第二次土地调查以来江苏省土地利用结构演变与预测分析

王映力， 乔伟峰， 尚津津

(1.南京师范大学地理科学学院，江苏南京210023； 2.南京国图信息产业有限公司， 江苏南京 210036)



第二次土地调查以来江苏省土地利用结构演变与预测分析

王映力1， 乔伟峰1， 尚津津2

(1.南京师范大学地理科学学院，江苏南京210023； 2.南京国图信息产业有限公司， 江苏南京 210036)

依据2009—2015年江苏省土地变更调查成果，运用土地利用相关指标测算模型，从数量变化和空间变化2个角度找出江苏省第二次土地调查以来土地利用演化的规律，并利用指数平滑法对“十三五”期间江苏省土地利用结构进行预测。结果表明：“二调”以来，江苏省耕地面积不断减少，建设用地面积迅速增加，与耕地面积变化呈负相关；江苏省地级市中，耕地、城镇村及工矿用地相对变化率最高的均为苏州市，其城市扩展规模亟需控制；2016—2020年江苏省耕地面积将呈现波动下降趋势，建设用地面积会继续增长，但耕地减少速度逐渐放缓，城市无序扩张将得到相应控制，建设用地面积增速也将放缓。

土地利用；结构变化；指标测算模型；预测；江苏省

土地利用结构是一个区域自然资源及其社会经济发展情况的综合表现。随着社会经济的不断发展，有限的土地资源和无限的生产生活需求矛盾加剧，使得人地关系愈发紧张，如何合理利用土地资源，实现资源的节约集约利用逐渐成为国内学者探讨的热点问题。近年来，国内学者从不同角度，运用多种方法对土地利用结构变化规律进行研究。胡贤辉等[1]利用历史资料分析整理的方法对1996—2004年湖北省土地利用结构的变化进行了分析；张健等[2]运用数理分析方法，从景观生态学的角度对滁州市土地利用动态变化进行分析；赵哲远等[3]运用转移矩阵分析各种土地利用类型之间的转换情况，对浙江省土地利用结构的变化进行研究；乔伟峰等[4]、吴明发等[5]基于数理分析方法，从土地利用数量、程度和空间变化等方面对土地利用结构的演化特征进行研究；胡源等[6]采用多样化指数、优势度指数和均匀度指数研究武汉市各土地利用类型均匀程度和土地利用结构的复杂程度；臧淑英等[7]运用遥感、GIS和数理统计方法对土地利用结构进行合理性分析。在研究土地利用结构变化的基础上，学者们也尝试运用多种方法对未来土地利用结构的变化趋势进行预测。牛星等[8]基于年度土地利用平衡表，运用Markov链分析方法，构建扬州市土地利用结构的预测模型，对扬州市土地利用结构的演变进行预测；王晓娇等[9]采用信息熵、空间洛伦茨曲线、基尼系数等分析方法，对土地利用结构的动态演变进行了定量分析，并对2010—2020年的土地利用结构进行预测。

现有研究大多采用遥感、景观格局分析等方法对土地利用结构演化进行阐释，采用的数据多使用遥感解译的方式取得，而遥感解译方法所能够分辨的土地利用类型数量较少，且数据精度及时间分辨率较低。江苏省位于我国东部沿海中心，地处“长三角”经济带，是重要的交通枢纽。全省总面积10.72万km2，2015年全省人口7 976.3万，地区生产总值达70 116.4亿元。作为长江三角洲经济圈重要的经济中心，江苏省土地利用结构变化在一定程度上代表了我国土地利用结构未来的变化趋势。因此，对其土地利用结构变化进行研究具有很强的典型性和代表性。笔者采用土地利用变更调查数据作为数据源，选取经济发展迅速、人地矛盾突出、土地利用结构变化明显的江苏省作为研究区域，运用土地利用数量变化和空间变化指标测算模型，对2009—2015年江苏省土地利用结构演化特征进行分析，并基于指数平滑法对“十三五”期间江苏省土地利用结构进行预测，为土地资源的优化配置和制定合理的土地规划提供参考。

1 数据来源与研究方法

1.1 数据来源 采用数据精度和时间分辨率相对较高的土地利用现状年度变更调查数据。考虑到数据的延续性，选取“二调”后2009—2015年江苏省土地利用变更调查数据，数据分类体系采用2001年国土资源部制定的《全国土地分类(试行)》。

1.2 研究方法

1.2.1 土地利用数据变化指标。通过分析2009—2015年江苏省土地利用变化的幅度和速度来研究其土地利用数量变化的总体态势。模型的一般形式如下：

(1)

