程 林， 田海蘭， 武愛彬， 劉西漢， 王艷霞

(河北省科學(xué)院 地理科學(xué)研究所， 河北省地理信息開發(fā)應(yīng)用工程技術(shù)研究中心， 河北 石家莊 050011)

海岸帶是復(fù)雜、動(dòng)態(tài)的地球表層自然系統(tǒng)[1]， 同時(shí)也是人類經(jīng)濟(jì)社會(huì)活動(dòng)密集分布區(qū)。相比于內(nèi)陸地區(qū)， 海岸帶地區(qū)的海洋性特征和高強(qiáng)度的人類活動(dòng)使得土地資源的利用出現(xiàn)時(shí)空雙維的高強(qiáng)度復(fù)雜變化， 海岸帶地區(qū)城市空間不斷擴(kuò)張[2-4]、圍填海開發(fā)規(guī)模不斷增大[5]。而這種變化也必將反作用于人類經(jīng)濟(jì)社會(huì)活動(dòng)和海岸帶生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)， 在促進(jìn)沿海地區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的同時(shí)， 也造成濱海濕地萎縮、海岸帶環(huán)境質(zhì)量降低[6-8]和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能下降[9-11]。因此， 開展海岸帶土地利用變化研究對(duì)海岸帶生態(tài)環(huán)境保護(hù)[7，12-13]、海岸帶資源統(tǒng)籌規(guī)劃與管理[14-17]具有重要意義。

冀津海岸帶地區(qū)位于渤海西岸， 是國(guó)內(nèi)主要的平原型潮灘分布區(qū)[18]， 同時(shí)也是目前國(guó)內(nèi)圍填海連片開發(fā)地區(qū)、港口集中分布區(qū)及濱海鹽場(chǎng)集中分布區(qū)。近40年來(lái)， 尤其是2000年以來(lái)， 冀津沿海地區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)取得顯著發(fā)展， 土地資源及海洋資源開發(fā)強(qiáng)度不斷提高， 土地利用特征也出現(xiàn)相應(yīng)的變化?，F(xiàn)有土地利用變化研究[19-23]多基于中國(guó)科學(xué)院土地資源分類系統(tǒng)[24]， 以行政區(qū)為單元進(jìn)行分析， 對(duì)于冀津沿海地區(qū)的特殊用地類型分析不足， 對(duì)于土地利用時(shí)空變化特征的刻畫有待深入， 研究時(shí)間段相對(duì)較短。為解決上述問(wèn)題， 本文在現(xiàn)有土地資源分類系統(tǒng)的基礎(chǔ)上， 參考相關(guān)文獻(xiàn)研究及冀津地區(qū)土地資源利用現(xiàn)狀特征， 對(duì)海岸帶土地利用分類系統(tǒng)進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整。在此基礎(chǔ)上， 充分利用GIS工具， 對(duì)改革開放以來(lái)冀津地區(qū)海岸帶土地利用時(shí)空變化及強(qiáng)度進(jìn)行分析， 以期為冀津地區(qū)海岸帶國(guó)土資源陸海統(tǒng)籌管理及生態(tài)環(huán)境保護(hù)提供數(shù)據(jù)支撐與決策參考。

1 研究區(qū)域

本文研究區(qū)域?yàn)楹颖笔?、天津市兩地海岸帶地區(qū)(圖1)。為綜合考慮統(tǒng)計(jì)單元完整性和劃分科學(xué)性， 陸域部分確定為冀津兩地沿?？h市區(qū)， 海域部分根據(jù)國(guó)際濕地公約[25]延伸至水深6 m的區(qū)域， 總面積達(dá)17 308.64 km2， 共涉及12個(gè)縣市區(qū)。研究區(qū)域2018年GDP總值達(dá)11 156.52億元[26-27]， 人口共計(jì)760.24萬(wàn)人，分別占冀津兩地總量的24.33%、8.34%。研究區(qū)范圍內(nèi)主要入海水系為灤河和海河水系； 氣候?yàn)闇貛ШＱ笮约撅L(fēng)氣候， 多年平均降水量介于500 mm～650 mm；陸地地貌以濱海平原為主， 海拔多在10 m以下， 僅在研究區(qū)域北側(cè)有丘陵和山地分布； 近海灘涂廣布，曹妃甸及秦皇島市區(qū)附近海域深水岸線資源優(yōu)良。

