[摘要]精准扶贫和革命老区振兴都是我国目前重要的工作,而贫困地区与革命老区“两位一体”的特殊区域更是国家重点支持发展的对象。土地经济作为区域社会经济重要的一部分,充分挖掘土地利用效益是提高和发展贫困革命老区社会经济的重要工作内容。掌握贫困革命老区土地资源的利用及变化情况能因地制宜发展土地经济,为土地扶贫服务。研究基于2005年、2010年和2015年广西左右江革命老区国家级贫困县的遥感影像,利用图形处理软件提取土地利用信息,通过土地利用变化研究模型,分析了3个时期左右江革命老区国家级贫困县的土地利用变化特征,从研究结果看,未利用地、耕地面积呈现逐年减少的趋势,建设用地、林地面积不断增多,草地、水域面积变化量较小;土地利用动态速率逐渐减慢;土地利用程度缓慢增强。
[关键词]左右江革命老区;贫困县;土地利用;变化特征
[中图分类号]F321.1 [文献标识码]A
贫困革命老区的发展情况一向都受到我国政府的高度重视,中共、中央国务院印发的《中国农村扶贫开发纲要(2011-2020年)》明确提出对贫困革命老区发展工作给予大力扶持,又相继发布了《左右江革命老区振兴规划 (2015-2025年)》和《关于加大脱贫攻坚力度支持革命老区开发建设的指导意见》等政策,将革命老区的扶贫振兴工作提升到了一个全新的高度。挖掘土地效益和发展土地经济是发展区域经济的重要工作内容,而这与土地利用的程度和方式息息相关。在此背景下,掌握贫困区域的土地利用现状及变化规律,可为制定有针对性的土地扶贫政策提供数据基础,进而在土地扶贫过程中,促进各地政府制定合理科学的土地利用调控政策,避免在土地扶贫过程中对土地造成破坏。
关于贫困革命老区的研究,许多学者都有一定的研究成果:推进特色产业,发展生态经济、红色旅游资源空间整合战略等对贫困革命老区的发展振兴起到了一定的参考、借鉴意义。而有关贫困革命老区土地利用变化的研究还相对较少,本研究将从几个土地类型组合分析、挖掘多个单一地类的变化情况及其综合信息,以便为土地扶贫提供参考。
1 贫困县概况与数据处理
1.1 研究區自然经济概况
广西左右江革命老区位于广西西部,属于喀斯特地貌,山地多平原少,是大石山区。裸露岩石多造成耕地破碎严重。在亚热带季风区范围内,夏季高温炎热、雨水充沛、日照充足。有丰富的矿产、水能资源。因地形地貌、少数民族居住、革命历史影响,有丰富的旅游资源。根据国家扶贫官网2016年发布的最新名单,广西左右江革命老区中有20个县被列入国家级贫困县名单,分别为:隆安县、马山县、田东县、德保县、靖西市、那坡县、凌云县、乐业县、田林县、西林县、隆林县、凤山县、东兰县、罗城县、环江县、巴马县、都安县、大化县、龙州县、天等县。本文选定这20个国家级贫困县为研究区域。
广西左右江革命老区贫困县居住着壮、苗、瑶、彝、仡佬等几个少数民族,社会风俗相对保守、文化程度较低。通过查询并汇总《广西统计年鉴2016》研究区社会经济数据:常住人口642.06万人,地区生产总值1018.02亿元,占广西全区生产总值的6.23%。农民人均收入5912元。广西左右江革命老区贫困县的社会经济发展相对落后,扶贫工作难度大。依据广西扶贫官网2016年统计数据,这20个国家级贫困县有贫困村1337个,贫困户35.272万户,贫困人口140.323万人。不仅贫困人口总量大,分布范围广,而且贫困程度深,脱贫难度大,脱贫后易返贫。这些贫困地区常年在家务农人口少,而留守的大都是儿童和老人,复杂的地形地貌和劳动力的缺乏使得这些地区的土地没有得到充分的开发和利用,土地资源利用效率低。
1.2 研究区土地数据处理
