兰州市土地利用变化及驱动因素的研究.pdf
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1、2023 年 9 月中国林业经济September.2023第 5 期(总第 182 期)CHINA FORESTRY ECONOMICSNo.5(Total 182)研究报告兰州市土地利用变化及驱动因素的研究曹 薇(甘肃农业大学 管理学院,兰州 730070)收稿日期:2023-07-21基金项目:甘肃省高等学校科研经费项目(2019A-046)作者简介:曹薇(1999-),女,山西晋城人,硕士研究生。责任编辑:郑德胜摘 要:以兰州市为研究对象,分析兰州市 20102020 年土地利用变化,通过土地利用变化特征,自然和社会因素对兰州市的土地进行分析研究,利用主成分分析方法分析社会因素,以此得
2、到驱动兰州市土地利用变化的主要因素。研究结果显示:(1)兰州市 20102020 年间耕地、林地变为草地、城乡、工矿居民用地,草地变为城乡、工矿居民用地、耕地,其他用地转变为草地;(2)兰州市土地利用综合指数不断上升,土地利用处于发展阶段。自然因素在一定程度上决定了兰州市的土地利用变化模式。关键词:兰州市;土地利用变化;驱动因素中图分类号:F301.24文献标识码:A文章编号:1673-5919(2023)05-0020-06DOI:10.13691/23-1539/f.2023.05.003Research on Land Use Change and Driving Factors in
3、Lanzhou CityCAO Wei(College of Management,Gansu Agricultural University,Lanzhou 730070,China)Abstract:Taking Lanzhou City as the research object,this paper analyzed the land use changes in Lanzhou City from 2010 to 2020,and used the principal component analysis to study the main fac-tors driving lan
4、d use changes in Lanzhou City.The study drawn the following conclusions:(1)The cultivated land and forest land became grassland,urban-rural,and industrial and mining residential land,grassland became urban-rural,industrial and mining residential land,cultivated land,and other land became grassland i
5、n Lanzhou City between 2010 and 2020.(2)The comprehensive in-dex of land use in Lanzhou City was constantly rising,and land use was in the development stage.Natural factors determined the land use change pattern in Lanzhou City in a certain extent.Key words:Lanzhou;Land use change;Driving factors土地是
6、由相互作用的各种自然要素构成的综合体,并且受到社会活动过程的影响,并又同时具备着自然属性和社会经济属性1。土地利用变化模型也是研究土地的使用和变化规律的重要工具,目前许多领域都对这个问题非常感兴趣2。确定土地利用过程中的自然和社会经济驱动因素及其过程,对于促进该地区的可持续土地利用和社会发展至关重要3。随着我国经济的飞速发展,各个行业也有了极大的发展机遇,城镇化进程不断加快导致土地利用结构发生了巨大的变化,如果过度的开发土地,会引起水土流失、土地沙化,严重影响农业生产及物种多样性,因此研究土地利用结构变化及其变化过程,研究未来土地利用变化趋势越来越重要。国外还比较注重土地和生态环境之间的关联性
