（土地资源管理专业论文）城乡结合部耕地转化的驱动力研究.pdf

摘要 在快速城市化和工业化背景下，城乡结合部的耕地呈现出剧烈的转化过程，对其驱动力的研 究就显得十分重要。本文选取太原市万柏林区进行实例研究，在前人得出的该区域耕地转化动态 特征研究成果的基础上，以计量经济方法结合g i s 技术对研究区域耕地转化的驱动力进行分析研 究并得出如下结果：在城市化和工业化的不断冲击下，城乡结合部耕地发生了剧烈的转化，主 要发生在位i 临太原市的东部平原地区，并呈现向城市建设用地和园地转化的主要态势。在明确了 人类活动作为耕地转化主导驱动力地位的前提下，通过计算各村庄耕地转化动态度和相对变化 率，并选取太原市、万柏林区和村级社会经济统计数据，运用计量经济学中多元统计回归模型进 行分析得出了引起耕地发生转化的内部和外部驱动因素。通过运用计量经济学中的f i e l d s 分解方 法和t o b i t 模型，结合城乡结合部的耕地转化特征得出了万柏林区内部和外部驱动力对耕地 动态转化所起到的贡献情况，从而在一定程度上实现了从城乡结合部内部和外部两个角度考察耕 地转化的驱动因素，并对它们驱动作用的贡献情况进行分解的目标，不仅加深了对城乡结合部耕 地转化驱动机制的认识，而且也对进一步阐明人类活动是万柏林区耕地转化的主导驱动力具有较 大的意义。 关键词：城乡结合部，耕地转化，内部驱动力，外部驱动力 a b s t r a c t d u r i n gt h ef a s tc o u r s eo fu r b a n i z a t i o na n di n d u s t r i a l i z a t i o n ，t h ec u l t i v a t e dl a n di nu r b a nf r i n g ei s o c c u p i e db e c a u s eo f t h ee x p a n d i n go f u r b a n w i t ht h ew a n b o l i nd i s t r i c ti nt a i y u a nc i t ya st h eb a s i ca r e a o f s m d y ，o nt h eb a s i so f f o r m e rs t u d yf o rd y n a m i cc h a r a c t e r so f t h eu s ec o n v e r s i o no f t h ec u l t i v a t e dl a n d i nw a n b o l i nd i s t r i c t ，t h i sd i s s e r t a t i o ns t u d y0 nt h ed r i v i n gf o r c e so ft h ec h a n g eo fc u l t i v a t e dl a n d ， a p p l y i n gg i st e c h n i q u e sa n de c o n o m e t r i c sm e t h o d a sf i n d i n g ss h o wt h a tu n d e rt h et e m p t a t i o no f u r b a n i z a t i o na n di n d u s t r i a l i z a t i o n t h e r eh a sb e e na ne x q u i s i t ec o n v e r s i o no ft h ec u l t i v a t e dl a n di n w a n b o l i nd i s t r i c ts i n c e1 9 9 0 ，w h i l ec o n s t r u c t i o nu s i n ga n dg a r d e n i n gi st h em a i nw a yo f t h ec u l t i v a t e d l a n du s et r a n s f o r m ，w h i c ho c c u r r e di nt h ee a s tp l a i no f t a i y u a nc i t y a f t e rd e f i n i t u d ea c t i v i t yo f h u m a n b e i n gt h em a i nd r i v i n gf o r c eo ft h ec h a n g e so fc u l t i v a t e dl a n d ，t h r o u i g hs e l e c t i n gs t a t i s t i cd a t aa b o u t t a i y u a nc i t y , w a n b o l i nd i s t r i c ta n dv i l l a g e s ，c o u n t i n go nt h ed e g r e e so fd y n a m i c sa n dr e l a t i v ec h a n g e r a t eo ft h ec u l t i v a t e dl a n do fe