土地资源具有极强的动态性,其数量结构和空间结构会随着时空演变而不断变化。而“3S”技术的兴起取代了常规的野外调查技术。通过“3S”技术获取的地面遥感影像具有面积广、高度灵活、实时性等特点。本研究选取下载陆地卫星(landsat)2005年、2010年和2015年三个时期的遥感影像作为数据源。运用图像处理软件对影像进行处理。主要处理过程:首先在区域地形图上选取具有明显特征的控制点,然后对2015年研究区遥感影像进行几何校正、融合、镶嵌、裁剪。以处理后的2015年遥感影像为基准,对2005年、2010年研究区遥感影像进行处理。处理好研究区范围遥感图后采用目视判断读取的方法,建立解译标志,经过计算机监督分类后,进行人机交互修正,获取最终的土地利用类型数据信息。土地利用类型主要参照国家《土地利用现状分类标准》的土地分类标准和研究区遥感影像解译结果,划分为:耕地、建设用地、林地、未利用地、草地和水域6种地类。
2 土地利用变化分析
参考王秀兰等学者研究和总结的土地利用变化内容和研究方式,土地的变化分析主要是通过构建数学研究模型对土地利用程度高低、土地利用类型组合结构、土地类型面积数量等方面进行变化研究。构建数学分析模型是探究土地利用变化原因、变化过程和预测未来变化趋向的重要方式。本次研究将建立土地利用类型面积变化、动态速率和土地利用程度变化分析模型对广西左右江革命老区贫困县的土地利用情况进行分析。既从速率变化上分析也从数量上分析土地利用变化情况,使得分析更具实际指导意义。
2.1 土地利用类型面积变化研究模型
广西左右江革命老区贫困县的土地利用类型面积变化分析是指在研究时段2005年至2015年间,通过运用数学模型计算地类面积变化率,然后分析研究区内划分的6种地类面积变化情况。计算公式如下:
计算公式(1)中,XV表示在研究时点a和时点b时间间隔内某一种土地利用类型面积的变化率;Sa、Sb表示a时点和b时点某种土地利用类型面积。
2.2 土地利用类型动态速率研究模型
广西左右江革命老区贫困县土地利用变化速度是通过当地外部自然环境和社会环境的影响而改变的。因此土地利用类型转入转出的变化速度在时间和空间上会有差异。本文通过构建数学分析模型对广西左右江革命老区贫困县土地利用变化的动态速率进行定量分析,土地类型动态速率可以反应研究区贫困县土地利用变化的幅度,通过对比不同地类在不同时段动态速率的差异,以此分析贫困革命老区的土地利用变化趋势。
土地利用类型动态速率研究可通过对综合地类和单一地类的动态速率进行研究,综合地类动态速率反映的是所有地类总体变化;单一地类动态速率反映的是某一个地类的变化速度。
(1)贫困县综合地类动态速率的计算公式如下:
计算公式(2)中,Y0是综合地类动态速率;Si表示贫困县i地类的面积;ΔSij为研究时间内i地类转换成j地类(非i地类)的面积绝对值;当T表示年度时,Y0就是综合地类年度动态速率。
(2)贫困县单一地类动态速率计算公式如下:
式中,Y1是单一地类动态速率;Sa和Sb代表a时点和b时点研究区某种地类的面积,T为对应时间间隔;Y1可以反映研究时段内研究区某种地类从研究起始时间到研究结束时间土地利用类型面积转入和转出的情况,Y1为正值时表示其他地类转为该地类的面积大于该地类面积转为其他地类的面积,Y1为负值时则情况相反。
2.3 土地利用程度变化研究模型
土地利用程度的高低取决于人类对土地资源资金、劳动、技术投入的多少,而这些投入反映了人类对土地资源利用的深度和广度。土地利用程度是人类活动和土地综合互动的结果。本文参照刘纪远先生等以生态学角度为切入点提出的土地利用程度综合分析方法,将广西左右江革命老区贫困县的土地利用程度根据土地利用类型在社会经济因素作用下能够保持的自然平衡状态分为4个级别:城镇聚落用地级,农业用地级,林、草、水域用地级和未利用土地级,然后对这4种土地利用分级赋予其本身类别的数值,最后得出土地利用程度的分级指数值(见表1),以此确定研究区土地利用程度综合指数模型并通过土地利用程度变化的数学计算公式。
贫困县土地利用程度综合指数模型计算公式(4)如下:
计算公式(4)中,Z代表左右江革命老区贫困县土地利用程度综合指数;Ai为地类所属土地利用程度分级的等级指数,Bi是对应地类所属土地利用级地类面积占土地利用程度分级总地类面积的百分比;n是研究区土地利用程度分级的数目,土地利用程度综合指数的大小反应了土地利用程度的高低。
