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城市土地利用生态冲突诊断及影响因素研究

发布时间:2016-10-21 作者:派智库 来源:中宏数据库整理 浏览:【字体:

[摘要]土地利用生态冲突作为土地利用冲突的重要分类,不仅有着与其他土地利用冲突类型的共同特质,也反映了土地利用过程中造成的与自然生态环境的不协调。文章通过PSIR模型对2004—2013年贵阳市的土地利用生态冲突的强度进行诊断,并定量分析土地利用生态冲突的主要影响因素,得出以下结论:(1)2004—2013年,贵阳市土地利用生态压力和冲突影响逐渐增大,但增加的生态地面积和环保响应在起着缓解冲突的作用;(2)全市土地利用生态冲突强度不高,在波动中有缓慢增长的趋势,综合指数从2004年的0.111上升至2013年的0.137,这得益于全市在经济发展过程中对土地生态环境的重视;(3)在所选影响因素中,人口密度、国民生产总值、城市化率和城市生活垃圾总量的增加对土地利用生态冲突指数的上升有直接推动作用,而林地面积比重和退耕还林支出的增加会在一定程度上缓解土地利用生态冲突。

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[关键词]土地利用;生态冲突;影响因素;贵阳 copyright dedecms

冲突是一种广泛存在的社会现象。在管理学中,冲突是指“个人或群体内部、个人与个人之间、个人与群体之间、群体与群体之间互不相容的目标、认识或感情,并引起对立或不一致的相互作用的一个状态”(常健,2012)。近年来,以冲突分析为视角的资源环境管理研究逐渐兴起,土地资源作为一种有限的稀缺资源,围绕土地发生的冲突广泛而深刻。进入21世纪,除少数发达国家以外,大多数发展中国家的工业化和城市化进程明显提速,土地利用强度的不断增加使得土地利用冲突现象愈加频发,土地利用冲突研究开始进入人们视野。我国学者谭术魁(2008)将土地利用冲突界定为单位或者个人围绕土地发生的过激行动;周德、徐建春等(2015)通过整理近10年来我国土地利用冲突的相关文献,按照冲突发生内容和表现形式,将土地利用冲突划分为社会冲突、文化冲突、制度冲突、价值冲突、空间冲突以及生态环境冲突。 copyright dedecms

土地利用生态冲突作为众多冲突中的一类,是人类对土地资源利用产生的生态环境方面的矛盾、对抗状态,包括了人与人之间、人与生态环境之间的冲突,它不仅有着与其他土地利用冲突类型的共同特质,也反映了土地利用过程中造成的生态环境不协调,以及由冲突所引发的各种利益相关者的相互博弈(于伯华、吕昌河,2006)。本文通过PSR扩展模型PSIR对2004—2013年贵阳市的土地利用生态冲突的强度进行诊断,并分析土地利用生态冲突的主要影响因素。

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一、研究方法与指标数据

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(一)PSIR诊断模型

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PSIR模型是压力(pressure)—状态(state)—影响(influence)—响应(response)模型的简称,为PSR模型的扩展模型之一。PSR模型源于20世纪后半期生态学研究的兴起,由加拿大研究人员创造,经济合作与发展组织(OECD)加以完善,较早应用于生态安全和土地可持续利用评价领域。作为生态学评价经典模型之一,PSR模型具有清晰明了、直观准确的优点,经过多年的完善和补充,PSR及其扩展模型已成为土地生态学研究的重要评价工具(张祥义、许皞、赵文廷,2013)。PSR模型最先由我国学者杨永芳(2012)应用于鄢陵的土地利用冲突强度诊断,随后,胡雁娟(2013)等人相继跟进,分别构建出不同具体指标诊断土地利用冲突问题,这些研究主要偏向于以农用地为基础的冲突问题,反映城市化进程中经济发展对农用地的威胁。 本文来自织梦