v e r yv i l l a g ei nw a n b o l i nd i s t d c t ，b ya p p l y i n gt h eo l sa n a l y s i so f e c o n o m e t r i c sm o d e l ，t h e r ei sar e s u l ta b o u ti n t e r i o rd r i v i n gf o r c e sa n de x t e r i o rd r i v i n gf o r c e so ft h e c o n v e r s i o no fc u l t i v a t e dl a n d t h r o u i 曲a p p l y i n gf i e l d sd e c o m p o s i t i o nm e t h o da n dt o b i tm o d e lo f e c o n o m e t r i c s ，c o m b i n i n gw i t hd y n a m i cc h a r a c t e r so f c u l t i v a t e dl a n di nt h eu r b a nf r i n g e ，t h er e s u l ts h o w t h a tt h e r eh a sb e e nd i f f e r e n tc o n t r i b u t i n gr a t e sb e t w e e ni n t e r i o rd r i v i n gf o r c e sa n de x t e r i o rd r i v i n g f o r c e so nac e r t a i ne x t e n tt h es t u d ya i mo ft h i sd i s s e r t a t i o nt h a td e c o m p o s i n gt h ec o n t r i b u t i n gr a t eo f d r i v i n gf o r c e s ，c o n s i d e r i n gi n t e r i o ra n de x t e r i o rd r i v i n gf o r c e so ft h ec o n v e r s i o no fc u l t i v a t e dl a n d ，h a s b e e na c h i e v e d a sar e s u l tw h i c hs h o u l db eb e n e f i c i a lt ot h ec u l t i v a t e dl a n du s ec o n v e r s i o na sc o g n i t i o n p r o f o u n d l yi ns u c ha r e a w h a t sm o r et h e r ei sam o r ei m p o r t a n tm e a n i n gf o ri l l u s t r a t i n gt h a tt h eh u m a n a c t i v i t yi sd o m i n a n td r i v i n gf o r c e sf o rt h ec u l t i v a t e dl a n du s ec o n v e r s i o ni nt h es t u d ya r c a k e yw o r d s ：u r b a nf r i n g e ，c u l t i v a t e dl a n dc o n v e r s i o n ，i n t e r i o rd r i v i n gf o r c e s ，e x t e r i o rd r i v i n gf o r c e s l i 独创性声明 v7 7 3 9 5 0 本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成 果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发 表或撰写过的研究成果，也不包含为获得中国农业大学或其它教育机构的学位或证书 而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明 确的说明并表示了谢意。 研究生签名 专1 啼 时间：彬年舌月勿日 关于论文使用授权的说明 本人完全了解中国农业大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留 送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅，可以采用影印、缩印或扫描等复 制手段保存、汇编学位论文。同意中国农业大学可以用不同方式在不同媒体上发表、 传播学位论文的全部或部分内容。 ( 保密的学位论文在解密后应遵守此协议) 研究生签名： 导师签名 毒1 午 时间：妒哆年，月矽日 凯必豸 时阚：沙g 年6 民狮 1 1 选题背景 第一章绪论 土地利用是指人类根据土地资源的特点，按照一定的社会经济目的，对土地进行的开发利用 活动( 陈佑启2 0 0 1 ) ，是人类主要的生产活动方式之一。