城市化进程中土地利用变化及驱动力研究.docx

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城市化进程中土地利用变化及驱动力研究

城镇化进程中土地利用变化及驱动力研究

-以中牟县为例

李贞

摘要：

本文通过对中牟县2005年和2012年土地利用现状数据进行分析，得出中牟县近期的土地利用变化规律；采用主成分分析法对中牟县土地利用变化驱动因素进行分析，得出中牟县土地利用面临的挑战。

结果表明：

近年来中牟县未利用地、其他农用地面积大幅度较少，而建设用地等其他类型土地相应增加；影响中牟县土地利用变化的主要因素为GDP、固定资产投资总额、人口城镇化率等；伴随着郑汴一体化的实施，影响中牟县土地利用的上述因素将会进一步增强，为此提出在中牟县经济发展、城镇化推进的过程中要切实处理好经济发展与生态环境建设的矛盾，严格保护耕地，做好土地利用规划等措施。

关键词：

土地利用变化；主成分分析；郑汴一体化；生态环境建设

TheStudyofLandUseChangeandTheirDrivingForcesDuringtheProcessofUrbanization---TaketheCaseofZhongmouCounty

Abstract:

Lawoflandusechangecouldbedrawnfromtheanalysisoflandusechangebasedonthelandusedatain2005and2012inZhongmouCounty;MainfactorsthatresultinlandusechangeweregotthroughtprincipalcomponentanalysisthengetthefuturechallengesZhongmouCountylandusemayface;Resultsshowedthat:

InrecentyearsZhongmouCountyunusedlandandheragriculturallandreducedsignificantlywhileconstructionlandandothertypesoflandincreasedcorrespondingly;MajorfactorthataffectlandusechangeareGDP、totalinvestmentinfixedassets、implementationofZhengbianintegration,whichputfortheconomicdevelopmentofZhongmoucountyandTheprocessofurbanizationadvance.Soweshoulddealwitheffectivelythecontradictionbetweeneconomicdevelopmentandecologicalenvironmentconstruction,strictlyprotectarableland,makingproperlylanduseplanning.

Keywords：

LandUseChange；PrincipalComponentsAnalysis；IntegrationofZhenghzouandKaifeng；EcologicalEnvironmentConstruction

土地资源是人类赖以生存的重要资源之一，也是人类社会发展的物质基础。

土地利用作为人类对土地资源有目的、有方向性的改造活动始终贯穿在人类社会发展的整个历史进程中，是人类活动与自然环境相互作用、相互影响、共同发展和不断变化的产物。

近年来，我国城市化进程不断加快，而城市化的核心特征主要包括城市人口数量的增加和城市用地规模的扩大，城市化必然带来城市区域的外延扩张和城市内部用地结构的重组[1]。

人类活动对土地资源的压力越来越大，土地利用模式、程度也发生了重大改变。

土地利用变化的研究目的就是让人类在全球土地利用和土地覆被变化过程中不断地改善和提高认识，使土地利用的规划能力得以增强[2]。

最近有关土地利用变化研究的视野不断地由纯自然转向自然与社会结合，由全球变化不断地转向有针对性的区域变化，随着研究的深入，较小尺度、典型地区研究备受关注[3]。

为此，本文以郑州市中牟县为例，通过对其土地利用变化进行分析再借助SPSS软件分析中牟县土地利用驱动力，了解土地利用变化的机制，从而科学预测人类活动对土地资源可能造成的影响，进而做到防患于未然，为当地政府合理利用土地资源作参考。

1研究目的及意义

土地利用是指人类劳动与土地结合获得物质产品和服务的经济活动过程，通过这一过程人类与土地进行物质、能量、价值、信息的交流与转换。

人类对土地的利用和开发，开始于远古时期人类的出现，可以说土地利用的发展过程是人类社会的发展史和文明史。

可见土地利用与人类活动息息相关。

从整体上看，目前我国土地利用现状情况不容乐观。

近年来我国城市化发展的速度在加快，在快速的城市化进程和持续加快发展的社会经济影响下，区域土地利用结构的变化也不断加速。

同时存在着城市不断向外扩张和城市内部土地粗放经营的现象，使我国有限的土地资源越来越稀缺。

非农建设用地每年大约占用耕地大约500000hm2，其中城镇建设用地平均每年占用耕地的面积高达60000hm2以上，人均占地面积超过国家标准100m2的城市多达402个，占城市总体数量的67%以上，城市数量也由1978年的193个发展到目前的600多个[4]。

