青岛市土地利用变化与驱动力分析研究.docx

1、青岛市土地利用变化与驱动力分析研究摘要土地利用变化与驱动力分析研究是土地资源管理的前沿及热点问题，主要研究土地利用类型变化规律、自然和社会经济活动驱动力对土地生态系统变化的影响作用，是当代国际地球科学，尤其是地球表层系统研究领域的重要内容。加强土地资源在数量、空间和质量方面变化的研究对于保障区域经济的持续发展，保证人类的生存环境条件安全，具有十分重要积极的作用。因此研究土地利用变化与其驱动力之间的关系，揭示其规律成为现实的必要性。本文以青岛市为研究对象，收集了青岛市从1995年到2007年时段内的土地利用数据，着重对青岛市土地利用类型的数量和利用程度变化进行分析，并收集2007年自然-社会经济

2、指标，分析了青岛市土地利用变化驱动力，然后运用CAD软件做出了驱动力空间分布图，最后对青岛土地利用可持续发展提出了对策和措施。关键词：土地利用变化 驱动力 青岛市ABSTRACTStudy on dynamic land use changes and driving forces is a front and hotpoint problem to land resources management, mainly researched the type variety regulation of land use, natural and community economy driving

3、 forces to change land ecosystem. It is the important content of contemporary international geoscience, especially in the research realm of the Earth surface layer system. There is a very important function to strengthen the research of land resource change on the aspects of amount, space and qualit

4、y to guarantee the sustainable development of regional economy and make the human existence environment condition to be safety. So，the study of the relationship between land-use change and its driving force revealed the need to become a reality.In this paper, Qingdao is the subject, the change and c

5、onversion of the number of types of land-use from 1995 to 2007 are analyzied, and the collection of natural 2007 socio-economic indicators of fuzzy comprehensive evaluation model of the Qingdao Municipal Land Use Changes driving force of research, and then use software CAD to make the driving force

6、distribution map, last Qingdao land-use sustainable development strategies and measures are proposed.Key words: Land use change；driving force; Qingdao city1 前言土地是人类社会经济活动的载体。土地利用是人类对作为生产生活资料的土地的利用方式和强度；土地利用动态变化在数量、方式、强度、结构和趋势等方面存在很大的差异；土地利用动态变化反映了土地利用的发展变化趋势。全面、客观地反映土地利用动态变化可为制定长期、可持续发展的土地管理和土地规划提供数

7、据。11 土地利用、土地覆被的涵义土地利用与土地覆被是两个容易混淆的概念，它们之间既有密切联系，又有本质区别。在进行土地利用/土地覆被变化研究时，必须弄清楚两者的内在涵义及相互之间的关系。关于土地利用，国内外许多学者和机构都进行了解释，“国际地圈与生物圈计划”(IGBP)和“全球环境变化人文计划”(LHDP)(1995)认为:土地利用是指人类为获取所需的产品或服务而进行的对土地自然属性的利用目的、方式和意图。Turner (1994)认为土地利用即指人类对土地的使用，是对土地覆被方式的一种利用，包括:移民定居、耕作、牧场放牧、休闲等等，通常一种土地利用类型可以包括多种土地覆被类型。联合国粮农组

8、织(FAO)认为:土地利用是由自然条件和人的干预所决定的土地的功能。我国学者认为土地利用是人们为了某种目的，对土地资源进行开发和改造整治的活动方式和过程;土地利用的实质是对土地功能的利用。由此可见，土地利用是人类的一种社会经济现象，利用土地的特性和功能，来满足自身需求的活动方式和过程。它强调土地的使用状况和土地的社会、经济属性。如农业、林业、牧业和城市发展等人类对土地有关的自然资源的利用活动属于土地利用范畴，而作物、森林、草原、道路、建筑物和冰川、水体则属于土地覆被范畴。土地覆被是指地球陆地层和近地面层的自然状态，是自然过程和人类共同作用的结果(IGBP和LHDP)。美国“全球环境变化研究计划

