自贡市土地利用变化及驱动力研究

第1章引言1.1研究背景自贡市位于四川盆地南部，是重要的农业和工业基地，也是我国重要的发展中地区之一。近年来，随着中国宏观经济蓬勃发展，自贡市也迎来了持续的经济增长[1]。在城市发展的过程中，自贡市的城市土地利用也有了翻天覆地的变化。重点关注自贡土地利用变化，研究其过程及其驱动力，对进一步认识自贡发展现状，促进自贡可持续发展，有着巨大的理论价值与现实意义。近些年来，对土地利用变化的研究也引起了中国国内研究者的普遍重视，其有关的科学研究工作也日益开展。在国内，有关土地利用变化及其规律的研究成果，大多聚焦于土地利用种类、影响因素、驱动力等方面。在国外，学者们大多运用遥感科学技术研究土地利用变化，以及其与社会经济发展的关系[2]。随着科学研究方法与科学技术的进一步发展，土地利用变化的研究获得了很大发展[3]。因此，本文将基于自贡市2017-2021年土地利用变更数据库及统计年鉴等资料，结合自贡市社会经济发展的历史现状，从土地利用变化的角度，探讨自贡市土地利用变化的特征及其驱动力，并试图为自贡的可持续发展提供借鉴意义。1.2研究目的和意义1.2.1研究目的作为人们赖以生存活动的物质基础与空间载体，对土地这种资源的使用将引起不同的社会后果，土地利用变化将对人们的经济活动产生重大影响[4]。本研究是经过翻阅和整理归纳相关资料，对土地利用变化现状及影响因素展开剖析和探讨，确立了文章的探讨具体内容与研究方法[5]。本研究成果重点以自贡市经济为主要研究对象，根据搜集的自贡市统计年鉴资料和相关土地利用变化数据，从土地利用类型变化幅度、土地使用动态度变化等方面系统分析了自贡土地利用变化特点，并说明了自贡土地利用的变化特征。从自然环境因素、社会经济文化因素、政策因素等角度展开研究分析，得出影响自贡市土地利用变化的主要驱动因素。1.2.2研究意义土地资源是人们生命活动与自然环境联系的主要纽带[6]。随着当今城市化的深入发展、人类生产生活方式的不断发展变换，以及人们对耕地或精细或粗放的使用模式，导致耕地的空间结构、农田的植物覆盖发生了改变，对自然环境造成损害。自然生态问题也对人们生产活动造成很大制约REF_Ref398\r\h[7REF_Ref558\r\h,8]。研究、评价区域土地利用演变的特点，对于今后经济社会和环境方面的良好发展，有着重大价值。本研究以自贡市为研究区域，重点围绕该城市土地资源利用现状进行研究，并针对其土地资源状况、经济发展潜力以及区域政策因素，深入研究自贡土地资源开发利用现状和自贡市土地利用变化的驱动因素REF_Ref692\r\h[9]，以期为自贡市国土空间规划提供一定的参考价值，进而推动自贡市土地利用的总体科学格局，并取得经济社会价值、经济性和自然的发展。1.3国内外研究现状1.3.1国外研究现状国外关于土地使用最初的资料则是十九世纪初期杜能对德国南部的研究，关于土地利用的概念也由其提出[10]。国外有关遥感技术以及卫星地面应用状况的研究则可追溯至20世纪20年代，当时的一位来自美国的学者Lee，于1922年撰写了一份有关地球表面情况的研究报告，标题是《从空中看到的地球表面》，由此可知，可以通过遥感技术来探索地表的自然景观和人类活动，但当时，航拍摄影技术大多运用在军队的地质侦察，并没有涉及到民用。20世纪30年代，在伦敦以地方政府组织的形式研究了英国全国的土地利用状况，在1903年土地利用研究院建立后，斯坦普率领他的学生们在伦敦开展了全国土地利用状况研究，并完成了大量的土地利用报告和土地利用专题图[11]。在全球经济飞速发展的同时，3S技术受科技进步影响得到广泛应用。不再仅仅局限于军事用途，在土地利用变化研究领域开始发光发亮，使其无论是在理论还是在实际方面都得到了较大的突破。总的来说，随着对土地利用变化研究的日益增多，其研究所使用的方法与模式也在不断进行丰富完备，不但使其的理论研究意义更加深刻，同时在实际使用方面也越来广泛。