土地利用变化则是人类通过利用土地 所具有的自然和社会属性，满足自身发展需求的动态变化过程，是人类土地利用活动的外在表现 形式。可以说，从人类产生开始，就有了土地利用括动，土地利用作为人类有目的、有意识的社 会经济活动，已经贯穿在人类生存与发展的接个历史过程中。 随着人类社会不断的发展，人口的持续增长和科学技术的不断进步，人类对地球资源特别 是土地资源的利用进入了新的阶段，人类的土地利用活动范围不断扩大、强度不断加深，可以认 为是正以前所未有的规模和速度改变着赖以生存的地球资源和环境，已成为土地利用剧烈而快速 变化的主导驱动因素，并造成了全球一系列资源、环境和社会经济问题，如大气的温室气体增加、 臭氧层破坏、土地荒漠化、土壤侵蚀、气候变化、生物多样性丧失、森林面积减少等，已经给人 类社会的生存和发展构成了极大的威胁，也使得土地为人类提供服务和产品的能力下降( 张红等， 2 0 0 2 ) 。因此，了解造成全球变化的根本原因，预测其未来趋势和可能发生的各种后果，制定相 应的对策和措施已经成为世界范围内的重要课题( 摆万奇，1 9 9 ) 。时至今日，研究全球环境变 化问题的科学家们越来越认识到，人类为了自身生存和发展而对土地进行开发利用，以及由此引 起的土地覆被变化，是包括气候、生态过程、生物多样性等变化在内的全球环境变化的重要组成 部分和主要原因( 何昌垂，1 9 9 6 ；t u r n e re ta 1 ，1 9 9 7 ) 。正因为如此，国际地圈一生物圈计划( i g b p ) 和全球环境变化中的人文领域计划( i h d p ) 在1 9 9 5 年联合提出了“土地利用和七地覆被变化” ( l a n du s ea n d l a n dc o v e rc h a n g e ，l u c c ) 研究计划，使得土地利用覆被变化成为目前全球变化 研究的前沿和热点领域( t u r n e r ，1 9 9 0 ：i g b p h h d p ，1 9 9 4 ) 。l u c c 研究计划确定了两个主要研 究方向：通过实例研究揭示不同状态下覆被动态变化的特征与原因；建立全球或区域土地利 用土地覆盖变化模型，通过模型揭示土地利用土地覆被与驱动力的相关关系，预测全球或区域 土地利用，土地覆被的未来趋势。通过深入理解人为活动对土地覆被的影响，从而更多从人类维度 预测土地利用覆被变化的过程，进而评估生态环境变化，并寻求积极的人为干预。 无论是全球宏观尺度还是地方微观尺度，土地利用和覆被变化都是全球变化的一个重要组成 方面。全球变化是包括气候、土地生产力、海洋及其他水资源、大气化学以及包括生态系统在内 的支撑生命能力的全球环境变化，包括系统性变化和累积性变化两种类型( t u r n e r ，1 9 9 1 ：史培 军等，2 0 0 0 ) 。系统性变化指的是全球意义上的生物化学系统变化，如碳循环、气候、生态过程 等。累积性变化则是指小尺度区域变化所产生的结果通过累积效应而产生对全球环境的影响的现 象，比如生物多样性的缺失、森林植被的破坏等。这两种变化共同作用和影响着全球环境的变化， 而后者最主要的一个体现就是土地利用和覆被变化虽然微观尺度上单一的土地利用变化对全球 环境变化的影响力是微乎其微的，但是诸如城市化、毁林开荒、土地荒漠化等土地利用的变化在 全球范围内得到不断体现。其累积效应所产生的效果则可以对全球环境有着巨大的影响。同时， 全球环境的变化通过气候及生物化学系统的变化对土地利用的外部环境和土地利用的方式产生 中国农业大学硕士学位论文第一章绪论 作用，从而对微观尺度上土地利用覆被变化产生着深刻的影响。 在人类活动导致的全球变化中，土地利用和覆被变化是重要的组成部分，因此，土地利用 覆被变化成为了全球变化研究中的重要内容。但是土地利用与土地覆被是既有本质区别又有密切 联系的两个概念。士地利用是指人类为了某种目的，对土地进行的干预活动，即在特定的生产方 式_ 卜，人们为了一定的目的，按照土地的自然属性和社会属性，对土地进行的开发、利用、整治 和保护活动( 郝晋珉，1 9 9 5 ) ，是一个把土地由自然生态系统变为人工生态系统的过程。土地覆 被则是指地球表层和亚表层部分的自然营造物和人工建筑物所覆盖的地表诸要素的综合体，主要 包括地表植被、土壤、冰川、湖泊、沼泽湿地以及各种建筑物，包含了地球陆地表明的自然状态 ( t u r n e r ，1 9 9 3 ) 。一般说来，土地利用侧重于土地的社会经济属性，因此它往往是社会科学研究 者的研究对象，而土地覆被的侧重点则主要为土地的自然特性。土地利用和覆被变化可以包含两 层翕义或者类型( m e y e ra n dt u r n e r 。1 9 9 4 ) ：其一是由种士地乖j 用类型转变成另一种土地利用 类型的变化称之为改造或者转变，例如农业用地转变为城镇建设用地；另一种称之为变异或者转 化，是指相同土地利用类型内部间的相互转化，如居住用地与商业用地之间的相互转变( 顾朝林， 1 9 9 9 1 史培军，2 0 0 0 ) 。处于不同社会环境条件下的驱动力之问的相互作用直接产生了不同的土 地利用，士地覆被作为自然生态系统处于土地利用及其驱动力组成的系统中，并受到土地利用的 影响而对外表现为改造和变异两种变化形式，并对环境的变化产生影响。