1980-2017年吉林省土地利用变化及驱动力分析
史 涵 1，李 蒙 2，王向东3
（1.辽宁师范大学城市与环境学院，辽宁大连116029；
2.吉林师范大学博达学院，吉林四平136000；
3.齐齐哈尔大学，黑龙江齐齐哈尔160006）
摘要： 全球变化影响不断深入，土地利用变化成为重要问题之一。对吉林省1980-2017年的土地利用的变化幅度、动态变化度以及运用ArcGIS计算土地利用的转移矩阵，揭示了吉林省近40年土地利用整体、分区的变化特征及规律，1980年土地利用面积：林地＞耕地＞草地＞未利用土地＞城乡工矿居民地＞水域；2017年土地利用面积：林地＞耕地＞未利用土地＞草地＞城乡工矿居民用地＞水域，土地利用类型转化以耕地、未利用土地为主。采用相关分析法对社会经济因素进行分析，经济因子、技术因子是土地变化的主要因子。研究为吉林省土地资源调节、生态环境保护、总体发展提供依据。
关键词： 土地利用；动态变化；转移矩阵；驱动因子；吉林省
引言
土地资源是人类赖以生存和发展的重要资源基础，集中体现了人地关系和地球表层生态系统变化[1]。土地利用研究最早可以追溯到19世纪60年代，1864年，Marsh认为土地利用方式影响了地中海和美国大平原的生态环境[2]。90年代，日本以及北美各国对土地利用的驱动力因素、时空演变规律、土地覆被变化对土地利用方式的改变[3]，欧洲注重土地利用的量变与质变、人类活动影响，强调各个圈层之间的关系以及变化影响[4-6]。1995年，IGBP（国际地圈生物圈计划）和IHDP（全球变化人文计划）两大国际项目合作进行土地利用变化课题，核心为提示人类赖以生存的地球环境系统与人类日益发展的生产系统之间相互作用的基本过程[7]。90年代国内顺应国际研究趋势，展开了对北京、广州、沈阳、大连等的土地利用变化的研究。2002年中科院成功地利用遥感和地理信息系统技术建成了土地利用动态信息系统，并开展了近10年中国土地利用变化的区域特征、驱动因子分析等研究[8]。
通过分析1980-2017年吉林省土地利用变化，揭示了土地利用的整体特征及其驱动因子。土地利用主要通过土地覆盖改变而直接影响生物多样性、改变生态系统的结构，进而在不同尺度上对于生态系统的功能产生影响。
1 数据来源与研究方法
1.1 数据来源及分类方法
吉林省的土地利用数据来源于中科院资源环境科学数据中心（http://www.resdc.cn/），统计数据均来自于《中国统计年鉴》《吉林省公报》。通过ArcGIS软件对图像进行处理，形成吉林省土地利用现状图。土地利用分类系统，耕地、林地、草地、水域、城镇工矿居民用地和未利用地6个类型。
1.2 研究方法
1.2.1 土地利用变化幅度P。土地利用的数量变化主要体现在面积上，通过对土地利用变化幅度分析土地利用总的趋势和变化。其表达式：
1.2.2 土地利用的动态度K。土地利用的动态度是指某一研究区域在一定时间范围内某种土地利用类型的数量变化情况，公式为
K为土地利用类型动态度；Ua、Ub分别研究初期和末期的某一种土地利用类型的数量；T为研究时长，当T的时段为年时，K值就是研究区域某种土地利用类型的年变化率。
欧洲团队还有一件新装备，那就是一架名为“引力”（Gravity）的干涉仪，它能将来自VLT4个望远镜成员的光组合起来，这进一步帮助了根策尔博士团队。“引力”干涉仪由马克斯·普朗克研究所弗兰克·艾森豪尔（Frank Eisenhauer）领衔的一支庞大团队设计研发，它的出现使得这个由4个小望远镜组成的观测阵列的精度可以和一架直径130米的单镜相媲美。艾森豪尔博士在一封电子邮件中说道，这架干涉仪的名字其实是一个很长的词组的首字母缩写。该词组包含像“广义”（general）、“相对论”（relativity）、“干涉”（interferometry）这样的词汇。
在表1中，1980-2017年的近40年中，吉林省的耕地、城乡工矿居民用地面积呈现上升趋势，共增加了6999km2。林地、草地、水域、未利用土地均处于减少的趋势。从总体上看，吉林省土地利用类型中变化最大的是草地和城乡工矿居民用地，这两个土地利用变化面积之和与近40年耕地面积变化基本一致。
2 吉林省土地利用变化分析
2.1 土地利用现状
