吳 及
(江蘇省基礎(chǔ)地理信息中心,江蘇 南京 210013)
截至2014年,我國共有97 735座水庫[1]。如此巨大的建設(shè)規(guī)模對水庫周邊的土地利用結(jié)構(gòu)布局、土地利用效率等方面都會(huì)造成一定的影響[2],研究水庫工程建設(shè)對土地利用動(dòng)態(tài)變化的影響意義重大。
三峽工程從籌建時(shí)起,便引發(fā)了移民搬遷、環(huán)境保護(hù)、土地利用等一系列事關(guān)可持續(xù)發(fā)展的問題。為了保證三峽工程的順利建設(shè)、庫區(qū)當(dāng)?shù)氐耐恋刭Y源分配和社會(huì)發(fā)展,各級政府先后通過并實(shí)施了《長江上游水污染整治規(guī)劃》(1999年)、《長江三峽工程建設(shè)移民條例》(2001年)、《三峽庫區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展規(guī)劃》(2004年)、《三峽后續(xù)工作總體規(guī)劃》(2011年)、《長江三峽水利樞紐安全保衛(wèi)條例》(2013年)。盡管如此,三峽庫區(qū)仍面臨著人數(shù)眾多、資源匱乏、環(huán)境脆弱、水土流失等問題,處于經(jīng)濟(jì)增長與結(jié)構(gòu)調(diào)整、移民搬遷安置與社會(huì)轉(zhuǎn)型、產(chǎn)業(yè)發(fā)展與土地利用等各種矛盾之中。三峽工程的建設(shè)必然帶來城區(qū)、農(nóng)用地的淹沒和占用,人口的遷移和新城區(qū)的發(fā)展也帶來建設(shè)用地的耕地占用。如何合理利用土地資源,調(diào)整土地利用結(jié)構(gòu),確保移民的生計(jì)發(fā)展、庫區(qū)的水土保持、產(chǎn)業(yè)發(fā)展和環(huán)境保護(hù),成為眾多學(xué)者和專家研究的重要課題。
我國學(xué)者對三峽庫區(qū)土地利用的研究主要集中于庫區(qū)土地利用動(dòng)態(tài)變化監(jiān)測及驅(qū)動(dòng)力分析。程學(xué)軍等人(2004年)[3]對三峽庫區(qū)湖北段1986—2000年土地利用變化進(jìn)行了以定性為主的研究;仙魏等人(2007年)[4]以巫溪縣為例對三峽庫區(qū)不同坡度帶與坡向帶的景觀格局進(jìn)行對比;張磊等人(2007年)[5]研究了三峽庫區(qū)1996—2006年的土地利用覆蓋變化,提出了土地覆蓋變化的驅(qū)動(dòng)因素主要為城市擴(kuò)張、庫區(qū)移民、生態(tài)環(huán)境政策三類;邵懷勇等人(2008年)[6]對三峽庫區(qū)的土地利用/覆被變化研究時(shí)間跨度增加到1955—2000年近50 a,定量分析了三峽庫區(qū)土地利用的動(dòng)態(tài)變化過程。總的來看,國內(nèi)對庫區(qū)土地利用的研究存在一些不足:①研究時(shí)間方面,以往研究水庫土地利用的研究多為2002年以前,而對于三峽工程來說,2003年水庫三期蓄水達(dá)135 m,淹沒地類規(guī)模更大;②從研究內(nèi)容看,更多的研究角度為地理學(xué)、景觀生態(tài)學(xué)等,多集中于土地覆被變化監(jiān)測和驅(qū)動(dòng)力分析,較少探討社會(huì)經(jīng)濟(jì)方面及工程建設(shè)因素對庫區(qū)土地利用的影響。本文旨在通過定性分析及定量測算,研究三峽工程建設(shè)對三峽庫區(qū)土地利用變化的影響。
三峽工程是樞紐工程、移民工程和輸變電工程三大工程的簡稱。三峽工程自宜昌三斗坪三峽大壩壩址起至重慶,涉及長江干流長度超過600 km。三峽工程的正常高水位為175 m,水庫水面總面積達(dá)1 084 km2,其中被淹沒的陸地面積632 km2[7]。三峽工程總工期17 a,受三峽工程淹沒直接影響的區(qū)域涉及湖北省和重慶市共計(jì)26個(gè)縣、市、區(qū)。截至2009年底,庫區(qū)參與搬遷的2座城市、11座縣城、116座集鎮(zhèn)遷建與專業(yè)設(shè)施項(xiàng)目復(fù)建全部完成。三峽庫區(qū)移民分期分批連續(xù)進(jìn)行,與樞紐工程進(jìn)度相銜接。三峽工程實(shí)際建設(shè)情況,見表1。