圖1 研究區(qū)域Fig. 1 Location of the research area

2 數(shù)據(jù)與方法

2.1 數(shù)據(jù)來(lái)源與處理

本文所使用的主要數(shù)據(jù)為中國(guó)科學(xué)院土地利用現(xiàn)狀遙感監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)(www.resdc.cn)所提供的1980年、1990年、2000年、2010年、2018年共5期土地利用矢量數(shù)據(jù)。該數(shù)據(jù)通過(guò)人機(jī)交互式目視判讀的方式構(gòu)建[28]， 土地利用分類系統(tǒng)為中國(guó)科學(xué)院土地資源分類系統(tǒng)[24]， 主要包含耕地、林地、草地、內(nèi)陸水體、建設(shè)用地、未利用地等6類， 該系統(tǒng)考慮了遙感解譯特征及內(nèi)陸地區(qū)普遍存在的用地類型。

為更好反映研究地區(qū)灘涂寬闊、圍填海及城鎮(zhèn)建設(shè)強(qiáng)度大的狀況， 本文在分類系統(tǒng)的基礎(chǔ)上， 參考Feng等[29]、邸向紅等[30]的研究成果并考慮實(shí)際開發(fā)利用特征， 引入養(yǎng)殖鹽田用地、待利用地、濱海灘涂、淺海海域等4類。養(yǎng)殖與鹽田用地主要指用于漁業(yè)養(yǎng)殖及制鹽等沿海低強(qiáng)度涉水開發(fā)活動(dòng)的用地類型， 原多劃分為內(nèi)陸水體或建設(shè)用地， 是研究區(qū)域淺海及水域重要的利用類型。待利用地是指處于由其他用地類型向建設(shè)用地的過(guò)渡階段但尚閑置待建設(shè)的土地類型， 原多劃分為未利用地， 對(duì)于識(shí)別土地開發(fā)效率和城鎮(zhèn)擴(kuò)張趨勢(shì)有重要意義， 因此本文將其單獨(dú)識(shí)別并進(jìn)行分析。濱海灘涂指理論最低潮面到海岸線之間的土地類型， 原屬于未利用地， 是研究區(qū)域分布廣闊的特色土地類型。淺海海域指理論最低潮面以下及水深6 m以上的海域。養(yǎng)殖與鹽田用地、待利用地的解譯標(biāo)志見表1?；诟倪M(jìn)的土地利用分類體系， 采用對(duì)研究時(shí)段Landsat影像的目視解譯方法， 對(duì)中國(guó)科學(xué)院土地利用現(xiàn)狀遙感監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行核實(shí)， 劃分出養(yǎng)殖與鹽田用地及待利用地， 并進(jìn)一步補(bǔ)充濱海灘涂及淺海海域圖斑， 形成冀津海岸帶地區(qū)土地利用數(shù)據(jù)(圖2)。結(jié)合WorldView等更高精度影像及野外經(jīng)驗(yàn)判別， 遙感核實(shí)結(jié)果符合土地利用實(shí)際開發(fā)狀態(tài)。

圖2 冀津海岸帶土地利用分布Fig. 2 Land-use map of Hebei and Tianjin in coastal zones

表1 養(yǎng)殖鹽田用地及待利用地解譯標(biāo)志Tab. 1 Interpretation index of the aquaculture land &salt pan and land to be used

2.2 土地利用變化及其驅(qū)動(dòng)力分析方法

本文采用土地利用數(shù)量動(dòng)態(tài)變化分析方法、土地利用強(qiáng)度分析方法及土地利用類型轉(zhuǎn)換分析方法來(lái)反映改革開放以來(lái)冀津海岸帶土地利用時(shí)空變化特征， 并使用地理加權(quán)回歸的方法對(duì)土地利用分布及其變化驅(qū)動(dòng)因素進(jìn)行分析。

土地利用數(shù)量動(dòng)態(tài)變化分析方法： 采用土地利用年變化率及土地利用動(dòng)態(tài)度指數(shù)。土地利用年變化率(Ki)[31]反映了指定土地利用類型i的年變化速率，土地利用動(dòng)態(tài)度S[28，32]可反映研究區(qū)域內(nèi)土地利用動(dòng)態(tài)變化的總體情況。土地利用變化的計(jì)算方法為：