2005年4月17日河南省发改委受省委、省政府委托中原城市群规划中的开封专题座谈会在郑州新世纪大厦召开。

这次会议正式提出了“郑汴一体化”。

2005年10月郑汴城市通道开工启动，2006年11月19日正式建成通车，标志着郑汴一体化进入实质性阶段。

而中牟县西邻省会郑州东接开封市，在郑汴一体化过程中将迎来强大的发展机遇。

自2005年以来，郑州市中牟产业园区、郑州国际物流园区、郑州航空港区、郑州中小企业创业园、郑州日产产业园区、白沙工业园、张庄工业园等园区相继崛起。

与此同时，这些人类活动也必然伴随着一定的土地利用变化。

在“郑汴一体化”过程中，中牟县将不可避免的面临，维护粮食安全和推进城市化进程之间，保持耕地总量动态平衡和生态环境建设之间的矛盾将突出的表现为农业用地、建设用地和生态用地等土地资源的不同利用类型之间的转换与配置问题。

因此，在解决人口、资源、环境等问题上系统研究土地利用变化的机制、过程、发展趋势有着重要意义[5]，对于推动“郑汴一体化”健康发展、保护生态环境和推动中牟县经济发展提供建议。

2研究区域概况

2.1中牟县概况

中牟县位于北纬34°26′～34°56′、东经113°46′～114°12′之间，地处中原腹地、河南省中部偏东，隶属郑州市。

东邻古都开封市，西接省会郑州市，南与新郑市、尉氏县接壤，北濒黄河与原阳相望。

中牟县辖15个镇、1个乡、3个街道办事处：

韩寺镇、官渡镇、狼城岗镇、万滩镇、白沙镇、郑庵镇、张庄镇、黄店镇、大孟镇、九龙镇、雁鸣湖镇、刘集镇、八岗镇、姚家镇、三官庙镇、刁家乡、青年路、东风路、广惠街。

境域南北最大长度55公里，东西最大宽度39公里，总面积1406平方公里。

图1中牟县区域图

2.2自然条件

中牟县属黄淮平原，全县土地岗、洼相间，地形复杂，地貌多变。

县北中部受黄河、贾鲁河冲积影响，沿贾鲁河、运粮河形成自西北向东南略呈倾斜的两大扇形槽状地带。

南部受伏牛山余脉影响，岗垄起伏，自马陵岗至马河上源形成自西南向东北的分水岭。

全县基本地势是西高东低，南北高，中间低的槽状地带。

西南部最高，张庄镇湛庄村北的红土井为全县最高点，海拔154米；东南部最低，韩寺镇胡辛庄村东全县最低点，海拔73米；相对高差81米。

县城海拔78.1米。

属典型的中纬度暖温带大陆性季风气候，气候温和，四季分明，雨热同期。

水资源比较丰富。

2.3交通概况

中牟现代化一体化立体交通四通八达，航空、铁路、公路优势集于一体，地理位置极其优越。

郑开大道、郑汴物流大道、郑州南三环东延线、郑开城际铁路、310国道、220国道、连霍高速公路、郑民高速、陇海铁路、S102线自北而南梯次排开、横贯东西，京港澳高速、京广高铁（京港高铁）、S223线、郑州四港联动大道，前程大道、万三公路纵穿南北。

西连京广铁路、G107线，东接京九铁路、G106线。

县城北距连霍高速11公里，南距郑州新郑国际机场28公里，京港澳高速、郑州绕城高速、机场高速、郑民高速在县域西南部交汇。

2.4经济发展

2.4.1综合实力

2012年全年完成生产总值340.4亿元，比上年增长9.2%，其中：

第一产业增加值48.3亿元，比上年增长4.4%；第二产业增加值200.1亿元，比上年增长11.0%；第三产业增加值92.0亿元，比上年增长8.2%。

三次产业结构由上年的14.7:

59.1:

26.2变化为14.2:

58.8:

