上海市土地利用时空变化及驱动力分析

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2002 年
表 1 上海市历年实际吸收外资概况
年份 签订合同项目/ 个 实际吸收外贸金额 / 亿美元 1985 125 1. 15 1986 165 2. 61 1987 187 7. 00 1988 320 13. 22 1989 326 11. 90 1990 269 7. 80 1991 509 8. 66 1992 2 619 22. 38 1993 3 864 31. 75 1994 4 050 39. 89 1995 3 334 52. 98 1996 2 709 75. 10 1997 2541 63. 45 1998 2 154 48. 16 1999 2 028 59. 99
行 , 自 1985 年以来 , 上海市的发展大致 可以分为二 个阶段 : 第一阶段( 1985~ 1991 年 ) , 1984 年国家宣布开 放上海等 14 个沿海港口城市和海南岛后 , 1985 年又 将长江三角洲、 珠江三角洲、 闽南三角洲划为经济开 放区; 1990 年中央赋予上海浦东新区以比特区更优 惠的政策, 使其成为长江三角洲内无特区之名而有 特区之实的重要开发区。 1990 年上海浦东的对外开 放 , 使上海成为国内外瞩目的热点, 大量的资金和人 口向上海集聚, 使得城市原有的工业职能一方面在 引进外资实现高度调整, 加速向资本、 技术、 人才、 信 息等各种生产要素高度集聚的国际性大都市的目标 迈进的同时 , 另一方面在地域上不断向外扩散 , 加剧 了上海市土地利用变化的进程。 第二阶段 ( 1992~ 2000 年) , 自 1992 年邓小平南 巡讲话以来 , 进一步解放思想 , 加速了由传统的计划 经济体制向社会主义市场经济体制的转轨 , 开始进 入建设社会主义市场经济体制的新阶段。经济的高 速发展加剧了周边耕地及其它土地利用类型向城镇 建筑用地的转变。 2. 3. 2 上海市土地利用动态变化的人文驱动因子分析 土地利用变化是人地相互作用的表现。上海市 作为中国经济的龙头地区, 人文作用深深影响着土 地利用格局的变化过程。为了更好地研究上海市土 地利用变化的人文因素, 选取人口自然增长率、 人口 机械增长率、 第一、 二、 三产业人数、 第一、 二、 三产业 国内生产总值、 人均居住面积、 固定投资、 基础建设 投资、 年末实有铺装道路面积和吸收外资总额等人 文因子。通过多次逐步因子分析, 剔除那些对显著 度有 较大影响 但非主 要影响因 子的变量。研究发 现 , 第三产业从业人数、 人均居住面积、 建成道路面 积和吸收外资总额可以更好地解释上海市土地利用 变化中格局变化过程与人文因子的相互作用。 改革开放以后 , 上海市作为国际金融大都市的 地位日益显著, 外资注入成为城市发展的新鲜血液 ( 见表 1) , 第三产业更是外商投资的主要重点。1985 ~ 1999 年, 第三产业 GDP 由 121. 59 亿人民币增加到 2 000. 98 亿人 民币 , 第 三产 业在 GNP 中 的比 重由 1985 年 26. 26% 增加到 1999 年的 49. 59% , 第三产业 成为上海经济 新的增长 点。与此同 时, 1985~ 1999 年 , 第三产业从业人员由 203. 37 万人增加到 342. 12 万人, 增长率为 68. 23% 。开发区的兴建是土地利用 类型转变的直接表现。
第 3 期 , 总第 53 期 2002 年 9 月 15 日
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ห้องสมุดไป่ตู้
No. 3, 2002 Sept. , 2002
REMOTE SENSING FOR LAND & RESOURCES
上海市土地利用时空变化及驱动力分析
洪
( 1. 南京大学城市与资源学系 , 南京
军1 , 江
南2 , 于雪英2
第 3期
洪
军, 等:
上海市土地利用时空变化及驱动力分析