其中Si是研究時(shí)段開始時(shí)間第i類土地利用類型總面積， ΔSi,j是研究時(shí)段內(nèi)第i類土地利用類型與其他土地利用類型j相互轉(zhuǎn)換后的凈面積變化，Si-j是研究時(shí)段內(nèi)由i類型轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌恋仡愋偷拿娣e的總和，Sa為研究區(qū)土地利用總面積，t1—t0為研究時(shí)段時(shí)長(zhǎng)。

土地利用強(qiáng)度指數(shù)變化反映了土地由低級(jí)利用類型向高級(jí)利用類型的演變[33]， 具體計(jì)算方法可見式(3)。本文在此基礎(chǔ)上， 為反映土地利用強(qiáng)度時(shí)間變化特征， 引入土地利用強(qiáng)度變化量， 見式(4)。

其中，L是土地利用程度綜合指數(shù)，Ai是第i級(jí)的土地利用程度分級(jí)指數(shù)，Ci是第i級(jí)的土地利用程度分級(jí)面積百分比。Ls是土地利用強(qiáng)度變化速率，Lt1和Lt0分別是研究末期和初期的土地利用強(qiáng)度。對(duì)于土地利用分級(jí)指數(shù)， 莊大方等[34]基于土地利用極限給出了各土地利用類型的程度的分級(jí)指數(shù)， 其后部分文獻(xiàn)[29， 35]均基于研究區(qū)特征對(duì)該指數(shù)有適當(dāng)調(diào)整。本文基于Feng等[29]調(diào)整結(jié)果和所劃定的土地利用類型， 對(duì)土地利用強(qiáng)度進(jìn)行分級(jí)賦值， 結(jié)果見表2。

表2 土地利用強(qiáng)度分級(jí)Tab. 2 Classification values of land-use utilization

土地利用轉(zhuǎn)移矩陣分析方法是常見的土地利用變化分析方法， 最早可見于Singh[36]， 轉(zhuǎn)移矩陣分析可以直接反映出土地的來(lái)源與去向， 全面顯示區(qū)域土地利用的變化特征[37]， 計(jì)算方法見式(5)。

式中，Pij為狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣， 其中元素為不同土地利用類型轉(zhuǎn)移的面積或比例。

地理加權(quán)回歸分析方法(GWR)是由Fotheringham[38]等基于局部回歸分析和變參數(shù)的設(shè)想提出的處理空間異質(zhì)性的主要手段之一， 計(jì)算方法見式(6)。

其中，yi是第i點(diǎn)的預(yù)測(cè)值， (ui，vi)是第i點(diǎn)的位置，β0(ui，vi)是第i點(diǎn)的回歸常數(shù)，βk(ui，vi)是第k個(gè)變量在第i點(diǎn)的回歸參數(shù)，xik是第i點(diǎn)第k個(gè)變量的值，p是變量總數(shù)，ε是不確定性誤差。βk(ui，vi)由周圍一定樣本數(shù)量根據(jù)權(quán)重核函數(shù)確定。本文選擇應(yīng)用二次核函數(shù)(Wij)確定每一個(gè)樣本點(diǎn)的回歸參數(shù)， 見式(7)。

其中，dij是參與局部回歸的樣本點(diǎn)與該點(diǎn)的距離。b為參與局部歸回的樣本點(diǎn)的最遠(yuǎn)距離， 又稱為帶寬，可人為設(shè)定， 也可選擇自適應(yīng)帶寬并由模型迭代計(jì)算確定。本文選擇自適應(yīng)帶寬， 并以AICc準(zhǔn)則作為模型計(jì)算帶寬確定方法， 具體及可見文獻(xiàn)[39]。