27.0，其中，第一产业所占比例比上年下降了0.5个百分点，第二产业所占比例比上年下降了0.3个百分点，第三产业所占比例比上年提升了0.8个百分点。

2.4.2农业经济

2012年全年粮食种植面积89.5万亩，比上年增长0.3%，其中：

小麦种植面积37.8万亩，比上年增长0.3%。

棉花种植面积2.3万亩，比上年下降37.8%。

油料种植面积30.2万亩，比上年增长3.8%。

蔬菜种植面积60.6万亩，比上年增长1.1%。

2.4.3工业经济

主动与汽车产业配套衔接，河南省6家汽车制造企业中，已有郑州日产汽车有限公司、郑州轻型汽车制造厂、郑州红宇专用汽车有限公司3家落户中牟。

2012年全年全部工业完成增加值177.3亿元，比上年增长11.1%。

规模以上工业企业（全部年产品销售收入2000万元及以上的法人工业企业，下同）完成增加值144.9亿元，比上年增长13.0%，其中：

非公有制工业增加值124.4亿元，比上年增长18.4%；高技术产业增加值7.6亿元，比上年增长23.8%。

2.4.4第三产业

中牟县连续4年成功举办“雁鸣湖大闸蟹美食节”，取得了良好的经济效益、社会效益和生态效益。

国际航空货运中心、现代物流等一批大型物流项目正在加紧规划建设。

信息、中介、公益、社区等新兴服务业发展迅速，金融、运输、邮政、通讯等产业保持较快增长势头。

现代物流等大型物流企业入驻中牟，“万村千乡”市场工程顺利实施，农村流通网络不断完善。

3土地利用变化研究方法及技术路线

3.1土地利用变化研究方法

3.1.1系统分析方法

中牟县土地利用变化是众多因素相互作用、相互影响的结果，这才形成了中牟县土地利用变化的驱动系统。

因此，要进行系统研究，把整个社会经济发展因素都包括在内，将土地利用变化与社会经济等各方面的影响因子综合起来同时考虑，这样才能找到土地利用变化机制，并对其规律进行深入研究。

3.1.2定性分析与定量分析相结合的方法

运用数理统计方法定量分析中牟县土地利用变化；在在定性分析的基础之上，运用数学方法建立数量模型，分析土地利用变化驱动力，探求土地利用变化的规律性。

3.2技术路线

研究目的及意义

研究区域概况

土地利用数量变化

单一土地利用变化

研究内容

区域土地利用相对变化

土地利用

变化分析

土地利用程度变化

土地利用驱动力分析

土地利用所面临的挑战

土地可持续利用对策

4土地利用变化分析

土地利用系统是一个客观存在的实体，有其自身发展变化的规律。

由于本文资料有限，对土地利用动态变化主要分析了土地利用类型的数量变化、土地利用类型在时间上的变化、区域土地利用相对变化和土地利用程度的变化等方面。

根据中牟县土地利用规划（2006-2020年）、2012年土地变更调查数据，可以得出中牟县2005年到2012年各类型土地的面积及其变化情况。

土地利用面积的变化反映了几类主要类型土地的总量变化，通过对比分析几个主要类型土地的数量变化，可以了解到本研究区域中土地利用变化的总体态势以及土地利用结构发生的变化。

参照2001年国家过渡时期土地分类体系，并考虑选取区域的实际情况和本论文的需要，采用二级地类分类标准进行分析。

其中一级类分别为农用地、建设用地和未利用地。

二级类分别为耕地、园地、林地、其他农用地、居民点及工矿用地、交通用地、水域及水利设施用地和未利用地。

4.1土地利用数量变化

表1中牟县2005-2012年土地利用的面积变化

土地利用类型

2005年（公顷）

比重%

2012年（公顷）

比重%

耕地

69520.06

49.46

76752.875

54.61

园地

1308.3

0.93

2580.801

1.84

林地

17603.56

12.52

18189.164

12.94

其他农用地

2991.76

2.13

1232.404

0.88

居民点及工矿用地

16690.2

11.87

17054.243

12.13

水域及水利设施用地

12410.21

8.83

9435.171

6.71

交通用地

3669.79

2.61

5292.289

3.77

未利用地

16365.52

11.64

10022.456

7.13

由表1可以看出2005年到2012年，一是未利用地、水域及水利设施用地和其他农用地呈减少趋势；二是居民点及工矿用地、交通用地、耕地、园地、林地、呈增加趋势；三是土地利用变化最明显的趋势是未利用地的大幅度减少，7年减少了6343.064公顷，其次是其他农用地也几乎没有了。

