神木市土地利用动态变化及驱动力分析

神木市土地利用动态变化及驱动力分析

长安大学西安710064

摘要:自20世纪90年代以来,随着人口、资源、环境问题的日益突出和全球变化研究的深入与发展,人们认识到土地利用变化研究对深入了解全球环境变化研究起着重要作用,并进一步加强了对土地利用变化的研究。本文以神木市例,在正确把握神木市的自然状况与社会经济状况的基础上,以土地利用为研究对象,通过对其2005-2014年10年间土地利用动态变化分析,从土地利用数量变化、土地利用程度变化、土地利用结构变化、土地利用空间格局变化等方面分析了神木市土地利用动态变化特征,揭示了神木市土地利用变化规律。通过对研究区域的自然、社会经济、政策等因素进行定量与定性的分析,得出重要驱动因素。

关键词:土地利用变化;驱动力;主成分分析;神木市

1.引言

神木市作为陕西省第一经济强县,其所处的黄土高原区是我国典型的风沙过渡区、农牧交错区和生态脆弱区。近几十年来,随着人口的急剧增加以及城镇化进程的加快,该区成为人与自然环境作用强烈之地带,经济发展迅速对神木市的土地造成很大的变化;另一方面,在国家相关政策的引导下,该地区开展了大规模的国家重大生态工程建设,如“三北防护林”、“水土保持林”、“退耕还草还林”等,使该区的土地利用/覆被状况变化成为中国土地覆被变化较为巨大的区域之一。国内众多学者一直关注该区的生态退化与恢复,近年开始利用遥感和地理信息系统等手段对该区的土地利用/覆被动态变化、驱动机制及生态环境效应等进行研究,对该区域的可持续发展具有重要的意义。本文从神木市的土地利用变化的幅度、程度及空间改变进行分析,并使用定性与定量相结合的方式对驱动力进行研究。具有以下两方面的意义:(1)通过分析土地利用变化的驱动因素,为政府做出有效地土地调控政策提供理论支持,为合理配置土地资源提供信息资料。(2)通过分析土地利用动态变化及其驱动力,发现土地利用中存在的问题,为该地区今后土地可持续利用提出政策建议。

2.研究区概况

神木市位于陕西省北部,地处陕晋蒙三省交界地带,位于东经109°37′—110°56′和北纬38°12′—39°27′之间,西北靠内蒙古伊金霍洛旗,东北接府谷县,东南与山西省兴县隔黄河相望,西南与榆阳区、佳县相邻,土地总面积7473.83平方公里。全市地势西北高东南低,地貌大体可分为黄土丘陵沟壑区、风沙草滩区及河谷川道区三大类型。境内主要有黄河、窟野河、秃尾河等河流及神湖(红碱淖)等湖泊。受中温带半干旱大陆性季风气候的影响,春季干旱多风,夏季短促炎热,秋季多雨集中,冬季寒冷漫长,多西北风,风沙频繁,无霜期短,日照丰富,全县年平均日照2876小时(2627-3214小时),年平均气温8.5℃,无霜期平均为169天。年平均降水量432.4毫米,年内和年际变化均较大。县域广阔,矿产资源丰富,主要有煤炭、石英砂、膨润土、岩盐、铁矿、石灰石、天然气等。

3.研究内容及数据来源:

(1)研究内容

第一部分:土地利用现状分析及变化分析。利用土地利用现状数据库的相关数据资料,从数量、程度和空间变化三个方面,分析各类用地的利用变化情况。具体而言,通过研究神木市2005——2014年各类土地的变化速度、幅度,以单一动态度、综合动态度、增减幅度等指标来研究土地利用数量变化情况;土地利用程度是土地利用广度和深度的体现,通过计算研究神木市2005——2014年的土地利用程度综合指数、土地利用程度变化量和变化率、土地利用率和垦殖率、景观偏离度等指标来反映该地区的土地利用程度;同时,借助景观生态学相关知识,采用土地利用多样性指数、优势度指数以及均匀度指数来表现该区域土地利用的空间变化特征。

第二部分:土地利用变化驱动力研究。从自然、社会经济以及政策角度,分析其驱动力。对自然因素主要采用定性的分析方法分析了地形地貌、矿产资源因素。对社会经济因素的分析,运用了主成分分析方法和定性的分析方法来分析土地利用变化驱动力。主要为以下步骤:①指标的选取及原始数据标准化,其中选取了神木市2005-2014年影响土地利用变化的13个社会经济因素的相关因子;②计算相关系数矩阵等,确定主成分个数;③依据载荷矩阵,确定主成分因子;④根据各因子得分系数矩阵等,计算主成分因子得分;⑤计算综合得分,判断驱动力影响。另外,行政因素和规划因素也是土地利用变化的重要驱动因素,在某一段时期会起到特定的作用。通过深入探讨影响林地增加、草地减少、建设用地增加的驱动因子,为将来土地利用规划提供科学依据。