本研究以PSR扩展模型PSIR建立指标体系,诊断城市土地利用中的生态冲突问题。在PSIR模型的状态指标中选取生态用地的量化数据,以土地利用中的城市经济发展等因素作为主要压力指标,以生态冲突造成的后果作为影响指标,选取生态环保响应指标构建PSIR模型,测算土地利用生态冲突的压力、状态、影响和响应指数。该套指标模型能具体反映由于城市经济发展对生态用地造成的冲突问题,以及在压力状态下土地政策的决策者、管理者对当前土地利用问题的响应措施(王国璞,2015)。 内容来自dedecms

1.指标的选取与标准化。结合2004—2013年贵阳市的实际情况,本文以科学性、可操作性、代表性、系统与层次相结合为指导原则,广泛征求有关专家、学者以及政府工作人员的建议,在了解目前全市经济社会发展和土地生态环境状况后,构建出包括目标层、准则层和指标层在内的共计20个具体指标。其中,目标层反映土地利用生态冲突强度指数;准则层包括压力、状态、影响和响应四个复合指标;指标层是对准则层的反应,为具体操作层。由于所选指标差异较大且所用单位不尽相同,为了保证指标数据的可比性,消除变量间的量纲关系,在测算分析前需要对数据进行标准化处理(李仕川,2015),本研究选用极差标准化方法进行处理,公式如下。

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对于正向指标: 内容来自dedecms

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对于负向指标: dedecms.com

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Xi为原始指标数据;X′为标准化值;Xmax、Xmin分别为第i项指标的最大值和最小值。

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2.权重的确定。本研究采用标准离差法客观赋权,标准离差法的赋值以指标数据标准差进行判定,指标数据的标准差越大,表明该指标数据的变异系数大,那么它能提供的信息量越大,权重也应越大。相反,指标数据的标准差越小,则表明该指标数据的变异系数小,那么它能提供的信息量越小,权重也应越小(戎郁萍,2012)。标准离差法计算公式步骤如下。 织梦内容管理系统

(1)计算第j个指标的标准值的平均值:

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(2)计算第j个指标无量纲化值的标准差: 本文来自织梦

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上式中,Sj为第j个指标无量纲化值的标准差;bij为第i个处理的第j个指标无量纲化值;为第j个指标无量纲化值的平均值;n为处理数。 内容来自dedecms

(3)根据标准差计算权重: dedecms.com

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上式中,Wj为第j个指标的权重值;m为指标数。 本文来自织梦

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(二)土地利用冲突综合指数 织梦内容管理系统

土地利用冲突综合指数是建立在压力—状态—响应诊断模型上进行测算的指数,最初由我国学者杨永芳进行定义。他认为,在压力—状态—响应模型中,单项指标只能反映土地利用冲突中的某一方面情况,不能有效地将之结合起来,为了反映具体土地利用冲突强度,需对各项指标采用加权函数法进行计算。由于本研究立足于PSIR模型,需要对基于PSR模型的土地利用冲突综合指数计算公式进行调整,调整后的计算公式如下: 织梦好,好织梦

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上式中,Xij为第i项分类指标所属的第j个单项指标的标准化值;Wij为第i项分类指标所属的第j个单项指标相对应的权重;Ri为第i项分类指标的权重;分别表示压力(P)、状态(S)、影响(I)、响应(R)4个分类评价指标的综合评价值。

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二、研究区概况

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贵阳市位于云贵高原东部,贵州省中部,处于103°36′-109°31′E,24°37′-29°13′N之间,是典型的喀斯特山地城市。贵阳市主城区海拔高度在1100米左右,属于亚热带湿润温和型气候,年平均气温为15.3℃,地貌属于以山地、丘陵为主的丘原盆地地区。全市土地总面积8034平方千米,占贵州省土地总面积的4.56%,其中,山地面积4218平方千米,丘陵面积2842平方千米。2014年,城市居民人均可支配收入达2.4961万元,生产总值达到2497.27亿元,城镇化率为73.2%。贵阳市以生态文明理念引领经济社会发展,致力于打造全国生态文明示范城市、内陆开放型经济示范区、“爽爽贵阳”旅游休闲度假胜地。