表1 三峽庫區(qū)建設(shè)和移民搬遷情況
三峽庫區(qū)位于四川盆地和長江中下游平原結(jié)合處,三峽庫區(qū)內(nèi)的主要城市都是縣城所在地,除江北區(qū)外,均分布在長江或其支流沿岸[8]。水庫區(qū)內(nèi)的農(nóng)業(yè)以雙季糧食生產(chǎn)為主,也種植一些傳統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)作物如柑桔和其他水果等,成為農(nóng)村收入的重要來源。由于特殊的土地利用條件和工程建設(shè)對土地利用的影響,三峽庫區(qū)一直是國家和政府調(diào)整土地利用結(jié)構(gòu)的關(guān)注重點(diǎn)區(qū)域。在用地類型上,主要是確保耕地面積和質(zhì)量以及保證林草地面積的穩(wěn)定。1988年,國務(wù)院將長江中上游列為全國水土保持重點(diǎn)防治區(qū),三峽庫區(qū)是其中的重點(diǎn)防治區(qū)域;90年代中期,國家又加大退耕還林還草的力度,湖北省、重慶市分別實(shí)施了“青山綠水工程”[9];2000年以來,國家加大了對三峽庫區(qū)生態(tài)環(huán)境的重視,生態(tài)防護(hù)林、庫周造林綠化等生態(tài)工程相繼實(shí)施,大量非林草地轉(zhuǎn)為林草地。三峽庫區(qū)移民超過百萬人,大部分實(shí)行就地后靠安置,造成土地開墾過度[10]。
隨著人類文明的發(fā)展,庫區(qū)土地已被高度利用于農(nóng)業(yè)和水產(chǎn)養(yǎng)殖,由于庫區(qū)建設(shè)的發(fā)展,沿江主要經(jīng)濟(jì)城市的建設(shè)用地大量擴(kuò)張。自三峽工程建設(shè)以來,三峽庫區(qū)土地利用存在的主要問題有:①水土流失。據(jù)長江水利委員會(huì)2000年水土流失遙感監(jiān)測結(jié)果,庫區(qū)水土流失面積達(dá)2.96萬km2,占土地總面積的51%[11]。②耕地問題突出。三峽庫區(qū)人均耕地僅有0.06 hm2,墾殖系數(shù)已高達(dá)38.18%。由于庫區(qū)地處丘陵至高山地帶,許多耕地分布在10°~30°的陡坡上,影響了耕地的總體質(zhì)量和生產(chǎn)力水平[12]。③土地利用結(jié)構(gòu)問題。庫區(qū)耕地和林草地面積占比高達(dá)84%~85%;同時(shí),受人類活動(dòng)影響較大的建設(shè)用地結(jié)構(gòu)分布不盡合理,經(jīng)濟(jì)效益低,閑置現(xiàn)象比較嚴(yán)重。④政策落實(shí)和監(jiān)管問題。在實(shí)際操作中,部分區(qū)(縣)為完成土地開發(fā)和增加耕地任務(wù),盲目開墾撂荒地、毀林(灌木林)毀園,導(dǎo)致了土地的不合理開發(fā)、開發(fā)效益不高、與市場需求背離、土地利用結(jié)構(gòu)失衡等問題[13]。
三峽工程壩區(qū)位于湖北省宜昌市、秭歸兩市縣交界地帶,涉及宜昌市的三斗坪鎮(zhèn)、樂天溪鎮(zhèn)、太平溪鎮(zhèn)和秭歸縣的茅坪鎮(zhèn)4個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn),四鎮(zhèn)位于沿江地帶,自然條件和社會(huì)經(jīng)濟(jì)條件優(yōu)越。施工壩區(qū)征地范圍共計(jì)18.706 km2、耕地312.16 hm2、總?cè)丝?5 908人。壩區(qū)工程建設(shè)占地移民安置主要為生產(chǎn)安置,以就近大農(nóng)業(yè)安置為主,安置移民的土地主要來源于開墾荒山荒坡和改造中低產(chǎn)田。因此,三峽工程建設(shè)占地主要導(dǎo)致農(nóng)用地的部分開墾增加以及壩區(qū)農(nóng)用地的建設(shè)用地占用。
