《毕业论文(答辩) 黑河中游土地利用动态变化及驱动力研究》

黑河中游土地利用动态变化及驱动力研究以甘州区为例,硕士研究生毕业论文,指导教师：XXX 教授报 告 人：XXX专业名称：人文地理学研究方向：城市与区域发展研究,Company Logo,主要汇报内容,Company Logo,1 前言选题的背景,土地是人类赖以生存与发展的重要资源，在“人口-资源-环境-发展(PRED)”复合系统中处于基础地位。土地利用变化相关研究是目前全球变化研究的核心问题，我国人口基数巨大、土地相对有限特别是耕地资源，土地利用形势严峻。土地利用动态变化及驱动力问题研究广泛涉及到资源的有效开发利用与合理保护，生态环境保护与治理，耕地保护与粮食安全，社会经济的可持续发展等一系列重大问题，在土地利用变化机制研究中一直占据着主导地位。,Company Logo,1 前言选题的意义,理论意义： 通过本文研究，有助于人们充分认识干旱内陆河流域土地利用变化的作用机制，减少预测的不确定性，揭示各种自然、人文因素对土地资源可持续利用的影响，为人类未来的土地利用及规划提供必要警示，从而有利于促进干旱内陆河流域土地利用变化与生态环境、社会经济之间的协调发展。,土地利用动态变化及驱动力研究,现实意义：甘州区南北两面环山，黑河横贯全境，黑河是我国西北干旱地区第二大内陆河，在干旱区内陆河流域中可谓是典型的代表。运用土地利用变化研究的相关模型对甘州区土地利用变化进行分析，探寻甘州区土地利用变化规律；采用定性与定量分析相结合的方法分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。,Company Logo,国内研究进展,1 前言国内外研究进展,我国土地利用问题始于20世纪50年代末，早期的土地利用研究以现状分析为特征，缺乏时间的、空间的、动态的分析。直到20世纪80年代以后，随着计算机技术和土地观测技术的发展以及可持续发展概念的形成并被广泛接受，人们逐渐认识到人口、资源、环境的发展与土地密切相关。 国内学者在土地利用变化的研究过程中，广泛引进了已经成熟的技术方法，主要包括遥感方法、地理信息系统方法、模型方法和数理统计方法等定量分析土地利用/覆盖变化过程。国内学者分别从定性和定量两个方面对土地利用变化驱动力进行研究，选择典型区域进行空间差异和对比研究。,Company Logo,1 前言国内外研究进展,国外研究进展,1993年，在国际科学联合会与国际社会科学联合会联合成立了土地利用/覆盖变化核心项目计划委员会之后，一些积极参与全球环境变化研究的国际组织和国家纷纷启动了各自的土地利用/覆盖变化研究项目。 早期土地利用/覆盖变化的研究向描述型的理论和模型建立方面发展，多用于可遇见的及重复的静态空间格局，如杜能的农业区位论、韦伯的工业区位论以及克利斯特勒的中心理论。目前，国际上土地利用动态变化研究项目，大致地归纳为三个方面，即土地利用/覆盖变化的格局及过程研究，土地利用/覆盖变化的动力机制研究和土地利用变化/覆盖在区域与全球模型研究。,Company Logo,1 前言研究方法与技术路线,研究方法：,数理统计分析主成分分析逐步回归分析,Company Logo,2 理论基础,Company Logo,3 研究区概况,甘州区概况,甘州区是河西走廊具有悠久历史的农业区之一，河西商品粮基地之一，也是丝路旅游城市之一，是古丝绸之路上一颗璀璨的明珠，是中国历史文化名城。位于甘肃省河西走廊中部，地处东经10004-10052，北纬 3832-3924之间，东靠山丹和民乐县，南接民乐县和肃南裕固族自治县，西连临泽县，北依合黎山与内蒙自治区阿拉善右旗接壤。全区东西长65公里，南北宽98公里，土地总面积368994.81公顷。,Company Logo,3 研究区概况,土地利用现状及特点,表3-1 2008年甘州区土地利用结构现状表Tab.3-1 Land use structure status table of Ganzhou district in 2008,(1)以农业为主体的土地利用结构(2)建设用地比例不高，集约利用水平逐步提高(3)土地利用地域差异明显(4)后备土地相对缺乏，适宜开发的土地面积有限,Company Logo,4 土地利用动态变化分析,土地利用数量变化,（1）土地利用数量变化的幅度,表4-1 1996-2008年甘州区土地利用数量和结构变化Tab.4-1 Land use quantity and structure change in Ganzhou district from 1996 to 2008,Company Logo,4 土地利用动态变化分析,土地利用数量变化,（2）土地利用数量变化的速度,表4-2 1996-2008年甘州区土地利用动态度表(%)Tab.4-2 Land use dynamic table in Ganzhou district from 1996 to 2008,从整体上来看，12年来甘州区土地利用变化速度较慢，土地利用动态度为0.12%，其中交通水利用地的变化速度最大，动态度达2.76%，其他农用地仅有0.016%；从研究时段来看，甘州区土地利用变化具有初期和末期变化速度快，中期变化速度慢的特点。