7、4。Rahman 等对孟加拉国库图比亚岛的土地损失、土地覆盖和变化以及土地的利用问题展开了系统深入的研究,使用GIS 技术确定出八种完全不同类型的土地利用评价模型5。Yin Qinghui6等人在 GIS 技术的帮助指导下,以乡镇村为主要研究对象,深入地研究分析了我国城郊区土地资源利用格局的历史变迁过程及其主要变化因素。研究表明,自然因素在较长的时间内会对土地利用有重大影响,但短期时间,社会经济因素起着重要作用。我国也有许多学者对土地利用变化驱动因素进行了深入的研究7。本文将以兰州市 20102020 年的土地利用变化作为研究对象,首先从三个方向分析兰州市土地利02 2023 年第 5 期曹
8、薇:兰州市土地利用变化及驱动因素的研究研究报告用变化特征,分别是土地利用面积转移矩阵、土地利用动态度以及土地利用程度,得出了 20102020年兰州市土地利用变化的情况;其次从自然和社会经济因素分析出对兰州市土地利用变化影响最大的因素;最后用主成分分析法得到影响兰州市土地利用变化的主要驱动因素。1 研究区概况及数据来源1.1 研究区概况兰州市位于甘肃省中东部,总面积 13 083 km2,下辖三县五区,包括城关区、七里河区、西固区、安宁区、红古区,永登县、榆中县、皋兰县11如图 1 所示,兰州市属于温带大陆性气候,年平均气温9.8,年气温差异较大,年平均降水量327 mm,年平均日照时数 2
9、446 h 左右,无霜期180 d。兰州市海拔在 1 5003 000 m,由西南逐渐往东北倾斜,地貌形态复杂多变、交错分布。市域内水资源丰富,贯穿市域的黄河及其支流湟水,黄河干流兰州段全长 152 km,全年总用水量 9.95 亿 m3。2020 年底兰州市常住人口为 437.8 万人,同上年相比增加了 58 710 人,其中城镇地区人口在总人数中占比 56%,人口密度为 331 人/km2。2020 年兰州市生产总值为 2 886.74 亿元。按常住人口算,人均生产总值达到66 680 元。城市居民人均可供支配的收入为 40 152 元,农村居民人均可供支配的收入 14 652 元12。兰
10、州市 2020 年粮食产量达 33.64 万 t,社会消费品零售总额为 1 641.23 亿元。图 1 2020 年兰州市土地利用现状图表1.1.1 兰州市土地利用现状2020 年兰州市土地总面积为 13 100 km2,其中耕地 面 积 占 总 面 积 19.90%,种 植 园 地 面 积 占1.37%,林地面积占 11.32%,草地占 54.28%,湿地占 0.29%,城乡、工矿居民用地占 5.73%,交通运输用地占 1.79%,水域面积占 0.68%,其他土地占 4.63%,如图 1 所示为 2020 年兰州市土地利用类型占比。1.2 数据来源及处理本文需要用到的兰州市 20102020
11、 年的土地利用数据来源于兰州市 20102020 年土地利用变更数据库、社会经济数据来源于 20112021 年甘肃省统计年鉴和 20112021 年兰州市统计年鉴。通过对相关文献和书籍等资料的阅读,对土地利用变化、驱动因素资料进行收集、整理和总结。了解其研究动态、研究内容、研究方法等,以此为基础确定本次研究兰州市土地利用变化的研究方向和思路。利用 ArcGIS 软件,分析土地利用变化,将不同时期的土地数据进行分析,以不同的颜色反映在图上,直观地呈现出土地利用空间变化,进而分析影响兰州市土地利用变化的主要驱动因素。2 兰州市土地利用变化特征分析本节利用面积转移矩阵、动态度两种方式分析兰州市土地
12、利用变化特征,为接下来的驱动因素的研究做好数据支撑。故分析 20102015 年、20152020 年以及 20102020 年土地利用变化,以 2015 年作为中间年份。2.1 土地利用结构变化分析根据地理监测平台提供的兰州市 20102020 年土地利用数据,分析兰州市 2010 年、2015 年以及2020 年的土地利用类型变化。利用土地利用类型图得出兰州市土地利用变化特征。由兰州市2010 年、2015 年以及2020 年土地利用类型图如2 所示,草地、耕地和林地是兰州市占比较大的土地利用类型。耕地多在南部、北部中心地区,林地主要分布在兰州市南部和西北部地区,草地分布范围较广,主要分布
13、在兰州市东部地区。未利用土地占地较小,主要分布在兰州市南部地区,城乡、工矿居民用地主要分布在兰州市南部地区,水域贯穿兰州。2.2 土地利用类型转换变化分析计算兰州市三个阶段(20102015 年、20152020 年、20102020 年)的土地利用类型转移矩阵,分析不同时间段的土地利用类型转换。12 研究报告中 国 林 业 经 济2023 年第 5 期图 2 2010、2015、2020 年兰州市土地利用类型图表 1 兰州市 2010、2015 与 2020 年各土地利用类型面积(hm2)及占比(%)类型2010 年2015 年2020 年面积占比面积占比面积占比耕地4 079 98728.