1.3.2国内研究现状我国对土地使利用变化的调查分析相较与国际较晚，于1984-1997年进行了首次全国土地调查，在此次调查后基本掌握了全国的土地利用现状，2000年以后，由于土地遥感技术和土地信息系统的进不断发展，学界更加关注土地利用变化，逐渐成为重点研究领域REF_Ref398\r\h[12,REF_Ref558\r\h13]。重点内容是探讨土地利用规律及其作用机理和预测未来国土的变动情况，其目的在于使国家在土地管理和土地利用领域上更加科学REF_Ref398\r\h[14REF_Ref558\r\h]。在为促进我国经济社会的可持续发展而作出相应的努力的同时，也希望可以为该领域的国土管理人员，在有效控制国土资源方面提出合理的、科学的建议[15]。1.4研究内容与方法1.4.1研究内容本研究以自贡市作为研究对象，旨在探讨自贡市2017-2021年土地利用变化及其驱动力的研究，从而为自贡市的可持续发展提供参考。将以自贡市为研究区域，从土地利用变化幅度、土地利用变化速度和分析影响自贡市土地利用变化的主要驱动因素等方面去探讨。以搜集到的自贡市2017-2021年土地利用各类数据作为基础数据，从土地利用数量变化和结构变化以及土地利用的动态度等方面分析其土地利用变化的情况。在之前土地利用变化数据结果的基础上，从社会经济政策角度剖析了自贡市土地使用变动的影响原因，并希望对优化其土地利用格局，促进土地的可持续使用提供一些借鉴依据。1.4.2研究方法（1）土地单一动态度本研究对于土地利用变化及驱动力因素对土地地类变化的影响进行分析，在对土地利用变化分析时，通过对各地类面积占比变化、土地单一动态度进行计算探讨。主成分分析法在对驱动力分析时，采用定性与定量相结合的方法分析影响不同地类变化的驱动因素，通过对因子的选择、利用软件进行处理，运用主成分分析法分析影响不同用地变化的驱动因素。第2章研究区概况2.1地理位置及区位条件自贡市位于四川省南部，总面积4381平方千米，年平均温度16~23℃，年平均降水量1000-1100mm，降水主要集中在夏季，纬度位置介于28°55′37″N~29°38′25″N、104°02′57″E~105°16′11″E之间。地形以丘陵为主，丘陵地貌、平坝地貌、沟谷地貌和低山地貌等是构成该地形的主要景观类型，其中丘陵地貌是占主导地位的，其中平坝地形十分狭小且分布不集中。2.2自然资源条件2.2.1矿产资源自贡市盐矿资源丰富，“因盐设市”，其名字就是取自“自流井”和“贡井”两盐井名字的首字。我国原盐分井矿盐、海盐和湖盐三种。自贡的原盐属井矿盐，挖掘于地底深层的盐卤。俗说“食在四川，味在自贡”。自贡的兴起是因为盐，因此物质决定了自贡的意识形态，其中饮食文化尤其深受盐的影响。盐文化在自贡之中渗透深刻，这便使自贡盐帮菜成为了盐文化传承的反映。自贡除了井盐，境内页岩天然气蕴藏也相当丰富。除此之外，自贡还有着“恐龙之乡”的美称，其名号来源于大量门类齐全、数量众多重要恐龙化石的发现。在此基础上建立的自贡恐龙博物馆是世界三大恐龙博物馆之一，声名远播。2.2.2水资源自贡市是工程型、水质型缺水城市。一般人很难将自贡和饮用水的短缺问题联系在一起，因为自贡市在地理位置上位于四川南部，靠近长江。但其实际的年人均水资源量较国际人均水资源量不足。人均水资源量和亩均水资源量依次为502.5立方米、454.2立方米水，分别为全国平均水资源量和亩均水资源量的15.8%和14.7%；但同时，因为人口稠密、工业发展与厂矿聚集等问题，在经济较繁荣的城市中心区水资源紧缺问题上体现的尤为明显，其人均水资源量仅为289.7立方米。2.3社会经济条件2.3.1人口根据最新数据，自贡市的人口总量约为300万人。自贡市的人口密度相对较高，主要集中在城市和城镇地区，特别是自贡市区和各县城。同时，随着城市化的发展，自贡市也吸引了一定数量的外来人口。据自贡市第七次全省人口统计报告资料显示，在自贡市常住人口中，居住在城镇的人口为137.9万人，居住在农村的人口约为111万人。与上一次全国人口普查结果比较，全市城镇人口数量呈增长态势，相反乡村人口减少，城镇人口比例总体提高14.38%。