三峽工程的蓄水將直接影響庫區(qū)的水域面積。三峽工程1997年蓄水至90 m、2003年135 m、2006年156 m、2010年175 m,最終淹沒陸地面積達(dá)632 km2。在4個(gè)階段的蓄水過程中,庫區(qū)耕地、林草地和建設(shè)用地將轉(zhuǎn)化為水域,庫區(qū)水域面積將隨著工程分期蓄水呈階段性增加。
據(jù)《長江三峽水利樞紐可行性研究報(bào)告》和1991—1992年三峽水庫淹沒175 m實(shí)物指標(biāo)調(diào)查,水庫淹沒耕地11.53 km2(含水田、旱地及菜地)、園地4.93 km2、林地2.2 km2、房屋3 479.47萬m2。水庫淹沒將直接影響農(nóng)村和城鎮(zhèn)的地物及土地利用類型,但同時(shí)由于水庫呈河道型,各縣的淹沒面積比重不大,受淹耕地占各縣面積比重也僅為0.15%~5.88%。受淹的村鎮(zhèn)由于歷史和自然經(jīng)濟(jì)條件等原因,大部分缺少基礎(chǔ)設(shè)施,建設(shè)用地布局較不合理。由于三峽工程的興建,給老城鎮(zhèn)帶來了發(fā)展機(jī)遇,通過城鎮(zhèn)搬遷,可以與改造舊城的長遠(yuǎn)規(guī)劃相結(jié)合。對于城鎮(zhèn)來說,三峽工程將主要對其建設(shè)用地的布局調(diào)整產(chǎn)生影響,而水庫淹沒農(nóng)村后,將由于農(nóng)用地的再分配影響庫區(qū)耕地和林草地的規(guī)模和布局。
三峽工程百萬移民搬遷安置工作涉及農(nóng)村和城鎮(zhèn)遷建、工礦企業(yè)搬遷、專業(yè)項(xiàng)目遷改復(fù)建等方面。1985—1992年,國家在三峽庫區(qū)進(jìn)行了開發(fā)性移民8 a試點(diǎn)工作,改土建園超0.99萬hm2(其中0.56萬hm2可以用來安置移民);同時(shí),對部分遷建城鎮(zhèn)的基礎(chǔ)設(shè)施加以建設(shè),修建道路、橋梁6座和水廠,創(chuàng)辦28個(gè)工業(yè)試點(diǎn)項(xiàng)目[13]。三峽工程失地農(nóng)民安置以大農(nóng)業(yè)安置(種植業(yè))為主,占比62%,包括就近后靠安置、遠(yuǎn)遷安置等形式,其方式主要為開墾荒地、改造低產(chǎn)田和征用老居民土地等。土地利用方式經(jīng)過優(yōu)化調(diào)整,種植業(yè)、林果業(yè)、畜牧業(yè)等快速發(fā)展,出現(xiàn)了大規(guī)模的林草地。移民的第二、三產(chǎn)業(yè)安置(占比24%)也為庫區(qū)帶來了更多建設(shè)用地。
1999年5月,國務(wù)院組織三峽庫區(qū)農(nóng)村移民大量外遷安置,三峽庫區(qū)已累計(jì)完成19.6萬農(nóng)村移民外遷[其中沿海、沿江的11個(gè)省(市)安置共9萬多人]。隨著大量三峽庫區(qū)農(nóng)村移民主動(dòng)或被動(dòng)選擇外遷安置,庫區(qū)的人地關(guān)系不僅得到緩和,大量非農(nóng)勞動(dòng)力也得以釋放,最終促進(jìn)了庫區(qū)耕地規(guī)模的縮小和遷入地建設(shè)用地規(guī)模的上升。
截至2009年底,城鎮(zhèn)占地移民累計(jì)生產(chǎn)安置10萬余人,其中以一次性貨幣補(bǔ)償安置占85.2%,搬遷后城(鎮(zhèn))移民人均居住面積有所增加、基礎(chǔ)設(shè)施配套和各項(xiàng)服務(wù)設(shè)施功能較搬遷前更為齊全。城鎮(zhèn)遷建將帶來經(jīng)濟(jì)中心的重建、區(qū)位和交通的調(diào)整,對三峽庫區(qū)的農(nóng)地、林草地占用和建設(shè)用地布局的調(diào)整均有較大影響。
