濟(jì)南市土地利用變遷及驅(qū)動(dòng)機(jī)制分析

1、濟(jì)南市土地利用變遷及其驅(qū)動(dòng)機(jī)制分析摘要：遙感技術(shù)與地理信息系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展, 為研究全球變化和可持續(xù)發(fā)展提供了信息源和技術(shù)手段。而土地利用作為地球表層系統(tǒng)最突出的景觀標(biāo)志,其變化是近年來全球變化研究的重要領(lǐng)域。本文以濟(jì)南市為例對(duì)土地利用時(shí)空變化進(jìn)行監(jiān)測(cè)與分析, 研究結(jié)果表明，濟(jì)南市研究時(shí)間段內(nèi)城市建設(shè)用地迅速增加，而城市綠地和農(nóng)業(yè)用地明顯減少；濟(jì)南整體景觀格局的破碎度加大。在未來的幾十年里，濟(jì)南市建設(shè)用地面積呈增加的趨勢(shì)，綠地和農(nóng)業(yè)用地持續(xù)減少研究結(jié)果將為城市土地利用的規(guī)劃和城市自然景觀的管理與保護(hù)提供參考和依據(jù)。關(guān)鍵詞： 濟(jì)南市； 研究方法； 土地利用變遷； 驅(qū)動(dòng)機(jī)制1 引言快速城市化是改革開

2、放以來中國經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的一個(gè)重要特征。隨著城市化進(jìn)程的加快,城市用地明顯向外擴(kuò)張,城市建成區(qū)面積不斷增大,對(duì)周邊的耕地、農(nóng)村居民點(diǎn)和工礦、交通等其他建設(shè)用地等不斷造成侵占。這種擴(kuò)張不僅影響著城市自身的發(fā)展,還對(duì)城市所在的區(qū)域生態(tài)環(huán)境有著深刻的影響,因此,城市用地?cái)U(kuò)展是目前地理學(xué)、環(huán)境學(xué)和遙感應(yīng)用等研究的熱點(diǎn)問題之一。我國對(duì)城市土地利用擴(kuò)展規(guī)律的研究較為薄弱和零散,是伴隨著改革開放以來城市土地有償使用制度的實(shí)行、房地產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展和城市用地快速擴(kuò)展逐漸暴露出土地、環(huán)境等各種問題后才開始活躍起來。應(yīng)用遙感技術(shù)進(jìn)行土地利用動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)在我國已有近20年的歷史，動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)的目的有兩個(gè)：一是利用遙感影像監(jiān)測(cè)

3、土地利用的動(dòng)態(tài)變化情況；另一個(gè)是利用監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)影響土地利用變化的因素及其變化過程、變化趨勢(shì)進(jìn)行分析。土地利用的變化研究對(duì)環(huán)境監(jiān)測(cè)、生態(tài)環(huán)境保護(hù)以及區(qū)域土地可持續(xù)利用具有重要意義。改革開放以來,濟(jì)南市的經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會(huì)發(fā)展取得了巨大進(jìn)步,城市化進(jìn)程不斷加快,城區(qū)擴(kuò)展速度較快。近年來關(guān)于濟(jì)南市的土地利用研究工作取得了一些成果。然而,利用多源遙感數(shù)據(jù),對(duì)改革開放以來濟(jì)南市建成區(qū)擴(kuò)展及其影響還沒有進(jìn)行過多時(shí)相、長時(shí)間序列的系統(tǒng)性地研究。遙感影像可以宏觀、快速地提取地物信息,應(yīng)用不同時(shí)期的遙感數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)城市的擴(kuò)展過程是遙感技術(shù)的優(yōu)勢(shì)所在。本文采用遙感影像對(duì)濟(jì)南市近期土地利用狀況進(jìn)行研究,揭示濟(jì)南市建成區(qū)擴(kuò)展

