基于主成份分析法對城郊結合地區土地利用變化驅動力的研究

高晶晶，廖漢雄，劉芳，宋沛之

摘 要：中國作為人口大國，人均可利用土地資源少，能否合理利用有限的土地資源，關系到國家的生存和經濟的發展?；谏鲜鲅芯勘尘?，本研究依據南岸區2009-2016年統計年鑒數據和2006年-2016年遙感影像，采用主成份分析法對南岸區土地利用方式的變化進行研究，研究結果表明土地利用方式的變化主要和人口增長、城鎮化進程、經濟發展、和國家政策有關。本次研究可為南岸區及類似的城郊結合地區未來土地開發利用提供參考。

關鍵詞：土地利用；主成份分析法；驅動力機制；南岸區

我國在20世紀90年代中后期引進國外的土地利用可持續評價，一度成為研究的熱點問題。[1]未來區域土地利用變化驅動力研究有助于加深人們對土地利用變化的原因、內部機制和基本過程的理解，最終實現對其未來變化發展趨勢的預測和調控。[2]LUCC既是全球變化的重要組成部分和主要原因，同時能夠反映出自然格局、過程和人類社會之間最直接的相互作用關系，因此成為人口-資源-環境可持續發展的基本問題。[3]本次研究采用了土地利用動態度模型和主成份分析法，結合了南岸區2009-2016年統計年鑒數據和2006年-2016年遙感影像，對南岸區土地利用變化進行了定性和定量的研究，最終得出了南岸區土地利用變化的主要驅動力。

一、研究區概況

南岸區位于長江南岸，是西部第一大城市重慶市主城區組成部分，地處亞熱帶季風氣候區，熱量豐富，雨量充沛，年平均氣溫18.5℃，降雨量1097.8毫米。

二、數據與研究方法

（一）數據的來源與研究方法

對重慶市南岸區2009-2016年土地變更調查數據進行對比和分析并結合遙感影像對南岸區土地利用變化進行研究。

（二）土地利用動態度模型

單一土地利用動態度表達式為：K=100%*[（Ub-Ua）/Ua]*1/T式中，K為研究時段內某一土地利用類型動態度；Ua，Ub分別為研究初期及 研究末期某一土地利用類型的數量；T為研究時段長，當T的時段設定為年時，K的值就是該研究區某種土地利用類型年變化率。根據數據計算可得：K1=-3.87%，K2=-3.13%，K3=-0.47%，K4=0，K5=3.48%，K6=7.5%，K7=-0.58%，K8=-7.81%（K1耕地年變化率，K2為園地年變化率，K3為林地年變化率，K4為草地年變化率，K5為城鎮村及工礦用地年變化率，K6為交通運輸用地年變化率，K7為水域及水利設施用地年變化率，K8為其他土地年變化率。）

（三）主成份分析法

本文運用主成份分析的方法分析南岸區2000-2016年土地利用變化的驅動力，所采取的主成份分析軟件為SPSS16.0。

土地利用變化的影響因素主要有自然因素和社會因素。自然因素對土地利用變化的影響較小，而社會因素占主要地位。結合重慶市統計年鑒，選取了12個影響因子，分別是：總人口（X1）、非農業人口（X2）、第一產業產值（X3）、第二產業產值（X4）、第三產業產值（X5）、工業增加值（X6）、地區生產總值（X7）、林業總產值（X8）、牧業總產值（X9）、農業總產值（X10）、漁業總產值（X11）、人口自然增長率（X12）。

將統計年鑒所得數據導入SPSS軟件中，得到：主成份載荷矩陣，見表2。

三、驅動力分析

（一）土地利用變化特征

通過對2009-2016年主要地類數據的計算分析，得到南岸區土地利用變化有如下幾個特點：

1.農用地減少，建設用地增加。從2009年到2016年間，農用地占比從48.6%減少到39.7%，面積減少了3.5萬畝，而建設用地占比從50.6%上升到57.8%，面積增加了4.1萬畝。

2.城鎮村及工礦用地和交通運輸用地增加多，耕地和其他土地減少較多。

3.各土地利用類型年變化率有起有伏，但大體相當。

（二）南岸區土地利用變化驅動力分析

1.人口增長

根據重慶市統計年鑒，南岸區人口由2000年的42.69萬人增加到了2016年的69.95萬人。人口激增導致資源的短缺，造成了土地利用的壓力。要滿足人們的衣食住行等基本要求，就已經對土地造成了很大的壓力，帶來了很多問題。

2.城市化進程

世界經濟發展的經驗表面，當一個地區的年人均GDP達到1000～5000美元時，往往是產業結構劇烈變化、利益格局大幅調整的敏感時期。根據南岸區統計年鑒知道南岸區2016年地區生產總值相比2009年增加了1.48倍。這說明了南岸區經濟進入了快速發展階段，而這個階段的明顯表現就是產業結構的變化和土地利用類型的變化。

3.國家政策

國家政策直接影響著土地利用類型，引導這土地利用變化的方向。20世紀90年代后，重慶市被設立為我國西南地區唯一的直轄市，為南岸區的發展創造了良好的機遇。

（三）南岸區土地利用存在的問題

1.用地結構不合理農業區劃不到位，城市公共設施和公用建設的發展不能滿足人民日常生活的需求。

2.土地利用效率低沒有對土地利用類型進行專門的規劃，導致土地利用類型的分布散亂。集約化率低，農業生產效率低。

四、結論

土地利用變化的主要驅動力為氣候、經濟、人口因素。人口尤其是非農業人口的增長，推動了土地利用的轉變。所以政府在今后應該制定合適的人口政策，控制人口數量，推動經濟的可持續發展。

參考文獻：

[1]陳百明，張鳳榮.我國土地利用研究的發展態勢與重點領域，[J].地理研究，2011.

[2]邵景安，李陽兵，魏朝富，謝德體.區域土地利用變化驅動力研究前景展望.[J].地球科學進展，2007.

[3]何英彬，姚艷敏，唐華俊，陳佑啟，陳仲新，楊鵬，于士凱.土地利用/覆蓋變化驅動力機制研究新進展[J].中國農學通報，2013，29（02）：190-195.