(2)数据来源

神木市的社会经济状况资料主要来自于《陕西省统计年鉴》和陕西省统计局网站;神木市土地分类数据(2005-2014年)来自于《陕西省土地利用现状数据集》、《榆林市土地利用现状数据集》和《神木市县志》;2005年神木市各乡镇土地分类数据来自于《榆林市土地利用现状数据集》;神木市土地利用结构变化的驱动因子统计数据(2005-2014年)来自于《陕西省统计年鉴》和《陕西省国民经济和社会发展统计公报》。

4..结论与讨论

结论

本文利用神木市2005到2014年的各项统计数据,首先对该区域的土地利用现状以及土地利用变化进行了简单分析,然后通过主成分分析法对影响其土地利用变化的社会经济驱动力进行定量分析,并对自然、政策等因素进行定性分析。主要结论如下:

(1)土地利用动态变化情况是数量变化主要集中在林地、草地和耕地上,利用程度不断增强,空间变化多样性、均匀度趋于平缓,优势度稍有增强。在土地利用数量结构在整体上没有发生大的变化,主要集中在林地——草地——耕地,但各类土地利用类型之间却发生了较大转变。其中,林地增量最大,草地减量最大;城镇村及工矿用地增幅最大,其他土地减幅最大。土地利用变化的主要方向是草地、园地、水域及水利设施用地和其他土地转变为林地、耕地、城镇村及工矿用地、交通运输用地;其中其他土地减幅最多,减少幅度为92.03%;草地减少量最大,由380335.00公顷减少至278684.76公顷;这四类土地利用面积的减少可能由神木市植树造林以及耕地后备资源开发造成的,大面积的林木种植和耕地开发将草地和滩涂占用。在土地利用程度变化上,该区域的土地利用强度有稍有升高,这与当地的经济发展、与神木市政府的管理与“三北防护林”、“水土保持林”、“退耕还草还林”等政策的实施以及人们对自然环境保护意识的加强有关,从而导致了神木市耕地和林地数量的上升,土地利用程度只呈现出微弱上升的趋势。从土地利用的空间格局变化上看,可以发现人类对自然环境的影响正趋于平缓,土地利用类型向多样化缓慢发展。总的来说,神木市的土地利用处于一个发展平稳且不断走向成熟的时期。

(2)土地利用动态变化的驱动力是地形地貌、经济发展、人口增长与政策因素。影响该区域土地利用动态变化的自然驱动力为地形地貌和矿产资源,其中以地形地貌的影响较为严重。采用主成分分析法分析,选取年底总人口(万人)、第二产业(亿元)、第三产业(亿元)、工业增加值(亿元)、人均生产总值(元)、全社会固定资产投资(万元)、农村居民人均纯收入(元)、常用耕地面积(公顷)、粮食产量(吨)、社会消费品零售总额(万元)、普通中学专任教师数(人)、普通中学在校学生数(人)、卫生技术人员(人)这13个指标为研究因子,分析处理数据,可得到社会经济驱动力可以被归纳成2类,即人口因素、社会经济发展因素,这两个因素是神木市土地利用变化的主导因素。此外,政策因素也是该区域土地利用变化的主要因素之一。

3.讨论

本文主要存在以下几点不足之处:

(1)土地利用变化过程的复杂性决定了需要从长时间来全面分析土地利用变化。本文在对神木市土地利用变化的研究过程中,从土地利用数量、程度和空间的方面出发,但由于所收集到的数据有限,只对2005年和2014年进行了对比研究,而没有对2005到2014年中的每一年进行分析研究,未能反映每一年的变化趋势,因此这是本文写作的一个不足之处。

(2)由于缺乏遥感图像,本文无法通过对各时间段的遥感图像进行叠加而对神木市的土地区域性变化差异进行分析。同时,也无法对土地利用变化产生的生态环境影响进行分析。

(3)本文初步探讨了神木市土地利用变化的驱动力,但是,由于数据缺乏,收集到的指标有限,部分指标可能不具有代表性,建立的数据模型可能存在偏差;而且仅建立了影响土地利用结构变化的社会经济发展驱动模型,未能更进一步地将自然、社会经济发展和土地利用政策制度因子与土地利用结构变化有机结合起来,建立出自然、社会经济发展、政策制度相结合的驱动机制模型。

由于本人在理论上和技术上的缺陷,本文某些方面的分析研究尚欠深度,有待于进一步的提高和完善。在今后的学习生活中,我将会继续关注和深入学习有关土地利用变化及其驱动力分析的相关研究方法,并广泛收集有效信息,使所建立的评价指标体系更加全面,使分析结果能全面准确的反映神木市土地利用的具体情况,为神木市未来发展提供科学的建议,这方面将是我今后研究的重点。

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