4、規(guī)律,為今后的發(fā)展規(guī)劃提供依據(jù)。2 研究區(qū)概況山東省省會(huì)濟(jì)南市是全省的政治、經(jīng)濟(jì)和文化中心，享有“泉城”和“泉都”的美譽(yù)，位于山東省的中部，地理位置處在北緯36°40- 37°32,東經(jīng)116°11- 117°44之間。南部為泰山山地，北部為黃河平原，地勢(shì)南高北低，地形復(fù)雜多樣，地處暖溫帶大陸性季風(fēng)區(qū)，具有溫差大、四季分明、雨熱同季等特征，多年平均降雨量650mm。境內(nèi)泉域補(bǔ)給主要源于黃河、小清河等河流以及大明湖、白云湖等湖泊。濟(jì)南城市行政區(qū)包括歷下、市中、槐蔭、天橋、歷城、長清6區(qū)，平陰、濟(jì)陽、商河3縣和章丘1市，市域總面積約為8227平方千米，200

5、8年人口約達(dá)658萬，是“全國城市綜合實(shí)力50強(qiáng)”的城市之一。隨著濟(jì)南市城市發(fā)展步伐的加快，城市土地利用格局也隨之發(fā)生很大變化。由于受特殊地形條件影響，濟(jì)南市土地開發(fā)利用主要集中在濟(jì)南市東北和西北方向并以居住區(qū)和工業(yè)區(qū)形式分布，而城市南部山區(qū)以風(fēng)景林為主城市空間布局逐步向“一帶(東部產(chǎn)業(yè)帶)一城(主城區(qū))一區(qū)（西部片區(qū))”呈“帶狀分片組團(tuán)”式的格局轉(zhuǎn)變。圖1 2010年濟(jì)南市區(qū)遙感圖3 研究方法通過遙感影像分析,可以快速、準(zhǔn)確、宏觀地提取不同的地物信息,特別是能夠恢復(fù)重建過去時(shí)期的城市建設(shè)狀況。本文基于遙感影像,提取濟(jì)南市建成區(qū),對(duì)濟(jì)南市的土地利用類型進(jìn)行分類。在地理信息系統(tǒng)軟件的支持下,對(duì)建

6、成區(qū)進(jìn)行圖形編輯和面積統(tǒng)計(jì),分析和歸納不同時(shí)間段的建成區(qū)擴(kuò)展規(guī)律,并對(duì)占用的不同土地利用類型和數(shù)量進(jìn)行分析。最后從自然環(huán)境條件、人口增長、城鎮(zhèn)居民人均年收入水平、交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和政策因素等多個(gè)角度進(jìn)行了建成區(qū)擴(kuò)展的驅(qū)動(dòng)機(jī)制分析。中國城市統(tǒng)計(jì)中,計(jì)算一個(gè)城市的土地面積有兩種方法:城市建成區(qū)土地面積和城市市區(qū)土地面積。城市建成區(qū)是指市政區(qū)范圍內(nèi)經(jīng)過征用的土地并實(shí)際建設(shè)發(fā)展起來的非農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)建設(shè)地段,包括市區(qū)集中連片的部分以及分散在近郊區(qū)與城市有著密切聯(lián)系,具有基本完善的市政公用設(shè)施的城市建設(shè)用地。城市市區(qū)則包括城區(qū)和郊區(qū),市區(qū)范圍要比城市建成區(qū)大得多 ,實(shí)際上是城市的管轄區(qū)域1。參照全國土地利用