9、”(USSGCR)将其定义为“地球表面当前所具有的自然和人为影响所形成的覆被物，包括地表植被、土壤、冰川、湖泊、沼泽、湿地及道路等”;地形、地表水及人文结构。也就是说“它包含了地球陆地表层和近地面层的自然状态”。“土地覆被即指覆被地面的自然物体和人工建筑物，包括已利用和未利用的各种要素的综合体，其含义与土地利用相近，但研究角度有所不同，它着重于土地的自然属性”。土地覆被包含两个含义:土地覆被是陆地生物圈的重要组成部分；土地覆被最主要的组成部分是植被，但也包括土壤和陆地表面的水体。土地利用和土地覆被是两个既有联系又有区别的概念。土地利用侧重于土地的社会经济属性，土地覆被侧重于土地的自然属性。土地

10、利用/土地覆被的变化可划分为两类:改造与变异，前者指由一种土地覆被类型转变为另一类土地覆被类型，如由农业用地转变为非农业用地；后者指土地覆被类型内部的变化，如工业用地转变为商业居住用地的变化。1.2 土地利用动态变化国内外研究情况1.2.1 LUCC的研究内容（土地利用与土地覆盖变化）LUCC 研究是目前全球变化研究的前沿和热点问题，土地利用变化包括土地资源的数量、质量与土地利用结构随时间的变化，也包括土地利用的空间结构变化及土地利用类型组合方式的变化。土地利用变化可引起许多自然现象和生态过程的变化，如土壤侵蚀、地表径流、水分变化等等。在各种区域土地利用变化中，由城市化过程导致的大规模的土地利

11、用变化最为引人注目。城市是人类活动最为集中的地区，不断地经历着迅速发展变化，对城市空间拓展与土地利用变化进行监测与分析，是现代城市建设、城市管理和城市规划所面临的重要任务。1.2.2 LUCC研究的方法进展土地利用/覆被变化（LUCC）研究于1995 年启动。期间，LUCC 研究始终是全球变化研究的热点之一，并取得了丰硕的研究成果除了体现在LUCC 监测技术、驱动力、生态环境效应和建模研究等不同方面外，LUCC 研究在理论上也取得了非常大的突破。土地利用/覆被变化研究之所以能够取得重大突破，一方面是因为土地利用/覆被变化是引起其它全球变化问题的主要原因，因而在全球环境变化和可持续发展研究中占有

12、重要地位；另一方面是因为地球系统科学、全球环境变化以及可持续发展涉及到自然和人文多方面的问题，而在全球环境变化问题中，土地利用/覆被变化可以说是自然和人文过程交叉最为密切的问题LUCC的研究起初是从全球变化研究入手，发展到现在，开始重视典型区的研究；从简单的数量研究发展到空间变化上的研究；从简单的土地利用转换的研究发展到生态足迹、能流与物流的转换研究。总的来看，LUCC的研究是越来越微观。1.2.3 国外研究现状进入90年代以来，土地利用/覆盖变化的研究计划和项目层出不穷，屡见不鲜。IGBP(国际地圈/生物圈计划)与IHDP(全球环境变化的人文领域计划)于1993年2月委任了正式的核心计划委员

13、会，并于1995年联合提出了“土地利用/覆盖变化”研究计划，进行土地利用/覆盖变化研究。在这个计划具体的实施过程中，提出了土地利用/覆盖变化与人类生存和发展密切相关的五个问题及研究土地利用/覆盖变化问题的三个核心，阐明了土地利用/覆盖变化研究的主要内容（陈佑启等，2001）。1995年，国际应用系统分析研究所(IIASA)为了推动土地利用/覆盖变化方面的创造性研究和交叉学科研究，确立了研究土地利用/覆盖变化的LUCC项目，该项目的主要研究区域为欧洲和亚洲北部。研究的主要目标有两个：一是发展新方法，提出新概念，对复杂的人类-环境系统进行预测；二是应用上述理论和概念，为土地利用和粮食政策的制订提供