,Company Logo,4 土地利用动态变化分析,土地利用结构变化,表4-3 甘州区土地利用变化贡献率Tab.4-3 Contribution rate of land use change in Ganzhou district,本文借鉴了变化贡献率和年均变化强度指数两个具有可比性的指标。,Company Logo,4 土地利用动态变化分析,土地利用结构变化,表4-4 甘州区土地利用年均变化强度指数Tab.4-4 Land use annual average change intensity index in Ganzhou district,本文借鉴了变化贡献率和年均变化强度指数两个具有可比性的指标。,Company Logo,4 土地利用动态变化分析,土地利用结构变化,表4-5 甘州区土地利用数量结构动态变化速度分级表Tab.4-5 Dynamic changes of land use structure and quantity speed classification table in Ganzhou district,按照年均变化强度指数，将二级用地类型土地面积变化情况分为快速变化、中速变化、低速变化、缓慢变化、无变化五个级别，来分别表述甘州区土地利用结构的动态变化程度（详见表4-5）。,Company Logo,4 土地利用动态变化分析,土地利用程度变化,表4-7 1996-2008年甘州区土地利用程度变化量与变化率表Tab.4-7 Land utilization degree of variation and variation table in Ganzhou district from 1996 to 2008,Company Logo,4 土地利用动态变化分析,土地利用程度变化,图4-1 1996-2008年甘州区土地利用发展空间分布图Fig.4-1 Land use development space distribution map in Ganzhou district from 1996 to 2008,东北郊新区、农场、城关镇、明永乡和党寨镇的土地综合利用程度有较大变化，处于快速的发展时期。其次土地利用程度变化率R0且高出甘州区水平的乡镇还包括：新墩镇、梁家墩镇、上秦镇、碱滩镇、乌江镇和林园艺场，表明这些乡镇正处于一般发展时期。安阳乡、花寨乡、龙渠乡、长安乡、三闸镇和靖安乡的土地利用程度变化率R0但低出甘州区水平，表明这些地区近12年来土地利用程度基本未发生变化，处于调整期。大满镇、小满镇、沙井镇、甘浚镇、平山湖乡和市公滩的土地利用程度变化率R0，土地综合利用程度变化小，目前处于衰退期。,Company Logo,4 土地利用动态变化分析,土地利用区域差异变化,图4-4 林地相对变化空间分布图Fig.4-4 Relative changes of forest land space distribution map,图4-5 牧草地相对变化空间分布图Fig.4-5 Relative changes of grassplot space distribution map,图4-3 园地相对变化空间分布图Fig.4-3 Relative changes of garden plot space distribution map,图4-2 耕地相对变化空间分布图Fig.4-2 Relative changes of cultivated land space distribution map,Company Logo,4 土地利用动态变化分析,土地利用区域差异变化,图4-6 其他农用地相对变化空间分布 Fig.4-6 Relative changes of other agricultural land space distribution map,图4-7 居民点及独立工矿用地相对变化空间分布Fig.4-7 Relative changes of land for residential and mining space distribution map,图4-8 交通水利用地的相对变化空间分布图Fig.4-8 Relative changes of Traffic water conservancy land space distribution map,图4-9 未利用地的相对变化空间分布图Fig.4-9 Relative changes of unused land space distribution map,Company Logo,5 土地利用动态变化的驱动力分析,Company Logo,5 土地利用动态变化的驱动力分析,人文驱动因素分析,Company Logo,5 土地利用动态变化的驱动力分析,人口变化因素,(1)人口增长对耕地的影响,图5-1 1996-2008年甘州区人口增长与耕地面积变化对照图Fig.5-1 Comparison of population growth and cultivated land area of change in Ganzhou district from 1996 to 2008,通过分析可以认为，当经济社会发展水平较低时，人口与耕地面积变化呈现近似正相关，而当经济社会发展速度加快，达到一定水平时，人口与耕地面积变化呈现一定的负相关性。