南京市土地利用变化与社会经济发展指标耦合研究

陈书林++王文姗

摘 要：本文结合卫星遥感技术，获得了2000年及2010年南京市土地利用类型分布专题图，并在此基础上分析了2000-2010年南京市土地利用变化趋势。通过与人口、GDP、农产品产量、房屋建筑施工面积、道路铺设面积等指标的耦合，分析南京市土地利用变化与社会经济发展指标之间的相关关系。

关键词：土地利用变化；社会经济发展指标；耦合；相关关系

土地利用类型的变化影响着全球碳循环，进而影响全球气候变化[1]，它是区域自然生态系统与社会经济发展相互作用的过程，是人地关系研究的热点问题之一[2，5]。南京市位于长江下游，是长三角重要城市，经济发达，城市化水平较高。但经济的高速发展，导致南京市土地利用类型的剧烈变化。近年来，部分学者对南京市土地利用类型的变化进行的相关研究。孙汉儒等利用利用遥感数据获得2002年和2009年南京土地利用数据，并利用典型相关分析法，分析了人文因素对土地利用变化的影响[1]。刘康等结合遥感和地理信息系统技术，获得了1996年、2002年和2010年南京市土地利用数据，并利用Probit模型分析了引起南京市土地利用变化的驱动因子[2]。梅卓华等以遥感作为数据源，分析了2000年和2007年南京市土地利用动态变化趋势，并从人口、经济和城市规划角度分析了三者与土地利用变化之间的关系[5]。但这些研究主要是从人口、GDP、农产品产品角度阐述社会经济发展与土地利用变化之间的关系，没有考虑到建筑、交通等因素的影响。本研究将从人口、GDP、农产品产量、房屋建筑施工面积、道路铺设面积等角度出发，探讨南京市土地利用变化与这些因子之间的相关关系。2000年和2010年南京市土地利用类型数据通过对Landsat-5 TM影像进行分类获得。

一、南京市土地利用变化分析

本研究在ENVI 5.1遥感图像处理软件中对2000年和2010年Landsat-5 TM影像数据进行几何校正、辐射校正和大气校正后，根据2007年发布的《土地利用现状分类》（GB/T21010-2007）标准，将土地利用类型分为水体、耕地、林地、建筑用地、草地、未利用地六类，利用粗集理论和最大似然法对图像进行分类，从而得到了2000年和2010年南京市土地利用类型数据。经检验，总体分类精度分别达到87.81%和84.09%，Kappa系数分别达到85.12%和83.5%，分类结果的精度符合应用要求。

本研究利用ArcGIS 10.1中的空间分析模块，对2个时相的分类结果数据进行分析，得出南京市土地利用类型的变化趋势。结果表明，2000-2010年南京市耕地面积呈下降趋势，覆盖面积由57%减少为42%，面积减少98967.15公顷，而建设用地面积呈增加趋势，覆盖面积由15%增加至28%，面积增加87091.09公顷。整体上来看，10年来耕地大量减少的同时，建设用地迅速增加，大量耕地转变成了建设用地，这一现象在南京市长江以南地区尤为明显。这主要是由于2000年以来，南京市城市化水平越来越高，城镇的扩张与发展，侵占了大量的耕地面积，致使耕地面积急剧降低。林地面积呈增加趋势，覆盖面积由15%增加至16%，面积增加5278.25公顷。林地主要分布于山地、丘陵地区。草地面积呈下降趋势，覆盖面积由1.51%减少至1.3%，面积减少1392.14公顷。草地面积的减少也与建设用地面积的增加密切相关，大量的草地转变成了建设用地。水体面积呈增加趋势，覆盖面积由10%增加至12%，面积增加13195.62公顷，这与南京市近10年来水产养殖业的发展密切相关。未利用地面积呈下降趋势，覆盖面积由1.5%减少至0.7%，面积减少5212.27公顷，减少的未利用地面积绝大多数被建设用地所覆盖。