可以说土地利用变化是 土地覆被变化的主要驱动因素。与此同时，土地覆被变化的影响经过累积作用达到全球规模从而 加速了气候的变化，而气候变化的结果在反馈回自然系统的同时直接影响了土地覆被的状态，并 且最终通过环境回路影响作用于土地利用及其驱动力系统。 土地资源特别是耕地资源对于社会经济的可持续发展具有至关重要的作用和基础性地位，它 是人类土地利用活动的精华部分。随着经济的发展和人口的快速增长，我国城市化和工业化建设 步伐得到快速推进，形成了对土地资源特别是耕地资源的大量占用，与此同时，人民生活水平的 提高，则要求对农产品的需求大量增加，因此人地矛盾日益尖锐，农产品特别是粮食安全供给面 临着巨大的挑战。根据国家统计局统计资料显示：自1 9 4 9 年中华人民共和国成立以来，除了从 1 9 4 9 年到1 9 5 7 年的8 年中，我国耕地面积有所增加之外，从1 9 5 7 年到1 9 9 3 年，耕地面积共计 净减少2 5 1 亿亩，年均减少6 9 0 余万亩。而在同一时期，我国的人口数量却表现出了持续的增长 趋势，耕地面积减少与人口数量增加“一减一增”的逆向发展使我国的耕地利用和保护工作面i 临 着日趋严峻的挑战( 朱德举，1 9 9 7 ) 。为了保证我国社会经济可持续的发展，为了满足农业生产 对耕地数量和质量的要求，就必须对重要的耕地资源进行有效保护和合理利用。因此，面对耕地 减少与经济建设之间的矛盾，针对耕地转化开展相关问题的研究，说明耕地转化的动态特征和规 律，揭示耕地转化的驱动机制，为合理、有效地利用和保护耕地提供科学依据就越来越紧迫和重 要了。只有在揭示了耕地转化的客观规律后，才能根据这种规律。有针对性地对耕地转化的方向、 数量以及速度实行有效的、有目的的管理和限制，避免在实施“土地用途管制制度”过程中出现 盲目无序的行为。 随着我国城市化进程的不断加快，城市和乡村之间的竞争博弈关系越来越倾向有利于城市的 方向发展，在这种情况下。兼具城市和乡村特征的城乡结合部地区便作为城市和乡村之外第三个 区域得咀形成。城乡结合部也称城市边缘区，是指位于城市建成区与乡村结合地带同时受城市和 乡村双重辐射影响的过渡区域( 顾朝林，1 9 9 5 ；周国华等，2 0 0 0 ) ，是土地利用类型多样性丰富， 2 中国农业大学硕士学位论文第一章绪论 土地利用方式变化剧烈的地区。大城市边缘区是我国工业化和城市化发展最快的地域类型，也是 城乡土地利用相互交错、最复杂、最富变化的地区，从而是检测和研究土地利用变化的天然实验 场( 崔功豪等，1 9 9 0 ) 。正因为城市的急剧扩展造成了对乡村农业地区的侵占，同时疏于管理和 规划。导致了城乡结台部地区土地利用变化特别是耕地变化的问题十分突出。随着经济的快速增 长，我国城市化步伐也随之加快。而城市化主要的方式就是城市的扩张。据田莉的研究数据，我 国城市建成区面积每年的增长速度达到9 5 ，这个面积的来源主要就是位于城乡结合部地区的土 地特别是耕地资源( 田莉，1 9 9 8 ) ，这样一种城市发展模式和速度必然形成了对城乡结合部耕地 利用的巨大压力，同时也造成了城乡结合部地区土地利用变化，特别是耕地转化剧烈，转化活动 频繁的情况。 1 1 1 城乡结合部土地利用总体特征 ( 1 ) 土地利用变化的速度快 城乡结合部作为城市、乡村二元地域结构衍生的过渡性区域，在城市化进程的冲击和不同用 地类型经济效益差异的影响下持续不断地发生着不同类型问的流转。城乡结合部土地利用类型上 明显的过渡性特征，使得其用地成本相对较低，因此，该区域的土地资源特别是耕地资源，在经 济快速发展的情况下，成为城市建设用地迅速扩张和膨胀的不= 选择，其转化的速度也因此非常 的迅速，形成了城乡结合部土地利用变化剧烈快速的特点。 ( 2 ) 土地利用类型的多样性 正是由于城乡结合部过渡性的区位特点，可以同时受到城市和乡村双重辐射作用的影响，使 得城乡结合部的土地在利用类型上具有突出的多样性特征。该区域的土地是在复合了城市建设用 地、乡村建设用地和乡村农业用地的基础上形成了三元土地利用结构系统，因此其土地利用类型 在多样性方面远高于单一的城市建成区和乡村。同时，城乡结合部也通过其多样化的用地类型承 载着多种形式的社会和经济功能。如污染较重重工业用地、占地面积较大限制城市发展的工业用 地、为了配合旧城改造而开设的大型居住用地、城市对外交通港站用地、城乡集贸市场、仓储用 地、高校及科研用地、保护城市环境的绿色用地、城郊蔬菜副食品基地以及各种园艺用地等。 ( 3 ) 土地利用转化方式的复杂性 由于城乡结合部地区土地利用类型的多样性，导致了各种用地类型之间的转化方式比较复 杂，方向多种多样，但是对于重要的耕地资源，其转化的方向则以城市建设用地和精细的园艺用 地为主( 左玉强等，2 0 0 3 ) 。总的来讲，城乡结合部土地利用转化的方式和方向为；农业用地 向工业、运输、仓储以及商贸旅游等城市非农用地转移；传统的大田农业用地逐步向精细和观 赏园艺农业用地流转：为城市服务的短期临时性边缘建设用地的占用与拆除；促进城市用地 内部的结构优化而进行的调整置换。 1 1 2 城乡结合部耕地转化研究 城乡结合部的耕地转化规律的研究属于土地利用覆被变化研究的范畴，是其中一个重要的组 成部分。