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贵阳市土地资源具有类型多样、分布不平衡、人多地少的特点。同时,由于喀斯特区域范围广,也导致全市的农业用地生产力水平较低,后备土地资源不适应经济发展需要。根据贵阳市2014年土地变更调查显示,贵阳土地总面积80.4336万公顷(1206.50万亩),其中,耕地26.9154万公顷,园地1.1775万公顷,林地33.9349万公顷,城市用地1.7009万公顷,其他用地4.0426万公顷。 dedecms.com

三、土地利用生态冲突诊断分析

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通过以上指标体系和诊断模型,得到贵阳市2004—2013年土地利用生态冲突的压力、状态、影响、响应四类指标指数以及土地利用生态冲突综合指数。

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(一)压力指数 copyright dedecms

从图-1可以看出,作为土地利用生态冲突指数的主要贡献类,土地利用生态冲突的压力指数一直呈现增长的趋势,这表明贵阳市的土地利用强度随着城市经济的发展愈加增大。2004年作为研究起始年,相较于其他年份,生态冲突压力指数只有0.003,而经过10年的变化,生态冲突压力指数已经达到2013年的0.349,共增长0.346个点。其中,所选主要指标城市GDP从2004年的469.1204亿元上升至2013年的2085.4234亿元,城市化率从2004年的63.23%上升至2013年的71.12%,人口密度从2004年436.71人/平方公里上升至2013年的562.85人/平方公里,城区的扩张使得建设用地面积增加了约2.1395万公顷。此外,农用地粮食生产和土地投入增加等因素也给生态地带来了巨大压力。

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(二)状态指数

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状态指数所含测算指标主要是林地、水域、绿地、森林等生态土地的状态,作为土地利用生态冲突综合指数的主要负向指标,生态土地越多,状态指数越小。如图-1所示,状态指数变化趋势呈现波动递减的趋势,并且在近两年已经达到最低值,这表明贵阳市近年来的生态土地面积一直在变化中增加,在整个指标体系中起着抑制土地利用生态冲突综合指数升高的负向作用。其中,2004年林地面积约28.015万公顷,2009年达到最高值34.128万公顷,至2013年末仍维持在33.8万公顷的水平;富含良好生态功能的水域地从2004年1.5845万公顷上升到2013年的最高值1.7212万公顷;城市绿化覆盖面积、森林覆盖率等指标同样在2013年达到2.3578万公顷和44.2%,相较于研究起始年,共增加了3354公顷,提高了约9.5个百分点。状态指数的变化表明贵阳市近些年来对生态环境的重视,也得益于21世纪初“退耕还林”政策的实施,这些都在一定程度上缓解了土地利用生态冲突。

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(三)影响指数

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影响指数是土地利用生态冲突所造成的不良后果,也是促使土地利用生态冲突指数升高的主要正向因素,在所选指标中,城市环境违法行为和环境投诉案例较多反映土地利用中人与人之间的矛盾冲突,而其他两项指标较多反映人与自然的不协调。如图-1所示,影响指数在10年内处于一个较为平稳的发展态势,除了2012年达到最高指数0.113以外,其余年份都相对较低,究其原因,主要由于环境违法行为和环境投诉案件在该年分别达到10年内的最高,分别为296和5043件。此外,每年所形成生活垃圾也随着城市的发展、人口的增长在不断增加,2013年达到104万吨,而相反的是,工业废水排放总量却在逐渐走低,从2004年的5447万吨减少到2013年的2262万吨。 织梦好,好织梦

(四)响应指数

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土地利用生态冲突的响应指数与状态指数类似,均为负向指标,生态冲突的响应指数越低,越有利于土地生态环境。由图-1可知,生态冲突响应指数的变化趋势可归纳为两个阶段。第一阶段为2004—2006年,响应指数逐步上升,从0.147上升至0.198,这主要是由于所选指标中造林面积减少了6427公顷,生活垃圾处理率降低了6.6个百分点。第二阶段为2007—2013年,生态冲突的响应指数逐渐降低,直至达到2013年内的最低值,这表明全市对生态环境的重视逐年增加,反映到具体指标上,2013年比2007年的节能环保支出增加11.3754亿元,退耕还林支出增加5187万元,造林面积增加1.0826万公顷,生活垃圾处理率增加4.8%。 copyright dedecms

