摘要:由于历史、地理以及政策等因素的影响,江苏省的苏南、苏中、苏北等3个区域之间经济差异较大,其中苏北地区经济发展较为缓慢。研究蘇北地区的土地利用变化有助于指导区域的规划布局、环境保护以及经济可持续发展。宿迁市作为典型的苏北城市,自成立地级市以来经济发展迅速。本研究以宿迁市为例研究土地利用变化情况和驱动力,为苏北地区整体的土地利用和驱动力分析提供参考。运用遥感技术,对宿迁市在1997年和2017年2期的遥感影像进行监督分类,得出土地利用数据,分析研究区近20年来的土地利用动态变化,结合统计资料分析影响该地近20年来土地利用动态变化的驱动力。结果表明,近20年宿迁市土地利用方式以耕地为主,耕地面积增加了415 km2,面积占比从54.25%增加到59.12%,城镇工矿及居民用地面积增加了282 km2,面积占比从17.38%增加到19.00%,这2种地类增加的部分由水域、林地和未利用土地转变而来;研究区土地利用方式动态变化的驱动力以经济和政策因子为主,人口和自然等因子的影响次之。
关键词:土地利用变化;宿迁市;遥感;驱动力;主成分分析

土地高效利用与保护对国家社会经济发展具有重要意义[1]。土地利用信息变化的空间差异性研究,了解土地利用动态变化,继而从国土资源与环境的可持续利用性方面来保证区域经济发展的可持续性,实现国家经济高速、协调发展[2]。随着城市化进程的推进,城市的土地利用结构不停变化。在20世纪90年代后,国际地圈与生物圈计划(international geosphere-biosphere programme,简称IGBP)和全球环境变化人文计划(human dimensions programme on global environmental change,简称HDP)在全球范围内推动了学者们对土地利用/土地覆被变化的研究[3]。遥感技术和计算机图像处理技术的发展,为区域土地利用变化的监测提供了便捷的方法与手段。2000年,史培军等使用遥感技术分析了深圳市1980—1994年间土地利用方式的改变及其驱动力,得出这一时期深圳土地利用变化的驱动力主要是经济特区的开放政策、城镇人口迅速增长、外资和以房地产为主的第三产业的快速发展的结论[4];2010年,王玉等利用1987年、1995年、2000年3个时期江苏土地利用图与社会经济数据对海岸带土地利用变化及其驱动力进行了分析,发现江苏省沿海城市土地利用变化主要受人口、经济和政策因子影响[5];2019年廖慧等挑选1980—2015年内关于黄河流域范围内6个年限的土地利用数据,借助转移矩阵对全流域及流域内各省份1980—2000年和2000—2015年2个时期土地利用的动态变化进行剖析,结论认为在此期间气候、政策和人口因子是影响该地区土地利用变化的主要因素[6]。目前的研究基本上是利用遥感数据和统计的社会经济数据进行土地利用变化分析及其驱动力研究,驱动因子主要包括社会经济、政策和自然因子等[7-9]。
苏北地区相较于苏南和苏中地区经济发展缓慢,是历史因素的影响、地理区位的制约、区域发展策略的差异、中心城市规模的不同、劳动人口素质的差距、经济全球化的影响和市场发育程度的区别等因素综合作用的结果[10]。本研究仅从地理学角度,以苏北地区典型城市——宿迁市为例,研究区域土地利用结构变化及其驱动力,以期为苏北地区经济发展、缓解人地矛盾和区域规划提供理论参考。
1 研究区概况
长江将江苏省分南北2个部分,历史上北部黄河和淮河的泛滥制约着苏北地区的发展。改革开放以来,苏北地区经济加快发展,但由于发展政策和区位条件等因素的影响,从经济发展角度看,苏北弱苏南强的特征一直比较明显[10]。苏北总体地势较低,属平原,有5个地级市(徐州市、连云港市、宿迁市、淮安市、盐城市),17个市辖区、3个县级市、17个县。东临黄海南临长江,湖泊众多水资源丰富,包括骆马湖、洪泽湖、高邮湖、宝应湖等。
苏北5个地级市之一的宿迁市在资源占有和发展速度等方面是苏北城市的典型代表。宿迁市位于33°12′~ 34°24′N、117°6′~119°12′E之间(图1),西边与安徽省交界,东接连云港市,南连淮安市,北邻徐州市。年均降水量为892.3 mm,平均气温为14.2 ℃,阳光充足,霜期短。该市属黄淮平原,土质为深厚的黄潮土,水田、旱地作业并存,是重要的商品粮基地[11]。1996年经国务院批准成立宿迁市地级市,当时经济基础薄弱,从1996年直至2015年的20年来,宿迁市社会消费品零售总额增长13倍,国内生产总值(GDP)增长17倍。
2 土地利用变化
2.1 数据来源与处理
数据来源于地理空间数据云网站上的Landsant系列遥感影像数据(包含1997年TM、2017年OLI-TIRS 2期,均为30 m分辨率)。利用Envi 5.3软件进行镶嵌和裁剪,使用Arcgis 10.0目视解译出研究区边界线,对研究区影像采用最大似然法监督分类方法,分类后使用Envi Classic对分类图进行局部错误的修正,从而得到研究区2个时期的土地利用数据。技术路线如图2所示。
土地利用变化幅度是土地利用类型的面积变化幅度[12],能定量反映各地类在数量上的变化程度,为整体土地利用结构变化的分析提供数据支持。其表达式为
2.2 土地利用变化结果分析
通过上述方法,对2期影像数据进行处理,得出宿迁市1997—2017年各土地利用类型的数量增减情况(图3),其土地利用结构变化特征表现为1997—2017年研究区内面积最大的土地利用类型是耕地(耕地面积占比保持在50%以上),面积最小的是未利用土地(从1%持续减少)(表1)。水域和林地面积均有所减小,林地面积减少557 km2,水域面积减少 55 km2。未利用土地零星分布,多为荒地或滩涂,通过整治转为建设用地或耕地。河道变窄和坑塘水面填埋,使得水域面积减少,如溧河洼处河道(溧西引河)变窄(图3)。耕地和城镇工矿及居民用地是近20年来宿迁市面积增加的土地利用方式,耕地面积增加较多,增加415 km2,沿湖开垦荒地等行为使得耕地面积增加(洪泽湖北部开垦现象明显)。城镇工矿和居民用地增加的幅度较大,增加 282 km2,增加幅度为19%。耕地、城镇工矿和居民用地在分布上呈现着越来越集中的特征。
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