14、各种经济可行的方案，并对之进行科学的论证和评价。日本国立环境研究所、京都大学及东京农业大学所做的LU/GEC项目，是在日本环境署支持下开展的为全球环境保护而进行的土地利用项目，项目主要对亚太地区土地利用/覆盖变化情况进行可持续研究。它主要是利用数量模型与经济学模型，定量研究区域性的土地利用/覆盖变化，并最终进行预测。CLUE由Wageningen农业大学的Veldkamp、DeKoning等科学家组成的“土地利用变化及其影响模型”(Conversion of Land Use and its Effect)研究小组提出，近年来就CLUE模型的构造和CLUE模型的案例研究发表了一系列文章。该项目

15、以案例研究为主，运用统计分析方法，在不同尺度上对多种土地利用/覆盖类型的变化进行空间明确清晰的分配。除上述主要的研究组织和项目以外，还有多个项目是针对世界上不同的热点地区和不同的研究目的而设立，如联合国粮农组织(UN/FAO)土地利用的分类项目、国际地理联合会(LGU)的土地利用与土地覆盖变化研究项目等。1.2.4国内研究现状土地利用一直是我国地理学界和土地管理及相关部门的核心研究内容。早在20世纪30年代初，地理学家胡焕庸教授和农学家张心一就进行了比较系统的土地利用研究。1937年我国出版了中国土地利用一书，系统的阐述了旧中国土地利用的情况和存在的问题。新中国成立以后，随着经济的发展，我国也

16、开展了一系列服务于农业的土地利用研究。但这些研究仅局限于土地分类、分区、规划和管理等，而针对于土地利用变化的研究则是随着近年来国际上土地利用/土地覆被变化研究而发展起来的。中国土地利用变化研究主要是针对中国粮食安全、土地生态环境问题、典型土地利用变化和社会经济发展之间的关系等方面发展起来的。近年来，国家自然科学基金委员会、国土资源部、中国科学院地理与资源研究所、北京师范大学等科研单位均增强了土地利用/土地覆被变化等方面的研究，并建立了专门的研究机构。2001年国土资源部将“土地利用/土地覆被变化过程与效应”作为该年度重点科技项目。2002年国家自然科学基金委员会地球科学部会同生命科学部在北京召

17、开了“土地利用/土地覆被变化过程与环境效应学术研讨会。北京大学“地表过程分析与模拟”教育部重点实验室也把土地利用/土地覆被变化作为重点研究方向。这个阶段，中国主要的研究项目有：1998年，蔡运龙教授与傅伯杰研究员共同主持的项目“环渤海地区土地利用变化与土地可持续利用模式研究”。张柏“二十世纪东北平原土地覆被动态过程研究”。2000年，盛学斌“冀北农牧交错地带土地利用变化与环境演变”。杨子生“百南金沙江流域水土流失与土地利用安全格局研究”。2001年，刘国华“土地利用变化对土地质量的影响”。刘彦随“经济发达地区土地利用类型转化与土地资源优化配置研究”。刘盛和“半城市化地区土地利用变化与空间重组以

18、绍兴为例”。2002年，国家自然科学基金加人了资助力度。中国科学院地理与资源研究所刘纪远研究员“中国西部土地利用现代化过程的时空模式及形成演化机理”。李秀彬“潮河白河流域土地覆被变化的水文水资源效应”、龙花楼“长江沿线样带土地利用转型与土地可持续利用研究”、赵听奕“区域土地利用对气候变化的响应以北方农牧交错带为例”、塔西甫拉提塔里木盆地南部土地利用/土地覆盖变化及其对环境影响”、朱会义“晋北水蚀风蚀交错区土地利用变化及其侵蚀环境效应”、满志敏“苏皖地区近百年土地利用和驱动力研究”、张小全“土地利用变化对土壤碳的影响究”、李森“海南岛西部土地沙漠化过程及其动力机制研究”、张落成“经济发达地区城市