(2)

式中，Ua、Ub分别表示研究期起始和终止时该土地利用类型的面积;T为研究期时长;n为研究期初和研究期末相隔年数。

1.2.2 土地利用空间变化测算模型。江苏省区域内部各地类的变化存在明显的差异，所以运用土地利用类型相对变化率对全省土地利用类型差异进行分析[10-11]。具体公式为：

(3)

(4)

式中，Ua、Ub分别为研究区局部区域某一特定土地利用类型研究期初及研究期末的面积；Ta、Tb分别为全研究区该类型研究期初及研究期末的面积；S为区域土地利用变化差异的统计值；Pp为单一土地利用类型相对变化率。如果Pp=1，表示该种土地利用变化与全区域没有差异性；如果Pp>1，则表示局部区域内该种土地利用类型变化较全区域大，反之则小于全区域该类土地的变化。S值越大，表示该区域内部土地利用类型变化差异性越大。

1.2.3 土地利用结构预测方法。选择指数平滑法，根据2009—2015年江苏省土地利用变更调查数据，对“十三五”期间土地利用结构进行预测。指数平滑法具体公式为：

(5)

(6)

(7)

2 结果与分析

2.1 土地利用数量变化分析 2009—2015年江苏省经济快速发展，农业产业结构调整力度增大，城镇化建设步伐不断加快，交通、能源等基础设施日趋改善，土地利用类型也随之发生了巨大变化。利用公式(1)、(2)对2009—2015年江苏省各土地利用类型的数量变化情况进行分析，结果见表1。

由表1可知，2009—2015年江苏省的土地利用结构发生了一定程度的变化，但不同地类在变化的总量、幅度和速度上存在明显差异。全省农用地面积有所下降，减少10.63万hm2，其中耕地减少3.63万hm2，变化速率为-1.61%；园地减少速率最快，达-6.10%；草地面积迅速增长，变化速率达到238.31%，农业结构调整明显。随着城镇化步伐的不断加快，建设用地面积显著增加，2009—2015年全省建设用地增加了15.94万hm2，其中建制镇用地增长最快，增长量占全省建设用地增长总规模的46.08%，变化速率达22.60%。另外农村居民点用地规模也在持续增长，目前江苏省农村居民点用地规模高达105.15万hm2，占城镇村及独立工矿用地总面积的55.78%，农村居民点整理工作效果不理想。同时，城市的不断发展使得交通运输用地面积也快速增长，未利用地面积从2009年的199.03万hm2减少到2015年的193.72万hm2。

表1 江苏省2009—2015年土地利用类型面积变化情况

由于2008和2009年的统计数据不具备连续性，而2009年的用地类型变化速率需要根据2008年的数据才能计算，为了保证数据的连续性和分析准确性，仅对2010—2015年主要利用类型的变化速率进行分析。虽然2009—2015年全省耕地面积整体在减少，但分年度来看，江苏省耕地面积的减少速度在逐年放缓(图1)，并在2015年出现少量增长，变化速率为0.05%。这与江苏省各市严格施行耕地保护政策密不可分。城市和建制镇的面积虽然逐年增加，但其增加速度总体上呈下降趋势，城镇建设用地的扩张速度在逐渐放缓；农村居民点用地面积虽然在2014年出现了较为明显的增长，但整体呈现减速增长态势；2011—2015年，采矿用地面积减少速度急速放缓，并在2014年出现明显增长，变化速率为0.59%。

2.2 土地利用空间变化分析 利用式(3)、(4)计算2009—2015年江苏省各市各土地利用类型的相对变化率，结果见表2。江苏全省耕地相对变化率最高的是苏州市，达7.092 4，无锡市耕地相对变化率也达到了4.910 2，且这2市耕地变化速率均高于全省水平，耕地减少速度过快；比较而言，淮安市耕地相对变化率最低，为0.385 2。就城镇村及独立工矿用地而言，相对变化率最高的依旧是苏州市，达到1.660 2，比全省水平高出4.76个百分点，城乡建设用地面积增长迅速。在全省各土地利用类型变化速率中，草地的区域变化差异最大，S值达到446.423 1，其中宿迁市的草地相对变化率最高，为436.934 4，可见近10年宿迁市的农业结构调整力度较大。 对江苏省各市2009—2015年城镇村及独立工矿用地类型进行进一步细分，分析其用地类型的相对变化率(表3)。淮安市和宿迁市的城市用地相对变化率最高，分别达到2.359 1和2.052 4，比较而言，无锡市的城市用地相对变化率最低，为0.428 9，但无锡市的村庄用地相对变化率最高，达到3.781 9。采矿用地相对变化率最高的苏州市达到了6.657 6，远高于其他各市水平。全省城镇村及独立工矿用地类型中，区域变化差异最大的地类为风景名胜及特殊用地，S值为54.554 6。