(2)贫困县土地利用程度变化模型表达公式(5)如下:
式中,ΔZb-a为土地利用程度变化;Zb、Za分别表示期末b时间点和期初a时间点土地利用程度综合指数,ΔZb-a为正值表明广西左右江革命老区贫困县土地利用处于发展期,负值表示贫困县研究区土地利用处于调整期或衰退期。
3 土地利用变化特征分析
基于遥感影像提取的广西左右江革命老区贫困县土地利用数据信息,分类统计了20个国家级贫困县的土地利用类型面积数据。具体结果见表2。
从左右江革命老区贫困县3个时期的土地利用现状的统计数据看来,林地和未利用地所占的面积较大,其次是耕地和建设用地,草地和水域所占面积比例相对较小。
从研究时点2005年、2010年和2015年3时期土地利用类型数据来看,2015年左右江革命老区贫困县森林覆盖率最高,林地面积所占比例达54.79%,2005年林地占研究区面积比例在3个时期中最低,约为50.11%。2005~2015年期間,贫困革命老区的林地覆盖面积呈持续增加的趋势。2005~2015年未利用地面积占研究区总面积的比例分别为26.65 %、23.76%、22.37%,研究区未利用地得到较快的开发。耕地数量在研究期初数量最多,所占比例为14.68%,2010年耕地的比重为14.05%,2015年研究期末耕地数量减少到13.84%,研究区贫困县的耕地数量呈现递减趋势。2005年至2015年广西左右江革命老区贫困县的建设用地面积数量由212599.38hm2增加到247649.51hm2,面积逐年增长。草地面积呈现起伏变化形态,在2005年、2010年和2015年3时期,草地占研究区面积比例为2.95%、2.70%、2.83%,草地面积是由2005年到2010年呈现减少变化、2010年到2015年呈现增加变化。水域面积略微减少。
3.1 土地利用类型面积变化特征分析
基于提取的土地利用数据,通过计算公式(1)计算出研究区6种地类面积变化结果,计算结果见表3。
根据广西左右江革命老区贫困县土地利用类型面积变化情况,可对该区域的土地利用变化率进行变化幅度评估分级,以便对比分析其变化幅度、趋势特征。根据计算结果和运用ARCGIS软件的自然间断分级法将评估等级分为:快速增加、明显增加、轻微增加、明显减少、快速减少6个等级。具体指标如表4所示。
从表3和表4看出,2005年到2010年间,各个土地类型面积变化率各不相同,变化率较大。其中研究区的未利用地、草地快速减少,减少的变化率分别为10.84%和8.58 %;建设用地和林地面积快速增加,增加的变化率分别为7.92%和7.00%;耕地面积明显减少,减少的变化率为4.29%;水域面积总量变化不大,呈现轻微减少趋势。2010~2015年间未利用地、耕地和水域面积呈现减少的趋势,减少的变化率分别为5.85%、1.49%和1.09%;建设用地、林地和草地面积增加,增加的变化率分别为7.94%、2.18%和4.82%。2005~2015年,建设用地和林地面积呈现快速增加的趋势,面积从2005年到2015年增加量分别为35050.13hm2和266114.60 hm2;未利用地和耕地面积呈现快速减少趋势,从研究期初到研究期末面积变化量为243486.07 hm2和47803.00hm2,减少变化率分别为16.06%和5.72%。草地和水域面积呈现明显减少趋势,减少变化率分别为4.18%和2.67%。
3.2 土地利用类型动态速率分析
根据综合地类动态速率模型(公式2)和单一地类动态速率模型(公式3),计算出广西左右江革命老区贫困县两个时段土地利用动态速率,具体结果见表5。
