城市土地利用变化模型及其驱动因素探究
城市土地利用变化及其动态模拟研究
城市土地利用变化及其动态模拟研究随着城市的发展，土地利用变化成为城市规划和管理的重点问题。
合理的土地利用规划可以提高城市的发展效率和质量，促进城市的可持续发展。
土地利用变化的动态模拟研究可以帮助规划者更好地了解城市发展趋势，为城市规划和管理提供科学依据。
一、城市土地利用变化的影响因素城市土地利用变化的影响因素很多，其中比较重要的有经济、社会、技术等方面。
首先，经济的发展是城市土地利用变化的重要推动力量。
随着城市化进程的加快，经济的增长对城市土地的需求也越来越大。
城市土地的增长会进一步促进经济发展，形成良性循环。
其次，社会因素也会影响城市土地利用的变化。
城市人口的增长、流动、结构调整等社会变化都会对城市土地利用产生重要影响。
技术的发展是城市土地利用变化的重要因素。
新的技术和信息技术的应用可以改变城市空间的布局和组织，影响城市土地的利用方式和模式。
二、城市土地利用变化的主要类型城市土地利用变化有多种类型，如城镇化、城市扩张、工业化等。
近些年来，城市化过程中的城市扩张成为城市土地利用变化的重要类型。
城市扩张是城市用地规模扩大、边缘区域逐渐开发利用的过程。
城市扩张已经成为城市土地利用变化的主要类型之一，其扩张的路径和方式也在不断变化。
城市扩张的影响可以从多方面考虑。
首先，它改变了城市的形态和结构，逐渐转变城市的“长卷状”结构为“星状”结构。
其次，城市扩张的过程中，会对城市周边的生态环境和农业资源造成影响。
同时，城市面积的扩大也带来了新的交通和环卫问题。
因此，制定科学的城市扩张规划成为城市管理者和规划者面临的新的挑战。
三、城市土地利用变化的动态模拟研究城市土地利用变化的动态模拟是一种基于计算机技术的空间分析方法，其核心是通过建立基于模型的预测和评估过程来模拟城市土地利用变化过程。
动态模拟可以对未来城市土地利用变化趋势进行预测，并辅助制定城市土地利用规划，从而提高城市发展的效率和质量。
城市土地利用变化的动态模拟需要多方面的数据支持，包括基础地理数据、社会、经济等数据。
城市土地利用变化的社会经济驱动因素分析
城市土地利用变化的社会经济驱动因素分析近年来，城市土地利用的变化引起了人们的关注。
因为这不仅牵涉到城市化进程的发展，也涉及到城市空间的利用问题。
城市土地利用的变化不是单一因素所致，其背后有着诸多的社会经济驱动因素。
本文将从城市化、经济发展以及政策推动等角度分析城市土地利用变化的社会经济驱动因素。
城市化进程与土地利用变化城市化是城市土地利用变化的重要因素。
人口增加、经济发展和城市化是城市土地利用变化的主要动因。
在城市化进程中，人口的增长和居民的增多导致了城市土地的需求量的增加，特别是住宅用地和商业用地的需求量。
这使得城市土地利用呈现出明显的减少农用地、闲置地、荒地等空地现象的特征。
城市化进程也促进了城市土地利用的转型。
不仅仅是住宅用地，商业用地、工业用地、文化用地等各个领域都在向中心城市集聚。
同时，城市也在向周边地区延伸，如郊区、卫星城等地区的土地利用也在发生变化。
城市化进程的加速推动了城市土地利用的变化，形成了以随着城市化进程的不断发展而推进土地利用的不断变化的态势。
经济发展与土地利用变化经济发展是城市土地利用变化的重要影响因素。
经济的发展带动了城市土地的需求和利用，不同的经济模式和产业结构都会对城市土地利用和土地利用变化产生不同的影响。
第一，产业结构的变化直接影响城市土地利用的改善。
产业结构中生产方式和生产技术的变化，对城市土地利用方式、土地用途、土地面积等都会产生改变，比如传统的制造业被新兴的战略性新兴产业逐渐代替，可以促进城市土地利用由传统单一工业用地向新兴产业领域进行转换。
第二，城市土地利用是由城市总需求和城市经济活动所推动的。
随着经济的发展，城市土地资源利用的需求量和对城市空间的需求不断提高，城市各类建筑空间逐步地扩大，城市不断向周边地区延伸，这就会让城市在空间上不断向更加优越的地区发展。
