（自然地理学专业论文）岳阳市耕地利用变化及其驱动力研究.pdf

摘要 耕地作为土地利用中的一种重要类型，是人类的衣食之源和人类 生存和发展的重要物质基础。耕地利用变化和保护问题己成为土地利 用土地覆被变化的重要组成部分。加强耕地利用变化研究，分析耕 地利用变化的驱动因子，有利于合理利用耕地资源，保障区域粮食安 全，促进区域和谐社会的发展。 本文选取我国的商品粮、油基地之一一岳阳市作为研究对象，根 据岳阳市1 9 9 7 - - 2 0 0 5 年土地变更数据及社会经济统计数据对岳阳市 的耕地利用动态变化及其驱动力进行了研究，得到以下结论： ( 1 ) 1 9 9 7 2 0 0 5 年，岳阳市耕地面积由3 8 1 8 4 7 2 8 公顷减少到 3 6 0 1 8 7 7 6 公顷，净减少2 1 6 5 9 5 2 公顷，其变化呈现出台阶式波动减 少的态势，具体表现为：减一缓增一剧减。1 9 9 7 1 9 9 9 年，耕地年变 化率为o 6 6 ，1 9 9 9 2 0 0 1 年变化率为0 1 3 ，2 0 0 1 2 0 0 5 年变化率 为1 4 4 。从地区来看，岳阳市耕地变化区域差异明显：社会经济发 展水平高和经济不发达的县( 市、区) 耕地相对变化率小，发展水平 中等的县( 市、区) 耕地相对变化率大，其中相对变化率最大的县( 市、 区) 是岳阳县1 5 5 ，最小的是君山区0 4 7 。运用r s 和g i s 技术相结 合，得到岳阳市19 9 7 2 0 0 5 年耕地质心向东偏南移动了0 , 2 6 k i n ，偏转 了3 3 0 5 2 。 ( 2 ) 影响岳阳市耕地利用变化的有自然因素，但更主要的是社 会人文因素。本研究运用s p s s 统计软件，首先采用因子分析方法 对影响岳阳市耕地利用变化的社会人文驱动因素进行分析，发现影响 岳阳市耕地利用变化的社会人文驱动因子主要是人口增长和经济发 展状况、农业结构调整、国家政策和制度，然后对提取的三个公共因 子进行多元线性回归，得到耕地利用变化驱动力的线性回归模型。 关键词：耕地利用变化；驱动力；因子分析；岳阳市 a b s t r a c t a sa ni m p o r t a n tl a n du s et y p e ，c u l t i v a t e dl a n di st h es o u r c e so f h u m a n sf o o da n dc l o t h e sa n di ti sa l s ot h ei m p o r t a n tm a t e r i a lf o u n d a t i o n f o rh u m a n ss u r v i v a la n dd e v e l o p m e n t c u l t i v a t e d1 a n du s ec h a n g ea n d p r o t e c t i o nh a v eb e c o m et h ei m p o r t a n tc o m p o n e n t so fl a n d u s e l a n d c o v e r c h a n g e s t r e n g t h e n i n gt h er e s e a r c ho fc u l t i v a t e dl a n du s ec h a n g ea n d a n a l y z i n gt h ed r i v i n gf a c t o r sw h i c ha f f e c tc h a n g e so fc u l t i v a t e dl a n du s e a r eo fg r e a tb e n e f i tt ou s et h ea r a b l el a n dr e a s o n a b l y m e a n w h i l et h e s e w i l le n s u r et h er e g i o n a lf o o ds e c u r i t ya n dh e l pa d v a n c et h ed e v e l o p m e n t o fah a r m o n i o u ss o c i e t y ? c h o s i n go n eo ft h eo i la n dg r a i nb a s e r l e y a n gc i t ya st h e r e s e a r c ho b je c t ，t h i sp a p e rc a r r i e so u tad y n a m i cs t u d yo nt h ec u l t i v a t e d l a n du s ec h a n g ea n dd r i v i n gf o r c e si ny u e y a n gc i t yd u r i n gt h ep e r i o do f 19 9 7 2 0 0 5 b a s e do nt h ed a t ao fd e t m l e dl a n d u s ea n dt h es o c i a l e c o n o m i c s t