7、分類方法,濟(jì)南市的土地利用類型劃分為耕地、林地、草地、水域、建設(shè)用地和其他用地等土地利用類型,其中耕地包括水田和旱地,林地包括有林地、灌木林地、疏林地、其他林地,草地包括高覆蓋草地、中覆蓋草地、低覆蓋草地,水域包括河流溝渠、湖泊、水庫和池塘、灘地,建設(shè)用地包括農(nóng)村居民點(diǎn)、城鎮(zhèn)用地、工礦等其他建設(shè)用地,其他用地包括沼澤地、裸土地、裸巖石礫地、海域等。在土地利用信息提取中,采用統(tǒng)一的分類體系和編碼進(jìn)行標(biāo)注。在動(dòng)態(tài)信息提取中,對(duì)未發(fā)生變化的區(qū)域保留原有土地利用類型和編碼,對(duì)發(fā)生變化的區(qū)域采用統(tǒng)一的分類體系和動(dòng)態(tài)編碼進(jìn)行標(biāo)注。4 濟(jì)南市土地利用變遷研究4.1 濟(jì)南建成區(qū)的變化濟(jì)南市主要建成區(qū)在20世紀(jì)

8、70年度末約96.32km2,這是應(yīng)用航天遙感數(shù)據(jù)能夠反映的濟(jì)南市最早時(shí)期的狀況。截至2008 ,建成區(qū)已有了非常顯著的擴(kuò)大,主要建成區(qū)的總面積達(dá)到209.93km2 ,相當(dāng)于1979建成區(qū)面積的2.1倍,凈增加面積113.61km2左右,平均每年擴(kuò)展4.14km2(表1) 。濟(jì)南市建成區(qū)的擴(kuò)展基本上呈現(xiàn)以舊城區(qū)為中心向四周擴(kuò)展的方式,并未在某一方向表現(xiàn)出特別明顯的變化,但在不同時(shí)期內(nèi)的擴(kuò)展速度差異非常明顯2。表1 濟(jì)南市不同時(shí)期的建成區(qū)面積 （單位：km2）年度197919871995200020042008面積96.32114.77167.52182.31199.43209.9320世紀(jì)7

9、0年代,濟(jì)南市建成區(qū)主要以舊城區(qū)為主,總面積不足100km2。大明湖位于濟(jì)南市商業(yè)繁華區(qū),城區(qū)擴(kuò)展也基本上以大明湖為基準(zhǔn)點(diǎn)向周邊擴(kuò)展。順經(jīng)十路向西和濟(jì)濼路向北發(fā)展稍遠(yuǎn)。此后開始直到80年代末期,濟(jì)南市建成區(qū)的擴(kuò)展速度相對(duì)較慢,在改革開放后的19791987年間,濟(jì)南市建成區(qū)面積增加了18.45 km2,平均每年增2.31km2。城市建成區(qū)的擴(kuò)展主要出現(xiàn)在濟(jì)南市的南部千佛山附近以及二環(huán)西路與經(jīng)十路交叉的部分。隨著改革開放的實(shí)施,濟(jì)南市的社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度逐步加快,建成區(qū)面積也不斷增加,整體擴(kuò)展速度超前于社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,其中的19871995年期間,建成區(qū)面積每年增加的面積6.59 km2 ,相當(dāng)于

10、25年間平均擴(kuò)展速度的1.59倍。該時(shí)期濟(jì)南市建成區(qū)向四周均有擴(kuò)展。20世紀(jì)90年代中期,濟(jì)南市的擴(kuò)展平穩(wěn)發(fā)展,監(jiān)測(cè)到的19952000年間的年均增加面積為2.96km2。城市擴(kuò)展總體表現(xiàn)為向東、向西、向南和東北三個(gè)方向。東部沿濟(jì)王路和輕騎路的方向城市用地有大面積增長；西部由于張莊機(jī)場的阻斷,城區(qū)擴(kuò)展主要沿著濟(jì)齊路和經(jīng)十路分別向西和向西北延伸；南部主要沿著山區(qū)的溝谷地帶延伸,新增了大片住宅小區(qū);北部則主要是濟(jì)青高速和小清河之間城市邊緣區(qū)的延伸。20002002年間建成區(qū)面積只增加了1.92km2 ,擴(kuò)展速度僅相當(dāng)于25年間平均擴(kuò)展速度的五分之一左右,速度甚至低于20世紀(jì)80年代前期,是25年監(jiān)