(五)土地利用生态冲突综合指数

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如图-2所示,贵阳市2004—2013年土地利用生态冲突综合指数变化较为平稳,保持在0.10~0.15区间内。2004—2008年,生态冲突强度有着一定上升,但在2009年后,生态冲突强度降到10年间的最低,随后几年来生态冲突的强度又开始逐步增加,2013年达到0.137。一般来说,一个传统城市如此快速地发展常会带来土地利用的巨大变动,比如建设用地和农用地、生态地的冲突矛盾剧增,还有土地粗放利用导致的人与人、人与自然之间的生态环境冲突问题,但根据本文测算结果来看,贵阳市的土地利用生态冲突强度并没有随着城市经济的发展而变得难以控制,其冲突强度只有小幅增加,并保持在较为合理的区间之内。因此,可以得出的结论是,尽管整个贵阳在近些年来经济有了长足发展,城市发生翻天覆地的变化,但全市并没有忽视生态环境建设,并以切实有效的措施回应了土地利用中的生态冲突问题,如不断增加的环境投诉案件处理率、生态用地面积和退耕还林支出等。

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四、基于STIRPAT模型的影响因素分析

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(一)模型的建立 内容来自dedecms

影响因素分析一直是众多研究领域的重要方向之一,主要涉及模型方法囊括灰色关联法、因子分析法、多元回归分析等(方相林、张晓燕,2012)。本文对土地利用生态冲突的影响因素分析拟采用STIRPAT模型并结合主成分和回归分析的方法,测算所选指标的具体影响。STIRPAT模型是IPAT环境压力等式的改进模型,IPAT环境压力等式认为环境压力(I)是人口(P)、富裕度(A)和技术(T)三种影响因素的共同结果,随后,该等式得以完善,STIRPAT随机模型出现,通常公式如下:

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I=aPbAcTde

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该公式同样表示人口、富裕度和技术各个因素对环境压力的影响,a是模型系数,b、c、d分别为三种因素的系数,e是误差。由于STIRPAT模型使用比较灵活,自由度高,允许加入其他若干影响因素,因此,较多学者开始利用该模型进行广泛的影响因素分析(张勇、张乐勤、包婷婷,2013)。本文基于PSIR模型中的四类主要指标,通过STIRPAT模型分析土地利用生态冲突的主要影响因子,改进后的计量模型如下: 内容来自dedecms

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上式中,C为土地利用生态冲突强度;K为常数;P为人口密度;A为国民生产总值;U为城市化率;W为林地面积比重;J为城市生活垃圾总量;S为退耕还林支出;e为误差;a1、a2、a3、a4、a5、a6为所选影响因素的弹性系数,当P、A、U、W、J、S每变化1%时,就会引起土地利用生态冲突(C)的a1%、a2%、a3%、a4%、a5%、a6%的变化。此外,由于STIRPAT模型本身是非线性的,因此需要对两端取对数,得到以下公式: copyright dedecms

lnC=lnK+a1lnP+a2lnA+a3lnU+a4lnW+a5lnJ+a6lnS+e 织梦好,好织梦

(二)主成分分析

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由于所选影响因素的原始数据可能存在多重共线性,本文选择在回归分析之前将贵阳市2004—2013年的人口密度、国民生产总值、城市化率、林地面积比重、城市生活垃圾总量和退耕还林支出6个变量进行主成分分析,这一过程不仅能消除变量之间的相互影响,也能保留绝大部分信息,为更好地进行回归拟合打下基础,将6个变量的原始化标准化数据提取对数后,输入SPSS20软件得到的变量相关性和KMO、Bartlett检验(见表-3、表-4)。

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可以看出,6个变量之间相关性都较高,保持在90%以上,而KMO检验系数为0.685,大于0.5,巴特利特球形检验的sig<0.001,均通过检验,表明所选变量适合做主成分分析,之后采用方差最大正交旋转法,提取旋转后2个主成分,得到如下结果(见表-5、表-6、表-7)。 织梦内容管理系统