a t i s t i c sf r o m19 9 7t o2 0 0 5 t h er e s u l t sa r el i s t e da sf o l l o w s ： ( 1 ) f r o m19 9 7t o2 0 0 5 ，t h ec u l t i v a t e dl a n di n y u e y a n gc i t y d e c r e a s e df r o m3 818 4 7 2 8 h m 2t o3 6 0 18 7 7 6 h m 2 w i t han e tr e d u c t i o no f 216 5 9 5 2 h m z t h e s ec h a n g e se x i h i b i tt h et r e n do ff l u c t u a n tr e d u c t i o n a n d u n d e r g ot h r e ep h a s e sw h i c ha r er e d u c t i o n ，s l o wi n c r e a s e ，a n df a s t r e d u c t i o nr e s p e c t i v e l y t h ea n n u a lv a r i a n c er a t i oo fc u l t i v a t e dl a n du s e w a s 0 6 6 f r o m1 9 9 7t o1 9 9 9 0 1 3 f r o m1 9 9 9t o2 0 0 1a n d 1 4 4 f r o m2 0 01t o2 0 0 5 t h e r ei so b v i o u sd i f f e r e n c ea m o n gv a r i o u sr e g i o n s t h er e l a t i v ec h a n g er a t eo ft h ec u l t i v a t e dl a n du s ei sl o wi nr e g i o n sw i t h b o t hh i g ha n dl o ws o c i a la n de c o n o m i cd e v e l o p m e n tl e v e l ，a n dt h er a t ei s h i g hi nr e g i o n sw i t hm o d e r a t es o c i a la n de c o n o m i cd e v e l o p m e n tl e v e l y u e y a n gc o u n t yi st h eh i g h e s t ，w h o s er a t ei s1 5 5 ，w h i l ej u n s h a nd i s t r i c t w i t har a t eo fo 4 7 i st h el o w e s t w i t ht h eh e l po fb o t hr sa n dg i s ，w ef o u n dt h a tt h ec e n t e ro ft h e c u l t i v a t e dl a n du s ei ny u e y a n gc i t ym o v e d0 2 6 k ma n d3 3 0 5 2 t o w a r dt h e s o u t h e a s t ( 2 ) t h e r ea r en o to n l yn a t u r a lf a c t o r st h a td r i v et h ec u l t i v a t e dl a n d u s ec h a n g e b u tt h es o c i a la n de c o n o m i cf a c t o r sa r em o r ei m p o r t a n t w i t h s p s ss t a t i s t i c a ls o f t w a r e ，t h es t u d yh a sa n a l y z e dt h es o c i a l 。e c o n o m i c d r i v i n gf a c t o r sw h i c hi m p a c tc u l t i v a t e dl a n du s ec h a n g eo fy u e y a n gc i t y t h r o u g hf a c t o ra n a l y s i s t h em a i ns o c i a la n de c o n o m i cd r i v i n g f a c t o r s t h a ta f f e c tc u l t i v a t e dl a n du s ec h a n g ea r ep o p u l a t i o ng r o w t h ，s o c i a la n d e c o n o m i cd e v e l o p m e n t ，s t r u c t u r a lr e a d j u s t m e n ti na g r i c