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土地是人类赖以生存的基本载体[1]。随着经济发展,大量的优质土地资源向城镇化与工业化倾斜,生态林草地以及生产农用地被大量侵占,土地利用冲突问题日益显著[2]。在我国生态文明建设推进下,如何对土地利用冲突测度以及优化土地资源配置缓解土地利用冲突成为学者们的热点研究问题[3-5]。
近年来,诸多学者以不同的研究方法和尺度对土地利用冲突进行研究。研究方法上,主要有参与式调查法、博弈论、PSR模型、多目标评价以及景观生态风险评价等方法[6-9],其中景观生态风险评价通过景观指数构建模型,能够准确识别出土地冲突在空间上的位置而受到众多学者关注,廖李红等从三生空间角度出发对平潭岛土地利用冲突进行测度[10],王娟娟等利用景观指数构建土地利用冲突测度模型对干旱区河谷土地利用冲突的空间分布特征进行研究[11]。在研究尺度上,众多学者从流域、城市群、矿区以及县域等多个尺度进行了研究,陈竹安等对南昌市土地利用冲突进行测度并提出了优化方案[12],李晨欣等以厦门、漳州和泉州城市群为例进行土地利用冲突测度,结果表明在城区边缘地区土地利用冲突尤为强烈[13]。总之,目前大多数学者多采用景观指数构建土地利用冲突测度模型对经济发达的城市群、都市圈以及干旱区河谷城市等进行研究,缺乏对新生欠发达城市群土地利用冲突问题的关注 [14]。
成渝城市群作为西部最大的城市群与重要经济增长极[15],相较于其他城市群起步较晚,发展十分迅速[16]。随着成渝城市群人口不断聚集,对建设用地的需求不断增加,导致了土地资源的不合理利用,耕地、草地等用地类型被大量侵占,区域生态环境受到巨大挑战。此外,由于成渝城市群位于长江上游生态功能区,需加强对林地的保护涵养水源,但受制于自然条件影响,成渝城市群四周山地、耕地与林地间转换频繁,土地利用冲突异常激烈。基于上述背景下,本文借助PSR模型的思维逻辑,采用景观生态风险评价方法对成渝城市群近10a土地利用冲突进行研究,精准识别土地冲突发生区域和类型,以期为成渝城市群区域协调发展提供理论支持。
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由表1和图2可知,2010-2020年成渝城市群土地利用类型以耕地、林地为主,各类型面积呈“三增三减”的变化特征。在增长态势中,建设用地面积增加最多,为2849.42 km2,增幅达156.1%;其次为林地增长738.96 km2,且林地面积呈现出先减后增的趋势,在2015年以后增幅较为明显;最后为水域,仅增长264.53 km2。此外,耕地、草地、未利用地均处于减少态势,其中,耕地在近10年间降幅最大,减少了2482.1 km2,占比由61.59%降至60.29%;草地面积处于减少态势,并在2015年以后减少趋势更加明显;未利用地面积整体较为稳定,仅下降了3.17 km2。
土地利用类型
Land use type2010年 2015年 2020年 2010—2015年 2015—2020年 面积/km2
Area占比/%
Proportion面积/km2
Area占比/%
Proportion面积/km2
Area占比/%
Proportion面积/km2
Area面积/km2
Area耕地Cultivated land 118773.20 61.59 117584.00 60.98 116291.10 60.29 −1189.20 −1292.90 林地Woodland 53428.87 27.71 53338.66 27.66 54167.83 28.08 −90.21 829.17 草地Grassland 12275.84 6.37 12242.89 6.35 10968.72 5.69 −32.95 −1274.17 水域Water area 3060.93 1.59 3180.62 1.65 3325.46 1.72 119.69 144.84 建设用地Construction land 5082.64 2.64 6277.78 3.26 7932.06 4.11 1195.14 1654.28 未利用地Un-utilized land 210.33 0.11 207.89 0.11 207.16 0.11 −2.44 −0.73 Table 1. Changes in the proportion of land use types
在空间变化上(见图2),主要中心城区呈现出明显的向外围扩张的趋势,尤其是成都市与重庆市建设用地向外扩张显著。受此影响,城区周围的大片耕地遭到侵占,耕地面积逐年减少,但受耕地保护措施的影响其下降速度有所放缓。此外,在研究区四周山地区域林地面积有所增长,这与2011年颁发的《成渝经济区区域规划》中加强盆周生态圈生态功能区建设以及“退耕还林”等生态保护措施有关。
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由表2可以看出,2010—2015年共有6452.27 km2土地利用方式发生了改变,占总面积的3.35%,其中,土地转移主要发生在耕地、林地、建设用地之间,面积为5954.22 km2;主要土地转移类型为耕地转为林地、林地转为耕地、耕地转为建设用地。到2015—2020年,成渝城市群土地利用发生改变的区域上涨至5.05%,面积为9749.89 km2;除原有的耕地、林地、建设用地间的转移面积增加外,草地向林地转移大幅增加。整体上看,成渝城市群2010—2020年土地利用方式变化显著,主要集中在耕地、林地、建设用地之间。
年份
Year土地类型
Land type耕地
Cultivated land林地
Woodland草地
Grassland水域
Water area建设用地
Construction land未利用地
Un-utilized land总计