19、用地空间扩展与生态安全研究”、藏淑英“资源型城镇土地利用与景观动态研究以大庆市为例”等项目。1.3 土地利用变化驱动力的解释国内外许多学者依然积极针对LUCC结合我国各地实际展开研究，着重分析其研究方法、现状及存在问题Fu Congbin 认为土地利用/覆被变化的驱动力是：气候变化和人类活动土地利用变化深受社会经济因素的影响，这种影响与区域自然地理环境密切相关。在自然条件复杂的地区，各种自然因素对土地利用变化仍发挥着很大的作用；受自然因素限制较小的区域，土地利用变化主要是受经济发展、人口增长及政策等人文因素的控制土地利用变化的驱动因子除了具有空间差异外，时间差异性也非常明显。如我国长江三角洲地

20、区近五十年来耕地长序列统计资料和近五年的土地详查变更数据表明：近五十年来，长江三角洲地区耕地数量呈明显的波动减少趋势，出现了三次明显的耕地流失高峰；该过程中的明显突变主要是与国家的宏观政策背景相关联。研究土地利用变化的驱动机制，不仅要确定驱动因素，还要分析各驱动因素与土地利用变化之间的关系，度量各驱动因素对土地利用变化作用的程度，数量统计方法在这方面的研究中被广泛使用。然而，影响土地利用变化的因素错综复杂，在分析土地利用变化驱动因素的作用时，要细致全面的选择驱动因素。驱动因素的分析：土地利用变化的影响因素主要包括自然因素和人文因素两大类。自然因素包括气候波动、干旱、火灾、虫灾、洪水等；人文因素

21、包括人口、生产方式、生活方式、经济政策、市场需求等。土地利用变化主要是人类活动造成的，因此分析社会经济因素对土地利用变化的影响应摆在重要地位。影响土地利用变化的社会经济因素可分为直接因素和间接因素两类。直接因素包括：对土地产品的需求、对土地的投入、城市化进度、土地利用的集约化程度、土地权属、土地利用政策以及对土地资源保护的态度等；间接因素包括6个方面：人口变化、技术发展经济增长、政治经济政策、富裕程度和价值取向等，通过直接因素影响土地利用变化。土地利用变化的直接和间接的社会经济因素多种多样，与土地利用变化间的关系也非简单的线性关系，而且具有较大的区域差异。此外，在不同的时间尺度上，各种因素的作

22、用也明显不同。因此为解释土地利用/土地覆盖的全球变化，必须进行广泛的区域性个例研究，必须综合自然和社会多学科的知识和方法，建立的模型也应落实到空间上，即与地理信息系统相结合。这样的模型目前尚处在探索之中。1.4 本文研究的内容及意义1.4.1 研究内容本文把青岛市作为研究区域，结合土地利用及其它相关资料，运用土地利用变化研究模型对青岛市土地利用变化进行分析，探寻土地利用变化规律；结合社会经济方面的资料，提取青岛市土地利用变化驱动因子指标，采用定性与定量分析相结合的方法剖析土地利用变化驱动力，揭示区域土地利用变化与驱动力的关系，并制定青岛土地资源可持续利用的对策及措施。1.4.2 研究意义土地利

23、用随着人类的出现而产生，在原始捕猎阶段，人与自然（土地）的关系是消极的依赖自然、适应自然，行为上依附自然生态限制。随着人类对自然（土地）改造和利用能力的提高，人类开始加大向自然索取的力度索取的领域从土地延伸到整个生物圈，大大地加速了自然资源（土地资源）在经济过程中的消耗。随着工业化和城市化的发展，不良土地利用方式产生的耕地锐减、土壤质量退化，造成环境污染和生态破坏。时至今日土地资源的利用方式已成为世界性的资源、社会、经济和生态焦点问题。土地利用是人类根据自身和社会发展需要以及土地资源的自然特性对土地使用与改造的社会经济行为。土地利用既受自然环境的影响也受社会、经济、技术和历史文化的影响，已具有