3 研究結(jié)果

3.1 土地利用空間分布及動(dòng)態(tài)變化

改革開放初期， 土地面積較大且分布廣泛的類型為耕地、淺海海域、養(yǎng)殖鹽田用地、灘涂、建設(shè)用地，其初始占比分別達(dá)46.76%、15.56%、8.76%、8.71%、7.59%； 未利用地集中分布在北大港、南大港及曹妃甸濕地等地區(qū)， 林地及草地主要分布在北部燕山山地，內(nèi)陸水體主要沿河流分布， 待利用地占比極小且僅分布在天津港附近。1980年以來(lái)， 耕地、海域、灘涂、未利用地一直處于減少趨勢(shì)， 其中未利用地和灘涂降幅最大， 年變化率達(dá)–1.60%及–1.29%， 耕地面積縮減量最大， 達(dá)1 056.56 km2。養(yǎng)殖鹽田用地面積在研究初期出現(xiàn)快速增加， 2000年之后開始不斷減少， 累計(jì)變化率達(dá)1.07%。建設(shè)用地面積年變化率達(dá)2.46%， 且累計(jì)增量為各類型中最高， 達(dá)1 227.15 km2。待利用地2000年以來(lái)增幅明顯， 新增區(qū)域集中分布于黃驊、濱海新區(qū)及曹妃甸； 研究期內(nèi)年變化率最高， 達(dá)409.16%， 且其累計(jì)增量?jī)H次于建設(shè)用地。其他利用類型中， 內(nèi)陸水體處于持續(xù)減少狀態(tài)， 林地及草地近年來(lái)由減少轉(zhuǎn)為增加， 年變化率相對(duì)較低。

土地利用動(dòng)態(tài)度分析顯示， 近40 a以來(lái)冀津海岸帶地區(qū)總動(dòng)態(tài)度為0.48%。不同時(shí)段的動(dòng)態(tài)度差異顯著， 2000—2010年達(dá)0.83%， 為各時(shí)段最高； 1990—2000年最低， 為0.33%； 其他年份介于0.5%～0.6%。

為進(jìn)一步了解土地利用動(dòng)態(tài)度變化的空間差異， 分析研究區(qū)域1 km×1 km格網(wǎng)內(nèi)土地利用動(dòng)態(tài)度， 并依據(jù)其動(dòng)態(tài)度值域范圍及自然斷裂法，將各時(shí)段動(dòng)態(tài)度結(jié)果分為無(wú)變化(0%)、極慢(1%～3%)、慢速(3%～6%)、快速(6%～8%)、極快(8%～10%)5個(gè)級(jí)別。結(jié)果見圖3。極快變化區(qū)集中分布在距離海岸帶3～8 km范圍內(nèi)。其中1980—1990年極快變化區(qū)占2.90%， 主要分布在滄州沿海、灤河口沿海地區(qū)。1990—2000年極快變化區(qū)面積僅占1.28%，零星分布于海河河口、南大港濕地及曹妃甸沿海。2000—2010年研究區(qū)域極快變化區(qū)面積高達(dá)4.18%，廣泛分布于濱海新區(qū)、曹妃甸等地區(qū)及樂亭、黃驊、秦皇島市區(qū)沿海。2010年以來(lái)， 研究區(qū)域極快變化區(qū)下降至1.99%， 零星分布在海海地區(qū)及濱海新區(qū)、曹妃甸區(qū)、豐南區(qū)等地區(qū)。

3.2 土地利用類型轉(zhuǎn)移

近40 a來(lái)， 冀津海岸帶地區(qū)累計(jì)發(fā)生利用方式轉(zhuǎn)移的面積占研究區(qū)域的18.22%， 各土地類型之間的轉(zhuǎn)換情況見表3。主要的土地利用主要轉(zhuǎn)移特征可匯總為3大類： 耕地、養(yǎng)殖鹽田用地、灘涂轉(zhuǎn)為建設(shè)用地(6.20%)， 主要位于濱海新區(qū)、曹妃甸、樂亭、秦皇島市區(qū)及黃驊； 耕地、未利用地、灘涂轉(zhuǎn)為養(yǎng)殖鹽田用地(5.61%)， 主要位于黃驊、海興、曹妃甸； 灘涂、海域、養(yǎng)殖鹽田用地轉(zhuǎn)為待利用地(3.80%)， 主要位于濱海新區(qū)、曹妃甸、黃驊。

表3 1980—2018年冀津海岸帶地區(qū)土地利用轉(zhuǎn)換情況(km2)Tab. 3 Conversion matrix of land-use types during 1980-2018 (km2)