对城乡结合部耕地转化的研究是随着城乡结合部土地利用问题的出现，特别是耕地转化 问题和人地矛盾的突出而应运而生的，即是在土地利用覆被变化研究方法及成果的基础上，结合 3 中国农业大学硕士学位论文 第一章绪论 城乡结合部土地利用的三个总体特征，结合城乡结合部耕地转化所出现的问题，而进行的一项系 统研究。因此，虽然城乡结合部耕地转化的研究只是一个小尺度的特定区域的变化研究，但却与 土地利用覆被变化研究是紧密联系、无法分割的。 进入2 0 世纪，人类活动以空前的速度、幅度和空间规模改变着陆地环境，造成了众多涉及 全球的变化问题。自从1 9 9 5 年i g b p 和1 h d p 两大国际组织共同提出并发表了土地利用与土地 覆被变化科学研究计划即l u c c 研究计划以来，国际上普遍认识到重视宏观尺度的研究，对于 解决由于土地利用变化导致的一系列涉及全球资源、环境和社会经济的问题具有十分重要的意 义。明晰造成全球变化的根本原因，预测其未来变化趋势和可能发生的各种后果，制定相应的对 策和措施都已经成为世界范围内的重要课题( 摆万奇，1 9 9 7 ) 。因此，国内外研究者们首先加大 了对宏观尺度土地利用变化问题的研究，其已经成为全球土地利用覆被变化研究中的重要内容。 在宏观尺度的研究范围方面，国外的研究多针对涉及全球的时空变化、环境效应问题进行阐 述。许多国际和国家组织对涉及宏观尺度的土地利用，覆被变化问题制定了项目计划并进行了广泛 研究。国际应用系统分析研究所( i i a s a ) 为了推动土地利用覆被变化方面的创造性研究和交叉 性研究，于1 9 9 5 年启动了“欧洲和北亚土地利用与土地覆被变化模型”项目( f i s c h e r e ta 1 ，1 9 9 6 ) ， 并设定了两个主要目标：一个是提出新概念发展新方法，研究预测人类和环境之问的复杂性关 系；第二个是应用上述新概念和新方法，为土地利用和粮食政策制定可行的经济政策方案：联合 国环境规划署( u n e p ) 亚太地区环境评价计划于1 9 9 6 年启动了“土地覆被评价和模拟”( l c a m ) 项目；美国全球变化研究委员会( u s g c r p ) 把土地覆被变化与气候变化、臭氧层的损耗一起， 列为全球变化研究的主要领域，并从1 9 9 6 年起重点开展北美洲土地覆被变化的研究；日本国立 环境研究所同东京农业大学和京都大学联合提出了“为全球环境保护的土地利用研究”项目 ( l u g e c ) 等。 而我国的学者也陆续开展了大量的全国性的土地利用覆被变化研究工作( 李秀彬，1 9 9 6 ：摆 万奇等，1 9 9 7 ；陈百明，1 9 9 7 ；丁光伟等，1 9 9 7 ；王兴中等，1 9 9 7 ：王秀兰等，1 9 9 9 ；张惠远等， 1 9 9 9 ；葛全胜等，2 0 0 0 ；高向军等，2 0 0 1 ；李平等，2 0 0 1 ；邵晓梅等，2 0 0 1 ；王思远等，2 0 0 1 ； 朱会义等，2 0 0 1 ；李秀彬，2 0 0 2 ；刘盛和等，2 0 0 2 ；邹亚荣等，2 0 0 3 ) ，主要对涉及全国和大尺 度的特定区域，如自然过渡带、生态脆弱区及经济发达地区等，进行土地利用变化及其驱动机制 的研究工作。 中国科学院“八五”重大应用项目“国家资源环境遥感宏观调查和动态分析”，实现了对我 国土地利用程度变化的模拟( 庄大方等，1 9 9 7 ) 。张新时院士等通过国家自然科学基金重大项目 “中国陆地生态系统对全球变化响应的模式研究”探讨了中国陆地生态系统对全球变化反应的机 制( 张新时等，1 9 9 7 ) 。在对全国的土地利用变化情况进行的分析中，学者们主要对全国不同区 域间和不同时期的土地利用变化差异进行了比较，并从区域条件，国家政策，经济发展水平等方 面进行了解释。如刘纪远等对2 0 世纪8 0 年代束到9 0 年代末我国土地利用变化过程进行了全面 分析，揭示了这1 0 年中我国土地利用变化的时空规律，分析了这些规律背后的主要政策、经济 和自然成因，并提出在今后的全国土地利用规划中，应充分考虑我国现代土地利用变化的区域分 异规律，最丈程度地发挥跨区域土地资源优化配置的综合优势( 刘纪远等，2 0 0 3 ) 。 还有学者将不同土地利用类型之间的竞争关系作为土地利用变化驱动力分析的理论基础，通 过分析土地利用个体和社会目标之间的关系，特别是它们之间的矛盾及其地区差异，作为进行土 4 中国农业大学硕士学位论文第一章绪论 地利用变化驱动力宏观分析的途径。如李平通过选取1 1 项自然和社会经济指标，分省份、分地 区计算了驱动力指数，证明了我国的土地利用变化驱动包括生存型经济福利驱动、环境安全驱动、 比较经济福利驱动和食物安全驱动等形式，并揭示了其在区域上表现出来的差异( 李平等，2 0 0 1 ) 。 对特殊区域的研究，则广泛结合该区域的自然和人文特点进行探讨。如摆万奇通过分析传统 藏文化因素对青藏高原地区土地利用变化的影响，指出文化因素在青藏高原的土地利用变化中发 挥着重要作用，传统文化是一种使土地利用方式保持稳定的力量，它与政策、技术进步、人口增 长等其它驱动力一起，共同决定了土地利用变化的方向( 摆万奇等，2 0 0 2 ) 。 