二、土地利用变化与社会经济指标耦合分析

本研究将土地利用类型的变化趋势与人口、GDP、农产品产量、房屋建筑施工面积、道路铺设面积等指标进行耦合分析。研究表明，耕地与草地面积的变化与人口、GDP、房屋建筑施工面积、道路铺设面积呈负相关关系，而建设用地面积的变化与这些指标呈正相关关系。南京市总人口从2000年的544.89万人增长至2010年的632.42万人，由于人口数量的增加，以及非农业人口数量的减少，使得南京市房地产市场需求旺盛，2000年南京市房屋建筑施工面积为2137.66万平方米，而2010年南京市房屋建筑施工面积为4570.49万平方米，增长率达到114%。城镇化的发展，也导致道路铺设面积的增加，2000年南京市道路铺设面积为7392万平方米，而2010年南京市道路铺设面积达到9576万平方米。有研究表明，GDP的增长是城市用地扩张最重要的驱动因素[6]。南京市GDP由2000年的1021.3亿元增长至2010年的5130.65亿元，增长率达到402%，第一、二、三产业GDP均呈现明显上升趋势，从而导致建设用地的明显增加。

研究表明，耕地面积的变化与农业人口的变化呈现一定的正相关关系。统计资料表明，2004年以来，南京市农业人口呈现下降趋势，2004年南京市农业人口数量为165.21万人，而到2010年，农业人口数量下降至90.22万人，这与耕地面积的降低有关。

水体面积的变化与水产品产量的变化呈现一定的正相关关系。南京近些年来大力发展水产养殖业，特别是高淳县表现尤为明显。部分耕地转换成了水体。统计资料表明，2004年以来，南京市水产品产量呈现上升趋势。2004年南京市水产品产量为17.41万吨，而到2010年，水产品产量上升至22.17万吨。

三、结论

本研究利用地理信息系统和遥感技术对2000年和2010年南京市Landsat-5 TM影像进行分类，得到水体、耕地、林地、建筑用地、草地、未利用地6种类型的分布数据，并对2000-2010年土地利用变化趋势进行分析，结果表明，耕地、草地和未利用地面积呈下降趋势，而建设用地、水体、林地面积呈增加趋势。通过和人口、GDP、农产品产量、房屋建筑施工面积、道路铺设面积等指标进行耦合分析，发现耕地与草地面积的变化与人口、GDP、房屋建筑施工面积、道路铺设面积呈负相关关系，而建设用地面积的变化与这些指标呈正相关关系，同时耕地面积的变化与农业人口的变化呈现一定的正相关关系，水体面积的变化与水产品产量的变化也呈现一定的正相关关系。

（作者单位：南京林业大学经济管理学院）

项目名称：江苏高校哲学社会科学基金资助项目“南京市土地利用变化与社会经济发展的耦合关系研究”（2014SJB049）；江苏高校品牌专业建设工程资助项目（PPZY2015A062）；大学生实践创新训练计划项目（201510298096X）。

参考文献：

[1] 孙汉儒 付梅臣.基于CCA的南京市土地利用变化人文影响分析[J].中国人口资源与环境，2014（S2）：422-425.

[2] 刘康 李月娥 吴群等.基于 Probit回归模型的经济发达地区土地利用变化驱动力分析——以南京市为例[J].应用生态学报，2015，26（7）：2131-2138.

[3] 方鹏 黄贤金 陈志刚等.区域农村土地市场发育的农户行为响应与农业土地利用变化——以江苏省苏州市、南京市、扬州市村庄及农户调查为例[J].自然资源学报，2003，18（3）：319-325.

[4] 周生路 朱青 赵其国.近十几年来南京市土地利用结构变化特征研究[J].土壤，2005，37（4）：394-399.

[5] 梅卓华 金焰 张哲海等.基于 TM 影像的南京市土地利用变化遥感监测与评价[J].地球与环境，2010，38（01）：63-67.

[6] 谈明洪 李秀彬 吕昌河.我国城市用地扩张的驱动力分析[J].经济地理，2003，23（5）：635-639.