三峽工程完成搬遷的工礦企業(yè)共計(jì)1 632家,其間盤活盤大了一批企業(yè),并按政策安置了31.3萬名職工,企業(yè)和員工的安置將帶來庫區(qū)的區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展。庫區(qū)新組建的企業(yè)抓住對口支援和移民搬遷的機(jī)會(huì)進(jìn)行了一系列良性調(diào)整。廠址的選擇、勞動(dòng)力的聚集將對廠址所在地的建設(shè)用地規(guī)模和布局產(chǎn)生影響。
全國對口支援三峽移民工作是指國家組織中央部門(單位、企業(yè))和經(jīng)濟(jì)較發(fā)達(dá)的全國有關(guān)?。ㄖ陛犑?、自治區(qū))、大城市“結(jié)對”支援三峽庫區(qū)的一種幫扶戰(zhàn)略措施[14]。1992年,國務(wù)院辦公廳發(fā)出《關(guān)于開展對三峽庫區(qū)移民工作對口支援的通知》,全國組成了20個(gè)?。ㄊ校┖痛蟪鞘小⒑笔?、重慶市級3個(gè)層面的對口支援網(wǎng)絡(luò)。對口支援使得一大批優(yōu)質(zhì)企業(yè)在庫區(qū)組建,也促進(jìn)了庫區(qū)柑橘種植業(yè)、畜牧業(yè)等特色農(nóng)業(yè)的發(fā)展以及新型工業(yè)和旅游業(yè)的繁榮。產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整和優(yōu)化帶來了以農(nóng)用地轉(zhuǎn)為建設(shè)用地或林地為主的土地利用結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變。
根據(jù)《三峽移民后期扶持基金征收使用及管理辦法》,后期扶持對象主要為庫區(qū)、壩區(qū)農(nóng)村移民、城(集)鎮(zhèn)占地移民和未享受低保及再就業(yè)政策的城(集)鎮(zhèn)移民、下崗失業(yè)特困職工,時(shí)間跨度為20 a。后期扶持基金主要用于直接補(bǔ)助和貸款貼息兩方面,農(nóng)村移民改造耕園地及農(nóng)田水利設(shè)施可以獲得直接補(bǔ)助,同時(shí)對種植業(yè)、林果業(yè)、水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)、畜牧業(yè)等生產(chǎn)項(xiàng)目予以支持。后期扶持的開展通過資金補(bǔ)貼和貸款支持等方式,增加了水庫移民的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)積極性,促進(jìn)了庫區(qū)的農(nóng)地合理化利用,特色產(chǎn)業(yè)發(fā)展也促進(jìn)了庫區(qū)林草地的開發(fā),將優(yōu)化特定群體所在區(qū)域的土地利用結(jié)構(gòu)布局。
為促進(jìn)三峽地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展,1996年國務(wù)院三峽工程建設(shè)委員會(huì)發(fā)布了《三峽地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃綱要》,各部門因地制宜采取積極措施,完成規(guī)劃目標(biāo)。
