基于 Gibbbs-mirtin 和动态度模型的土地利用现状演变分析 - 以 延安 市 安塞区 为例

基于 Gibbbs-mirtin 和动态度模型的土地利用现状演变分析 - 以 延安 市 安塞区 为例

王亮亮

身份证 号码 ： 61052419871205 ****

摘要：土地利用现状演变分析对区域土地利用整体结构的把握具有重要意义。本文选取延安市安塞区为研究区域，构建Gibbbs-mirtin多样化指数和土地利用类型动态度模型，对2001-2005年以及2015-2017年土地利用现状数据进行定量分析。研究可知：安塞区土地利用结构稳定程度较高。年综合土地利用动态度为3.66%，变化趋势较小；单一土地动态方面，交通设施用地、其他土地和林地数量增加，相反，耕地、园地、草地、水域及设施用地和城镇村及工矿用地数量减少。

关键词: Gibbbs-mirtin；动态度；土地现状变化

1.前言：

土地是有价值属性的资源。土地所有者或者使用者试图挖掘土地资源的最大生产经济潜能，这样的主观能动性，促使区域土地利用现状随着时间，在空间上动态演变^[1]。土地利用现状变化反映出不同的历史时期，城市演变过程中土地资源数量和结构的配置问题。新时期，我国土地资源的配置方式是以市场为主导，行政干预和调控为辅，这样的配置方式提高了土地资源的利用效率，使得土地利用现状日趋合理化。然而，土地给人类发展供给实物，提供生产、生活场地的同时，也剥夺了其他自然实体共享土地资源的权利。城镇化进程的加快，特别是建设用地和耕地的矛盾也日渐突出。本文引入Gibbbs-mirtin指数化和土地动态度模型，对延安市安塞区土地利用动态变化情况进行分析研究，从而揭示区域土地资源开发利用的程度和潜力。

2.土地利用现状结构和变化分析

2.1土地利用现状结构分析

Gibbbs-mirtin多样化指数^[2]用来度量区域土地利用现状的结构多样性。其模型为：

GM=1-Σfi²/（Σfi）²

式中，GM是多样性指数，反映土地利用现状的复杂程度。fi为研究区内第i种土地利用类型的面积，Σfi为各种土地利用类型面积的总和。生态学中，生物多样性越复杂，生态系统结构越稳定。借鉴生物多样性对于生态系统稳定性的重要意义，可以初步得出：土地利用现状类型的复杂性程度，揭示了土地资源的空间配置合理性、经济性，特别是土地利用的稳定性。多样化指数的取值范围在0-1之间。单一的土地利用类型，多样化指数为0；土地利用类型越复杂多样，多样化指数越接近1。根据等间距分类标准，按土地利用稳定程度将土地利用现状多样化指数分为4类，为极不稳定、不稳定、基本稳定和极其稳定，如表2.1：

表2.1 土地利用稳定程度表

2.2土地利用现状变化分析

受到自然环境、技术、经济和社会制度等因素的驱动，土地利用现状不会一成不变。

动态度模型包括单一土地利用类型动态度和综合土地利用动态度模型^［3-4］。单一动态度是为了度量一定的时间范围内，区域中某一种土地利用类型的数量增减变化情况，其模型为：

K=（Ub-Ua）/Ua×（1/T）×100%

式中，K为单一土地利用类型的动态程度；Ua、Ub为期初和期末某种土地类型的数量指标，本文采用面积数量指标；T为研究的时间范围。单一动态度模型只能解释说明某个地类的变化趋势，对于研究区所有涉及的地类进行整体性动态变化研究，研究各种土地利用现状类型的相互转化过程，从而反映土地利用整体性变化的剧烈程度，还需要引入综合土地利用动态度来衡量。综合土地利用动态度模型为：

S= / /T×100%

式中，S为综合土地利用类型动态指数，i为土地现状类型。 为第i种土地类型变化期初的面积， 为第i种土地类型面积变化绝对量， =| ，LA（i，t1）为第i种土地类型变化期末的面积，T为时间周期。

3.研究区概述

延安市安塞区位于陕西省北部，属典型的黄土高原丘陵沟壑区。安塞区自然条件和耕地质量均相对较差，第一产业对国民经济的贡献率保持在10%左右；但区域内富集矿产资源，尤其是油气资源。石油储量已探明的高达1.4亿t以上，天然气的储量也很可观。以油气资源为主的第二产业，依然是安塞区当前经济发展的重要保证。近年来，依托红色旅游，文化旅游产业已成为拉动经济发展新的增长极。