此外，为了提高土地利用变化研究能力，我国同其他国家麸同进行了一些国际研究项目。1 9 9 6 年5 月和1 9 9 8 年3 月，由全球变化东亚区域中心和中国生态系统研究网络，在北京共同主持召 开了关于全球变化研究中的土地利用变化问题研讨学术会议中国、美国和印度三国科学院专门 | 三【人口增长作为研究重点，共同运作了“人口增长与土地利用变化的相互作用”研究计划( 张红 旗，1 9 9 8 ) 。这些国际合作项目的实施，促进了我国在这个领域的研究工作与国际先进水平接轨。 除了对全球、全国和特殊区域的研究得到广泛开展外，学者们还对大城市、农村、典型县、 及城乡结合部等微观尺度的区域进行了一系列的研究，为土地利用变化在微观尺度的研究提供了 可借鉴的研究方法和手段。 许多学者对城市的土地利用变化社会经济驱动机制进行了大量的分析和研究( 张明，1 9 9 7 ： 王良健等，1 9 9 9 ；何春阳，2 0 0 1 ；刘晶等，2 0 0 1 ；王玉华等，2 0 0 4 ) ；许月卿对河北省耕地数量 动态变化的驱动因子进行了分析指出农业结构调整、非农建设、灾害毁损、开荒等因素是引起 耕地变化的直接驱动因子，而技术进步、经济利益和农业政策等因素是引起耕地变化的间接驱动 因子( 许月卿等，2 0 0 1 ) ；宇振荣以河北省曲周县为例，对集约化农区种植业土地利用变化的驱 动力进行了探讨( 宇振荣等，2 0 0 1 ) ；城乡结合部地区被认为是近年来土地利用问题最多，矛盾 最尖锐的地区( 许月明，1 9 9 8 ) ；通过对北京城乡过渡地区的研究( 王静爱等，2 0 0 2 ：陈晓军等， 2 0 0 3 ) ，认为城乡过渡区的土地利用变化受n 7 不同层次、多种驱动力的综合作用人类活动从 整体上改变着城乡过渡区的景观特征，政策体制转变下的经济高速增长和快速的城市化过程是北 京城乡过渡区土地利用，覆盖变化的根本原因这些研究从城市、农村到城乡过渡区( 城乡结合部) 的土地利用变化情况分析入手，将土地利用的变化与城乡社会经济、政策体制等社会经济驱动因 素进行综台分析，试图阐明这些区域的土地利用变化的驱动机制问题。 此外，对人类生产的重要资源耕地问题的研究也成为科学家们关注的重要方面。国际上对包 括耕地在内的农用地转化特征进行了比较多的研究。g r e e n e 对芝加哥城市边缘地带的农用地转化 进行了分析，并发现美国中西部城市边缘带的农用地转化具有共同的特征，即优质的城郊农用地 快速向城市用地转变( r p g r e e n e ，1 9 9 7 ) 。对于城市边缘带的农地问题，另有学者从城市扩张 的角度进行了探讨，试图揭示城郊农地变化的原因( s h a t h o u t ，2 0 0 2 ) 尽管这些研究对耕地转 化特征进行了深入研究，但缺乏对耕地，特剐是城乡结合部区域耕地转化驱动力的探讨。由于我 国人多地少的国情，决定了耕地在我国社会经济可持续发展中的重要地位，因此对耕地变化的研 究，同样成为土地利用变化研究的重点之一学者们针对我国耕地资源的动态转化问题进行宏观 的分析研究( 黄宁生，1 9 9 9 ) ，总结了近年来耕地转化的整体变化趋势、规律和特征( 黄宁生， 1 9 9 8 ；朱晓华等，2 0 0 0 ) ，并对耕地转化在粮食生产特别是国际社会比较关心的粮食安全问题中 的影响作用进行了探讨提出了许多合理的科学对策( 陈佑启，2 0 0 0 ：傅泽强等，2 0 0 1 ) ；借助 5 r s 和g i s 技术对城乡结合部的土地利用变化进行了动态监测，剖析了土地利用变化的过程、规 律以及人文驱动机制( 王良建等，2 0 0 0 ；王秀兰，2 0 0 0 ：陈浮等，2 0 0 1 ；王波等，2 0 0 1 ) 左玉 强等对城乡结合部地区耕地转化动态特征的研究( 左玉强等，2 0 0 3 ；左玉强等，2 0 0 4 ) ，揭示了 城乡结合部地区耕地转化具有数量大、速度快、去向多样等特点( 陈利顼，1 9 9 6 ；贾绍风等，1 9 9 7 ) 。 科学家们对土地利用变化驱动机制的研究，普遍以建立模型为基本途径和手段。通过对模型 的开发和扩展，提高对土地利用变化机制的认识能力和解释能力，达到研究土地利用变化机制的 目的。 r i e b s a m e 等于1 9 9 4 年，在研究美国大平原地区农业过程中，从土地利用系统的角度建立了 一个综合性的土地利用与土地覆被变化模型。模型中包括了人类环境中的驱动力、自然环境中的 驱动力、土地利用决镱过程和生态过程四个部分( r i e b s a m ew e e ta 1 ，1 9 9 4 ) 。该模型的自然 环境方面有气候、土壤、生物地球化学循环等传统因子组成，人类环境方面贝l j 包括了政策、经济 ( 如需求、投入成本和商品价格) 和技术等范围广泛的社会驱动力。摆万奇采用系统动力学方法， 将主要驱动力与土地利用类型置于统一系统中以考察长期动态趋势，选取若干研究区域进行研 究，并定量诊断出各驱动因子贡献大小。这类模型主要是以系统理论和系统动力学理论为基础， 将自然因素和人类社会因素进行综合，建立土地利用变化模型( 摆万奇，1 9 9 7 ) 。 许多学者通过基于大量的土地利用变化数据和社会经济统计数据，将土地利用变化的动态特 征与引起其变化的原因建立联系。