在產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整方面,1992—2008年,隨著國家“三農(nóng)”政策的落實(shí),三峽庫區(qū)在百萬移民遷建的過程中,大力調(diào)整農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)并不斷優(yōu)化??傮w來看,高效經(jīng)濟(jì)作物和林、牧、漁業(yè)快速增長,增幅大于糧食作物。產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整帶來庫區(qū)農(nóng)業(yè)用地、林草地和水域的數(shù)量及布局變化。部分農(nóng)地被淹沒的同時(shí)剩余農(nóng)地被用于整治利用,林草地和水域隨著林、牧、漁業(yè)的快速發(fā)展規(guī)模也有所增長。
在城鎮(zhèn)建設(shè)方面,水庫受淹城鎮(zhèn)的搬遷建設(shè)為改善城鎮(zhèn)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶來了契機(jī)。三峽農(nóng)村進(jìn)鎮(zhèn)第二、三產(chǎn)業(yè)安置人口約7萬人,將直接提高城鎮(zhèn)化水平;受淹城鎮(zhèn)的總體規(guī)劃也帶來城市配套設(shè)施建設(shè)、功能布局調(diào)整等方面的改變。第二、三產(chǎn)業(yè)如工業(yè)、建筑業(yè)、旅游業(yè)的發(fā)展也將帶來庫區(qū)農(nóng)地的建設(shè)用地占用和建設(shè)用地規(guī)模及布局調(diào)整。
本文利用1990—2010年間的庫區(qū)遙感影像以提取出耕地、林草地、水域和建設(shè)用地的面積,首先進(jìn)行一系列遙感圖像預(yù)處理,包括波段融合、幾何精校正、圖像配準(zhǔn)、圖像鑲嵌、輻射定標(biāo)和大氣校正等,其次采用軟件監(jiān)督分類和目視判別方法結(jié)合的方法進(jìn)行最大似然監(jiān)督分類,最后對結(jié)果進(jìn)行優(yōu)化和誤差修正,得到三峽庫區(qū)各地類規(guī)模占比和變化速率,如圖1所示。
圖1 1990—2010年間三峽庫區(qū)土地利用變化情況
總體來看,1990—2010年20 a間4個(gè)階段,耕地呈現(xiàn)“三減少一增加”的狀態(tài)、林草地呈現(xiàn)“三增加一減少”的態(tài)勢,因基數(shù)較大,耕地的波動(dòng)幅度穩(wěn)定在2%左右,林草地在1%左右;因水庫蓄水,水域面積共增長了1.29倍,除2000—2005年間小幅下降以外,3個(gè)階段水域的平均增幅為12.53%;1990—2010年庫區(qū)建設(shè)用地規(guī)模均呈迅猛增長態(tài)勢,共增長139.19%。
國內(nèi)已有三峽庫區(qū)土地利用變化驅(qū)動(dòng)力方面的研究,本文在學(xué)者們研究的基礎(chǔ)上,加入量化工程建設(shè)的因素,選取灰色關(guān)聯(lián)模型進(jìn)行驅(qū)動(dòng)因子和各土地利用類型的關(guān)聯(lián)程度分析。
根據(jù)數(shù)據(jù)可得性和可分析性、結(jié)合三峽庫區(qū)特性,本文選取人口、經(jīng)濟(jì)發(fā)展、農(nóng)業(yè)技術(shù)、工程建設(shè)以及政策5個(gè)方面作為社會(huì)和經(jīng)濟(jì)方面驅(qū)動(dòng)力的主要研究類別。
(1)人口因素,包括人口總量Pn、非農(nóng)人口數(shù)Npn、從業(yè)人員數(shù)Pen。三峽庫區(qū)作為集中移民的工程所在地,其土地利用結(jié)構(gòu)與人口遷移存在密切聯(lián)系。伴隨著人口的遷移,工程建設(shè)也淹沒了大量的房屋、道路、耕地等,對土地利用產(chǎn)生了直接影響;農(nóng)村和城鎮(zhèn)土地的淹沒、由工程建設(shè)產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)的調(diào)整也間接改變了庫區(qū)土地利用方式。