4.应用成效分析

表4.1 安塞区八大地类面积统计表

单位：hm²

注：数据来源延安市国土资源局安赛分局

为直观反映安塞区各种土地利用类型的数量随时间变化的情况，绘制面积数量结构图（如图4.1），用以反映8大地类在一定时期的空间分布比重特点。

图4.1 面积数量结构图

应用Gibbbs-mirtin多样化指数模型，计算得到2001-2005年以及2015-2017年这8个年份的土地利用现状多样化指数，并根据土地利用稳定性程度表进行归类，见表4.2，由表可知，安塞区土地利用现状类型较为丰富，达到了基本稳定的水平。

表4.2 土地利用现状多样化指数表

并根据统计数据，作土地现状动态度研究，计算结果见表4.3。

表4.3 安塞区土地利用动态度

单位：%

分析可知，2015-2017年安塞区土地资源总量稳定在294942.07hm²。2001-2017年之间，安塞区土地资源总量变化幅度很小，综合土地利用动态度为3.66%，但是土地利用类型间的变化速率较快。土地利用现状变化的主要趋势是交通设施用地、其他土地和林地的迅速增长，相反，耕地、园地、草地、水域及设施用地和城镇村及工矿用地则不同程度的减少。交通运输用地的增加幅度最高，达到43.49%。不断增加的交通设施用地，是安塞区社会经济发展的具体体现。耕地的减少幅度最大，为-3.45%。

16年间，安塞区林地数量骤增81844.2hm²，这主要源于1999年国家“退耕还林”政策，就水域及设施用地的减少幅度（-0.63%）来看，该政策一定程度上保护和改善了安塞区水土流失严重的状况，带来的主要影响，则是耕地数量的大幅度减少。从2001年到2017年，耕地锐减48839.05 hm²。不可否认，快速的城市化进程，城镇用地不断扩张，确实挤占了部分耕地，但是城镇用地数量微不足道，占比不足1%，某区城镇建设用地对耕地的威胁不足为重。

近年来，安塞区资源的开发开采，使得工矿用地的数量不断增加，也出现了农业用地和矿业用地的矛盾。农业用地经济产出效益低，但对生态环境，特别是耕地资源具有良性的保护作用；矿业用地经济产出效益高，但高强度的资源开采却又不可避免的造成地表污染，地面坍陷，煤炭粉尘严重影响大气质量，工厂排放的工业废水又严重减弱耕地资源质量，造成了开发区土地资源不断恶化的局面，日益减少的耕地资源亟待保护。

进一步研究发现，安塞区城镇村及工矿用地这期间净减少389.92hm²。安塞区开发矿产资源能带来稳定的经济收益，用以城市建设，城镇及工矿用地数量某种程度上，只增不减；则减少的数量只可能来源于农村村落的演退。“留不下的城市，回不去的乡村”，越来越多的年轻人离开农村，劳动力的大量流失，导致大量的农村土地被闲置、荒废。世界范围内城市化备受关注，大多数国家都在不断推进城市扩张，以促进经济发展，提高国民生活水平。然而，伴随着城市化发展而产生的乡村衰退问题却少有问津，乡村振兴亟需重视^[5]。加强农村土地利用规划，优化农业用地结构，推动农村土地流转机制，在合理配置土地资源的前提下，实现土地集约节约利用，协调农村和城市，打破城乡二元结构，促进城乡一体化发展已迫在眉睫。

5.结论

Gibbbs-mirtin多样化指数和土地动态度模型对安塞区土地利用现状演变趋势定量化拟合程度较高。安塞区土地现状种类较为复杂，生态稳定性良好。经济、技术和制度因素的多重驱动，推动着土地利用类型之间的不断变化。建设用地的增加是区域社会经济不断发展的体现，而“退耕还林”政策的影响，是安塞区林地增加和耕地减少的根本原因。

参考文献

[1] Turner B.L,Skole D,Sanderson setal.Land-use and land-cover change cience/research land IGBP Report No.7.Stochkholm: IGBP,1995.

[2] 苏广实.基于Gibbbs-Mirtin多样化指数的喀斯特土地利用数量结构分析——以广西都安为例[J].广西教育学院学报,2009,（05）:157-160.

[3] 王秀兰,包玉海.土地利用动态变化研究方法探讨[J].地理科学进展,1999,18（1）:81-87.

[4] 王倩,刘学录.土地利用动态度的时间分异分析-以甘肃省为例[J].安徽农业科学,2009,37（6）:2638-2640.

[5] Yansui Liu, Yuheng Li. Revitalize the world’s countryside.Nature, 2017,548(7667): 275–277.