图1 2010—2015年江苏省主要利用类型变化速率Fig.1 Change rate of main land use types in Jiangsu Province during 2010-2015

表2 2009—2015年江苏省各市土地利用类型相对变化率

表3 2009—2015年江苏省各市城镇村及独立工矿用地类型相对变化率

Table 3 Relative change rate of city,town,village and independent industrial and mining land in cities of Jiangsu Province during 2009-2015

地级市Prefecture-levelcity城市用地Urbanland建制镇用地Organictown村庄用地Villageland采矿用地Miningland风景名胜及特殊用地Scenicspotsandlandforspecialuse南京Nanjing1.39611.24502.88133.26426.8309无锡Wuxi0.42890.57863.78193.92830.1231徐州Xuzhou0.95120.98740.33073.21491.4018常州Changzhou0.89011.17931.51473.26433.8434苏州Suzhou0.43691.14750.86036.65760.7889南通Nantong1.01070.39373.34860.613219.7187连云港Lianyungang0.85321.11270.02580.55560.0113淮安Huaian2.35911.17620.50061.97800.9158盐城Yancheng1.05540.52772.59271.46292.8244扬州Yangzhou0.77241.09870.82514.48186.8181镇江Zhenjiang1.50441.23100.79092.65530.5677泰州Taizhou1.14161.24862.22212.77155.4843宿迁Suqian2.05240.90980.57031.98575.2261S值Svalue14.852112.836020.245036.833154.5546

2.3“十三五”期间江苏省土地利用结构预测 利用公式(5)～(7)，指数平滑法加权系数α取0.3，2009—2015年江苏省耕地面积见表4。

根据表4中的数据进行2次指数平滑，结果见图2。

运用上述方法对2016—2020年江苏省主要地类面积进行预测，结果见表5。从预测结果来看，“十三五”期间江苏省耕地面积将呈现波动下降趋势，但随着土地利用总体规划控制的加强、耕地总量动态平衡政策的严格实施，再加上全省不断加大土地开发复垦力度，全省耕地减少的速度逐渐减缓。耕地减少的主要原因是农业结构调整、生态退耕、灾毁等，因此草地面积会有一定比例的增长。“十三五”期间江苏省建设用地也将持续增长，但随着“多规融合”与城市开发边界划定等相关工作的开展，建设用地增长速度也将逐渐放缓，逐步向节约集约用地的方向发展。

表4 2009—2015年江苏省耕地面积

Table 4 Arable land area in Jiangsu Province during 2009-2015 hm2

图2 2009—2015年江苏省耕地面积指数平滑结果Fig.2 The smooth index of arable land area in Jiangsu Province during 2009-2015

Table 5 Area forecast of land use types in Jiangsu Province during 2016-2020 hm2

3 结论与建议

3.1 结论 根据2009—2015年数据，运用土地利用数量变化和空间变化等指标测算模型对江苏省土地利用结构演化规律进行分析，得出以下结论。

(1)2009—2015年江苏省土地利用结构发生了一定程度的变化，但不同地类在变化的总量、幅度和速度上存在明显差异。随着江苏省城镇化进程的不断加快，受到农业结构调整的影响，耕地面积不断减少，草地面积迅速增长。建设用地面积迅速增加，其中增速最快的建制镇用地增长量占全省建设用地增长总规模的46.08%，变化速率达22.60%。农村居民点用地规模持续增长，目前江苏省全省农村居民点用地规模占城镇村及独立工矿用地总面积的55.78%，农村居民点整理工作效果不理想。

(2)耕地面积虽然总体在减少，但其减少的速度在逐渐放缓，并在2015年面积出现少量增长，说明近几年江苏省严格保护耕地的政策已初见成效，耕地保护意识加强。城市和建制镇的面积虽然在逐年增加，但其增加速度总体上呈下降趋势，城镇建设用地的扩张速度在逐渐放缓。