11、測(cè)時(shí)期內(nèi)擴(kuò)展速度最慢的一段時(shí)間。該時(shí)間段擴(kuò)展的建成區(qū)主要位于濟(jì)南市東北部北園大街、全福立交橋以東、工業(yè)北路沿線。沿濟(jì)(南)青(島)高速公路沿線擴(kuò)展顯著。20022008年,濟(jì)南市的建成區(qū)面積增加了15.70km2 ,年均擴(kuò)展速度再次超過25 年間的平均發(fā)展水平，新增的城市建成區(qū)主要位于經(jīng)十東路和二環(huán)東路的交叉地段,燕子山附近。4.2 濟(jì)南市擴(kuò)展過程中的土地利用變遷在濟(jì)南市的擴(kuò)展過程中,對(duì)周邊土地利用造成的影響主要包括對(duì)耕地、農(nóng)村居民點(diǎn)和工礦、交通等其他建設(shè)用地的占用,也有少量的其他土地利用類型成為城市的一部分（圖1）。 由表2可見，19962009年濟(jì)南市城市用地的變化主要表現(xiàn)在居住用地、工業(yè)

12、用地等建筑用地以及農(nóng)業(yè)用地、綠地等非建筑用地的變化，城市建筑用地總面積逐漸增加，其中居住用地面積增加變化的幅度較大，2009年相對(duì)于1996年增表2 1996年2009年濟(jì)南市土地利用面積變化 （單位：km2） 年份居住用地工業(yè)用地公共設(shè)施用地交通設(shè)施綠地農(nóng)業(yè)用地水體其他1996104.2538.7142.1421.42120.07179.7511.0720.702004111.4343.8848.7427.01119.84154.7511.7520.712009139.4853.7852.0928.76117.26115.9911.5619.18加了35.23km2；而農(nóng)業(yè)用地以及其他非建筑

13、用地面積則呈減少變化，農(nóng)業(yè)用地面積的較少變化幅度較大，2009年相比1996年減少了63.76km2。農(nóng)用地內(nèi)部結(jié)構(gòu)變化與1996年相比, 耕地上升了0.41%, 園地下降了0.54% ,林地上升了0.38% , 牧草地由于數(shù)量太少?zèng)]有變化,其他農(nóng)用地下降了0.9%。耕地所占比例增加,但實(shí)際面積減少了7275.53hm2。人均耕地面積從0.065hm2 減少到0.056hm2 ,保護(hù)耕地任務(wù)艱巨5。近年來濟(jì)南市各類農(nóng)用地面積結(jié)構(gòu)變化見表3。表3 1996年2006年濟(jì)南市各類農(nóng)用地內(nèi)部結(jié)構(gòu)變化 （單位：hm2）年份耕地面積/比例園地面積/比例林地面積/比例牧草地面積/比例其他用地面積/比例19

14、96374270.13 65.07%32933.935.73%73421.7312.76%7.20.01%94555.6016.44%1998372426.1365.87%32762.845.71%74241.0612.93%13.240.01%94653.5116.49%2000373527.9764.89%33031.105.74%74429.3112.92%13.740.01%94665.4516.44%2002373357.2764.97%32139.775.59%74065.8212.89%13.730.01%95102.4916.55%2004367755.6164.82%3173

15、4.715.59%73297.6312.92%7.670.01%94548.616.67%2006366994.465.48%29103.455.19%76182.2513.59%0.40.01%88233.9515.74%建筑用地內(nèi)部結(jié)構(gòu)的變化濟(jì)南市建設(shè)用地變化特點(diǎn)是:總量一直呈增長趨勢(shì),區(qū)域基本上集中在城市邊緣區(qū)。東部開發(fā)區(qū)的建立,在短時(shí)間內(nèi)迅速占用的大量農(nóng)用地和林地,對(duì)土地利用結(jié)構(gòu)產(chǎn)生較大影響,非農(nóng)建設(shè)用地需求大量增長。2007年末,濟(jì)南市建設(shè)用地中居民點(diǎn)及工礦用地、交通用地、水利設(shè)施用地所占的比重分別為86.43%, 7.56%, 6.01%。與1996年末比較,居民點(diǎn)及工礦用地下降1

