幅度除以總的年數(shù)即為變化動態(tài)度(速率)。2005～2014年，臺兒莊區(qū)耕地面積平均年遞減率0.03%；園地、林地、草地和其他土地的變化趨勢平均年遞減率分別為0.41%、0.31%、0.86%和3.94%；城鎮(zhèn)村及工礦用地面積平均年增長率為1.15%；交通運輸用地和水域及水利設施用地變化同城鎮(zhèn)村及工礦用地一樣呈上升趨勢,平均年增長率分別為0.19%和0.14%。

2.2.3區(qū)域空間土地利用面積變化。2005～2014年臺兒莊區(qū)各行政區(qū)域土地利用類型面積變化比例見表5。

表5　2005～2014年臺兒莊區(qū)各行政區(qū)域土地利用類型面積變化比例

從表5可以看出，2005～2014年臺兒莊區(qū)土地利用結(jié)構(gòu)有了比較大的變化,而且存在比較明顯的地域差異。耕地在泥溝鎮(zhèn)、澗頭集鎮(zhèn)和張山子鎮(zhèn)所占的比重有所增加,所占比例分別增加了0.48%、0.50%、0.31%；耕地在運河街道、馬蘭屯鎮(zhèn)和邳莊鎮(zhèn)所占的比重有所減少，其中運河街道減少比例最明顯，達到3.7%，馬蘭屯鎮(zhèn)和邳莊鎮(zhèn)減少的比例分別為1.66%和0.18%。園地所占比例，除了邳莊鎮(zhèn)數(shù)量極少外，基本上沒有什么變化外，其他5個鄉(xiāng)鎮(zhèn)街道都有了少許的降低。林地在6個鄉(xiāng)鎮(zhèn)街道中所占的比例均有所減少，但減少的比例都不大。草地在6個鄉(xiāng)鎮(zhèn)街道中所占的比例也是均有所減少，其中運河街道草地所占比例減少的最多，達到1.75%。城鎮(zhèn)村及工礦用地在6個鄉(xiāng)鎮(zhèn)街道中所占的比例，除泥溝鎮(zhèn)外均是有所增加，其中運河街道增加比例最顯著，達到15.18%。交通用地所占比例在6個鄉(xiāng)鎮(zhèn)街道中均有所增加，但增加比例都不大。水域及水利設施用地所占比例在6個鄉(xiāng)鎮(zhèn)街道中均有所增加，其中澗頭集鎮(zhèn)和張山子鎮(zhèn)增加的比例最多，分別達到了8.22%和7.48%。其他土地所占比例在6個鄉(xiāng)鎮(zhèn)街道中均有所減少，其中運河街道減少的比例最大，達到9.53%。

2.3區(qū)域土地利用結(jié)構(gòu)變化指數(shù)

2.3.1土地利用結(jié)構(gòu)區(qū)域變化指數(shù)。土地利用結(jié)構(gòu)區(qū)域變化指數(shù)可以用某鄉(xiāng)鎮(zhèn)增加土地類型面積比例的絕對值和減少面積比例的絕對值之和來表示，用來說明土地利用結(jié)構(gòu)變化的程度?？傮w來看,2005～2014年臺兒莊區(qū)土地利用結(jié)構(gòu)變化存在比較大的區(qū)域差異。就全區(qū)整體來看,運河街道和澗頭集鎮(zhèn)土地利用結(jié)構(gòu)變化大于全區(qū)平均水平,結(jié)構(gòu)變化指數(shù)分別為30.45和10.13,而全區(qū)平均結(jié)構(gòu)變化指數(shù)為9.72。小于全區(qū)平均指數(shù)水平的有泥溝鎮(zhèn)、張山子鎮(zhèn)、馬蘭屯鎮(zhèn)和邳莊鎮(zhèn),分別為1.27、8.6、5.84、2.00，說明運河街道和澗頭集鎮(zhèn)土地利用結(jié)構(gòu)變化較大。

2.3.2土地利用程度變化分析。土地利用程度表現(xiàn)了土地利用的廣度和深度,同時表現(xiàn)了土地利用中土地本身自然屬性以及社會因素與自然因素的綜合效應。劉紀遠[6]把土地利用程度分為4個級別,分別賦予指數(shù)，并根據(jù)所賦予的指數(shù)，進一步計算土地利用的程度。