14、324 011 46227.843 859 90926.79林地890 0986.18888 1876.17873 6476.06草地8 806 93761.13877574360.928 610 25759.77水域75 4370.5275 5480.5283 6830.58城乡、工矿居民用地456 7033.17525 5413.65895 3456.21其他土地97 2600.68129 9820.983 5710.582.2.1 面积转移矩阵(1)兰州市 20102015 年土地利用类型转换兰州市这五年间草地面积减少为 31 194 hm2,主要转出为耕地和其他用地,较多转入为耕地。城
15、乡、工矿居民用地面积增加了 68 838 hm2,由耕地转化来,转出为耕地。耕地面积减少面积为68 525 hm2,主要转出为草地和城乡、工矿居民用地,主要流入来源是草地。林地面积减少为1 611 hm2,主要转出为草地,主要流入来源是草地和耕地。水域用地面积增加为 111 hm2,主要由耕地转换而来,流出主要转变为耕地和草地。其他土地面积增加为 32 722 hm2,主要由草地和耕地转换而来,流出主要转变为草地和耕地。兰州市 20102015 年土地利用类型转换如表 2 所示。表 2 20102015 年兰州市土地利用类型面积转移矩阵(hm2)2010 年2015 年草地城乡、工耕地林地水域
16、其他土地总计草地783 143.53506.045 704.45754.7136.622 394.64792 539城乡、工107.0240 572.5349.4544.1222.37.741 103.08耕地5 322.376015.09354 244.52380.78124.51 084.53367 171.8林地819.57172.77355.1478 657.2241.0534.4180 080.16水域76.5424.4887.4226.556 555.431.276 771.7其他土地262.537.27261.9744.121.768 175.668 753.31总计789 73
17、1.5647 298.15361 002.9679 907.516 781.6611 698.21 296 420.04(2)兰州市 20152020 年土地利用类型转换总体上看,20152020 年,兰州市草地面积减少 165 486 hm2,主要转出为城乡、工矿居民用地和耕地,主要流入来源为耕地。城乡、工矿居民用地增加面积为 369 804 hm2,转入为耕地和草地,转出22 2023 年第 5 期曹 薇:兰州市土地利用变化及驱动因素的研究研究报告为耕地。耕地面积减少了 151 553 hm2,主要转出为草地和城乡、工矿居民用地,主要流入来源是草地。林地面积减少面积为 14 540 hm2
18、,主要转出为草地,城乡、工矿居民用地和耕地;由草地和耕地转来。水域用地面积增加了 8 135 hm2,主要由耕地转变,流出主要转变为耕地和城乡、工矿居民用地。其他土地面积减少面积为 46 411 hm2,主要由草地,城乡、工矿居民用地和耕地转换而来,流出主要转变为草地。如表 3 所示。表 3 兰州市 20152020 年土地利用类型面积转移矩阵(hm2)2015 年2020 年草地城乡、工耕地林地水域其他土地总计草地754 680.6313 577.0616 383.513 429.15169.971 308.35789 548.67城乡、工931.0844 068.351 771.02191
19、.64193.95140.7947 296.83耕地15 472.0816 973.26325 881.061 070.14693.69846.69360 936.8林地2 202.142 161.71 562.9573 741.56113.9666.2779 848.59水域117.18338.55311.7377.125 900.554.926 750.05其他土地1 256.63 459.371 394.6133.96399.465 153.9111 697.92总计774 659.780 578.31347 304.8978 543.457 471.587 520.931 296 07
20、8.85(3)兰州市 20102020 年土地利用类型转换总体上看,20102020 年,兰州市草地面积减少 196 680 hm2,主要转出为城乡、工矿居民用地和耕地,较多转入来源为耕地。城乡、工矿居民用地增加面积为 438 642 hm2,转入为耕地和草地,较多转出为耕地。耕地面积减少了 220 078 hm2,主要转出为草地和城乡、工矿居民用地,主要流入来源是草地。林地面积减少 16 451 hm2,主要转出为草地和城乡、工矿居民用地,转入为草地。水域用地面积增加了 8 246 hm2,较多从耕地转换而来,流出主要转变为耕地和城乡、工矿居民用地。其他土地面积减少了 13 689 hm2,
21、主要由草地和耕地转换而来,流出主要转变为草地。如表 4 所示。表 4 兰州市 20102020 年土地利用类型面积转移矩阵(hm2)2010 年2020 年草地城乡、工耕地林地水域其他土地总计草地756 562.5615 691.6615 342.183 210.44176.531 400.58792 383.96城乡、工779.8838 608.051 290.05163.4138.5121.9841 101.87耕地14 090.1522 880.5327 725.2974.37752.45690.84367 113.5林地2 055.052 273.031 432.3174 105.31
22、97.466.8780 029.97水域115.3372.06290.2674.645 893.391.036 746.68其他土地1 083.58753.391 232.8424.21419.375 239.658 753.04总计774 686.5280 578.69347 312.8578 552.377 477.637 520.951 296 129.01根据兰州市 20102015 年、20152020 年和 20102020 年这三个时间段的土地利用面积转移矩阵可以看出,兰州市这 10 年间土地利用类型变化明显,其中草地、耕地、林地的面积一直在减少,一方面是由于人口的增加、经济的发
23、展导致城乡建设用地大量增加;另一方面由于水域对人民生产生活有重要的作用,所以水域面积增加。2.3 土地利用变化速度分析下面利用土地利用动态度来表现(20102015 年、20152020 年、20102020 年)兰州市土地利用类型的变化速度。结果如表 5 所示。K=Ub-UaUa 1T 100%Ua代表研究开始时期任何一种土地类型的面积;Ub代表研究结束时期任何一种土地类型的面积;32 研究报告中 国 林 业 经 济2023 年第 5 期T 指研究时间;K 指这一时间段内土地利用变化率13。20102015 年,兰州市耕地、林地、草地面积减少,其中减少最快的是耕地,减少率为 0.34%。水域
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