土地利用類型轉(zhuǎn)移特征具有時(shí)段差異性(圖4)。2000—2010年土地利用類型發(fā)生轉(zhuǎn)移的面積最大，達(dá)8.22%， 主要為耕地、養(yǎng)殖鹽田轉(zhuǎn)建設(shè)用地及灘涂、海域轉(zhuǎn)待利用地。1980—1990年土地利用類型發(fā)生轉(zhuǎn)移的面積占比達(dá)5.25%， 主要為耕地、灘涂及未利用地轉(zhuǎn)為養(yǎng)殖鹽田用地。其他時(shí)間段土地利用類型發(fā)生轉(zhuǎn)移的面積均低于5%， 其中1990—2000年主要的轉(zhuǎn)移類型為耕地轉(zhuǎn)為養(yǎng)殖鹽田用地， 2010—2018年主要的轉(zhuǎn)移類型包括耕地、養(yǎng)殖鹽田用地、待利用地轉(zhuǎn)為建設(shè)用地及養(yǎng)殖鹽田用地、海域轉(zhuǎn)為待利用地。

臨近海岸線的部分區(qū)域發(fā)生過(guò)兩次或以上的土地利用類型轉(zhuǎn)換(圖4)。其中發(fā)生過(guò)兩次土地利用轉(zhuǎn)換的區(qū)域總面積達(dá)453.11 km2， 占比達(dá)2.63%， 主要轉(zhuǎn)換類型包括耕地→養(yǎng)殖鹽田用地→建設(shè)用地、未利用地→養(yǎng)殖鹽田用地→建設(shè)用地、未利用地→耕地→養(yǎng)殖鹽田用地、灘涂→養(yǎng)殖鹽田用地→待利用地、未利用地→養(yǎng)殖鹽田用地→待利用地。發(fā)生過(guò)3次土地利用轉(zhuǎn)換的區(qū)域主要位于曹妃甸和樂亭， 總面積達(dá)32.23 km2， 轉(zhuǎn)換類型為灘涂、未利用地、耕地→養(yǎng)殖與鹽田用地→待利用地→建設(shè)用地。

圖4 土地利用轉(zhuǎn)換及空間分布Fig. 4 Land-use conversion types and its spatial distributions

3.3 土地利用強(qiáng)度及其變化

通過(guò)土地利用強(qiáng)度指數(shù)及其變化分析方法， 分別分析了研究區(qū)域各時(shí)期總體及分格網(wǎng)的土地利用強(qiáng)度及其變化， 結(jié)果見圖5。就全部研究區(qū)域而言，各時(shí)期土地利用強(qiáng)度分別為247.67、253.88、258.21、274.86、283.27， 總體呈現(xiàn)出持續(xù)上升的趨勢(shì)， 其中2000年后利用強(qiáng)度出現(xiàn)顯著增加。

借助3.2節(jié)生成的空間格網(wǎng)， 進(jìn)一步分析了研究區(qū)域土地利用強(qiáng)度變化時(shí)空差異及變化特征(圖5)。結(jié)果顯示， 研究區(qū)域土地利用強(qiáng)度變化顯著的區(qū)域在陸域集中于濱海新區(qū)、秦皇島市區(qū)， 在海域范圍內(nèi)集中于濱海新區(qū)、曹妃甸、樂亭、黃驊等地區(qū)， 其中土地利用強(qiáng)度出現(xiàn)3個(gè)層級(jí)及以上的變化區(qū)域占研究區(qū)域的3.93%， 主要位于黃驊、濱海新區(qū)、曹妃甸圍填海區(qū)域及樂亭沿海陸域， 港口或臨海工業(yè)區(qū)的建設(shè)使這些區(qū)域出現(xiàn)從難利用土地向最高強(qiáng)度的建設(shè)用地變化。

圖5 土地利用強(qiáng)度變化Fig. 5 Spatial and temporal variations in the intensity of land use utilization

時(shí)間變化上， 1980—2000年， 土地利用強(qiáng)度變化高值區(qū)面積僅占0.01%， 且多屬于零星分布， 主要的強(qiáng)度變化表現(xiàn)為從難利用土地向中等利用強(qiáng)度變化。2000年以來(lái)， 土地利用強(qiáng)度變化高值區(qū)明顯增加， 強(qiáng)度變化級(jí)別上表現(xiàn)為從難利用、中等強(qiáng)度向高強(qiáng)度變化； 其中2000—2010年土地利用強(qiáng)度顯著變化區(qū)集中于曹妃甸、濱海新區(qū)及黃驊港圍填海區(qū)域，2010年以來(lái)集中分布于濱海新區(qū)。