,Company Logo,5 土地利用动态变化的驱动力分析,人口变化因素,(2)人口增长对建设用地的影响,图5-2 1996-2008年甘州区人口增长与建设用地面积变化对照图Fig.5-2 Comparison of population growth and land for construction area of change in Ganzhou district from 1996 to 2008,通过分析可以认为，甘州区人口规模与建设用地规模呈现一定的正相关关系。,Company Logo,5 土地利用动态变化的驱动力分析,经济变化因素,(1) GDP 增长对耕地的影响,图5-3 1996-2008年甘州区GDP增长与耕地面积变化对照图Fig.5-3 Comparison of GDP growth and cultivated land area of change in Ganzhou district from 1996 to 2008,这是由于90年代以后，传统意义上的农村经济开始转入现代市场经济的运行轨道并逐渐发展。此后，伴随着GDP的增长，土地利用变化呈现出耕地面积逐年下降。,Company Logo,5 土地利用动态变化的驱动力分析,经济变化因素,(2) GDP 增长对建设用地的影响,图5-4 1996-2008年甘州区GDP增长与建设用地面积变化对照图Fig.5-4 Comparison of GDP growth and land for construction area of change in Ganzhou district from 1996 to 2008,总体看来，伴随着 GDP 的增长，土地利用变化呈现出建设用地面积逐年上升趋势。,Company Logo,5 土地利用动态变化的驱动力分析,驱动力因素综合定量分析,表5-1 甘州区土地利用变化驱动力因子表Tab.5-1 Land use change driving force factor table in Ganzhou district,影响甘州区土地利用变化的驱动因素很多，上述观点都是将各个驱动因素分别叙述，研究其与土地利用变化的关系，但是在实际运作中，自然驱动因素中的气候、地形、水文、土壤等因素与人文驱动因素中的人口变化、经济发展、城市化、政策、科技发展等因素总是在不停的相互作用，相互影响，互为因果，我们很难将其中的某一个驱动因素独立出来解释它与土地利用变化之间的复杂关系。而短期内，甘州区这样一个相对面积较小的局部范围内，地形坡度、自然灾害和气候等自然驱动因素相对于其他驱动因素而言，其对土地利用变化的影响是极其微弱的。因此，本文仅对甘州区的人文驱动因素进行定量分析。,Company Logo,6 土地利用动态变化的驱动力分析,驱动力因素综合定量分析,表5-3 土地利用变化驱动力变量相关系数矩阵表Tab.5-3 Land use change driving force variables related coefficient matrix table,使用统计软件SPSS，按照主成分分析方法中的相关系数矩阵、特征值与特征向量及主成分贡献率与累计贡献率的计算公式，计算得驱动力因子相关系数矩阵（表5-3）、因子碎石图（图5-5）、特征值及各个主成分的贡献率与累计贡献率（表5-4）。,Company Logo,6 土地利用动态变化的驱动力分析,驱动力因素综合定量分析,表5-4 驱动力因子特征值及主成分贡献率Tab.5-4 Driving force factor eigenvalues and principal component contribution rate,图5-5 因子碎石图Fig.5-5 Factor gravel figure,从表5-4可以验证该结论，第一、第二主成分的累计贡献率已达88.88%，可以得出提取两个主因子将能概括大部分信息的结论。,由因子碎石图可知，因子1与因子2、因子2与因子3、因子3与因子4之间特征值的差值比较大。,Company Logo,6 土地利用动态变化的驱动力分析,驱动力因素综合定量分析,表5-5 主成分载荷矩阵Tab.5-5 Principal component loading matrix,由表5-5可知，X1、X2、X5、X6、X7、X8在第一主成分上有较高载荷，说明第一主成分基本反映了总人口数、第二产业所占百分比、农民人均纯收入、固定资产投资额、城市化水平、农业机械总动力这些指标的信息；第二主成分与X4、X9、X10在第二主成分上有较高载荷，说明第二主成分基本反映了GDP、农业化肥施用量、有效灌溉面积这些指标的信息；所以提取两个主成分是可以基本反映全部指标的信息。