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8. 659) 。相比而言, 上海市 2000 年土地利用程度发 生了显著变化, 尤其市辖区。1985 年和 2000 年上海 市土地利用程度综合指数位于 300 与 400 之间 , 这表 明上海市土地利用程度自本文研究时段起已经处在 农业用地级与城镇聚落用地级之间。农业用地类型 和其他非城镇用地类型向非农业用地类型的转变是 土地利用变化的主要方向。 2. 2 上海市土地利用格局及变化过程分析 上海市土地利用动态变化以农业用地类型向非 农业用地类型的转变为主。由城市化所引起的城市 用地扩张更为显著 , 土地利用变化主要发生在上海 市市辖区周边地区, 土地利用变化格局如插页彩片 3 所示。 从插页彩片 3 可以看出 , 1985~ 2000 年上海市 总体上处于空间的急剧扩张时期, 城市空间扩散基 本以圈层式空间扩散为主 , 90 年代浦东开发战略改 变了城市发展的 南北轴为主、 东西向为辅 的城市 空间扩张格局, 东西向的轴线作为城市扩张的重点 被大大强化, 进而形成以浦东为主, 东南西北同时扩 张的新的城市扩张格局。 上海市在空间上的扩张存在着各向异性。上海 市城市扩张主要发生在浦东新区、 宝山区和闵行区 , 城市扩张带动了郊区城市化的进程, 在上海市周边 地区 , 非农业用地类型向城镇建筑用地和乡村居民 地的转变 , 亦是郊区土地利用动态变化的主要方向。 围海造地和海涂开发是上海市土地利用变化的 两个重要特征。随着上海经济的发展, 上海城乡建 设用地不断增加 , 耕地日益减少, 向海涂要地已成为 上海市缓解用地矛盾的一个主要途径 , 围海造地主 要发生在市辖区、 崇明和南汇等地。 2. 3 上海市土地利用变化的人文驱动力研究 土地利用变化是人类活动作用于自然资源和环 境的一种最为显著的表现形式。土地利用程度综合 指数越高 , 则表示该地区的人类活动越频繁, 人类对 环境的影响就越大。人文驱动力是该区域土地利用 动态变化的主要驱动力。2000 年与 1985 年相比 , 上 海市土地资源变化更加趋于城镇聚落用地级 , 土地 利用程度越来越高。人文驱动力如何驱动土地利用 朝着利用程度更高的方向发展, 将是本文讨论重点 之一。 2. 3. 1 上海市土地利用变化的政策驱动因子分析 政策因素在城市化所引发的土地利用变化中起 着不可低估的 作用。随 着我国改 革开放政 策的进
以 TM( 1985 年) 和 ETM+ ( 2000 年 ) 数据为背景
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引言
土地利用/ 土地覆盖变化 ( LUCC) 研究是当前国
数据 , 图像像元空间分辨率为 30 m, 时段前后相差 15 a 。两期图像经过几何纠正、 配准后 , 像元匹配误差 小于 0. 5 个像元。通过遥感解译获得两期的土地利 用现状。在地理信息系统 软件 Arc/ Info 的支 持下, 对两期数据进行空间叠置、 误差纠正 , 获得土地利用 变化的空间和属性数据 , 进而进行土地利用变化的 动态分析。 本文采用土地利用程度模型分 析, 研究区域土 地利用变化程度 , 即
L a = 100
i=1
Ai
Ci
( 1)
1
1. 1
区域概况与研究方法
区域概况
式中, L a 为研究区域内土地利用程度综合指数; A i 为研究区域内第 i 级土地利用程度分级指数 ; C i 为 研究区域内第 i 级土地利用程度分级面积百分比; n 为土地利用程度分级数。土地利用程度综合量化指 标体系是一个从 100~ 400 之间连续变化的指标, 即 , La [ 100, 400] , 该指标反映了土地利用程度的高低。 借鉴刘纪远先生 1997 年的土地利用分级体系[ 12] , 考 虑到上海市特殊的经济状况, 池塘产业是农村经济 收入的主要手段 , 所以将池塘划入农业用地级内。
资料来源 : 上海统计年鉴 2000