從表6可以看出，2005年臺兒莊區(qū)平均土地利用程度L=295.20，各鄉(xiāng)鎮(zhèn)街道中土地利用程度最高是馬蘭屯鎮(zhèn)，L=303.30，其次是泥溝鎮(zhèn)，土地利用程度L=301.47，其余鄉(xiāng)鎮(zhèn)街道土地利用程度低于全區(qū)平均水平。2014年臺兒莊區(qū)平均土地利用程度L=298.24，各鄉(xiāng)鎮(zhèn)街道中土地利用程度最高是運河街道，為319.86，其次是馬蘭屯鎮(zhèn)和泥溝鎮(zhèn)，分別為307.78和301.77，其余鄉(xiāng)鎮(zhèn)街道土地利用程度低于全區(qū)。說明運河街道不但土地結(jié)構(gòu)變化大，土地利用程度也較高。泥溝鎮(zhèn)和馬蘭屯鎮(zhèn)的土地利用程度也比較高。澗頭集鎮(zhèn)土地利用程度不高，而結(jié)構(gòu)變化大，說明這幾年該鎮(zhèn)正在加大力度地進行土地開發(fā)利用。

表6　2005～2014年臺兒莊區(qū)土地利用程度變化

從土地利用程度變化量和變化率來分析，2005～2014年臺兒莊區(qū)土地利用程度變化量ΔLb-a=3.04，土地利用程度變化率R=0.010 3，說明全區(qū)土地利用整體處于發(fā)展時期。其中全區(qū)各鄉(xiāng)鎮(zhèn)街道，土地利用程度變化量和土地利用程度變化率最大的皆是運河街道，土地利用程度變化量ΔLb-a=36.23，土地利用程度變化率R=0.127 7。運河街道為臺兒莊區(qū)政府所在地，近年來，臺兒莊區(qū)大力發(fā)展旅游業(yè)，特別是臺兒莊古城的建成大大提高了運河街道的土地利用程度和土地利用程度變化率。尤其是區(qū)域2005～2009年土地利用程度明顯高于2009～2014年，更加體現(xiàn)了政策的主導性。而泥溝鎮(zhèn)后期土地利用程度時負數(shù)，說明該地區(qū)土地利用開發(fā)速度明顯放緩。

3結(jié)語

根據(jù)2005、2009和2014年臺兒莊區(qū)土地利用狀況數(shù)據(jù)，分別對3個年份的土地利用特點進行了區(qū)域空間分析，然后對比了2005～2014年土地利用變化特點。結(jié)果表明，2005～2014年臺兒莊區(qū)土地利用變化顯著?？傮w上表現(xiàn)為農(nóng)用地面積減少，建設用地面積增加。2005～2014年運河街道土地利用類型結(jié)構(gòu)變化較大，結(jié)構(gòu)變化指數(shù)為30.45，主要是城鎮(zhèn)村及工礦用地的增加。臺兒莊區(qū)的土地利用程度變化率，說明臺兒莊區(qū)土地利用正處于發(fā)展時期。

目前，臺兒莊區(qū)耕地面積占全區(qū)總面積的6成左右，臺兒莊區(qū)是以農(nóng)業(yè)用地為主的區(qū)縣。由于建設用地面積大幅度增加，用地布局也大量調(diào)整，在做好建設用地利用的同時，要保證國家糧食戰(zhàn)略安全，嚴格保護耕地。

參考文獻

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基金項目青島農(nóng)業(yè)大學高層次人才基金項目(1114344)。

作者簡介潘越(1992- )，男，山東棗莊人，從事土地資源調(diào)查與評價研究。*通訊作者，講師，博士，從事土地資源調(diào)查與評價研究。

收稿日期2016-05-03

中圖分類號F 301.24

文獻標識碼A

文章編號0517-6611(2016)16-207-05

Land Use Change of a Typical Area of South Shandong Province—A Case of Taierzhuang District

PAN Yue, ZHANG Xiao-guang*

(1. College of Resources and Environment, Qingdao Agricultural University, Qingdao, Shandong 266109)

AbstractWith Taierzhuang District as the research area, land use status data were collected in 2005, 2009 and 2014. Temporal and spatial changes in area, distribution and degree of land use types were researched in 2005-2014, which provided theoretical and technological support for regional land use direction and resource management. Results showed that the total agricultural land of Taierzhuang District reduced by 4.23 km2, the construction land enhanced by 6.03 km2. Yunhe Street showed relatively great changes, the structural change index of which was 30.45. Change rate of land use degree change was higher than the overall level of the whole district.

Key wordsLand use change; Regional space; Taierzhuang District; Utilization degree