其中，耕地稳中有升的原因主要是规划的重要目标就是严格保护耕地以及确保耕地保有量。

《中共中央、国务院关于进一步加强土地管理切实保护耕地的通知》（中发[1997]11号）中指出：

“各省、自治区、直辖市必须按照耕地总量动态平衡的要求，做到本地耕地只能增加，不能减少，并努力提高耕地质量。

不符合上述原则和要求的土地利用总体规划，都要重新修订”。

同时，1998年出台的新的《中华人民共和国土地管理法》也规定：

“以省、自治区、直辖市为单位，实现耕地总量动态平衡”。

因此，在这一背景下中牟县大力推进土地开发复垦整理项目和农业结构调整，确保全县耕地占补平衡。

林地增加原因：

近年来，中牟县围绕“郑州生态城建设和林业生态县”这一目标，按照“政府为主导，群众为主体，全社会办林业”的方针，动员全县人民坚持以“大力造林、科技兴林、依法治林”为指导思想，以“防沙治沙、退耕还林、农田林网、通道绿化”为主要内容，开展长期不懈的造林绿化工作。

居民点及工矿用地增加的原因：

首先是因为郑汴一体化过程中，中牟县已经形成了郑州中小企业创业园、郑州日产产业园区、白沙工业园、张庄工业园等７大园区。

其次是人口的增加，根据中牟县国民经济与社会发展统计公报2005年全县人口共683866人，2012年全县人口710568人。

4.2单一土地利用变化

土地利用变化的动态度可以分为两种。

一种是单一土地利用动态度，另一种是综合土地利用动态度。

因为土地利用转化慢、增长快的特点没有得到综合土地利用动态度的重视，尤其是建设用地的动态变化过程，土地快速扩张的态势测算不能被模型很好的反映出来，与实际情况有很大的差异性[6]。

因此本文在研究中选用了单一土地利用动态度对土地利用变化速度进行定量分析。

单一土地利用动态度是表达一定时间范围内某研究区域内某种土地利用类型的数量变化情况，其表达式为：

公式

（1）

式中K——研究时段区某一种土地利用类型变化的动态度；

Ua——研究初期某一种土地利用类型的数量；

Ub——研究末期某一种土地利用类型的数量；

T——研究区域的时段长度；

本文在研究中选取的研究时段以年为单位，所以从数据中计算出的K值就是本研究区域内各类型土地利用的年度变化率。

根据上述公式和数据，计算得到各类型土地在2005--2012年单一土地利用动态度也就是各类型土地年变化率，也反映了土地利用类型变化速度差异大小。

单一土地利用动态度在对区域土地利用变化的程度以及预测未来土地利用变化趋势和区域差异中都表现出其具有积极的作用。

由表2可以看出，面积减少的土地利用类型中，其他农用地的年变化率最快，主要是因为：

城乡建设用地增减挂钩和农村土地整治工作的开展以及中牟县节约集约用地、加强农村土地整理，提高农村土地利用效率等措施的推进。

而面积增加的土地利用类型中，园地变化最快，主要因为基期年园地面积比较小。

表2研究区土地利用年变化率

土地利用类型

面积变化（公顷）

年度变化率（%）

耕地

7232.82

1.49

园地

1272.50

13.89

林地

585.60

0.48

其他农用地

-1759.36

-8.40

居民点及工矿用地

364.04

0.31

水域及水利设施用地

-2975.04

-3.42

交通用地

1622.50

6.32

未利用地

-6343.06

-5.54

4.3各区域土地利用土地利用相对变化率分析

土地利用相对变化率是指局部地区某类土地的变化率和整个区域该类土地的变化率的比值，反映的是土地利用的区域差异变化。

其计算公式为：

公式

（2）

式中D——相对变化率;