(3)2009—2015年，在江苏省耕地的相对变化率中，苏州市、无锡市、泰州市位列前三，均远高于全省平均水平，耕地面积下降过快；同时，苏州市的城镇村及独立工矿用地相对变化率依旧位居全省榜首，城乡建设用地面积增长迅速。在城镇村及独立工矿用地中，城市、建制镇、村庄和采矿用地相对变化率最高的分别为淮安市、常州市、无锡市和扬州市。

(4)运用指数平滑法对“十三五”期间江苏省土地利用结构进行预测，结果表明，“十三五”期间江苏省全省耕地面积将呈现波动下降趋势，但随着农业结构的调整，草地面积将有一定比例的增长。同时建设用地也将持续增长，但随着“多规融合”与城市开发边界划定等相关工作的开展，建设用地增长速度也将逐渐放缓，逐步向节约集约用地的方向发展。

3.2 建议 作为我国东部沿海发达省份之一，江苏省在“十三五”时期仍将保持良好的经济社会发展态势，这将导致建设用地面积的继续增加，耕地保护的压力进一步加大。因此，必须把优化城乡空间布局形态作为推进新型城镇化和城乡发展一体化的重要方向，深入开展节约集约用地“双提升”行动，实行建设用地总量控制和减量化管理，探索配合“供给侧改革”的新型供地模式，保障重大项目用地。只有顺应城市化和城镇发展规律，正确处理经济发展和土地利用的关系，才能真正实现保护耕地、集约节约利用土地的目的。

[1] 胡贤辉,张霞,杨钢桥.湖北省土地利用结构变化及其驱动机制分析[J].长江流域资源与环境,2008，17(1):43-46.

[2] 张健,濮励杰,彭补拙.基于景观生态学的区域土地利用结构变化特征[J].长江流域资源与环境,2007，16(5):578-583.

[3] 赵哲远,马奇,华元春,等.浙江省1996-2005年土地利用变化分析[J].中国土地科学,2009，23(11):55-60，54.

[4] 乔伟峰,孙在宏,邵繁荣,等.高度城市化区域土地利用结构演化与驱动因素分析：以苏州市为例[J].长江流域资源与环境,2012，21(5):557-564.

[5] 吴明发,欧名豪,廖荣浩.经济发达地区土地利用变化及其驱动力分析：以广东省为例[J].水土保持研究,2012，19(1):179-183.

[6] 胡源,王秀兰.武汉市土地利用结构变化及其驱动因素分析[J].水土保持研究,2014，21(6):234-239.

[7] 臧淑英,王凌云,那晓东.基于经济驱动因子的土地利用结构变化区域差异分析：以哈大齐工业走廊为例[J].地理研究,2011，30(2):224-232.

[8] 牛星,欧名豪.基于MARKOV理论的扬州市土地利用结构预测[J].经济地理,2007，27(1):153-156.

[9] 王晓娇,陈英,齐鹏,等.土地利用结构动态演变及预测研究：以张掖市为例[J].干旱区资源与环境,2012，26(4):86-91.

[10] 周子英,段建南,梁春凤.长沙市土地利用结构信息熵时空变化研究[J].经济地理,2012，32(4):124-129.

[11] 王勇.快速城市化地区土地利用结构信息熵的时空变化研究：以大连市为例[J].国土与自然资源研究,2015(1):14-17.

Evolution and Forecast Analysis of Land Use Structure since the Second Land Survey in Jiangsu Province

WANG Ying-li1,QIAO Wei-feng1,SHANG Jin-jin2

(1.School of Geography Science,Nanjing Normal University,Nanjing,Jiangsu 210023; 2.Nanjing Guotu Information Industrial Co.Ltd.,Nanjing,Jiangsu 210036)

According to land change survey results in Jiangsu Province during 2009-2015,using related index calculation model,the evolution of land use since the second land survey in Jiangsu Province was obtained from quantity and spatial change,index smoothing method was used to forecast “thirteenth five year” land use structure.The results showed that since the second land survey,the cultivated land area of Jiangsu Province has reduced significantly,but construction land area has grew rapidly and it was negatively correlated with the reduction of arable land; Among prefecture-level cities,Suzhou has the greatest relative change rate on arable land and the land of city,urban,village,industrial and mining; during 2016-2020,arable land area will show a downward trend,the construction land area will continue to grow,but the decrease of cultivated land area and the growth of construction land area will gradually slow down.

Land use; Structural evolution; Index calculation model; Forecast; Jiangsu Province

王映力(1991- )，女，新疆乌鲁木齐人，硕士研究生，研究方向：土地利用规划。

2016-08-26

F 301.2

A

0517-6611(2016)29-0204-05