2.3.2经济自贡市的综合实力显著增强。在2021年，自贡市实现GDP增长8.3%，总产值为1601.31亿元。自贡市的经济在稳步发展的同时，坚持了高质量发展的要求，牢牢把握重大机遇。在疫情影响后的社会经济正在持续恢复，稳定回升。自贡市全社会固定资产投资、市民营经济和财政总收入等都呈现增加趋势。第3章自贡市土地利用变化分析3.1土地利用变化幅度面积变化首先反映在不同土地利用类型的总量变化上。按照已有的2017年、2019年及2021年自贡市土地利用数据，如表3.1所示，并针对于不同时间、不同地类面积变化情况进行分析。表3.12017-2021年自贡市土地利用数据及结构情况土地利用类型2017年2019年2021年2017-2021年变化面积（hm2）比例（%）面积（hm2）比例（%）面积（hm2）比例（%）面积（hm2）建设用地161203.68175204.00181194.141999耕地21443448.9421665249.4517850540.75-35929园地241455.51292576.684702910.7322884林地10254123.419152820.8913692431.2534383草地16240.3714610.3321870.50563绿地60711.3954511.2470661.61995其他7316516.707623117.414827011.02-24895比例%土地利用类型图3.1自贡市土地利用结构变化图比例%土地利用类型由图3.1可知，在2017-2021年间自贡市的土地利用变化情况波动较大。但总体上，在2017-2019年内，自贡市的绿地面积、林地面积都在下降，同时草地面积处于比较平衡的态势，而耕地面积与建设用地面积的占比则在上升。可以通过分析表3.1得出：这几种用地类型在各个时间内的土地面积变动情况和占比状况，在整个研究时间里耕地与林地土地面积变化居于前两位。2017年、2019年与2021年耕地面积占比均大于40%，林地占比20%，建设用地面积占比均未大于5%，而其他类型用地面积的占比均较大。2017年、2019年和2021年，自贡市的耕地面积占比依次为48.94%、49.45%、40.75%，呈现出先上升后下降的趋势，总体而言总面积下降共计35929hm2；林地面积呈现出前减后增的趋势，2017年、2019年和2021年的占比依次为23.41%、20.89%、31.25%，总体而言共增长了34383hm2；草地面积总体上呈小面积增长，2017-2021年总共增加了563hm2，2017年、2019年和2021年的占比分别为0.37%、0.33%、0.50%；建设用地面积占比持续增长，2017-2021年占比分别为3.68%、4.00%、4.14%，总共增长了1999hm2。3.2土地利用变化速度土地利用动态度是对土地利用类型数量变化情况进行分析的一个重要模型，土地利用动态度是一种重要的模型，用于分析土地利用类型数量的变化情况，单一土地利用动态度是一种反映某个研究区域在一段时间内某种土地利用类型面积变化速度的指标，其侧重于对各种土地利用类型的变化情况进行分析。式（3-1）式（3-1）中Ua、Ub分别表示研究初期a时刻和研究末期b时刻某种土地利用类型的面积，T为研究时段长度，通常以年为单位；K为研究时段内区域某种土地利用的动态度。式（3-1）结合自贡市2017年、2019年、2021年的土地利用情况统计，可以采用式（3-1），确定自贡市各种土地利用类型的动态度。由表3.2可知，在2017-2019年，园地的动态度最大，达到10.59%，这表明在所有用地类型中，园地的变化速度是最明显的；其次是林地，动态度为-5.37%。