K——局部区域某一特定土地利用类型研究初期的面积；

Kb——局部区域某一特定土地利用类型研究末期的面积；

Ca——研究区该类型土地在研究初期的面积；

Cb——研究区该类型土地在研究末期的面积；

如果D>1，表示该局部区域的土地利用变化幅度大于全区该类土地的变化，反之则小于全区该类土地的变化。

根据公式计算出2005-2012年各区域各种土地利用类型相对于全县的变化率，见表3。

表3研究区土地利用相对变化率（%）

行政单位

耕地

园地

林地

其他农用地

居民点及工矿用地

水域及水利设施用地

交通用地

未利用地

八岗镇

1.06

0.64

1.15

0.16

0.99

0.58

1.02

5.27

白沙镇

1.23

1.98

0.78

1.45

0.65

0.80

1.05

1.90

城关镇

1.02

0.03

1.27

0.44

0.90

1.05

1.11

0.23

大孟镇

0.91

2.60

1.37

2.03

1.27

0.31

0.77

5.53

刁家乡

0.77

25.88

1.74

0.34

1.25

0.59

1.29

3.20

官渡镇

1.01

3.11

0.90

1.63

1.09

0.57

0.96

2.75

韩寺镇

0.94

1.43

1.47

1.60

1.10

1.01

1.12

4.28

黄店镇

0.99

1.16

0.87

0.41

1.21

1.11

1.43

4.32

九龙镇

1.49

0.17

0.81

1.31

0.92

0.29

1.04

1.85

狼城岗镇

1.05

1.29

0.33

1.46

0.79

2.70

0.67

0.36

刘集镇

1.10

1.35

0.97

2.47

0.89

0.37

0.90

7.56

三官庙乡

0.98

4.85

0.98

0.48

1.20

0.73

1.35

20.07

万滩镇

1.02

2.83

0.50

1.85

1.12

1.09

0.76

0.34

雁鸣湖乡

0.82

3.51

0.60

2.94

0.88

1.06

0.75

0.65

姚家乡

0.95

3.92

1.04

0.91

1.16

0.27

0.97

2.63

张庄镇

1.15

0.27

0.94

0.65

1.22

0.99

1.66

16.18

郑庵镇

0.95

2.38

1.42

0.31

0.99

0.42

1.05

2.44

4.3.1农用地土地利用相对变化率

由表3可知：

耕地相对变化：

九龙镇变化率最大，其次为白沙镇，分别达到1.49和1.23，查阅中牟县地图发现两镇均位于中牟县西面，与郑州市接壤，而耕地面积的锐减则主要因为九龙工业园区、郑州航空港区和白沙工业园区的建设。

耕地相对变化率较小的后三名为：

刁家乡、雁鸣湖乡、大孟镇，根据中牟县土地利用规划（2006-2020）得知，中牟县土地复垦潜力主要分布在雁鸣湖乡、刁家乡和大孟镇，因此耕地面积增加。

园地相对变化：

刁家乡的变化最大，达到25.88，主要是因为2005—2012年刁家乡园地面积锐减而且基期面积较小（2005年为93.15公顷，2012年为7.1公顷）；相对变化率最小的是城关镇，为0.03，原因也是基期面积较小而增加面积有限（2005年为1.88公顷，2012年为110.46公顷）。

林地相对变化：

最大的是刁家乡为1.74，其次为韩寺镇为1.47；17个乡镇中土地利用相对变化率均小于1的有10个，这说明中牟县立志打造林业生态县的措施已取得初步成效。

其他农用地相对变化：

其他农用地相对变化最大的是雁鸣湖镇，为1.85；其次为大孟镇2.03这与近年来中牟县积极开展土地复垦开发整理工作相适应。

4.3.2建设用地土地利用相对变化率

居民点及工矿用地相对变化：

居民点及工矿用地相对变化率>1的有大孟镇（1.27）、刁家乡（1.25）、张庄镇（1.22）、黄店镇（1.21）、三官庙乡（1.20）、姚家乡（1.16）、万滩镇（1.12）、韩寺镇（1.10）、官渡镇（1.09）说明这些镇居民点及工矿用地面积在减少，而相对变化率<1的有白沙镇（0.65）、狼牙岗镇（0.79）、雁鸣湖乡（0.88）、刘集镇（0.89）、郑庵镇和八岗镇均为0.99.说明这些地区居民点及工矿用地增加了，这些主要是在城乡建设用地增加挂钩政策背景下，农村居民点整治和郑汴一体化中牟经济发展的结果；

水域及水利设施用地相对变化：

水域及水利设施用地相对变化率最大的是狼牙岗镇，为2.70，这主要和狼牙岗镇的地理位置（北临黄河）有关，最小的为姚家乡为0.27；

交通用地相对变化：

交通用地相对变化最大的是张庄镇，为1.66，最小的为狼牙岗镇为0.67。

4.3.3未利用地土地利用相对变化率

未利用地相对变化：

未利用地相对变化最大的是三官庙乡，达20.07，一方面中牟县未利用地主要分布在县城北面和南面，另一方面郑州航空港区的建设使得三官庙乡未利用地得以迅速开发。

4.4土地利用程度变化

4.4.1土地利用程度综合指数

土地利用程度是对于土地利用的广度和深度的反映，它还同时表现在人类因素与自