3.4 主要土地利用類型二級(jí)分類變化

建設(shè)用地、待利用地、養(yǎng)殖及鹽田用地是最主要的土地利用轉(zhuǎn)移目標(biāo)。在中科院土地利用分類系統(tǒng)的基礎(chǔ)上， 結(jié)合土地利用實(shí)際特征， 對(duì)主要土地利用類型進(jìn)行二級(jí)分類調(diào)整及分析。將建設(shè)用地劃分為城鎮(zhèn)用地、農(nóng)村居民點(diǎn)用地、工礦用地、陸域交通用地、港口堆場(chǎng)用地， 將養(yǎng)殖與鹽田用地劃分為養(yǎng)殖用地、鹽田用地， 將待利用地劃分為待利用土地和待利用圍海。各二級(jí)分類累計(jì)增幅、年變化率及時(shí)空變化情況見表4及圖6。

圖6 土地利用轉(zhuǎn)移主要目的類型二級(jí)分類時(shí)間變化特征Fig. 6 Temporal variation in the secondary classification of the main aim land-use conversion types

表4 土地利用轉(zhuǎn)移主要目的類型二級(jí)分類空間變化特征Tab. 4 Spatial variation in the secondary classification of the main aim land-use conversion types

結(jié)果顯示， 待利用土地、工礦用地、養(yǎng)殖用地及城鎮(zhèn)用地在研究期內(nèi)顯著增長(zhǎng)， 增量均在300 km2以上； 待利用地、港口堆場(chǎng)用地、工礦用地增長(zhǎng)較快，年變化率均在10%以上， 其中待利用地甚至接近400%。時(shí)間變化上， 近年來(lái)養(yǎng)殖用地及鹽田用地面積近年來(lái)都出現(xiàn)下降， 農(nóng)村居民點(diǎn)用地相對(duì)平穩(wěn)，面積增長(zhǎng)有限； 城鎮(zhèn)用地2000—2010年出現(xiàn)顯著增加， 2010年以來(lái)增量出現(xiàn)回落。工礦用地、待利用土地2000年以來(lái)仍處于持續(xù)增長(zhǎng)之中。

空間變化上， 滄州市城鎮(zhèn)用地、農(nóng)村居民點(diǎn)用地、交通用地、及鹽田用地年變化率居首位， 其中鹽田用地凈增量為各地市最高。秦皇島市城鎮(zhèn)用地、養(yǎng)殖用地年變化率居首位， 其中城鎮(zhèn)用地凈增量為各地市最高。唐山市工礦用地、交通用地年變化率居研究區(qū)域首位，港口用地、陸域交通用地、養(yǎng)殖用地增量為各地市最高。天津市工礦用地、待利用土地增量為各地市最高。

4 討論

4.1 海岸帶土地利用變化驅(qū)動(dòng)因素定量分析

前述研究顯示， 研究區(qū)域各類型土地顯著變化時(shí)段為2000—2010年。受篇幅及自變量數(shù)據(jù)所限，本文僅討論2000—2010年陸域部分土地利用變化驅(qū)動(dòng)因素。以數(shù)值連續(xù)且有意義的土地利用強(qiáng)度為因變量， 選擇可以量化且弱共線性的參數(shù)為自變量，使用地理加權(quán)回歸模型(GWR)對(duì)驅(qū)動(dòng)因素進(jìn)行量化分析。自變量包括地形， 與河流、城市中心、縣城中心、海岸線、港口、工業(yè)區(qū)、開放型交通線(國(guó)道與省道)、封閉型交通線(鐵路與高速公路)的距離， 人口[40]，GDP[41]， 共計(jì)12個(gè)自變量。受人口、GDP等自變量數(shù)據(jù)格式所限， 本文將研究區(qū)域劃分為1′為單位的網(wǎng)格， 計(jì)算各網(wǎng)格的因變量及自變量值并輸入模型。結(jié)果顯示， 2000年及2010年模擬結(jié)果的最優(yōu)帶寬均為72(即使用72個(gè)周圍樣本點(diǎn)參與局部回歸)， 調(diào)整后R2分別達(dá)0.837及0.836， 顯示模型擬合效果較好， 各影響因素均值及中值見表5。