建设用地、园地的动态度，数值都在0以上，说明这两类地类面积都有增长的态势；绿地、林地、草地的动态度，数值都在0以下，说明这三种地类面积都有减少的态势。在2019-2021年，园地动态度最大，动态度达到30.37%；其后依次主要为草地和林地，动态度分别为24.85%、24.8%。而在2017-2021年的动态度当中，动态度最大的仍然是园地，数值为18.96%，接着依次主要是草地和林地，动态度分别为6.93%、6.71%。说明在这5年内，自贡市政府加强了对环境保护问题的关注有利于园林草面积的增加，其次城市化的发展也推动建设用土地面积的增加，并且政府对未利用土地的开发利用力度也持续加大，土地后备资源得以丰富。表3.22017-2021年自贡市不同时段土地利用单一动态度土地利用类型2017-2019年动态度2019-2021年动态度2017-2021年动态度建设用地4.34%1.71%2.48%耕地0.52%-8.80%-3.35%园地10.59%30.37%18.96%林地-5.37%24.80%6.71%草地-5.02%24.85%6.93%绿地-5.11%14.81%3.28%其他2.10%-18.34%-6.81%第4章自贡市土地利用变化驱动力分析4.1土地利用驱动因素4.1.1自然因素自然因素是影响自贡市土地利用变化的重要因素。自贡市位于西南湿润地区，气候条件适宜，土地利用的多样性也受到影响，使自贡市的农业、林业、畜牧业等多种土地利用形式得以发展，从而丰富了自贡市的土地利用形式。首先，自贡市气候条件多样，温差不大，是适宜农业发展和农业生产的理想地。其次，雨热同期的气候条件，也为自贡市的农业发展提供了良好的水土资源条件。最后，气候和地形条件给自贡市的森林资源发展提供了良好的环境，使其成为重要的森林资源基地。地形多山、河流纵横切割地形以及水资源短缺等因素限制了自贡市的城市化发展。总之，自贡市的自然环境条件对自贡市的土地利用变化有着重要影响。4.1.2环境因素环境驱动是自贡市土地利用变化的重要因素，其影响有两方面。一方面，自贡市环境质量的持续恶化，使部分土地遭到污染，从而导致土地利用发生变化。例如，河道污染和水土流失使得部分耕地无法种植。另一方面，自贡市的环境质量改善，使部分土地得以恢复利用。例如，随着环保技术的发展，污染的河流和水土流失的土地得以重新利用。此外，自贡市政府采取了一系列保护环境的政策，以改善环境质量，进而促进土地利用变化。例如，自贡市政府制定了《自贡市综合治理污染源行动计划》，将污染源治理纳入自贡市经济发展规划，以改善环境质量，使污染土地得以恢复利用，从而导致土地利用变化。此外，自贡市政府还采取了一系列措施，以防止水土流失，改善土地质量，恢复和改善土地利用，从而促进土地利用变化。4.1.3经济因素自贡市土地利用变化的重要因素之一就是社会经济因素。土地利用的变化与社会经济发展水平密不可分，前者受到后者的深刻影响。随着中国社会经济发展水平的提升，城市扩张、基础设施建设以及环境保护等方面的要求也日益提高，土地利用出现了巨大变化。因此在自贡市经济社会发展水平不断提升的同时，不同土地利用类型面积也出现了很大的变化。社会经济发展水平提高影响了自贡市土地利用状况的方方面面。城镇化的推进，对中国土地利用改革带来了很大冲击，包括城市建设用地扩大、农村建设用地缩减、大量农村居民被迫搬迁等。此外，自贡市社会经济发展水平提高，人口增加，引发了聚居现象，聚居现象也是土地利用变化的重要影响因素。社会经济发展水平提高还影响了自贡市土地利用变化的有关政策，政府采取了一系列政策措施，以改善土地利用现状，推动土地利用变化。例如，自贡市政府实施了“城乡一体化”战略，通过改善城乡结构，提升城乡居民福利，改善土地利用状况，促进土地利用变化。另外，当地政府还出台了一些相应政策措施，如农村土地综合征收管理制度、农田环境保护管理制度、建设用地管理制度等，以促进土地利用变化。以上就是对影响自贡市土地利用变化的社会经济因素的分析情况。