u l t u r e ，n a t i o n a l p o l i c i e s t h e nw ea p p l yt h em u l t i v a r i a t e1 i n e a rr e g r e s s i o nt ot h e s em a i n f a c t o r sa n dg e tt h ec u l t i v a t e d1 a n dd r i v i n gf o r c e sl i n e a rr e g r e s s i o nm o d e l k e yw o r d s ：c u l t i v a t e dl a n du s ec h a n g e ；d r i v i n gf o r c e s ；f a c t o ra n a l y s i s ； y u e y a n gc i t y 湖南师范大学学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独 立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论 文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的 研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人 完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 学位论文作者签名： 鲁举招 加了年；月6 日 湖南师范大学学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定， 研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属湖南师范大学。 同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版， 允许论文被查阅和借阅。本人授权湖南师范大学可以将本学位论文的 全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫 描等复制手段保存和汇编本学位论文。 本学位论文属于 1 、保密口，在年解密后适用本授权书。 2 、不保密口。 ( 请在以上相应方框内打“ ”) 作者签名：糊 日期：娜占年占月 z日 导师签名：辇荔绍刀矿、 日期：年月 日 岳r i 市耕地利用变化及其驱动力研究 1 1 研究背景 1 绪论 土地是由地球陆地表面一定立体空间内的气候、土壤、地质、地 形地貌、水文、植被等自然要素构成的自然地理综合体，同时也是人 类最基本的生产资料和生存条件，包括人类过去和现在对土地的各种 改造和利用的结果，因而土地是一个自然一社会一经济综合体【l 】。土 地利用是人类有目的、有意识的社会经济活动，贯穿在人类生存与发 展的整个历史过程中，是人类社会与大自然相互影响、相互作用、共 同发展和不断进步的产物。 随着人口数量的急剧增加，工业化、城市化快速推进，人口、资 源、环境与发展( p r e d ) 之间的矛盾日益突出，由此引起的资源短 缺、环境恶化等问题倍受各界关注。土地是陆地生命支撑系统的重要 组成部分，伴随着人类的繁衍生息，土地利用的广度和强度被不断加 大；而土地面积的有限性、位置的固定性注定其是一种稀缺性资源， 因而，人类发展的强大需求与土地供给的有限性使人地关系逐渐紧 张。与此同时，人类主宰地球的自我意识也使得人们在开发利用土地 的过程中存在许多不合理现象，从而引发很多的土地利用问题，如水 土流失、荒漠化、土地退化等，这些现象必然会对地球系统的气候、 水文、生物地球化学循环及生物多样性等产生重大影响。 为应对土地利用变化对地球系统产生的影响，1 9 9 5 年，“国际地 圈与生物圈计划”( i g b p ) 和“全球变化的人文领域计划 ( l h d p ) 联合提出了“土地利用土地覆被变化”( l u c c ) 研究计划，使l u c c 研究成为全球变化研究的前沿与热点课题【2 】。1 9 9 9 年，i g b p 和l h d p 又联合发表了土地利用土地覆被变化实施策略 3 1 。这两个纲领性 的文件都强调土地利用土地覆被变化的研究重点在于土地利用覆被 过去和现状的调查以及由此得到土地利用覆被变化的格局和过程、 区域土地利用覆被变化的驱动机制、土地利用覆被变化的人类响应。 作为土地利用中的一种重要类型，耕地是人类的衣食之源和人类 生存和发展的重要物质基础。耕地的数量和质量反映了一个国家的基 硕十学位论文 本国情，大体上决定了一个国家的人口承载力和可持续发展能力【4 】。 保持一定数量和质量的耕地不仅是保证食物安全的需要，而且对维持 区域生态平衡也十分重要。我国是一个农业大国，人多地少，耕地资 源十分紧缺，耕地资源变化已成为影响我国社会经济可持续发展的关 键问题之一。人口与耕地资源之间的矛盾主要体现在两个方面：一方 面，人口的持续增长对耕地资源的直接需求不断增加，经济增长、收 入增加带来对耕地资源的间接需求持续扩张；另一方面，工业化、城 镇化过程中大量的耕地被占用，使得有限的耕地资源不断减少，加上 我国山地、高原多，平地少，耕地后备资源不足，人口和耕地资源之 间的矛盾日益突出。