24、很强的综合性和地域性。为了制定科学合理的土地利用规划，充分合理的利用土地，必须利用科学的方法对整个城市土地利用的复杂系统进行全面的分析。本研究以青岛市为例，对青岛近几年的土地利用情况进行分析，并提取城市发展过程中各种影响因素，利用一定的数学模型对这些因素进行筛选，保留主要因素，剔除次要因素，弄清城市土地利用随时间变化的规律性和根本驱动力，即对影响城市土地利用和导致各类用地发生变化的各项指标有一个宏观把握。通过本研究，有助于人们充分认识土地利用变化的作用机制，减少预测的不确定性，对解决经济发展与用地矛盾、土地可持续利用与发展以及城市建设规划均可起到借鉴作用。2 青岛市的资源环境概况2.1 研究区

25、概况青岛地处山东半岛东南部，位于东经119度30分121度，北纬35度35分37度09分。全市总面积10654平方公里，其中市区1102平方公里，所辖胶州、即墨、平度、胶南、莱西5市面积为9552平方公里。截至2004年，青岛市全市总人口731.12万人，农业人口467.92万人，非农业人口263.2万人，其中市区人口258.4万，五个县级市473.91万人。青岛市经济结构进一步调整优化。 三次产业结构的比例关系由1995年17.5:46.6:35.6调整为2002年的9.6:50.4:40，青岛市工业门类齐全，基础较好，是全国重要的工业生产基地之一。2002年综合经济实力在全城市中居第n位。

26、在15个副省级城市中居第5位，较上年前移1位。经过多年发展，青岛形成了一批有较大影响的重点企业集团，海尔集团、海信集团、青啤集团、颐中烟草集团、双星集团、澳柯玛集团等企业，综合势力居国内同行前列。为树立青岛市工业园发展典型，加快工业园建设步伐，到2002年初，青岛市政府己树立12个“青岛市重点工业园”。另外，青岛市拥有中国驰名商标6件，35个山东名牌和70个青岛名牌。2.1.1 行政区划青岛市地处山东半岛东南部，东、南濒临黄海，东北与烟台市毗邻，西与潍坊市相连，西南与日照市接壤。全市总面积10654平方公里，其中市区（含市南、市北、四方、李沧、崂山、城阳、黄岛七区）1102平方公里，所辖胶州、

27、胶南、即墨、平度、莱西五市9552平方公里。2.1.2 人口2004年底，全市共有731.12万人，比上年（下同）增长1.4。其中，市区258.4万人，增长4.7；五市472.72万人，基本持平。全市非农人口比重达到36，比上年提高0.9个百分点。全年新出生人口79341人，出生率10.93；死亡49230人，死亡率6.78；全年净增人口104422人，人口自然增长率4.15。全市登记暂住人口（1个月以上者）104.37万人，其中市内四区30.75万人。根据青岛市第五次人口普查（2000年）统计，全市除汉族外，有满、回、朝鲜、壮、蒙古、等50个少数民族，少数民族总人数为33012人，占全市总人

28、口的0.44。2.2 自然环境状况2.2.1 气候青岛地处北温带季风区域，属温带季风气候。市区由于海洋环境的直接调节，受来自洋面上的东南季风及海流、水团的影响，故又具有显著的海洋性气候特点。空气湿润。雨量充沛、温度适中，四季分明，市区年平均气温12.2。全年8月份最热，平均气温25.1；1月份最冷，平均气温-1.2。降水量年平均为775.6mm，春、夏、求三级雨量较多。年平均气压1008.0mm，年平均风速5.3m/s，以南东风为主导风向，年平均相对湿度73%，7月份最高，为89%；12月份最低，为68%。青岛海雾多频，年平均浓雾51.3天，轻雾108.2天。2.2.2 自然资源 青岛为海滨丘