Total2010-2015年 耕地 115071.30 2337.54 105.14 96.14 1162.59 0.46 118773.20 林地 2333.46 50957.75 35.46 31.07 70.23 0.88 53428.87 草地 111.85 33.37 12099.17 15.51 15.78 0.16 12275.84 水域 22.32 3.49 1.71 3024.85 8.26 0.30 3060.93 建设用地 44.57 5.83 1.03 10.87 5020.34 0.01 5082.64 未利用地 0.44 0.67 0.38 2.18 0.58 206.08 210.33 总计 117584.00 53338.66 12242.89 3180.62 6277.78 207.89 192831.80 2015-2020年 耕地 112571.70 2600.67 544.06 341.46 1581.88 5.04 117644.80 林地 2672.03 50212.00 266.90 58.33 113.78 9.19 53332.17 草地 785.32 1277.14 10138.38 17.13 25.01 2.11 12245.08 水域 234.14 28.51 9.68 2865.40 37.52 9.19 3184.44 建设用地 23.45 40.48 7.52 32.95 6173.44 0.09 6277.93 未利用地 4.51 9.03 2.19 10.20 0.48 181.54 207.95 总计 116291.10 54167.83 10968.72 3325.46 7932.06 207.16 192892.30 Table 2. Land use transfer matrix /km2
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成渝城市群2010—2020年土地利用冲突变化显著(见表3和图3)。2010年成渝城市群土地利用冲突以可控级别为主,面积为157610.03 km2,占比达81.67%,主要分布在研究区中部耕地连片区域以及研究区西部山地草地与林地连续分布区。至2015年,可控级别比例下降3.6%,面积减少6942.53 km2,主要发生在城区周围以及盆周山地地区,到2020年可控级别降幅有所放缓,降幅为1.77%。与此相对应,轻度失控和重度失控单元分别增长了1.96%和3.41%。总体情况上,2010—2020年成渝城市群土地利用冲突有所加剧,但增速有所放缓。
冲突级别
Conflict levelSCCI 占总面积比重/%
Proportion of total area2010年 2015年 2020年 稳定可控 (0-0.35) 23.80 23.09 21.54 基本可控 [0.35-0.7) 57.87 54.98 54.76 轻度失控 [0.7-0.9) 16.27 17.94 18.23 重度失控 [0.9-1.0) 2.06 3.99 5.47 平均SCCI值 0.449 0.452 0.458 Table 3. Proportion of land use spatial conflicts
在空间变化上,近10年成渝城市群土地利用冲突空间变化显著(见图3)。2010年失控级别主要分布在成都市城区和重庆市涪陵区等地的城区周围以及达州市北部、城口县等地的山地、丘陵地区,主要土地类型为建设用地、耕地和林地。随着时间的推移,上述城区周围由于建设用地的扩张导致可控级别单元逐渐减少,至2015年,成都市西部的温江区和崇州市失控单元明显增加。到2020年,成都市由于向东发展的政策导致龙泉驿区、青白江区土地冲突得到激化。此外,研究区四周山地、丘陵地区由于受地形因素影响,耕地与林地的频繁转换导致景观斑块破碎,增加了各土地类型间接触的概率,激化了土地利用冲突,尤其在大巴山区表现明显。
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为进一步了解土地利用冲突的空间分异特征,采取全局Moran’s I指数对近10年土地利用冲突格局进行全局空间自相关检验,2010年、2015年、2020年Moran’s I指数分别为0.721、0.720、0.712,Z得分均远大于0.001置信水平下的3.29临界值(见表4)。说明土地利用冲突评价单元的值与邻近评价单元值具有较强的正相关性,土地利用冲突在空间上趋于聚集,这表现在成都市、重庆市以及研究区东北部的高值聚集和研究区中部资阳、内江等地的低值聚集。研究期内,2010—2015年Moran’s I值变化并不显著,仅下降0.01,而2015—2020年Moran’s I指数由0.72下降至0.712,土地利用冲突发生的空间聚集性降低,空间分布更加分散。
年份 Moran's I Z值 P值 2010 0.721 121.54 0.001 2015 0.72 119.37 0.001 2020 0.712 107.54 0.001 Table 4. Moran's I value of land use conflict at each stage in the study area
在土地利用类型上,各土地利用类型发生冲突的概率具有差异性。由图4可知:① 2010—2020年成渝城市群耕地和林地整体以可控级别为主,其中稳定可控、基本可控级别逐年下降,重度失控、轻度失控级别逐年上升,其原因是耕地受人类活动影响较大,加之耕地与林地间土地频繁转移,导致耕地、林地斑块破碎,进而引发土地冲突。②10年间建设用地稳定可控和基本可控级别分别下降3.47%、3.31%,轻度失控在2010—2015年稍有上升,2015—2020年明显上升,这是由于2016年《成渝城市群发展规划》印发后,区域内建设用地及工矿用地需求激增,激化了土地利用冲突,建设用地重度失控由3.42%上升至7.43%。③草地与水域冲突级别变化较小,以可控级别为主。2010—2020年草地轻度失控和重度失控均为波动上升的趋势,整体变化较小,水域重度失控级别无明显变化,轻度失控单元有所上升。④未利用地可控级别逐年下降,重度失控单元占比最高,其原因是未利用地的经济效益较低,极容易被其他用地类型所侵占,但由于研究区未利用地面积占比较小,其土地利用冲突对研究区整体影响较小。整体上,2010—2020年成渝城市群土地利用冲突主主要发生在建设用地、耕地和林地类型上。
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在土地利用冲突中,随机性主要表现在人为因素包括突发自然灾害、人类活动等外因,结构性主要包括气候、土壤、光热条件等内在因素[22-23]。因此,选取气温、降水、海拔等随机性因素以及GDP、人口、城镇化率等结构性因素(见表5和图5),采用半变异函数方法,使用GS+软件区分土地利用冲突空间分异的主导因素,其结果如表6所示。
年份
Year2010年 2015年 2020年 人口数/万人 Population 8813.06 9261.22 9654.46 城镇化率/% Urbanization rate 46.30 51.90 64.48 GDP/亿元 26493.54 45933.03 67636.07 Table 5. Socio-economic factors