因此，加强耕地利用动态变化研究，分析影响耕 地利用变化的驱动因子，对合理利用耕地资源、控制耕地面积的进一 步减少具有重要的意义【5 j 。 1 2 土地利用土地覆被变化研究进展 土地利用与土地覆被是地球表层最突出的景观标志，两者既有联 系，也有区别。“国际地圈与生物圈计划( i g b p ) 和“全球变化的 人文领域计划”( l h d p ) ( 1 9 9 5 ) 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； 土地覆被是地球陆地表面和近地面层的自然状态，是自然过程和人类 活动共同作用的结果。土地利用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、工业和城市发展等人类与土地有关 的自然资源的开发和利用活动属于土地利用的范畴，而土地覆被则注 重土地的自然属性，如耕地、林地、牧草地、公路、建筑及冰川、土 壤、水体等自然物体和人工建筑物体属于土地覆被的范畴【6 】。 土地利用土地覆被是土地资源社会和自然双重属性的体现，土 地利用是土地覆被变化的原因，土地覆被现状是土地利用的结果，是 土地利用程度大小的一种反映，区域性土地覆被的现状就代表着土地 利用程度和利用水平。 自1 9 9 5 年l u c c 项目开展以后，国际上与全球变化有关的各个 科学组织和各类科学计划也纷纷将l u c c 作为研究的重点：联合国环 境署( u n e p ) 亚太地区环境评价计划委员会、国际应用系统研究所 岳阡ii f i l j t 地利用变化及其驱动力研究 ( i i a s a ) 、联合国粮农组织( f a 0 ) 等都确定了跟l u c c 有关的项 目；一些国家和地区如美国、日本、欧洲共同体等也建立了不同层次 的l u c c 研究项目 7 1 。l u c c 研究所涉及的范围十分广泛，包括自然、 社会和经济整个系统：空间上从生物地球圈层到一个国家、省( 市) 、 地区，再到某个土地利用行为者等各个规模等级；时间跨度上从过去 几百年到几十年、近十年到现在以及将来等各过程。归纳起来，土地 利用土地覆被变化的研究重点内容主要体现在以下三个方面【8 】：( 1 ) 土地利用变化机制的案例比较研究：通过区域案例的比较研究，分析 影响土地利用的自然和社会经济驱动因子，建立区域土地利用土地 覆被变化的经验模型；( 2 ) 土地覆被变化机制的直接观测和诊断模型 研究：通过遥感图像分析，了解过去土地覆被的空间变化过程，并与 驱动因子建立关系，构建解释土地覆被时空变化和推断未来1 0 到2 0 年的土地覆被变化的经验诊断模型；( 3 ) 区域和全球模型研究：建立 宏观尺度的，包括与土地利用有关的各经济部门在内的土地利用土 地覆被变化的动态模型，根据驱动力的变化来推断土地覆被未来的变 化趋势，为制定相应的对策和整个全球性环境变化研究服务。 随着i g b p 第二阶段( i g b p i i ) 工作的开展，l u c c 研究计划的 重点转向与其他研究领域的综合，尤其是强调与g c t e ( g l o b a l c h a n g ei nt e r r e s t r i a le c o s y s t e m sp r o j e c t ) 研究计划的综合，其研究对 象也扩展到“陆地人类与环境系统( t e r r e s t r i a lh u m a n e n v i r o n m e n t ， t - h e ) 【9 】o i g b p 随后于2 0 0 3 年提出了“土地变化科学( l a n dc h a n g e s c i e n c e ，l c s ) 一新的科学范式”以及“土地变化科学”的三个研究 焦点【1 0 】：( 1 ) 土地系统变化的原因和本质强调对人类活动，尤其 是对土地利用活动产生的影响；( 2 ) 土地系统变化的影响强调不 同程度的土地利用对生态系统产生的影响；( 3 ) 综合分析和建模 强调复杂系统的突变性质和非线性特征，构建适应系统复杂性的一组 时空模型【1 1 1 。 1 2 1 土地利用数量变化 区域土地利用变化包括土地利用类型的面积变化、空间变化和质 量变化，这些变化都可以通过数量指标来反映。面积变化首先反映在 不同类型的总量变化上，通过分析土地利用类型的总量变化，可了解 硕十学位论文 土地利用变化总的态势和土地利用结构的变化【l2 1 ，其数量变化的指标 有土地利用变化的幅度、土地利用变化的速度等；反映空间变化的数 量指标主要有土地利用变化的区域差异、土地利用重心变化、土地利 用的转移矩阵等；而土地利用程度变化、土地产出率、土地利用率、 垦殖率及耕地复种指数等变化则可反映土地利用质量变化。 1 2 2 土地利用格局变化 土地利用变化不仅体现在数量上，还体现在空间布局上。目前， 土地利用已成为景观生态学、环境规划和自然资源管理等领域里的中 心课题【l3 1 。土地利用格局变化研究，主要是采用景观生态学中的数量 结构、空间结构及组合结构等指数的变化进行分析。土地利用格局的 指数主要有斑块数目和平均面积、斑块形状指数、分维数、景观多样 性指数、优势度、破碎度、分离度指数及土地组合类型等。