一种情况是建立系统诊断模型或者称经验诊断模型，如 k i t a m u r a 和k a g a t s u m e 运用了大量典型相关分析、k s i m 和l o g i s t i c 等分析工具开发了l u g e c i 模型：中国农业科学院资源区划所与荷兰瓦格宁根农业大学开展合作，在g i s 空间分析功能辅助 一1 - - ，运用相关和回归方法建立了中国土地利用变化及其影响模型，其被认为是国内土地利用变化 模型研究的突出成就。另一种则是运用主成分分析，典型相关分析及回归分析等手段，对土地利 用变化、耕地转化和社会经济统计数据进行分析处理。这种分析土地利用变化机制的方法更多的 应用于对实例的研究当中，如史培军分析了深圳市土地利用变化的驱动力，通过相关分析将各种 类型土地利用变化与影响因子建立起联系，构建土地利用变化模型( 史培军等，2 0 0 0 ) ；张明采 用典型相关分析方法对区域性土地利用结构及其驱动因子进行统计分析( 张明，1 9 9 9 ) ：人们围 绕耕地、城市用地与驱动因子之间的关系，采用多元线性回归等分析方法建立了一些数学模型( 王 良健等，1 9 9 9 ；陈佑启等，2 0 0 0 ；柳长顺等，2 0 0 2 ：谈明洪等，2 0 0 3 ) 。这些线性函数模型虽然 未能完全真实地反映出耕地转化与驱动因子之间的复杂关系，但却为定量化研究耕地转化动态机 制开辟了新的空间，同时这种方法的研究工作侧重于研究区域内部各种因素对土地变化的影响， 缺少对区域外部某些驱动因子对区域内部土地利用变化可能的影响过程的研究。 综上所述可以得出以下的启示： ( 1 ) 从当前研究的领域来看，主要是从土地的整体变化入手，注重全面性、普遍性的研究， 而对于在社会经济发展中，特别是对城乡结合部这个特殊地域，在农业发展过程中有重要影响的 耕地的转化问题研究则显得比较薄弱对其系统的研究尚处于起步阶段，亟待加强。 ( 2 ) 虽然对耕地转化的研究已经引起重视，但是近年来的研究重点仅仅局限于对耕地利 用中存在问题的理论分析、耕地面积随时间变化的监测以及耕地转化特征上，而对耕地转化驱 动力的定量分析，则主要停留在研究区域内部驱动力上，对区域外部的各种可能的驱动因素的 分析，还只是停留在定性的分析和描述阶段，在定量研究方面以及在结合动力学等方法研究耕 6 地转化的驱动机制方面，仍处在起步阶段。由于动态驱动机制在解释耕地转化的时空变化和建 立耕地转化的预测模型中所起的关键作用，使得耕地转化驱动因子的作用机制和定量化研究必 将成为今后耕地转化研究的重点领域。 1 1 3 城乡结合部耕地转化驱动力研究意义 在我国，面对社会经济的快速发展和巨大的人口基数，耕地所起到的基础作用越来越得到 强化。它不仅是农业生产的基础，而且是整个国民经济乃至实现全社会稳定繁荣和可持续发展 的基础( 朱德举，1 9 9 7 ) 。因此，对耕地转化的驱动力进行研究有助于揭示耕地转化的规律，对 耕地转化实行合理有效调控。 随着我国经济特别是城市经济持续的发展，城市化和工业化进程得到快速推进，人口不断增 加，城市用地逐渐向外扩张，许多二、三产业逐步向城市外国特别是城乡结合部地区推进，由此 一方面促进了城乡结合部的社会经济发展，另一方面工商业的建设也对城乡结合部的土地需求特 别是对耕地产生较大的利用需求，耕地数量急剧减少，耕地保护工作面临着更加严峻的考验，耕 地资源同样面临着是为城市建设所用还是为农业所用的两难选择( 朱德举，1 9 9 7 ) 。由上所述， 一方面耕地作为重要的基础保障性资源必须加以保护，另一方面现代化建设又要求城市建设的相 应推进，城乡结合部社会经济的发展不可避免地要占用耕地，因此，如何在保护有限的耕地资源 的前提下，最大限度地满足城乡建设用地增长的需求已经成为当前亟待解决的问题，这就要求对 耕地的转化进行合理地限制、有效地管理。为在实践上实现这个耕地保护和经济发展统筹目标的 需要，应首先解决的科学问题是：在什么情况下耕地发生了转化? 是什么驱动因子导致了耕地的 转化? 这些驱动因子的类型和特点是什么? 区域内部和外部驱动因子与耕地转化之间的关系以 及如何定量地描述各种因子在耕地转化过程中的作用和贡献等? 只有科学地解决了这些问题，即 揭示了耕地转化的客观规律后，才能根据该规律，有针对性地对耕地转化的方向、数量以及速度 实行有效的、有目的的管理和限制，避免在实施“土地用途管制制度”过程中出现盲目行为。因 此，开展城乡结合部耕地转化驱动力的研究，科学地揭示耕地转化的变化规律和驱动机制，可以 为在实践中对耕地转化进行合理调控、有效管理提供科学依据，也就是为实行“土地用途管制制 度”奠定一定的科学基础，同时，对于制定城乡结合部地区社会经济发展战略也具有重要的指导 意义。 1 2 本文的研究目标、内容与方法 根据上述分析结果，在充分借鉴国内外土地利用覆被变化研究特别是近年来有关耕地转化问 题所取得的有益经验的基础上，对本文的研究目标、研究内容和方法分别确定为： 1 2 1 研究目标 本项研究拟达到的目标是： 揭示耕地转化的规律，包括城乡结合部区域内部驱动因素与来自区域外部驱动因素对耕地转 化的驱动机制，即影响耕地转化的内部和外部驱动因素、驱动因素是如何驱动耕地转化的、驱动 7 中国农业大学硕上学位论文第一章绪论 因素与耕地转化之间的系统动力学模型，以及二者在驱动耕地转化中的贡献率，为在实践中，台 理限制和有效控制耕地的转化、保护农业可持续发展必需的耕地和实施“土地用途管制制度”提 供科学依据。 