表5 顯示， 除回歸常數(shù)之外， 回歸系數(shù)絕對(duì)值較高的影響因子包括地形、與城市中心距離、GDP、人口及與港口距離， 回歸系數(shù)絕對(duì)值的中值均在0.5以上， 顯示了中心城市、社會(huì)經(jīng)濟(jì)、人口分布、港口建設(shè)對(duì)土地利用強(qiáng)度的強(qiáng)大作用力以及自然條件對(duì)于開發(fā)利用活動(dòng)的限制。地形、回歸常數(shù)、與城市中心距離、與工業(yè)區(qū)距離、與開放型及封閉性交通線距離、與港口距離以負(fù)相關(guān)為主， 與河流距離、人口、GDP以正相關(guān)為主。

表5 GWR模型計(jì)算結(jié)果統(tǒng)計(jì)表Tab. 5 Regression Coefficient of Geographically Weighted Regression (GWR) model

2000年及2010年， 各驅(qū)動(dòng)因素的回歸系數(shù)出現(xiàn)了一定變化。地形、GDP、回歸常數(shù)等因素的驅(qū)動(dòng)效應(yīng)相對(duì)減弱， 一方面顯示了技術(shù)進(jìn)步逐漸克服地形的限制， 另一方面也顯示了2000年以來(lái)新城區(qū)規(guī)劃、建設(shè)與經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平之間不匹配性區(qū)域增多。人口、與港口距離等因子的驅(qū)動(dòng)效應(yīng)顯著增強(qiáng)， 顯示了人口聚集、港口建設(shè)是影響土地利用變化的剛性因素。

對(duì)于驅(qū)動(dòng)效應(yīng)顯著增強(qiáng)的驅(qū)動(dòng)因子， 將P≤0.05的網(wǎng)格區(qū)落于圖內(nèi)(圖7)。結(jié)果顯示， 相比于2000年，2010年人口、與港口距離、與城市中心距離、與工業(yè)區(qū)距離等因子所能解釋的區(qū)域有所增多： 主城區(qū)以外地區(qū)的人口數(shù)量對(duì)制約土地利用強(qiáng)度的正相關(guān)效應(yīng)增強(qiáng)， 天津港、京唐港和黃驊港對(duì)土地利用強(qiáng)度的驅(qū)動(dòng)效應(yīng)及影響面積不斷擴(kuò)大。

圖7 驅(qū)動(dòng)效應(yīng)增強(qiáng)的回歸系數(shù)的時(shí)空差異Fig. 7 Spatiotemporal differences in regression coefficients with the enhanced driving effect

4.2 海岸帶土地利用變化政策性驅(qū)動(dòng)因素

自然資源管理及生態(tài)環(huán)境保護(hù)政策的實(shí)施是近年來(lái)土地利用變化的重要影響因素。農(nóng)耕地保護(hù)方面， 2009年國(guó)家開始實(shí)施永久基本農(nóng)田保護(hù)制度[42]，有效保護(hù)了基本農(nóng)田， 降低了耕地的年動(dòng)態(tài)度變化幅度。濱海灘涂保護(hù)方面， 2011年國(guó)家發(fā)改委及國(guó)家海洋局出臺(tái)了圍填海計(jì)劃管理辦法[43]， 對(duì)各沿海省份每年的新增圍填海面積進(jìn)行指標(biāo)限定， 2017年國(guó)家海洋局出臺(tái)《關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)渤海生態(tài)環(huán)境保護(hù)工作的意見》[44]， 暫停渤海海域圍填海； 2018年初國(guó)務(wù)院文件《關(guān)于加強(qiáng)濱海濕地保護(hù)嚴(yán)格管控圍填海的通知》[45]進(jìn)一步作出在全國(guó)范圍內(nèi)嚴(yán)禁新增圍填海的決定， 這些決定和政策使得2010年以來(lái)冀津沿海地區(qū)灘涂轉(zhuǎn)換為其他用地類型的面積顯著減少。