r a o 等在 中尺度上研究印度小流域区域中部1 9 6 3 、1 9 8 6 和1 9 9 6 年土地利用景 观格局时，发现人类影响土地的能力依然强烈，并且在过去3 3 年时 间内，在人口增加、农业活动和工业初级材料提炼活动下，植被大量 被改变【14 1 。而p a n 等通过研究表明厄瓜多尔北部亚马孙河区域快速增 长的人口引起实际土地的进一步细分，1 9 9 9 年比1 9 9 0 更为复杂和破 碎化【1 5 】。贡璐等借助3 s 技术和数理统计软件分析了19 9 0 2 0 0 0 年塔 里木河上游地区阿克苏一阿瓦提绿洲土地利用格局变化：景观多样性 指数、均匀度指数减少，优势度指数、破碎度指数增加【1 6 1 。杨国清等 在遥感与g i s 技术的支持下，研究了2 0 世纪9 0 年代广州地区土地利 用格局变化特征，并结合马尔科夫过程与元胞自动机模型对广州地区 2 0 1 0 年土地利用空间格局进行预测分析：土地利用斑块数目增加， 斑块形状指数和分维数下降；景观破碎度和多样性指数上升 1 7 1 。其他 学者还对对榆林市【1 8 】、黄河三角洲【1 9 】、太湖流域【2 0 1 等地区的土地利 用格局变化进行了研究。 1 2 3 土地利用变化驱动力 1 2 3 1 驱动力因素 土地利用变化的驱动力因素及其作用机制是土地利用土地覆被 变化研究的关键，同时也是建立动态模型定量探讨问题和进行预测的 岳陬1 市耕地利川变化及其驱动力研究 必备基础【2 1 1 。土地利用土地覆被变化是自然因素和社会经济因素共 同作用的结果。在很长的时期内，自然条件的变化，如气温、降水、 生物种类与数量等的变化会对土地利用土地覆被产生较大的影响； 但在较短的时期内，自然条件变化不明显，影响作用微弱，社会经济 活动则成为影响土地利用土地覆被变化的主要因素【2 2 1 。全球环境变 化人文因素计划( i h d p ) 7 1 指出，影响土地利用覆被变化的社会经 济因素可分为直接因素和间接因素，直接因素包括人口变化、技术发 展、政治经济政策、富裕程度和价值取向等；间接因素包括对土地产 品的需求、对土地的投入、城市化程度、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。e h r i l c h 认为 人口、富裕程度和技术是研究人类驱动力的主要方面【2 3 1 。t u r n e r 指出， 人类驱动力应该包括人口、收入、技术、政治经济状况和文化等【2 4 】。 k a s p e r s o n 认为，在环境典型带中人类方面的驱动力因素主要有：人 口、技术水平、富裕程度、政治经济结构、信任与态度【2 。 在不同的地域范围，不同历史时期，影响土地利用覆被变化的 驱动力因子是不一样的，甚至有很大的区别。在全国尺度，研究的时 间尺度越长，影响土地利用土地覆被变化的因素愈多，我国学者认 为人们对土地产出的种类的需求日趋多样化、土地属性变化、技术进 步等是全国宏观尺度上的土地利用覆被变化的驱动力因子。区域尺 度的研究表明，导致长江三角洲耕地数量减少的驱动力主要是政策、 经济发展和人口增长【2 5 1 ；人口剧增使沙地及其周围地区耕地增加，导 致一系列土地利用覆被变化【2 6 】；袁艺等对深圳市土地覆被格局的研 究结果显示，经济发展水平和速度是城市化过程中影响土地覆盖格局 的重要社会因素【2 7 】。县域尺度的土地利用覆被变化驱动力研究表明， 在经济发达地区( 如长江三角洲地区) 县域尺度的土地利用覆被变 化驱动力包括经济发展、城镇化和工业化、人口增长、政治经济政策 等方面 2 8 - 2 9 】。 1 2 3 2 驱动力模型 国外早期对土地利用变化的研究集中于通过建立植被模型研究 土地覆被变化【3 0 1 。随着人类社会的发展，人类活动对土地利用变化所 起的主导作用日益突出，各种土地利用变化模型更多的考虑社会经济 硕士学位论文 因素。r i e b s a m e t 3 1 】等在研究美国大平原地区农业过程中建立了一个综 合土地利用模型，该模型包括人类环境中的驱动力、自然环境中的驱 动力、土地利用决策过程和生态过程4 个部分。由v e r b u r ge h l 3 2 等 科学家创建了适合于区域土地利用变化的c l u s s 模型。p a r k e r 3 3 认 为m a s l u c 模型能模拟复杂的l u c c 系统中社会经济因素与生物物 理环境之间的相互作用及反馈关系，最重要的是它能够模拟土地利用 系统中的人类决策问题。 国内所建立的l u c c 模型大多是区域规模的土地利用行为模 型，与区域内市场、经济及人口增长、农业现代化过程、技术进步、 城市化进程等相联系，以认识各种自然人文过程影响土地利用覆被 格局的机理，从而为区域未来发展提供决策支持【3 4 】。这些模型大致可 分为系统诊断模型、土地利用动态变化模型和土地利用变化综合评价 模型3 种。其中，系统诊断模型多为基于经验的统计模型，如陈佑启 等利用多尺度统计方法建立的多元回归模型f 3 5 】；张明运用典型相关分 析方法定量诊断出各种驱动力因素对榆林地区土地利用变化贡献的 大d , t 3 6 】；摆万奇等采用l o g i s t i c 逐步回归方法诊断出大渡河上游地区 土地利用变化的驱动了因子及其定量关系 3 7 】；鲁春阳3 8 】等利用主成分 分析方法诊断出重庆市主城区的土地利用变化驱动力因子。