由此可看出，自贡的经济社会发达程度的提升，是自贡市土地利用变化的重要影响因素，政府采取的一系列政策措施，也对土地利用变化产生了重要影响。4.1.4政策因素政策是土地利用变化的重要驱动力。政策的设定可以改变土地利用类型，缓解土地利用压力，改善土地利用状况。在自贡市，政府支持农业发展，实施了一系列政策，包括改善农村基础设施、加强农业技术支持、提高农业生产能力等，以促进农业发展。此外，为防止和控制土地质量的恶化，限制土地转化，政府积极鼓励农村土地的集约利用，通过实施更严格的土地开发和土地利用管理政策，来控制土地利用。在城市建设上，政府实施了一系列支持城镇化发展的政策，以期实施合理的土地利用规划促进城市建设，如完善城市基础设施、改善城市环境等。此外自贡市政府鼓励和支持绿色经济发展，以减少土地利用的负面影响，改善土地利用状况，保护自然资源。总之，自贡市政府采取了一系列政策措施，以改善土地利用状况，促进经济发展，保护自然资源，保护生态环境，推动土地利用变化。4.1.5其他因素除社会经济因素、政策因素和自然环境因素外，科学技术因素也是影响自贡土地利用变化的重要因素。例如，传统的土地利用模式被出现的新技术所改变，从而影响土地利用，使其发生变化。此外，历史原因也是造成自贡市城市土地利用差异的重要原因。城市之间所处地域的不同，也会对土地利用造成不同的影响。在不同的文明中，每一个城市会有一套独特的适用于自己的土地利用方式。总之，技术因素、文化因素和社会心理因素都是影响自贡市土地利用变化的重要因素，应当加以重视。只有综合考虑这些因素，才能进一步深入了解自贡市土地利用变化的本质，并制定出有效的政策来引导土地利用变化。4.2土地利用变化驱动力定量分析4.2.1主成分分析法主成分分析通过计算特征向量进行数据集降维，具体为对初始指标进行标准化（SPSS软件自动执行），通过相关系数矩阵判断变量间的相关性，求相关系数矩阵的特征值和特征向量，主成分间、因子间线性无关，用累计贡献率(≥85%)、变量不出现丢失确定主成分，结合专业知识对各主成分所蕴含的信息给予适当解释。4.2.2驱动因子选取基于自贡土地利用基本现状，依据自贡市的统计年鉴数据，在可能会反映土地利用状况的基本国民经济要素的多个指标中选择8种代表性指数。包括年末常住人口、第三产业占GDP总重、城镇化率、固定资产投资、第一产业占GDP总重、农林牧渔总产值、粮食产量、第二产业占GDP总重等这几个方面（表4.1、表4.2）。表4.1自贡市土地利用变化驱动力指标体系序号指标单位X1年末常住人口万人X2城镇化率％X3第一产业占GDP总重％X4第二产业占GDP总重％X5第三产业占GDP总重％X6农林牧渔总产值万元X7固定资产投资元X8粮食产量万吨

表4.2土地利用变化驱动指标值指标2017年2018年2019年2020年2021年X1261.3257.6253.3249246.7X250.3952.354.2955.456.2X31514.414.416.115.2X442.54039.838.839.2X542.545.645.845.145.6X6231.94245.22324.2374.8392.9X783224247540696852435694135649260124X8138.35138.35138.73140.8143.054.2.3数据标准化对数据的相关信息使用标准差标准化的方式加工，同时通过SPSS软件，进行数据的处理和分类。自贡市社会经济标准化数据如表4.3所示。