(2)經(jīng)濟(jì)發(fā)展因素,包括GDP、糧食產(chǎn)量Gy、公路客運(yùn)量Hptv、社會(huì)消費(fèi)品零售總額Sc、城鎮(zhèn)化率Ur、房屋建筑竣工面積Cbc、公路里程Rm等。經(jīng)濟(jì)水平的提升會(huì)對農(nóng)林作物區(qū)、居民點(diǎn)、服務(wù)業(yè)用地的范圍和布局產(chǎn)生影響,社會(huì)經(jīng)濟(jì)與土地開發(fā)利用相互作用和相互制約,從而達(dá)到土地資源的高效配置;城鎮(zhèn)化進(jìn)程加快了土地非農(nóng)化的速度,農(nóng)村城鎮(zhèn)人口大規(guī)模遷移也必將對庫區(qū)土地利用格局、結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響。在三峽工程建設(shè)前后,除庫區(qū)范圍自身的經(jīng)濟(jì)發(fā)展進(jìn)程外,經(jīng)濟(jì)發(fā)展所導(dǎo)致的人口和城鎮(zhèn)中心的轉(zhuǎn)移、人口生計(jì)的轉(zhuǎn)變和重塑也對三峽庫區(qū)的土地利用產(chǎn)生了一定影響。
(3)農(nóng)業(yè)技術(shù)因素,主要為量化表示庫區(qū)農(nóng)業(yè)科技進(jìn)步的自變量,包括農(nóng)用化肥施用量Afa和農(nóng)村用電量Rpc。農(nóng)業(yè)技術(shù)裝備水平、農(nóng)村基礎(chǔ)設(shè)施等農(nóng)業(yè)綜合開發(fā)水平可以有效提高農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量、保障糧食安全。農(nóng)業(yè)科技水平的提升會(huì)在一定程度上影響包括耕地面積在內(nèi)的土地利用數(shù)量和結(jié)構(gòu),裝備和技術(shù)的提升會(huì)提高農(nóng)業(yè)經(jīng)營效率和單位耕地面積的產(chǎn)值,將促使土地利用結(jié)構(gòu)和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整。
(4)工程建設(shè)因素,包括三峽專項(xiàng)資金投資Spi、移民投資Iv、移民安置區(qū)面積Ica、水庫淹沒面積Ria、配套設(shè)施建設(shè)投資Fai。三峽工程除了對庫區(qū)環(huán)境的影響外,也對庫區(qū)周圍的環(huán)境產(chǎn)生巨大的影響。涉及工程建設(shè)、移民、配套建設(shè)等方面的投資是可以反映工程投資規(guī)模、結(jié)構(gòu)和發(fā)展速度的綜合性指標(biāo),其數(shù)值的變化可以反映工程進(jìn)度,從而對由工程建設(shè)引起的土地利用方式產(chǎn)生影響[15]。本文用各類投資反映工程的規(guī)模,同時(shí)利用農(nóng)村和城鎮(zhèn)的還建房屋面積表示移民安置區(qū)面積。
(5)政策因素,包括第一產(chǎn)業(yè)占比p(Pi)和第一產(chǎn)業(yè)增加產(chǎn)值d(Fiov)。因庫區(qū)產(chǎn)業(yè)政策難以量化,這里通過產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值的變化從一定程度上反映由于國家政策導(dǎo)致的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整。政治經(jīng)濟(jì)政策是土地利用的直接決策因素,政策主要通過財(cái)稅制度、經(jīng)營機(jī)制、地權(quán)制度、價(jià)格體系等影響土地利用的方向。
對比兩組患者的治療效果、止血時(shí)間,同時(shí)觀察治療前后1 d、3 d收縮壓變化情況、脈搏情況,統(tǒng)計(jì)好兩組的不良反應(yīng)發(fā)生率。