16、.42%,交通用地上升1.94%,水利設(shè)施用地下降0.54%。建設(shè)用地總量、居民點(diǎn)及工礦用地、交通用地、水利設(shè)施用地的年平均遞增速率分別為1.93%,1.77% ,5.04% ,1.05%。其中交通用地增長速度最快,并造成其他建設(shè)用地雖面積增加但比重下降的現(xiàn)象6。 未利用地內(nèi)部結(jié)構(gòu)變化對(duì)比1996和2007年,未用地占土地總面積的比重下降1.18%,面積一共減少了9421.18hm2。其中未利用土地面積減少10006hm2,在未利用地中所占的比例則減少了1. 25% 。其他未利用的面積比1996年數(shù)量增加,但未利用土地總體比1996年減少了8.5% ,即10006.78hm2。這反映了投入利用

17、的土地面積增加,也表明后備土地減少, 必須要保護(hù)性開發(fā)未利用土地。圖1 2010年濟(jì)南市土地利用現(xiàn)狀圖5 土地變遷的驅(qū)動(dòng)機(jī)制分析在自然控制背景和不同層次各間接因素的影響下,城市用地?cái)U(kuò)展的宏觀格局基本形成,自然控制背景不但一定程度上直接決定城市形成、分布及其擴(kuò)展的特征,而且可通過影響城市用地?cái)U(kuò)展的直接和間接驅(qū)動(dòng)力,進(jìn)一步發(fā)揮更為明顯的作用。而人口數(shù)量增長、居民收入水平、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)等直接驅(qū)動(dòng)力的變化直接決定著城市用地變遷及其變遷模式。5.1 自然環(huán)境條件土地是由地貌、氣候、土壤、水文、植被等各種自然因素相互作用所形成的自然綜合體。各種自然要素?zé)o不深刻的制約著土地利用的方式、結(jié)構(gòu)、水平及其地域差異

18、。自然環(huán)境條件是城市用地?cái)U(kuò)展的基礎(chǔ)條件,在某種程度上具有一定的主導(dǎo)作用,決定了城市用地的宏觀格局。地形地貌條件決定了城市總體空間形狀的演變,土地開發(fā)利用的方式一定程度上受到地形、地貌等自然因素的限制。濟(jì)南城市位于泰山穹隆北麓,黃河南岸,地處泰山山地與魯西北沖積平原交接的山前傾斜平原上。城區(qū)南為群山,是城市水源保護(hù)區(qū)和城市南部的綠色生態(tài)屏障；北為黃河,構(gòu)成城市空間向北發(fā)展的天然門檻。因此,濟(jì)南城市空間結(jié)構(gòu)的發(fā)展演變,無論是半封建半殖民地時(shí)期城市西部商埠區(qū)的開發(fā),還是解放后城市主要向東部的擴(kuò)展,城市空間發(fā)展受自然地理?xiàng)l件所限,始終是在南部山體與北部黃河之間的平原區(qū)呈東西帶狀延伸擴(kuò)展,并最終形成了目