从表5统计反映的土地利用类型动态速率来看,2005~2010年,广西左右江革命老区贫困县的林地、建设用地以1.40%和1.58% 的年均速度增长。耕地、草地、水域和未利用地的动态速率均逐年下降。在这些动态速率逐年减小的地类中,未利用地和草地的动态速率相对其他两个最大,分别为-2.17% 和-1.72% ;其次是耕地,动态速率为-0.86%;水域的年均减少速率最小,为-0.32% 。2010年~2015年期间,林地、草地和建设用地的动态速率逐年增加,分别为0.44%、0.96%和1.59%,其中建设用地的动态度最大。耕地、水域和未利用地的动态度分别以0.30% 、0.22% 和1.17% 的年均速度减少。但建设用地的年均速率在两个时段均呈现上升趋势。
在2005年至2015年间,虽然研究区贫困县林地的转移变化量远远高于草地,但是两个时期林地的动态速率的绝对值都小于草地的动态速率。
2005年~2010年的综合土地利用类型动态速率为1.52%。2010年~2015年的综合土地利用类型动态速率为0.65% ,说明2005年至2010年间研究区人类社会活动影响土地利用总体程度较大,2010年至2015年土地利用动态速率相对于前一个研究时段活跃度降低,说明2010年到2015年土地利用变化较为稳定,土地利用调控措施成效较为显著。
3.3 土地利用类型程度特征分析
根据分类统计的土地利用现状信息,通过公式4和公式5计算得出研究区土地利用程度,具体结果见表6。
从表6看出,2005年~2015年间,左右江革命老区贫困县的土地利用程度由195.51逐渐上升到200.18,呈现逐渐上升的趋势。2005~2015年间土地利用程度变化值都为正值,说明左右江革命老区贫困县土地利用程度逐渐加强,土地利用属于发展期,上升的强度逐渐减小说明土地利用调控措施的实施产生效果,使土地利用程度变化趋于稳定。
4 结论
本文通过解译2005年、2010年和2015年3个时期广西左右江革命老区贫困县遥感影像,提取了耕地、建设用地、林地、未利用地、草地和水域6种地类3个时期的土地利用现状数据,基于多种土地利用变化研究模型,分析了研究区土地利用变化特征,主要成果如下:
在3个研究时点中,占贫困县面积比例最大的土地利用类型是林地和未利用地,其次是耕地和建设用地,较少的是草地和水域,水域占研究区面积比例最小。未利用地、耕地面积明显减少、水域面积呈轻微减少。林地和建设用地面积都快速增加。草地呈先减后增的轻微起伏变化趋势。
从综合土地利用类型动态速率分析,2005~2010年时段土地利用类型面积增加的动态速率高于2010~2015年时段面积增加的动态速率。从单一土地利用类型动态速率分析,耕地、水域、未利用地这3种类型的面积在2005年至2015年都呈减少的变化趋势,2005~2010年的动态速率都高于2010~2015年的动态速率;林地面积呈增加变化,2005~2010年的动态速率高于2010~2015年的动态速率。建设用地则呈现持续轻微上升的动态速率;草地前一个时期动态速率呈转出的动态变化、后一个时期是转入的动态变化,转入转出动态速率相差不大且变化量较少。
2005年、2010年和2015年广西左右江革命老区贫困县的土地利用程度呈现连续上升的趋势,但上升速率减慢。说明土地利用在发展中又得到有效控制。
土地利用变化影响着社会、经济和生态的方方面面。研究区耕地面积不断减少,对严守18亿亩耕地红线造成威胁,对粮食安全形成隐患。林地面积逐渐增多,说明严格控制林地减少并增加了生态公益林、商品林等林地面积、对加强土地生态健康、增加林地经济效益具有重要意义。建设用地面积逐年增加,保障了工业化、城镇化和重大基础设施的用地需求,促进经济社会发展,但部分地区建设盲目扩张,滥占耕地,粗放利用,严重浪费土地资源。未利用地面积逐渐减少,反映对未利用地、废弃矿山的大力开发整治,封山圈地育林育草,对可开垦缓坡改造利用,大力改善区域生态环境,增加可利用土地面积。草地水域面积变化不大,但是对维护生态结构稳定、保障水资源的持续利用具有重要意义。
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