经济 的高 速增 长 吸引 了大 量的 外来 劳 动力。 监测研究提供了便利条件, 遥感数据能够客观地反 1985 年 , 上海市迁入人口 18. 29 万人 , 迁出 12. 99 万 映出研究区域的土地利用动态变化情况。 人, 机械增长率为 4. 4 ; 1999 年 , 上海市迁入人口 23. 87 万人, 迁出 14. 98 万人, 机械增长率为 6. 8 外来人口的增加必然会加大城市对市政基础设施建 设的需求, 加剧了耕地向其它非耕地土地利用类型 ( 特别是 城镇 建筑 用地和 开发 区 ) 的 转变。 1985~ 1999 年 , 上海市基础建设投资由 118. 56 亿元增加到 1 856. 72 亿元, 增加了 15. 66 倍。 研究表明, 交通条件对土地利用类型的转变起 到了内因作用, 转化为城镇用地的土地利用类型与 距交通干线的距离有 一定关系 。 1985~ 1999 年 , 上海市年末实有铺装道路面积由 1 294 万 m2 增加至 6 393 万 m2 , 增加了近 4. 94 倍, 年末实有铺装道路长 度由 1 265 km 增加到 5 204 km, 增加了 4. 11 倍。道 路面积的扩张促进了交通干线附近的耕地向其他土 地利用类型的转变。 经济的发展推动了人们生活水平和消费水平的 提高, 社会消费品零售总额从 1985 年的 173. 39 亿元 增加 到 1999 年的 1 590. 38 亿元; 人 均居住 面积由 1985 年的 5. 4 m 增加到 1999 年的 10. 9 m , 相当于 城市居民住宅面积由 1985 年的 6 570. 13 万 m 增加 到 1999 年的 14 313. 01 万 m , 净增加面积大约为 7 742. 88 万 m2 。人口增长和人均居住面积的扩大同样 也加剧了耕地向其他土地利用类型转变的速率。 需要指出的是, 土地利用及其变化是一个相当 复杂的过程 , 同时受到自然、 社会、 经济等诸多因素 的影响 , 这些因素彼此交互, 相辅相成。另外, 由于 地理位置与社会经济环境的不同, 不同区域的土地 利用驱动机制存在着一定的差异 , 因此 , 必须在把握 各研究区域的土地利用变化特征的基础上研究土地 利用变化的驱动机制。
210008)
210093; 2. 中国科学院南京地理与湖泊研究所 , 南京
摘要 : 土地利用 / 土地覆被变化 ( LUCC) 是全球变化研究的重 要组成 部分 , 是人类 活动对 自然环境 施加影 响的显 著 表现形式。本文基于不同时期的遥感数据 , 获取不同时段 的土地覆盖信息 , 通过空间信息分析 , 对上海市 15 a( 1985 ~ 2000 年 ) 土地利用变化进行分析 , 揭示了土地利用变化的定量时 空特征 , 分析了土地 利用数量变 化特征。在综 合 分析的基础上 , 探讨了上海市土地利用变化的驱 动机制。 关键词 : 遥感影像 ; 土地利用变化 ; 驱动力 ; 上海市 中图分类号 : TP 79: F 301. 2 文献标识码 : A 文章编号 : 1001- 070X( 2002) 03- 0058- 04
研究区包括上海市市辖区及其周边县。全市面 积 6 340. 5 km2 , 其中陆地面积 6 218. 65 km2 , 水面面 积 121. 85 km 。 1. 2 研究方法与手段 土地利用分类采用土地资源遥感调查数据分类
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体系。在土地资源遥感调查中, 根据土地的利用方 式, 将其分为 6 个一级类型和 22 个二级类型[ 11] 。研 究区域的土地利用类型主要有水田、 旱地、 城镇建筑 用地、 乡村居民建筑用地、 河流、 湖泊、 池塘、 滩涂、 海 涂、 林地、 疏林地、 桑茶果园及草地等。
收稿日期 : 2002- 07- 12 基金项目 : 中国科学院知识创新项目 KZCX1- Y - 02 和 KZXCX2- 310 资助
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2. 1
结果与分析
上海市土地利用程度变化分析 经计算, 1985 年上海市土地利用程度综合指数
为 314. 629, 2000 年 为 323. 288( 比 1985 年增 加了
n
际全球变化研究计划中的重要组成部分[ 1~ 2] 。区域 土地利用是一个人地关系相互耦合的系统 。越来 越多的研究表明, 土地利用变化的驱动力主要取决 于经济、 技术、 社会及政治的变化[ 4~
10] [ 3]
。客观地把握
驱动土地利用变化的方式 , 了解土地利用变化特征 , 是区域可持续发展的重要决策基础。上海市的高速 经济发展过程为人们揭示城市化过程中的土地利用 变化规律及其驱动机制, 提供了极为难得的条件。