1 2 2 研究内容 1 耕地转化的特征分析 选取耕地转化特征指标，能适当反映研究区域耕地转化的数量、速度、方向和区位等时空动 态变化特征。通过对基础数据的处理，得到耕地转化的数量、转化类型和坐落区位等数据，并按 照选取的耕地转化特征指标计算公式，对相关数据进行计算，得到研究期内各个行政村的相应的 耕地转化指标值，从而得到耕地在时间和空间上的转化特征情况。然后根据研究时期内，各村的 耕地转化特征指标值，可以在村一级的数据基础上，对耕地转化的时空变化情况进行较细致的描 述和分析，从而更加清楚地说明城乡结合部耕地转化的时问、空间分布情况，对进一步分析发生 在不同区位的耕地的转化驱动机制提供了数据基础 2 耕地转化的驱动力研究 ( 1 ) 研究确定造成耕地转化的驱动因子在研究典型的城乡结合部地区土地利用变化与耕 地转化特征研究成果的基础上，分别从区域内部和外部选取驱动耕地转化的因子，具体研究在耕 地的转化过程中，何种或哪些因子发生突变或变化时，导致了耕地的转化；同时，也研究哪些因 子的突变或变化是由于耕地转化而衍生的：在前两项研究内容的基础上，综合研究确定影响耕地 转化的内外驱动因子。 ( 2 ) 研究确定驱动因子是如何驱动耕地转化的。具体研究耕地转化的各驱动因子在驱动耕 地转化过程中的作用方式及其差异、哪些因子在驱动耕地转化中起主导的作用，其中特别要重点 考察外部性驱动因子作用 ( 3 ) 研究确定驱动因子和耕地转化之间的定量关系。在上述耕地转化驱动力研究的基础上， 研究如何对各驱动因子与耕地转化之问的关系加以定量化，并确定它们之间的数学表达关系，同 时确定内外部驱动因子在驱动耕地转化中的贡献份额。 1 2 3 研究方法 为完成上述研究内容，拟采用的研究方法如下： ( 1 ) 在已经完成的耕地转化时空变化特征研究成果的基础上，对与耕地转化有关的过程进 行类别划分，结合不同自然、社会、经济条件。在研究区内选取若干耕地转化的典型地块。通过 进行实地调查，掌握实际的耕地转化过程中的内、外驱动因子并了解驱动因子在耕地转化中的 直接驱动过程。在此基础上，对所获得的数据、图件、统计资料等进行分析，初步建立起耕地转 化与各驱动因子之间的数学关系，并且综合运用主成分分析、典型相关分析等统计分析方法筛选 和确定影响耕地转化的驱动因子，特别是区域外部因子的确定和筛选。 8 中围农业大学硕士学位论文 第一章绪论 ( 2 ) 以士地利用相关理论为基础，运用计量经济学手段，利用所掌握的有关万柏林区分村、 区级及太原市的统计资料所具有的面板数据的特点，对所选取的驱动因子在耕地转化中所起作用 进行定量描述：同时，考虑利用计量经济学中的t o b i t 模型，将研究区内、外部驱动因素，进行 综台分析，并运用f i e l d s 分解方法，分析解释内、外驱动因子对耕地转化的贡献份额，从而进 一步对城乡结合部耕地转化的驱动机制进行剖析。 图卜1 是本文在研究中所采用的技术路线，其中的各个研究环节构成一个连续的整体过程， 不同环节间顺次相关，前后衔接，整个研究过程依次渐进，每个环节均是在前一个环节的基础和 推动下得以实现的，各环节彼此紧密联系，确保研究内容的顺利完成。 土地利用图件矢量化 相关数据、资料的收集 上l 编制耕地转化动态图 数据分类、汇总 上 耕地转化信息数据库 i 转化区位l i 转化方向 毛杯黼 i一时间变化特征 i 转化数量l 叫耕地转化特征分析u 空间分异特征 i 转化速度等i i 驱动因子的筛选、 i确定及定性描述 1 i 内、外驱动因子驱动 l i过程的定量描述 1 1w m n j v ln i 鬻毒鬻 结论与讨论 围1 - 1 本文采用的研究技术路线 f i g 1 - 1t h vr o u t i n eo f s t u d y 9 中国农业大学硕士学位论文第二章研究区域概况 第二章研究区域概况 2 1 自然地理概况 2 1 1 地理位置 太原市地处山西省中部，太原盆地北端，位于东经1 1 l 。3 0 o o ”一1 1 3 。0 9 0 0 ”，北纬 3 7 。2 7 0 0 3 8 。2 5 0 0 ”之间。市区北、西、东三面环山，汾河自北向南横穿市区。太原市是山西省 的省会，是国家重要的能源重化工基地中心城市和内陆开放城市。 万柏林区位于东经1 1 2 。1 5 ，0 0 ， 一1 1 2 0 3 2 3 0 ”，北纬3 7 0 4 6 3 0 ”3 7 0 5 9 1 2 ”之间，地处汾河西岸， 是太原市中心城区之一。万柏林区地理位置优越，东与太原市的杏花岭区、迎泽区隔岸相望，南 与拥有驰名中外的晋祠旅游胜地和晋阳湖开发区的晋源区接壤，西与古交市相连，北与乡镇企业 发达的尖草坪区及阳曲县毗邻。全区东西长2 4 6 0 k m 、南北宽2 2 4 0 k i n ，土地总面积2 8 6 3 1 k m 2 。 行政区划下辖小井峪、西铭、东社、化客头、王封等三个乡和二个街道办事处，共7 3 个行政村。 2 1 2 地形地貌 万柏林区地形复杂多样既有岩石裸露的石质山地，也有土层深厚的黄土平地；既有地势平 坦的洪冲积平原，也有沟壑纵横的黄土丘陵。总体上可分为石质山地区、黄土丘陵区、洪冲击平 原区和汾河洼地区等四种类