土地財(cái)政依賴性強(qiáng)、土地開發(fā)后繼乏力是2000年來(lái)待利用地激增的主要原因。土地出讓是政府部門的重要財(cái)政收入來(lái)源。近年來(lái)， 地方政府為增加財(cái)政收入， 往往編制不符合當(dāng)?shù)匕l(fā)展條件和規(guī)律的城鎮(zhèn)規(guī)劃， 并借此多征地、多占地， 將大量土地提前納入儲(chǔ)備計(jì)劃[46]， 或在沿海地區(qū)超前推動(dòng)大規(guī)模填海造陸。而由于部分地區(qū)產(chǎn)業(yè)發(fā)展、城市發(fā)展及人口增長(zhǎng)并沒有隨時(shí)間變化出現(xiàn)城鎮(zhèn)規(guī)劃所設(shè)計(jì)的增長(zhǎng)情景， 如曹妃甸圍填海區(qū)、黃驊圍填海區(qū)、濱海新區(qū)的漢沽及大港等地， 導(dǎo)致城市土地開發(fā)后繼乏力， 儲(chǔ)備土地及填海土地大量閑置。

5 結(jié)論

改革開放以來(lái)， 冀津海岸帶地區(qū)土地利用動(dòng)態(tài)度達(dá)0.48%， 土地利用強(qiáng)度也由247.67上升至283.27，土地利用逐漸向養(yǎng)殖鹽田用地、待利用地及建設(shè)用地轉(zhuǎn)換。土地利用空間變化主要出現(xiàn)在濱海新區(qū)、曹妃甸等地區(qū)及樂亭、黃驊、秦皇島市區(qū)沿海， 且集中在距離海岸帶3 km～8 km范圍內(nèi)。時(shí)間變化方面土地利用動(dòng)態(tài)度峰值、強(qiáng)度增長(zhǎng)峰值區(qū)出現(xiàn)在2000—2010年。海岸帶土地利用變化主要受到地形、中心城市、GDP、人口、港口、政策等因素影響， 其中人口與GDP為強(qiáng)正相關(guān)因子， 地形、與中心城市距離、與港口距離為強(qiáng)負(fù)相關(guān)因子。相比于2010年， 地形、GDP、回歸常數(shù)等因素的驅(qū)動(dòng)效應(yīng)相對(duì)減弱， 而人口、與港口距離等因子的驅(qū)動(dòng)效應(yīng)顯著增強(qiáng)。政策性因素方面， 土地財(cái)政依賴性強(qiáng)、過(guò)于超前的規(guī)劃及后續(xù)開發(fā)乏力導(dǎo)致待利用地迅速增長(zhǎng)， 而2010年以來(lái)基本農(nóng)田保護(hù)制度、濱海濕地保護(hù)及嚴(yán)禁圍填海的政策的實(shí)施有效減弱了耕地及灘涂面積的下降趨勢(shì)。

為推動(dòng)冀津海岸帶地區(qū)土地資源高效及可持續(xù)利用， 保護(hù)沿海地區(qū)海洋生態(tài)環(huán)境， 當(dāng)前應(yīng)當(dāng)進(jìn)一步提高待利用地使用效率， 進(jìn)一步加強(qiáng)耕地及濱海灘涂資源保護(hù)， 加強(qiáng)土地利用高強(qiáng)度變化區(qū)域的生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)與修復(fù)。加強(qiáng)對(duì)囤積土地等行為的打擊力度， 加強(qiáng)待利用地的政府收儲(chǔ)管理， 鼓勵(lì)新增建設(shè)項(xiàng)目?jī)?yōu)先布局在待利用土地， 對(duì)長(zhǎng)期閑置的待利用土地試行梯級(jí)開發(fā)或就地建設(shè)為臨時(shí)綠地。嚴(yán)格執(zhí)行耕地及濱海濕地保護(hù)政策， 控制永久基本農(nóng)田、生態(tài)紅線區(qū)及自然保護(hù)區(qū)附近的土地利用變化率及強(qiáng)度增加趨勢(shì)， 在重要河口、重要濕地分布區(qū)推行退養(yǎng)還海還灘政策。對(duì)于由難利用地或低強(qiáng)度利用土地直接轉(zhuǎn)變?yōu)榻ㄔO(shè)用地的區(qū)域， 如曹妃甸、濱海新區(qū)、黃驊及樂亭沿海地區(qū)， 應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)陸域和海域生態(tài)環(huán)境的調(diào)查監(jiān)測(cè)， 識(shí)別富營(yíng)養(yǎng)化、重金屬污染、濕地退化等問(wèn)題， 及早對(duì)破損的生態(tài)系統(tǒng)和受污染的環(huán)境進(jìn)行修復(fù)。