广东省土地利用

广东省 1999-2007 年土地利用变化研究 宋冬菊 （广东省中山大学地理科学与规划学院，广州 510275） 摘要：本文研究广东省 1999-2007 年土地利用变化，主要为了对广东省土地利用变化做出定性及定量描 述。通过计算广东省 1999-2007 年土地相关数据的动态度、信息熵、均衡度来研究其土地利用数量变化及 结构动态变化，并运用统计知识分析土地利用变化的原因。结果表明，广东省 1999-2007 年的土地利用 类型发生了较大变化，其中变化最大的为建设用地，园地、耕地、林地、水域的面积变化较大，其余面积 变化不大。从增减上看，除林地、未利用土地呈现减少趋势外，其余均呈现增加趋势；建设用地的增加与 农用地的减少有一定相关关系，建设用地的增加与经济发展、人口增长呈明显正相关关系。 关键字：广东；土地利用；动态度；信息熵；均衡度； 中图分类号： 文献标识码： 文章编号： 20 世 纪 以 来 ， 由 于 人 口 急 剧 增 长 ， 可 利 用 的 土 地 资 源 相 对 越 来 越 少 ， 因 此 土 地 利 用 问 题 逐 渐 引 起 世 界 各 国 的 重 视 。 人 口 向 城 市 集 中 的 趋 势 和 城 市 占 地 面 积 的 日 益 扩 大 ， 引 起 建 设 用 地 与 农 业 用 地 的 矛 盾 。 此 外 ， 由 于 技 术 进 步 ， 人 类 改 造 、 利 用 自 然 环 境 的 能 力 日 益 提 高 ， 如 稍 处 理 不 当 ， 就 会 出 现 污 染 环 境 和 破 坏 生 态 平 衡 的 问 题 ， 往 往 首 先 表 现 在 土 地 利 用 上 。 区 域 土 地 利 用 变 化 已 成 为 全 球 变 化 研 究 的 热 点 问 题 ,国 际 地 圈 生 物 圈 计 划 ( IG BP) 和 全 球 变 化 中 的 人 文 领 域 计 划 (HDP)在 1995 年 联 合 提 出 了 “土 地 利 用 和 土 地 覆 盖 变 化 ” 研 究 计 划 。 土 地 利 用 变 化 不 仅 体 现 在 数 量 上 ,还 体 现 在 空 间 布 局 上 。 本 文 通过计算广东省 1999-2007 年土地相关数据的动态度、信息熵、均衡度来研究 其土地利用数量变化及结构动态变化，并运用统计知识分析土地利用变化的原因，期望能 为广东省土地管理决策区域土地可持续发展以及生态环境建设提供支持。 1 研究区与数据 1.1 研究区 广东是中国大陆南端沿海的一个省份，位于南岭以南，南海之滨，与香港、澳门、广西、湖南、江西和福 建接壤，与海南隔海相望。改革开放 30 年的发展，广东 GDP 值已超越台湾，成为中国经济最发达、文化 最开放的省份。但随着该地区社会经济的快速发展,土地利用方式和程度在空间和数据上不断变化,而人口 持续增加,人地矛盾逐渐加剧。通过研究总结该区土地利用格局变化规律 ,对实现区域社会经济的可持续发 展具有重大意义。 1.2 数据来源 本文所使用的数据集包括空间显现的土地利用数据、自然和社会经济数据。土地利用数 据来源于中国统计年鉴数据库，为广东省农垦土地资源与利用情况.xls, 共有 1999-2007 年 8 份数据 。自然和社会经济数据来源于新中国 60 年统计资料汇编 。 1.3 土地利用分级系统 中国统计年鉴数据库的土地利用数据将土地类型为耕地、 林地、 草地、牧地、水域、工 厂用地、居民点用地、交通用地、外单位占用地、长期作物淘汰地、未开垦利用地、已开 垦未利用地和未利用土地等 13 类。为了研究方便，将土地利用类型分为耕地、园地、林地、 草地、水域、建设用地和未利用土地共 7 类，其中工厂用地、居民点用地、交通用地、外 单位占用地合并为建设用地，长期作物淘汰地、未开垦利用地、已开垦未利用地和未利用 土地合并为未利用土地（见表 1） 。 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007用地类 型 面积/ 公顷 面积/ 公顷 面积/ 公顷 面积/ 公顷 面积/ 公顷 面积/ 公顷 面积/ 公顷 面积/ 公顷 面积/ 公顷 园地 78172 .8 77238 .6 78685 .2 77455 78482 .6 79727 .8 81171 .7 82302 .5 81498 .3 耕地 34012 .1 36568 34906 35917 .7 34737 .6 34472 33552 .9 33621 .4 34863 .9 林地 24285 24754 .5 25303 .2 24588 .8 24604 .5 24554 .7 24481 .9 22767 .6 22798 .7 草地 211 208.2 208.2 212 218.6 236.6 236.7 236.7 255.3 水域 5387. 