年份 模型 C0 C0+C C0/C0+C A0 R2 RSS 2010年 指数 0.0019 3.74E-04 0.197 246717.6 0.815 5.47×10-6 2015年 高斯 0.0017 4.15E-04 0.244 420170.5 0.768 23.41×10-8 2020年 高斯 0.0021 1.02E-03 0.487 346701.8 0.824 15.14×10-6 C0为块金值、C为偏基台值、C0 +C 为基台值、A0为变程度、R2 为决定系数、RSS 为残差、C0/C0+C为块基比 Table 6. Simulation results of semi-variogram of Chengdu-Chongqing urban agglomeration
结果表明:模型结果 R2 均大于0.75,说明模型结果较好。2010—2020年成渝城市群基台值均小于0.5,说明气候、海拔等自然因素是影响土地利用冲突空间分异的主要因素。气候因素影响区域自然本底,进而影响土地利用方式。成渝城市群位于盆地地区,四周环山,地形复杂造成了多样的气候条件,不同的水汽组合和复杂地形形成了错综复杂的景观斑块,直接影响到土地利用冲突的强弱。近年来,随着人类活动频繁,块基比由0.197上升至0.487,转为中等程度空间相关,由结构性因素主导转变为结构性与随机性因素共同影响。总体来说,成渝城市群在快速城镇化以及工业发展发展过程中人类活动因素对土地利用冲突的影响越来越重要,自然因素对土地利用冲突影响得到削弱。
Research on Land Use Change and Conflict Identification in Chengdu-Chongqing Urban Agglomeration
doi: 10.12172/202209210003
- Received Date: 2022-09-21
- Available Online: 2023-03-21
- Publish Date: 2023-08-30
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Key words:
- Landscape ecological risk /
- Land use conflicts /
- Spatial autocorrelation /
- Chengdu-Chongqing urban agglomeration
Abstract: It is of great significance to explore the land use conflict in Chengdu-Chongqing urban agglomeration to promote regional sustainable development. The characteristics of land use change in Chengdu-Chongqing urban agglomeration from 2010 to 2020 were analyzed, and the land use conflict were calculated by landscape ecological risk assessment method, and its differentiation characteristics were studied by spatial autocorrelation and geostatistics methods. The results showed that: (1) The land use of Chengdu-Chongqing urban agglomeration was mainly cultivated land and forest land, and the area of land use types showed a trend of "three increases and three decreases", and the area of construction land and forest land increased obviously. (2) The overall level of land use conflicts in Chengdu-Chongqing urban agglomeration were mainly of controllable, but the intensity of conflicts had increased, and the spatial distribution had obvious spatial agglomeration. The intensity of conflicts varied with different land types, and the conflicts mainly focused on cultivated land, woodland and construction land types. (3) The impact of human activities on land use conflicts was gradually increasing. From 2010 to 2020, the basic ratio of land use conflict increased from 0.197 to 0.487, and the spatial correlation weakened, and the influence of natural factors on land use conflict gradually weakened. From 2010 to 2020, land use conflicts in Chengdu-Chongqing urban agglomeration intensified, and the impact of human activities on conflicts was strengthened. Land supervision and legal protection measures should be strengthened in the subsequent development.