本文三峽工程土地利用驅(qū)動(dòng)力分析采用灰色關(guān)聯(lián)模型,將前文4個(gè)節(jié)點(diǎn)的土地利用影像所提取數(shù)據(jù)作為因變量(比較序列)、所選取的驅(qū)動(dòng)因子作為自變量(參考序列),引入灰色關(guān)聯(lián)模型進(jìn)行三峽庫區(qū)的驅(qū)動(dòng)因子相關(guān)性分析。
(1)灰色關(guān)聯(lián)模型原理?;疑到y(tǒng)的概念是由華中理工大學(xué)的鄧聚龍教授提出的,并建立了灰色系統(tǒng)理論[16]?;疑P(guān)聯(lián)度分析法通過樣本數(shù)據(jù)之間的關(guān)聯(lián)程度來描述因子間關(guān)系的次序和強(qiáng)弱。若樣本數(shù)據(jù)間的關(guān)聯(lián)度數(shù)值越大,則他們之間的變化態(tài)勢越趨于一致,反之關(guān)聯(lián)度較小。也即根據(jù)數(shù)據(jù)序列曲線幾何形狀的相似程度來判斷其聯(lián)系是否緊密,曲線越接近相應(yīng)序列之間的關(guān)聯(lián)度就越大,反之就越小[17]。
若用Ci表示參考數(shù)列,Ci=ci(1),ci(2),…,cn(n)為因變量Ci的比較數(shù)列,則形成如下矩陣:
式中:Ci=[ci(1),ci(2),…,cn(n)]T,i=0,1,2,…,n;N為變量序列長度。同時(shí),在進(jìn)行灰色關(guān)聯(lián)分析之前,由于各因素的計(jì)量單位不同,原始數(shù)據(jù)存在數(shù)量級上的差異,因此首先要對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行無量綱化處理。無量綱化處理的方法有初始值法、均值法和區(qū)間法3種。
經(jīng)過無量綱化后的序列可以表示為:
然后將無量綱化矩陣中的參考數(shù)列分別與其他各比較數(shù)列進(jìn)行差值計(jì)算,取差值的絕對值,得到如下矩陣:
將φ0i的值按數(shù)值大小遞增排序,組成關(guān)聯(lián)序列,參考數(shù)列與比較數(shù)列變化趨勢的一致程度與φ0i的值成正比。
(2)三峽庫區(qū)灰色關(guān)聯(lián)模型運(yùn)算。綜合考慮統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可獲取性、可分析性等方面因素,因變量即參考數(shù)列選取1995、2000、2005和2010年4個(gè)時(shí)間點(diǎn)的耕地、林草地和建設(shè)用地?cái)?shù)據(jù),自變量即比較數(shù)列見表2。
根據(jù)灰色關(guān)聯(lián)模型計(jì)算三峽庫區(qū)1995—2010年各比較數(shù)列與參考數(shù)列間的相關(guān)程度,根據(jù)以往研究,在計(jì)算過程中分辨系數(shù)γ取0.1,經(jīng)過計(jì)算得到三峽庫區(qū)各比較數(shù)列對參考數(shù)列的關(guān)聯(lián)度,見表3。
總體來看,人口因素和部分經(jīng)濟(jì)發(fā)展類別下的驅(qū)動(dòng)因子與三峽庫區(qū)耕地面積變化的關(guān)聯(lián)度較大。三峽工程建設(shè)方面的因素中,由于三峽庫區(qū)移民安置規(guī)模從1998年第二期移民開始大規(guī)模移民,第二、第三、第四期移民規(guī)模均較大,因此移民安置區(qū)面積變量雖與耕地面積關(guān)聯(lián)較大,但在此模型中未能完全反映;而水庫淹沒水位上升對耕地的直接影響明顯。在產(chǎn)業(yè)政策方面,三峽庫區(qū)土地整理政策和退耕還林政策對土地利用結(jié)構(gòu)產(chǎn)生直接作用。
表2 三峽庫區(qū)驅(qū)動(dòng)力分析自變量數(shù)值
表3 各驅(qū)動(dòng)因子對因變量的關(guān)聯(lián)度