9 5301. 5 5817. 2 5949. 13 5973. 7 5991. 63 6210. 73 6199. 53 6364. 03 建设用 地 28883 .8 28831 .9 29499 29714 .1 29781 .6 30944 .4 34915 .4 34533 .7 35988 .5 未利用 土地 46482. 4 44802. 7 42835. 8 43278. 3 43180 40630. 8 41224. 1 42371. 9 40284. 3 2 土地利用数量变化 土地利用的数量变化包括土地利用变化的幅度和速度。土地利用变化的幅度主要表现为 各种土地利用类型的面积变化，通过分析土地利用类型的面积变化（见表 2,3） ，可以了解 区域土地利用变化的总趋势和土地利用总结构的变化，从而得到土地利用变化的特点。土 地利用变化的速度表示区域土地利用变化的动态度，土地利用变化的动态度对于比较土地 利用变化的区域差异和预测未来土地利用变化的趋势都具有积极意义。 为了反映土地利用变化的幅度和速度 ,利用土地利用动态度模型分析土地利用类型的动 态变化 ,可以真实反映区域土地利用类型的变化剧烈程度。土地利用动态度主要有时段变 化率和年平均变化率（单一土地利用动态度） ，式表达式为： 式中：Ua、Ub 分别为研究期初及研究期末某种土地利用类型的面积；T 为研究期时段长。 当 T 设定为年时，R 单为研究时段内某一土地类型的年平均变化率（单一土地利用动态度） 。 2.1 土地利用总体变化分析 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007用地类型 比例 /% 比例 /% 比例 /% 比例 /% 比例 /% 比例 /% 比例 /% 比例 /% 比例 /% 园地 35.95 35.48 36.22 35.67 36.17 36.82 36.6 37.07 36.7 耕地 15.64 16.8 16.07 16.54 16.01 15.92 15.13 15.14 15.7 林地 11.17 11.37 11.65 11.33 11.34 11.34 11.04 10.25 10.27 牧地 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.11 0.11 0.11 0.11 水域 2.48 2.44 2.68 2.74 2.75 2.77 2.8 2.79 2.87 建设用地 13.29 13.24 13.57 13.69 13.72 14.29 15.74 15.55 16.2 未利用土 地 21.38 20.58 19.72 19.93 19.90 18.76 18.59 19.08 18.14 1999-2002 年 2003-2007 年 净增减用地类型 变化值(hm 2) 变化值(hm 2) 变化值(hm 2) 园地 -717.8 3015.7 2297.9 耕地 1905.6 126.3 2031.9 林地 303.8 -1805.8 -1502 牧地 1 36.7 37.7 水域 561.23 390.33 951.56 建设用地 830.3 6206.9 7037.2 未利用土地 -3204.1 -2895.73 -6099.83 从表 2,3 可以看出三个特点。第一，广东省主要的土地利用类型为园地、耕地和林地， 占全省土地面积分别为 35.48%37.03%，15.13%16.8%，10.25% 11.65%，三者的面积 之和占整个国土面积的 60.86%65.52%，表明主要土地利用类型所占的比重较大。第二， 19992007 年得 9 年间，广东省的土地利用类型发生了较大变化，其中变化最大的为建设 用地，园地、耕地、林地、水域的面积变化较大，其余面积变化不大。