因此，甘州区土地利用变化的驱动力因素可以归纳为人口增长因素、经济发展因素、工业化和城镇化因素、科学技术发展因素。,Company Logo,6 土地利用动态变化的驱动力分析,驱动力因素综合定量分析,表5-6 甘州区耕地变化回归模型摘要Tab.5-6 Cultivated land change regression model summary in Ganzhou district,根据实际情况，建立甘州区土地（耕地）利用变化与驱动因子的多元线性回归模型为：Y=1510813.630+1934.713X1-1878.056X2+5576.070X3+0.003X4+59.801X5-0.267 X6-3097.328X7+0.034X8+0.620X9-1.405X10 （式5-1）（R2=0.951，通过了5%的显著性检验）,Company Logo,6 土地利用动态变化的驱动力分析,驱动力因素综合定量分析,表5-8 甘州区耕地变化回归模型摘要Tab.5-8 Cultivated land change regression model summary in Ganzhou district,(1)耕地变化驱动力定量分析,建立甘州区土地（耕地）利用变化与驱动因子回归模型为：Y1=563379.808+8428.722 X3-0.262X6+27.086 X5 （式5-2）（R2=0.867，通过了1%的显著性检验）,可以将影响甘州区土地耕地变化的驱动因素归纳为第三产业发展和农民人均纯收入增加带来经济发展的正面影响和固定资产投资总额的负面影响。第三产业发展和农民人均纯收入增加在一定程度上制约了工业发展占用耕地的现象，使得耕地数量不至于大量减少，政策上的倾斜使得耕地面积逐年增加。随着人口增长的影响，近年来甘州区固定资产投资的大幅度提高，用于城镇基础设施建设、居民、工矿及交通用地建设和其它非农用地规划建设等，必然会占用大量的耕地，因而二者呈现一定的负相关性。,Company Logo,6 土地利用动态变化的驱动力分析,驱动力因素综合定量分析,(2)建设用地变化驱动力定量分析,表5-10甘州区建设用地变化回归模型摘要Tab.5-10 Land for construction change regression model summary in Ganzhou district,建立甘州区土地（建设用地）利用变化与驱动因子回归模型为：Y2=131054.641+0.076X6-0.010X4-0.171X9 （式5-3）（R2=0.991，通过了5%的显著性检验）,可以将影响甘州区建设用地利用变化的驱动因素归纳为固定资产投资增加带来的正面影响，GDP增长和农业化肥施用量变化带来的负面影响。固定资产投资的大幅度提高，用于城镇基础设施建设、居民、工矿及交通用地建设和其它非农用地规划建设等必然促使建设用地面积增加。经济结构发展最终目标是第三产业比例最大化，这必然导致建设用地面积低速缩减，另外，农业化肥的施用提高了单位面积粮食产量，在一定程度上提高了耕地质量，也使得转变为建设用地的劣质低效耕地面积减少。,Company Logo,6 土地利用动态变化的驱动力分析,未来土地利用变化的基本形势判断,耕地变化基本形势判断：,建设用地变化基本形势判断：,甘州区在未来较长时期内耕地数量将会保持基本稳定略有增加，在科学技术水平提高等综合影响下，耕地质量将会有所提高。,甘州区未来建设用地增长速度将会逐步降低，随着科学技术的发展，土地集约节约化水平将进一步提高，建设用地利用结构逐步趋向合理。,Company Logo,7 土地资源可持续利用的对策和建议,1、控制人口规模，协调人口-资源-环境的关系2、合理调整土地利用结构，加强对耕地的保护 3、开发利用与保护相结合，促进土地生态系统的良性循环 4、科学运用现代先进技术，加强土地利用变化的动态监管 5、完善土地利用管理的制度和法规，建立土地利用与管理新秩序,Company Logo,8 结论与讨论,结论：,(l)土地利用变化的总趋势是：未利用地面积呈不断减少趋势，耕地面积略有增加，居民点及工矿用地、园地、林地和交通用地则呈不断增加趋势。(2)土地利用动态变化分析：研究期间，土地利用数量变化幅度显著，但速度较慢；土地利用结构不同时期变化各异；各个乡镇土地利用程度处于不同时期；土地利用区域差异性最小的是交通水利用地、最大的是牧草地。(3)土地利用变化驱动力分析：耕地变化的驱动因素归纳为第三产业发展和农民人均纯收入增加带来的正面影响和固定资产投资总额增加带来的的负面影响，建设用地利用变化的驱动因素归纳为固定资产投资增加带来的正面影响以及GDP增长和农业化肥施用量变化带来的负面影响。(4)未来土地利用变化的基本趋势：耕地数量将会保持基本稳定略