土地利用 动态变化模型研究工作大致从土地资源数量变化、土地需求量预测与 土地利用时空变化等方面展开，如摆万奇运用系统动力学模型对深圳 市1 9 5 0 2 0 5 0 年土地利用变化进行了模拟【3 9 】；黎夏等基于细胞自动机 原理建立了适于模拟复杂、具自组织结构系统的约束性单元自动演化 c a 模型并对可持续城市发展形态进行了模拟【4 0 】。中国农业科学院资 源区划所与荷兰瓦赫宁根农业大学开展合作，在g i s 空间分析功能 辅助下建立的中国土地利用变化及其影响模型，反映了国内土地利用 变化综合评价模型研究方面的突出成就【4 1 1 。 1 2 4 土地利用变化的环境效应 某种土地利用变化所引起的环境变化及后果，称为该种土地利用 变化的环境效应；某区域内多种土地利用变化以加和方式或者交互方 式在时间和空间上所产生的环境效应及后果，即该区域l u c c 的环境 效应【4 2 1 。人类的土地利用方式有多种多样，各种土地利用的作用累积 岳刚i h 耕地利用变化及其驱动力研究 起来就在全球尺度上改变了土地覆被，其结果不但对土地覆被本身至 关重要，而且对地方、区域甚至全球环境的很多方面都产生显著的影 响【4 3 1 。土地利用变化一方面改变地球表面物理特征( 如粗糙度、反照 率、土壤含水量等) ，影响与气候直接有关的地表与大气之间的能量 和水分的交换过程；另一方面又能改变地球表面的生物地球化学循环 过程，影响地表与大气之间的微量气体交换和土壤一植被之间的营养 物质输送。另外，土地利用变化还通过土地覆被的改变而直接影响到 生物多样性、影响区域的水分循环特征、改变生态系统的结构以及组 成从而对生态系统的功能产生影响m 】。 耕地是人类赖以生存和发展的一种重要的土地资源，耕地利用动 态变化和保护问题己成为l u c c 的重要组成部分。耕地利用动态变化 也可以从数量变化、速度变化、程度变化、空间变化等几个方面进行 分析。在耕地利用变化影响因素中，自然因素处于基础地位，而社会 经济因素正逐步起主导作用。因为，相对其他土地利用类型，自然因 素在耕地利用变化中的基础作用更强。然而，在我国，随着城市化、 工业化的快速推进，社会经济因素对耕地利用变化的影响作用正愈益 强烈，“摊大饼”式的城市扩张和基础设施建设正吞噬着大片优质耕 地，这已引起学界乃至政界的高度关注。耕地利用变化既关系到区域 乃至国家的环境保护和生态建设，也关系到区域乃至国家的粮食安 全，所以国家政策在耕地利用变化的社会人文驱动力中的作用显得尤 其重要。 1 3 研究目的和意义 岳阳市是我国重要的商品粮、油等基地，自古就有“洞庭鱼米香” 的说法。1 9 9 7 年末，岳阳市耕地面积为3 818 4 7 2 8 公顷，人均耕地为 1 1 2 亩人。近年来，随着国家改革开放的推进、“中部崛起”战略的实 施、湖南省“一点一线”概念的提出、“新型工业化”发展道路的落实， 岳阳市的经济飞速发展，工业化和城镇化进程加速，但耕地利用非农 化也在加剧。到2 0 0 5 年，岳阳市耕地面积减少到3 6 0 1 8 7 7 6 公顷， 人均耕地为1 0 1 亩人，仅稍高于全省平均水平。另一方面，岳阳市 农业的产业化、集约化、现代化还有相当长的过程，农村劳动力的转 硕士学位论文 移也是艰难的、渐进的、长期的。因此必须确保相当数量的耕地，以 保证农村劳动力有地可耕，使农村人口不致无序的迁移，保障社会的 稳定。解决好岳阳市“吃饭问题 、“建设问题”及“生态问题”之间 的矛盾，既是保证岳阳市、湖南省乃至全国的粮食安全的需要，也是 促进岳阳市和谐社会和小康社会的需要。因此，研究岳阳市耕地资源 动态发展趋势和资源利用变化特征，探讨耕地利用变化驱动机制，对 制定切实可行的耕地保护对策，落实科学发展观，实现区域耕地资源 合理利用和社会经济可持续发展，具有重要的理论意义和现实意义。 1 4 研究内容 通过对前人研究方法的学习和总结，本文主要进行以下几个方面 的研究： ( 1 ) 总结国内外土地利用变化及耕地利用变化研究的理论、技 术和方法，为本文开展研究奠定基础。 ( 2 ) 分析岳阳市耕地利用现状，并采用土地利用动态变化模型 分析岳阳市耕地的时空动态变化特征。 ( 3 ) 运用s p s s l 3 0 ，采用因子分析和回归分析方法，探讨岳阳 市耕地利用变化与社会人文驱动力之间的相关关系。 1 5 资料来源与研究方法 1 5 1 资料的收集与整理 本文的研究资料大致来源于以下几个方面： ( 1 ) 数据资料：岳阳市1 9 9 7 。2 0 0 5 年相关的统计数据，其中耕 地数据采用岳阳市国土局提供的土地利用详查变更( 1 9 9 7 2 0 0 5 年) 数据，人口及国民经济等社会经济数据来自岳阳市统计年鉴 ( 1 9 9 7 2 0 0 5 年) 。根据过渡时期土地分类方法，并结合研究区土地利 用现状特点、地域性特点、生产的适用性及相似性和差异性，将研究 区域土地利用类型，分为农用地、建设用地、未利用地三大类。农用 地分为：耕地、园地、林地、草地、其他农用地，其中耕地分为灌溉 水田、望天田、旱地、水浇地和菜地；建设用地分为居民点及工矿用 地、交通运输用地、水利设施用地；未利用地分为：未利用土地和其 岳f j f i 市耕地利用变化及其驱动力研究 它土地。 ( 2 ) 图件资料：岳阳市2 0 0 5 年土地利用现状图、岳阳市地形图、 岳阳市遥感卫星图像。 1 5 2 主要研究方法 ( 1 ) r s 和g i s 在耕地空间变化中的应用 r s 和g i s 已经成为l u c c 研究非常重要的技术手段。本研究 首先对1 9 9 7 年和2 0 0 5 年两期l a n d s a tt m 遥感图像进行解译，提取 耕地数据，然后利用a r c g i s 软件中c e n t r o i d l a b e l s 命令得到19 9 7 年和 2 0 0 5 年的耕地质心的直角坐标。 ( 2 ) 因子分析方法 因子分析方法是多元统计分析中处理降维的一种统计方法。其基 本目的就是用少数几个因子去描述许多指标或因素之间的联系，即将 关系比较密切的几个变量归在同一类中，每一类变量就成为一个因 子，以较少的几个因子反映原始数据的大部分信息。影响岳阳市耕地 利用变化的社会人文因素复杂繁多，而且因素之间相关性强，构成一 个复杂的系统，为研究这个关系复杂的驱动力系统，用因子分析方法 将其简化为少量的几个独立的因子来描述。 ( 3 ) 回归分析方法 回归分析，是在掌握大量观察数据的基础上，通过提供变量之间 的数学表达式即回归方程来定量描述变量之间相关关系的数学过程。 本研究在因子分析的基础上，对影响岳阳市耕地利用变化的社会人文 驱动力的三个公共因子进行多元线性回归，得到岳阳市耕地变化的多 元线性回归模型。 1 5 3 研究技术路线 硕十学位论文 图1 - 1 研究技术路线 f i g 1 - 1t h ef r a m e w o r kf o r t h es t u d y 2 研究区概况 岳阳市位于湖南省东北部，介于东经1 1 2 0 1 8 3 1 1 1 4 0 9 川6 、北 纬2 8 0 2 5 3 3 ”2 9 0 5 1 之间，南北纵长1 5 7 8 7 公里，东西横跨1 7 7 8 4 公里。南临长沙市，西连益阳市，北接湖北省的荆州市，东临湖北省 的咸宁市和江西省的萍乡市，处于武汉、长沙、三峡小三角区和华东、 西南、华南三角区的中心以及洞庭湖与长江汇合处，是国家确定的沿 江重点开放港口城市，是湖南省唯一可通江达海的外贸口岸，被称为 “湘= 匕i 、_ 】户”。 岳阳市土地总面积为1 4 9 万平方公里，占全省土地总面积的5 1 6 。目前，岳阳市辖两市四区四县，即：汨罗市和临湘市两市；岳阳 楼区、云溪区、君山区和屈原行政区四区；平江县、湘阴县、岳阳县 和华容县四县( 图2 1 ) 。 岳阿i 市耕地利用变化及其驱动力研究 2 1 自然条件 图2 - 1 岳阳市行政区划 f i g 2 1r e g i o n a l i z a t i o nm a p o fy u e y a n gc i t y 2 1 1 地形地貌 岳阳市境内地貌组合复杂，山、丘、岗、平兼有，山地、丘陵、 岗地、平原、水面的比例大致为16 ：2 8 ：1 4 ：2 7 ：15 。境内地势东 高西低，呈阶梯状向洞庭湖倾斜。平江县连云山主峰海拔1 6 0 0 3 米， 为岳阳市最高点，全市最低点为临湘谷花洲，海拔仅2 3 米。全境地 形地貌可划分为三个分布区： 东部山丘区从华容县桃花山，经临湘市、岳阳县、平江县东部、 泪罗市南部到湘阴县东南部的青山庵，呈弯月形分布着山地与丘陵。 该区域山多、峰高、谷深、坡陡、平地少、水面小，自然条件具有明 显的垂直地带性。 中部丘岗区处于东部山丘区内侧、西部平原区的外围，包括岳阳 县中部和南部、平江县、泪罗市、湘阴县东部。从东向西的地表形态 是由高岗地向低岗地逐渐过渡，海拔5 0 1 0 0 米，相对高度1 0 一6 0 米， 垅岗、浅切谷相间分布，地表起伏不大。 硕十学位论文 西部平原区位于滨湖沿江地带，西北为滨湖平原、西南为江湖平 原。包括华容县西南部的堤垸区，君山区的广兴洲，临湘市、云溪区 沿长江右岸地带，湘阴县湘江以西地区，泪罗市西北部的一部分和屈 原行政区全境，海拔在4 0 米以下。地势微向江湖倾斜，平坦开阔、 耕地成块连片，堤垸相连，河湖密布，水域广阔。 2 1 2 气候 岳阳市处于中亚热带北缘，属亚热带季风性湿润气候，温暖期长， 严寒期短，四季分明。年平均日照为1 7 2 8 6 小时，年太阳辐射总量 1 0 9 1 2 千卡平方厘米，多年年均气温为1 7 o 。c ，多年年均降水量 1 2 8 3 3 毫米，光热条件好、雨水充沛。年平均无霜期2 6 0 天左右，生 长期较长，利于多种作物生长，农作物熟制为一年两熟至一年三熟。 2 1 3 水文 岳阳市湖泊众多，河网密布，水系发达，水源充足。除洞庭湖外， 岳阳市有大小内湖1 6 0 余个，总面积3 0 0 多平方公里，总湖容达到了 1 0 亿立方米。河流除湘江、资江外，境内长5 公里以上的河流3 0 0 余条，其中1 0 公里以上1 4 7 条，5 0 公里以上的6 条。岳阳市多年平 均水资源总量为6 5 4 5 6 4 亿立方米年，其中地表水为1 5 7 7 0 亿立方 米年，除植物蒸腾、地表水体蒸发和土壤等消耗外，地表径流为7 2 7 8 亿立方米年；地下水为1 7 9 4 亿立方米年；过境水为6 3 7 1 4 3 亿立方 米年。