从增减上看，除林 地、未利用土地呈现减少趋势外，其余均呈现增加趋势，其中园地面积增加 2297.9hm2， 耕地面积增加 2031.9hm2，牧地面积增加 37.7hm2，水域面积增加 951.56hm2，建设用地 面积增加 7037.2 hm22。第三，不同时间段内土地利用类型变化的幅度和方向有所不同， 在 19992002 年和 20032007 年这两个时间段内，耕地、牧地、水域均呈现增加趋势， 未利用土地呈现减少趋势，其余先增后减，或先减后增，前者如林地，后者如园地。 3 2 土地利用变化的速度 1999-2002 年 2003-2007 年用地类 型 变化值/ 公顷 时段变化 率/% 年均变化 率/% 变化值/ 公顷 时段变化 率/% 年均变化 率/% 园地 717.8 0.93 0.23 -3015.7 -3.70 -0.74 耕地 -1905.6 -5.31 -1.33 -126.3 -0.36 -0.07 林地 -303.8 -1.24 -0.31 1805.8 7.92 1.58 牧地 -1 -0.47 -0.12 -36.7 -14.38 -2.88 水域 -561.23 -9.43 -2.36 -390.33 -6.13 -1.23 建设用 地 -830.3 -2.79 -0.70 -6206.9 -17.25 -3.45 未利用 土地 3204.1 85.95 21.48 2895.73 108.78 27.19 利用公式和得到广东省各年份各种土地利用类型面积变化的变化率指数（见表 4） 。 结果表明：前 4 年，广东省土地利用类型年变化率最大的是未利用土地（21.48%） ，其次为 水域（2.36%） 、耕地（1.33%） ，年变化率最小的为建设用地（0.70%） ；后 5 年，土地利用 类型年变化率最大的是未利用土地（27.19%） ，其次为建设用地（3.45%） 、牧地（2.88%） ， 年变化率最小的为耕地（0.07%）虽然园地、耕地、林地和建设用地的总面积变化较大，但 因为基数大，所以其年变化率并不突出。在 8 类土地利用类型中、 ，对于区域生态环境的维 持和改善起主导作用的土地利用类型是林地和草地。由于其作用特殊，因此，只有保持其 相对较长期的稳定，才能够为区域的工农业生产和人民生活创造一个可持续发展的外部环 境。从表 4 还可以看出，无论是从不同的时间段还是总体而言，林地与草地的年变化速率 都是相对较小的，这对于当地的生态环境改善非常有利。但同时也表现出一定的不稳定性。 尤其是林地的变化处于逐年减少的趋势。林地具有重要的生态功能，林地面积的逐渐减少 无疑会对当地的生态环境产生影响。这是土地管理与规划部门今后应该引起重视的。 3 土地利用结构演化特征 土地利用结构调整的目标是实现土地资源在部门间的均衡配置、在空间上的合理布局， 这包括两个方面的涵义：一是合理地在各种竞争性用途之间分配土地资源； 二是因地制宜、 提高土地利用效益。土地利用的结构特征可以借助土地利用结构的信息熵和均衡度分析。 假定一个区域的土地总面积为 A，该区域的土地利用类型可分成 n 种 每种类型的面积为 Ai(i=1,2, .,n), 各种土地利用类型占该区域土地总面积的比例为 Pi ,则有: (3) (4) 显然, Pi 具有归一性 相当于事件概率。于是可以依照 Shannon 熵公式定义土地利用结构 的信息熵 H: (5) 理论上当各种土地利用结构类型的面积相等时,土地利用结构信息熵达到最大值,有: Hm=n(6) 由此可见，熵值大小反映土地利用类型的多少及各土地类型面积分布的均匀程度：土 地类型越多，各类型土地面积的百分比相差越小，熵值就越大。土地利用结构信息熵低， 表明土地利用系统的有序度较高。若土地分类标准不同或土地分类标准相同但土地利用类 型数量不同时、信息熵值就缺乏可比性。因此，基于信息熵函数引入土地利用结构的均衡 度公式： 显然,J 取值于 0 1 之间,J 值越大，表明土利用的均衡性越强。 根据表 2 及公式，得到表 5 年份 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 信息熵 H 1.364 5 1.369 8 1.378 3 1.382 3 1.398 7 1.411 1.467 1.458 1.452 均衡度 J 0.656 3 0.658 9 0.663 0 0