29、陵城市，地势东高西低，南北两侧隆起，中间低陷，其中，山地约占全市总面积的，丘陵占，平原占洼地占。全市海岸分为岬湾相间的山基岩岸、山地港湾泥质粉砂岸及基岩砂砾质海岸等种基本类型。 浅海海底则有水下浅滩、现代沁下三角州及海冲蚀平原等。全市共有耕地42.7万公顷，森林覆盖面积21.53万公顷，沿海滩涂3.8万公顷，浅海水面5.8万公顷。青岛海区港湾众多，岸线曲折，滩涂广阔，水质肥沃，是多种水生物繁衍生息的场所，具有较高的经济价值和开发利用潜力。青岛市土壤主要有棕壤、砂姜黑土、潮土、褐土、盐土等5个土类棕壤面积49.37万公顷，占土壤总面积的59.8%，是全市分布最广、面积最大的土壤类型，主要分布在山

30、地丘陵及山前平原，土壤发育程度受地形部位影响，由高到低依次分为棕壤性土、棕壤、潮棕壤等3个土属，棕壤性土因地形部位高、坡度大、土层薄、侵蚀重、肥力低，多为林、牧业用。棕壤和潮棕壤是青岛市主要粮食经济作物种植土壤。 砂姜黑土面积17.69万公顷，占土壤总面积的21.42%。主要分布在莱西南部、平度西南部、即墨西北部、胶州北部浅平洼地上。该类土壤土层深厚，土质偏粘，表土轻壤至重壤，物理性状较差，水气热状况不够协调，速效养分低。 潮土面积14.49万公顷，占土壤总面积的17.55%。主要分布在大沽河、五沽河、胶莱河下游的沿河平地。因距河道远近不同，土壤质地、土体构型差异较大。近海地带常受海盐影响形成

31、盐化潮土，土壤肥力和利用方向差异较大。 褐土面积6333.33公顷，占土壤总面积的0.77%。零星分布在平度、莱西、胶南的石灰岩残丘中上部。 盐土面积3666.67公顷，占土壤总面积的0.44%，分布在各滨海低地和滨海滩地。 青岛地区矿藏多为非金属矿。截至1996年，已发现各类矿产44种，已被开发利用的有27种。优势矿产资源有石墨、饰材花岗岩、饰材大理岩、矿泉水、透辉岩、金、滑石、沸石岩。潜在优势矿产资源有重晶石、白云岩、膨润土、钾长石、石英岩、珍珠岩、莹石、地热。石墨、金、透辉岩主要分布在平度市和莱西市；饰材花岗岩主要分布在崂山区、平度市、胶南市；饰材大理岩主要分布在平度市；矿泉水在青岛市辖

32、区内均有分布，主要集中在城阳区、崂山区及市内四区和即墨市；滑石主要分布在平度市；沸石岩、珍珠岩、膨润土主要分布在莱西市、胶州市、即墨市和城阳区；重晶石、莹石主要分布在胶州市、即墨市、平度市和胶南市；地热资源主要分布在即墨市2.3 社会经济状况经初步核算，2009年全市实现生产总值4890.33亿元，按可比价格计算，比上年增长12.2%。其中，第一产业增加值230.25亿元，增长3.0%；第二产业增加值2449.80亿元，增长12.7%；第三产业增加值2210.28亿元，增长12.5%。全年城市居民人均可支配收入22368元，比上年增长9.3%；农民人均纯收入9249元，增长8.7%。全年累计完成国内税收378亿元，同比增长29% ；各商业银行实现利润109亿元，同比增长8.35% ，完成地方营业税及附加14.68亿元；市内各区在年初确定的区办实事也已基本完成 。 青岛是中国沿海开放城市之一，是山东省最大的工业城市，也是中国著名的“品牌之都”。工业有纺织、机车车辆、机械、化学、石油化工、钢铁、橡胶、家用电器、啤酒、卷烟等。有驰名中外的青岛啤酒、海