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由表-5可知,所提取的丽个主要综合影响因素能较好诠释出原有变量的97.663%信息,F1反映主要变量人口密度、国民生产总值、城市化率和城市生活垃圾排放总量的信息,其累计方差百分比达到54.346%,这里定义为土地利用生态冲突的驱动因子,为正相关关系;F2主要反映变量林地比重和退耕还林支出的信息,累计方差百分比为43.317%,这里定义为土地利用生态冲突的缓和因子,为负相关关系。因此,通过表-7可得到综合影响因素F1、F2与原变量的关系,写为: 织梦好,好织梦

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(三)影响因素分析 dedecms.com

由于土地利用生态冲突是被解释的变量,因此,要了解所选6个变量形成的具体影响,需要将上文主成分分析得到的F1和F2等式与土地利用生态冲突综合指数(lnC)进行回归分析,回归结果如表-8、表-9、表-10所示。 copyright dedecms

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从表-8、表-9、表-10可以看出,回归模型R方达到0.772,F值为11.838,总体t检验sig值和F1、F2的t检验值分别为0.006、0.002和0.007,均小于0.05,表明检验通过,模型拟合的不错,能较好地说明土地利用生态冲突指数变化与所选变量之间的关系。至此,将F1和F2代入模型,可得到:

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lnC=0.466F1+0.132F2-6.685

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将F1、F2原式代入计算得到最终的拟合回归方程:

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通过贵阳市2004—2013年土地利用生态冲突影响因素模型可知,人口密度、国民生产总值、城市化率、林地面积比重、城市生活垃圾总量和退耕还林支出的弹性系数分别为0.1137、0.2463、0.2245、-0.2107、0.2007和-0.1324,因此,根据STIRPAT模型原理,当人口密度、国民生产总值、城市化率和城市生活垃圾总量每增加1%时,贵阳市土地利用生态冲突指数将会增加0.1137%、0.2463%、0.2245%、0.2007%;当林地面积比重和退耕还林支出每增加1%时,贵阳市土地利用生态冲突指数将会减少0.2107%和0.1324%。

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形成土地利用生态冲突的原因较多,土地本身的稀缺性决定了各种利益相关者将会围绕土地展开争夺,随着贵阳市的发展,众多土地利用压力因素都有可能引发冲突。就本文研究结果而论,经济发展和城市化水平的提高是土地利用生态冲突的主要影响因素,弹性系数达到了0.2463和0.2245,对冲突综合指数贡献最大,这类因素应当引起更多的关注。与此同时,不少因素对土地利用生态冲突指数的上升也有负向影响,从长远来看,从这些环保影响因素入手可以有效防止土地利用生态冲突问题的产生。

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五、结论与建议 内容来自dedecms

通过对2004—2013年贵阳市土地利用生态冲突及其影响因素进行实证分析,最后得到以下主要结论。 织梦内容管理系统

第一,根据PSIR模型诊断出贵阳市土地利用生态冲突压力、状态、影响和响应四类指数,反映了贵阳市近年来土地利用生态压力和冲突影响逐渐增大,但增加的生态地面积和环保响应也在起着缓解冲突的作用。

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第二,研究时段内,贵阳市土地利用生态冲突综合指数保持在较好的0.10~0.15区间内,冲突强度不高,在波动中有缓慢增长的趋势,综合指数从0.111上升至0.137,这得益于全市在经济发展过程中对生态环境的重视。

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第三,在所选6个影响因素中,人口密度、国民生产总值、城市化率和城市生活垃圾总量的增加对土地利用生态冲突指数的上升有直接推动作用,经济因素和城市化因素带来的影响最明显,而林地面积比重和退耕还林支出的增加会在一定程度上缓解土地利用生态冲突。

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因此,笔者认为,贵阳市在今后的土地利用和经济发展中,需继续重视土地利用生态冲突问题,防止冲突指数持续上升,严格控制其他类型土地的利用,保证生态土地面积处于合理范围,处理好由生态冲突造成的恶性影响事件,并加强对土地生态的投入与政策响应工作。 织梦好,好织梦

[参考文献]

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