表4.3自贡市社会经济数据标准化结果指标2017年2018年2019年2020年2021年X11.286000.669655-0.04664-0.7629-1.1460X2-1.40539-0.598330.2425430.711571.04961X3-0.02851-0.88391-0.883911.539710.25661X41.68859-0.0415-0.17993-0.8719-0.5951X5-1.757040.49370.638920.130680.49371X6-1.11697-0.93570.141720.832051.07899X7-0.38203-1.4125-0.11581.0563510.85407X8-0.73274-0.73274-0.54780.4593041.55404对自贡市内的有关社会经济数据进行了标准化处理后，对其通过主要成分解析，计算特征值与各成分解释率（表4.4）、主成分载荷系数（表4.5）。根据累计解释率大于70%、特征值大于1的原则提取主要成分，如表4.4结果显示，其中有两个主要成分特征值大于1，依次是5.885和1.606，主成分累计解释率为93.628%。表4.5中，荷载系数的数值越大，驱动因子对该类主要成分的影响作用就越大，也因此对此类主成分所带来的土地利用类型变化的影响越大。按照其值越接近1而相关度也越大的原理，由表4.5能发现，第一主成分与年末常住人口、城镇化率和农林牧渔总产值等的关联比较强，第二主成分与年末常住人口、城镇化率、固定资产投资、农林牧渔总产值、第二产业占GDP总重和第三产业占GDP总重等密切相关。表4.4方差解释率编号特征根主成分提取特征根方差解释率%累计%特征根方差解释率%累计%15.88573.55673.5565.88573.55673.55621.60620.07293.6281.60620.07293.62830.3544.42898.056———40.1561.944100.000———500100———600100———700100———800100———主成分载荷矩阵可以描述为所有变量在每个变量中的负载，变量的负载值的绝对值越大，就说明了该成分能够更好地解释这些变量。表4.5主成分载荷系数编号名称载荷系数共同度(公因子方差)主成分1主成分2X1年末常住人口（万人）-0.9960.0640.996X2城镇化率0.982-0.1730.994X3第一产业占GDP总重0.5870.7060.842X4第二产业占GDP总重-0.8710.4040.921X5第三产业占GDP总重0.615-0.7830.991X6农林牧渔总产值（万元）0.9880.0520.979X7固定资产投资（元）0.8370.5020.952X8粮食产量（吨）0.8790.2060.8104.2.4小结通过结果显示，可以得知自贡市土地利用变化总体上受到人口数量结构和地方经济发展的双重影响。具体来看，耕地和林地的变化主要受到人口分布和城市空间结构的影响。而建设用地则受到城镇化和宏观经济因素的影响，这表现得尤为明显。由上文可知，2017-2019年土地利用变化的主要推动力是第三产业占GDP比重，而到2019-2021年，土地利用变化的主要驱动力则变为农林牧副渔产值。总体而言2017-2021年土地利用变化主要受波动的经济状况驱动。结论本研究对自贡市2017-2021年土地利用变化及其驱动力进行了研究，并得到了如下结果：首先，自贡市土地利用类型在过去的五年里表现出了较为显著的改变。在土地利用数量变化上，其中耕地面积减少35929hm2，建设用地面积、林地面积和园地面积增加较为显著，分别增长1999hm2、34383hm2、22884hm2。在土地利用速度变化上，园地动态度最大，数值为18.96%，其次为草地和林地。其次，自贡市土地利用变化的驱动力主要来自于城市经济社会发展水平的提高、人口数量结构变化以及政策环境的改变。这些因素在自贡市土地利用变化中起到了很大的作用，其中，经济社会发达程度的提升是促成自贡土地利用变化关键的原因。最后，自贡市土地利用变化对其本身也产生了一些积极作用，如城市经济发展水平的提高和社会环境条件的改善，但同时也避免不了负面的影响，如水资源短缺和土地污染的加剧。因此，自贡市应采取有效的措施，积极推动土地利用变化，并制定相应的政策措施，以促进自贡市经济发展和社会环境的改善，同时减少土地利