不知为何，最近我创作热情突然高涨，一连写了五首诗、六首词、七首歌，还改编了一首儿童歌曲《玩泥巴》：“玩泥巴，玩泥巴，快来玩泥巴。我捏的小狗汪汪叫，我捏的小猫摇尾巴，我捏的小鸟飞呀飞，我捏的小人乐哈哈……”你们肯定都好喜欢它吧！
图1 吉林省土地利用
刘雁衡与他对视一番，冷笑了一下，才说：“你用心再多，办事再仔细，怕只怕你这番苦心，最终要毁在那些不争气的部下手里。”
2.2 土地利用变化幅度、动态变化度
相关系数，是表示要素之间的相关程度的统计指标，他的值介于[-1,1]区间。相关系数大于0表示正相关；相关系数小于0表示负相关。相关系数的绝对值越接近于1，表示两个要素的相关关系越密切，越接近于0表示两个要素之间的相关关系越不密切。等于0时，表示两个要素之间不相关。
1.2.3 相关分析。两个要素之间的相关程度的测定，对于两个要素X和Y，如果他们的样本值Xi和Yi（i=1,2,…,n），则他们之间的相关系数定义为：公式中：rxy为x和y之间的相关系数；
，
分别表示两个要素之间的样本平均值。
图1中吉林省土地利用情况，不同区域的土地利用结构有很大的差异。从总面积来看，吉林省的土地利用类型以耕地、林地为主。从分布来看，吉林省耕地主要在吉林省中西部地区，林地主要分布在吉林省的东部地区，草地、未利用土地主要分布在西部地区。
表1 1980-2017年吉林省土地利用年变化
2.3 土地利用转移矩阵
以1980年和2017年吉林省土地利用数据为基础，利用ArcGIS软件进行叠加，求出土地利用转移情况数据，利用excel制作转移矩阵，如表2。
由表2得出近40年吉林省土地利用变化的主要类型有耕地变林地、耕地变草地、林地变耕地、林地变草地、草地变林地、未利用土地变耕地等。其中，耕地变草地面积最大，其次为耕地变林地面积和未利用土地变耕地面积。
表2 1980-2017年吉林省土地利用转移矩阵
单 位：（km2）
5）指导同学根据临床诊断结果将表达谱数据在EXCEL里进行分组，然后进行t检验，并且按照P值进行升序排序。
3 土地利用的驱动力因素
3.1 变量选择
以吉林省土地利用基本情况为基础，从影响土地利用类型的社会经济因素中选取10个因子：X1-GDP，X2-全社会固定资产投资，X3-社会消费品零售总额，X4-农林牧渔业总产值，X5-全年工业总产值，X6-农业机械总动力，X7-农用化肥施用折纯量，X8-年末常住人口，X9-乡村人口，X10-粮食总产量。10个因素分别代表社会经济驱动因子中的人口因子、经济因子、技术因子。
从90年代以来，社会经济因素带来的土地利用方式的变化，导致经济发展与土地利用的矛盾不断加深。吉林省土地利用如图1。
表3 土地利用类型与社会经济驱动因子相关系数
3.2 相关分析
研究选取37年10个指标的吉林省统计数据，采用统计分析软件SPSS20进行相关分析，得出变量相关系数矩阵。
由图1可知，吉林省土地利用类型以耕地、林地为主，耕地、林地、草地的数量变化最大。由表3可以看出，耕地与除了X9外的因素之间相关系数均在0.8以上，存在显著的正向相关关系，这说明了随着经济的发展，耕地数量增加。耕地与X9之间呈现负相关关系，但是相关关系不密切，说明在耕地面积变化中人口没有起到主导作用。但是，耕地面积变化与X6之间相关系数为0.9，说明吉林省的机械化水平影响耕地面积的变化；林地与所有因素之间均呈现正向相关，但是相关关系不密切，说明社会经济因子对于林地面积变化影响不大。水域与除X8外的因素之间存在负相关关系，其中与X6、X7、X10之间的相关系数都在0.5以上，说明粮食总产量、农业机械总动力、农用化肥施用折纯量对水域面积变化影响较大。城乡工矿居民用地与X1-X7之间存在负相关关系，与X8-X9之间存在正向相关关系，说明人口数量增长导致城乡工矿居民用地的增加。未利用土地与所有社会驱动因子之间存在显著的负相关关系，说明经济因子对于未利用土地面积的影响较大。
4 结论与讨论
对吉林省1980-2017年土地利用变化数据的分析，表明土地利用变化主要体现在耕地、城乡工矿居民用地处于增加状态。林地、草地、水域、未利用土地呈下降趋势，其中草地的年变化率是最大的。从土地利用分布来看，林地主要分布在吉林省东部地区；从土地利用变化来看，草地、城乡工矿居民用地的空间结构变化最为明显；从驱动力因素角度来看，社会经济因素主要受到经济发展因素、人口因素、技术因素等影响。