三峽庫區(qū)林草地的變化方向與耕地相反。三峽工程建設(shè)方面的因素中,隨著水庫的淹沒和安置區(qū)規(guī)模的增加,人均耕地被縮減,產(chǎn)生了更多的“農(nóng)業(yè)剩余”,農(nóng)民從耕地中釋放出來,耕地轉(zhuǎn)為林草地的趨勢顯著;政策對林草地的變化最為直接,一方面第一產(chǎn)業(yè)占比大幅下降反映了15 a間三峽庫區(qū)部分農(nóng)業(yè)被工業(yè)取代,另一方面退耕還林政策優(yōu)化了耕地布局,增加了大量林草地面積。
除社會(huì)消費(fèi)品零售總額外,其他驅(qū)動(dòng)因子與三峽庫區(qū)建設(shè)用地面積之間的關(guān)聯(lián)度均小于0.5,整體關(guān)聯(lián)度數(shù)據(jù)方差僅為0.018。這主要是由于建設(shè)用地面積基數(shù)較小,且在1995—2010年間增速明顯,導(dǎo)致原始數(shù)據(jù)的離散程度較大,經(jīng)運(yùn)算導(dǎo)致關(guān)聯(lián)度數(shù)值較為集中。三峽專項(xiàng)資金投資、水庫淹沒面積及庫區(qū)政策與三峽庫區(qū)建設(shè)用地的關(guān)聯(lián)度相對較高,均在0.4以上,工程建設(shè)類別中2005—2010年三峽工程投資雖有所減弱,但工程投資對土地利用結(jié)構(gòu)的影響具有一定的滯后性,前期用于配套設(shè)施建設(shè)、工程建設(shè)等方面的資金逐步落實(shí),隨著工程建設(shè)的推進(jìn)和移民安置的實(shí)施,建設(shè)用地對耕地的占用增加;移民安置區(qū)的規(guī)模及水庫對建設(shè)用地的淹沒也直接影響了建設(shè)用地面積。
本文主要研究內(nèi)容為三峽工程建設(shè)對庫區(qū)各地類面積和結(jié)構(gòu)的影響。文章從6個(gè)方面分析了水庫建設(shè)影響庫區(qū)土地利用結(jié)構(gòu)和規(guī)模的方向,同時(shí)基于灰色關(guān)聯(lián)模型測算出各因素對庫區(qū)耕地面積的影響力大小順序。通過定性和定量分析,力求為其他水庫工程建設(shè)的土地利用影響評價(jià)提供合理評估的參考,并根據(jù)影響因素和影響力大小調(diào)整相關(guān)建設(shè)指標(biāo),以及盡可能地控制工程建設(shè)引起的土地利用結(jié)構(gòu)和規(guī)模、合理調(diào)整土地資源、為區(qū)域土地利用規(guī)劃提供參考。
本文不可避免地存在一些數(shù)據(jù)來源和數(shù)據(jù)處理方法上的不足。首先,不同統(tǒng)計(jì)主體所統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)可能存在一定程度上的統(tǒng)計(jì)習(xí)慣、統(tǒng)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)上的差異;其次,本文的研究年份最早為上世紀(jì)90年代,遙感影像數(shù)據(jù)和年鑒統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)存在部分影像處理技術(shù)和統(tǒng)計(jì)方法不成熟的情況,這些都會(huì)影響文章對數(shù)據(jù)的分析。由于三峽庫區(qū)特殊的地理位置和社會(huì)發(fā)展?fàn)顩r,其資源利用和生態(tài)環(huán)境建設(shè)戰(zhàn)略位置會(huì)越來越高,同時(shí)隨著“一帶一路”戰(zhàn)略的實(shí)施和持續(xù)推進(jìn),我國將跨國承建一些水利工程項(xiàng)目,今后需要進(jìn)一步監(jiān)測和研究水利工程項(xiàng)目建設(shè)對庫區(qū)土地利用的影響。