19、前的東西帶狀團(tuán)塊式布局結(jié)構(gòu)特征。5.2 人口增長城市用地作為城市居民生活、工作和學(xué)習(xí)的場所,城市人口的增加(包括自然增長和機(jī)械增長)必然導(dǎo)致城市居民對(duì)住房、交通和公共設(shè)施的需求加大。城市土地是以空間效應(yīng)滿足人們需要的,人類對(duì)空間效應(yīng)的追求,直接表現(xiàn)為對(duì)土地的追求。城市人口增長對(duì)充足空間的需求是城市用地?cái)U(kuò)展的直接驅(qū)動(dòng)力之一。5.3 交通等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)交通設(shè)施對(duì)城市用地?cái)U(kuò)展有著重要的影響已得到國內(nèi)外眾多研究的證實(shí)。城市作為區(qū)域的中心,其與區(qū)域及區(qū)域外的物質(zhì)聯(lián)系主要靠交通來實(shí)現(xiàn)。交通的發(fā)展促進(jìn)了城市用地的擴(kuò)展對(duì)城市用地?cái)U(kuò)展具有指向性作用。從某種意義上來說,交通設(shè)施的建設(shè)本身就是對(duì)城市用地?cái)U(kuò)展的一種表

20、現(xiàn)形式。自20世紀(jì)80年代以來,濟(jì)南市道路建設(shè)有了長足進(jìn)展。濟(jì)南市的交通基礎(chǔ)設(shè)施不斷完善,運(yùn)輸業(yè)持續(xù)發(fā)展。在對(duì)外交通方面,新修建了大橋路,改擴(kuò)建了工業(yè)南路、工業(yè)北路以及濟(jì)齊路、濟(jì)微路、濟(jì)王路、經(jīng)十路,形成了四通八達(dá)的放射性交通網(wǎng),而城市用地也基本上沿著上述主要干道擴(kuò)展。隨著城市的擴(kuò)展,修建了市區(qū)外環(huán)路和繞城高速公路,從而牽動(dòng)周圍城市空間向外延伸。受自然地利條件的限制,市區(qū)向南部的擴(kuò)展空間較小,但近幾年受南部山區(qū)優(yōu)美環(huán)境的吸引,沿溝谷地帶新增了大量住宅小區(qū),也使城市出現(xiàn)了南擴(kuò)趨勢(shì)。5.4 政策因素各種政策對(duì)城鎮(zhèn)化發(fā)展均產(chǎn)生直接或間接影響。在長期實(shí)行中央集權(quán)制的中國,政策對(duì)城鎮(zhèn)化過程的影響是相當(dāng)巨

21、大的。自20世紀(jì)80年代起,我國開始了土地管理制度的改革進(jìn)程,逐步改變過去土地?zé)o償劃撥的制度,將土地的使用權(quán)和所有權(quán)分離,變過去無償、無期限使用土地為有償、有期限使用,使其真正按照其商品的屬性進(jìn)入市場。由于土地市場尚未成熟,市場機(jī)制對(duì)城市土地資源的配置作用比較有限,而城市政府的“尋租”行為一定程度上對(duì)城市用地?cái)U(kuò)展起到了積極的影響。受“嚴(yán)格控制大城市規(guī)模,合理發(fā)展中等城市和小城市”城市發(fā)展方針的影響,不同規(guī)模的城市呈現(xiàn)出不同的發(fā)展態(tài)勢(shì)。20世紀(jì)90年代以后城市用地使用權(quán)出讓和轉(zhuǎn)讓的一、二級(jí)市場開始逐步形成和發(fā)育起來,濟(jì)南市城市用地使用權(quán)開始進(jìn)入市場,從而導(dǎo)致開發(fā)區(qū)和城市建設(shè)以空前規(guī)模展開。城市規(guī)劃也是影響地區(qū)差異的一個(gè)極其重要的政策因素,它具有引導(dǎo)、控制城市用地?cái)U(kuò)展的作用。濟(jì)南城市空間發(fā)展戰(zhàn)略為“東拓、西進(jìn)、南控、北跨、中疏”十字方針,規(guī)劃范圍東起東巨野河,西至長清以西黃河灘區(qū),南起城區(qū)南部的連綿山體,北至黃河。向東沿“膠濟(jì)產(chǎn)