鉴于主客观权重确定方法存在的缺陷与不足，在之前模型研究经验的基础上，将主观赋权法和客观赋权法合理的结合起来，尽量消除两种方法的弊端，得到各个评价指标的综合权重。综合赋权公式如下：
土地资源是人类生存与发展的物质基础，土地利用方式及其转变受到自然因素和社会经济驱动因素的影响。如何合理利用和规划土地资源成为紧迫的问题。退耕还林、建设生态省、控制人口增长等政策都有效且有限的提供了保护。如何更科学有效开发利用土地资源，成为后期经济发展中的重要问题之一。
参考文献：
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[4]马勇刚，黄粤，陈曦.质变和量变两种维度下新疆山区土地覆盖变化分析[J].山地学报，2018，36（1）：34-42.
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Analysis of land use change and driving force in Jilin Province from 1980 to2017
SHI Han et al
(College of Urban and Environmental Science,Liaoning Normal University,Liaoning Dalian 116029,China)
Abstract: With the impact of global change deepening,land use change has become one of the most important issues.Based on the land use data of Jilin Province from 1980 to 2017,the change range,dynamic change degree and the transfer matrix of land use calculated by ArcGIS,the change characteristics and rules of land use in Jilin Province in the past 40 years are revealed.Land use area in 1980:woodland＞cultivated land＞grassland＞unused land＞urban and rural industrial and mining residential land＞water area;land use area in 2017:woodland＞cultivated land＞unused land＞grassland＞urban and rural industrial and mining residential land＞water area.Thetransformation ofland usetypesismainly cultivated land and unused land.Using correlation analysis method to analyze social and economic factors,economic factors and technology factors are the main factors of land change.The study provides a basis for land resources regulation,ecological environment protection and overall development in Jilin Province.
Key words: Land use;Dynamic change;Transfer matrix;
中图分类号： F301.24
文献标识码： A
文章编号： 1003-7853（2019）04-0014-03
Driving factors;Jilin Province
作者简介： 史涵（1995-），女，辽宁师范大学硕士研究生。
（2019-06-11收稿 刘晓佳编辑）
标签：土地利用论文; 动态变化论文; 转移矩阵论文; 驱动因子论文; 吉林省论文; 辽宁师范大学城市与环境学院论文; 吉林师范大学博达学院论文; 齐齐哈尔大学论文;