全市总水量较为丰裕，人均拥有水量和耕地亩均占有水量均 高于全国平均水平，也高于长江流域平均水平，位列全国前茅。 2 1 4 土壤 在地貌、母质、气候和人类活动共同作用下，岳阳市土壤类型多 样，优质土类比重大。土壤普查总面积超过1 0 0 万公顷，占土地总面 积的6 8 8 。土壤类型包括水稻土、菜园土、潮土、紫色土、红壤等 8 个土类，2 1 个亚类，7 6 个土属，2 2 2 个土种，4 0 0 多个变种。其中 以红壤、水稻土为主，占土壤总面积的8 0 以上。 2 1 5 自然资源状况 森林资源：根据岳阳市林业局2 0 0 5 年度森林资源统计年报，岳 岳阳市耕地利用变化及其驱动力研究 阳市林业用地面积6 1 1 2 6 3 6 公顷，占土地总面积的4 1 0 。其中包 括有林面积4 4 8 7 8 7 6 公顷，占林业用地面积的7 3 4 2 ；疏林地面积 4 4 8 7 8 7 6 公顷，比重为0 7 5 ；灌木林地面积1 0 6 5 9 8 4 公顷，比重 为1 7 4 4 ；未成林地面积2 4 5 1 5 5 公顷，比重为4 0 1 ；无林地面 积2 6 0 5 6 4 公顷，比重为4 2 6 ；苗圃地面积7 3 5 4 公顷，比重为0 1 2 。全市森林覆盖率为3 5 7 3 。目前，岳阳市常绿阔叶林主要为次 生林，且大面积次生林主要分布在一些偏僻山区，现状森林植被主要 为马尾松林和杉木林，其面积占林分总面积6 7 6 8 。另外，一些地 区杨树和国外松面积也较大。 生物资源：岳阳市自然环境优越，生物物种的种类繁多。植物资 源方面，共有木本植物9 5 科、3 4 5 属、1 11 8 种，包括众多珍稀乡土 树种，如市树杜英、市花栀子花等；药用植物1 8 5 科、1 2 4 4 种，其 中临湘县药姑山分布野生药材4 5 0 余种，被誉为“药库山”；湖区水生 植物4 0 科、7 5 属、1 3 1 种，以禾本科、莎草科、菊科和眼子菜科为 主；山丘区的草本、藤本植物种类繁多，经济意义较大的有猕猴桃、 山桂花等。动物资源方面，岳阳市拥有国际级的湿地保护区，许多鸟 类在此越冬，种类繁多，目前已发现1 6 目4 0 科1 4 0 种，有丹顶鹤、 秋沙鸭等国家一级保护鸟类7 种。平江县红嘴相思鸟是传统的出口观 赏鸟；鱼类有1 1 目2 3 科1 1 6 种，其中中华鲟、白鲟、银鱼、鲥鱼、 鳗鲡等为珍稀和名贵鱼类。由于生态环境恶化，境内各种生物的生存 和繁殖受到了不同程度的影响，使一些生物物种在种类和数量上逐步 减少。 矿产资源：岳阳矿产资源丰富，境内蕴藏矿种达5 8 种，具有工 业开采价值的4 0 余种，矿产储量居全省第一位的有8 种，居全省前 五位的有l3 种。各类矿床、矿点3 0 0 多处，探明矿产地2 31 处，其 中大型矿床1 4 处，中型1 1 处，小型3 7 处。主要矿种有金、银、铅、 锌、铜、钒、独居石、花岗岩、高岭土和矿泉水等。全市矿产资源潜 在价值8 1 3 0 1 亿元。 旅游资源：岳阳市旅游资源十分丰富，有洞庭湖岳阳楼国家重 点风景名胜区、东洞庭湖湿地国家级自然保护区、主办国际龙舟节的 南湖旅游度假区、屈原投江白沉纪念地屈子祠等等。据统计，岳阳市 硕十学位论文 具有旅游意义的山、峰、岗、岭、洞、水体等多达2 0 余处，楼亭有 3 0 多处，寺庙、墓坊、碑塔、文化遗址、革命纪念地等6 0 余处，可 以说，岳阳市是名胜古迹与湖泊水景交相辉映、楼亭台阁与神话传说 相得益彰的旅游胜地。 2 2 社会经济条件 岳阳古称巴陵，又名岳州，是一座有2 5 0 0 多年历史的文化名城， 先后被国家批准为沿江对外开放城市、国家历史文化名城、中国优秀 旅游城市、国家卫生城市和国家园林城市。2 0 0 5 年末，全市总人口 5 3 6 9 0 万人，其中农村人口为3 2 2 0 8 万人，占总人口的5 9 9 9 ，城 镇人口为2 1 4 8 2 万人，占总人口的4 0 0 1 。岳阳市总人口占湖南省 总人口的7 9 8 ，居全省第5 位。 改革开放以来，尤其是被确定为长江沿岸首批对外开放城市以及 湖南省“一点一线”城市群战略的提出，岳阳经济发展迅猛。1 9 9 7 2 0 0 5 年，全市生产总值年均递增9 5 4 ，居全省第4 位，到2 0 0 5 年，全 市生产总值达到了6 3 4 8 7 亿元( 图2 2 ) ；人均生产总值按常住人口 计算达1 2 5 3 2 元；农民人均纯收入3 6 1 3 元，城镇居民人均可支配收 入1 0 9 8 0 元；综合经济实力仅次于省会长沙，居湖南第二位。岳阳市 产业结构不断优化，2 0 0 5 年末，第一、二、三产业占全市国内生产 总值的比重为1 9 3 9 ：4 6 4 5 ：3 4 1 6 ( 图2 3 ) ，与1 9 9 7 年的3 0 9 9 3 6 4 3 3 3 0 5 相比，第一产业比重下降，第二、三产业比重上升。城市不断 发展，城市化进程加速。2 0 0 5 年，岳阳市建成区面积达到了7 8 9 5 平 方公里，城市化水平为4 0 0 1 ，居全省第4 位。同时，岳阳市许多 社会经济指标居全省前列( 表2 1 ) 。 2 0 0 5 年，岳阳市的农田有效灌溉面积达2 4 9 1 5