第三，城市土地的需求也会对城市土地利用的结构和空间进行改变。
随着经济的发展和社会进步，人们对城市空间的需求越来越多样化，教育、医疗、休闲等公共场所的需求也逐渐增加，现代的城市土地用途结构趋向多元化。
城市土地利用动态变化模拟模型研究
城市土地利用动态变化模拟模型研究一、前言城市土地利用动态变化模拟模型研究是一项十分重要的领域。
随着城市化进程的不断推进，城市土地利用变化日益复杂，使得城市管理者难以进行有效的土地规划和管理。
因此，构建可靠的土地利用动态变化模拟模型有助于了解城市土地利用的变化趋势，预测未来发展趋势，进而制定科学的城市规划和管理方案。
二、模型构建的基本思路城市土地利用动态变化模拟模型主要是通过对城市土地利用变化的历史数据进行分析，并结合其他数据如经济、人口、环境等因素的影响，构建一套模型，从而预测未来城市土地利用的发展趋势，并制定有效的城市规划和管理方案。
模型构建的步骤主要包括：数据收集、数据预处理、模型选择、模型参数设定、模型结果评价等。
其中，数据收集是模型构建的基础，数据的准确性和全面性对模型的准确性有着至关重要的作用。
数据预处理是在数据收集的基础上，对收集到的数据进行分类、整理、删选和填充处理等，以便在模型构建中运用。
模型选择是根据数据的特点和研究的目的，在相关的模型中选择适合的模型，并对其进行优化和改进。
模型参数设定是在模型选择的基础上，根据实际情况和研究目的，对模型参数进行设定，在模型运行中得出更加准确的结果。
模型结果评价是模型构建的最后一步，通过对模型结果的精度、稳定性和可靠性进行评价，以确定模型的可用性和应用范围。
三、常见的模型类型1. CA模型CA模型是元胞自动机模型的简称，是一种基于元胞和局部规则的空间动态系统，具有良好的可预测性和模拟性能。
在城市土地利用动态变化模拟中，CA模型可以模拟城市土地的空间格局和土地的转移过程。
通过选择相应的参数和规则，并对模型进行优化和改进，可以得到更加精确的模型结果。
2. AM模型AM模型是基于Agent的城市土地利用动态变化模拟模型，是一种基于人工智能和模拟系统的复杂系统模型。
该模型通过对Agent行为和决策机制的模拟，实现对城市土地利用变化的模拟和预测。
在模型中，每个Agent代表一个决策者，其具有一定的行为特征和决策机制。
土地利用变化的驱动力分析
土地利用变化的驱动力分析土地利用变化是指土地利用类型、空间布局和利用方式在一段时间内发生的变化。
随着经济发展和人口增长的压力，土地利用变化日益成为全球性的问题。
本文将分析土地利用变化的驱动力，探讨其中的原因和影响。
一、经济发展经济发展是土地利用变化的主要驱动力之一。
随着经济的不断增长，不少地区需要开发新的工业园区和商业中心，从而导致农用地被转用为工业用地和商业用地。
此外，随着农业生产方式的改变，农田的面积也会因为规模化经营而减少。
这些经济因素使得土地利用发生了明显的变化。
二、人口增长人口的快速增长也是土地利用变化的重要动力之一。
人口的增加导致城市扩张、农村城镇化进程的加速，从而使得土地被用于建设居民住宅、道路交通等基础设施。
此外，人口多样化的需求也会促使土地利用类型的多样化，满足不同人群的生活需求。
三、自然资源自然资源的分布和可利用性也是土地利用变化的重要驱动力。
一些地区由于土壤肥沃、气候适宜等自然条件，适合用于农业生产，因此农业用地占据主导地位。
而一些地区则由于地形复杂、生态环境脆弱等原因，只能用于保护性利用或者不适宜用于人类活动，因此很少被开发利用。
四、政策导向政府的政策导向也会对土地利用变化起到重要的影响。
在一些发展中国家，政府通过土地承包、农村集体经济等政策来推动农地的集约利用，以提高土地生产率。
而在一些发达国家，政府鼓励城市更新和土地再开发，以优化土地使用效益。
政府的政策导向对土地利用变化的速度和方向起到了重要的引导作用。
五、社会需求社会需求也是土地利用变化的重要因素。
随着人们对生活环境质量的追求，对于城市绿化、自然保护区等需求逐渐增加，因此部分土地被转用为公园绿地、自然保护区等。
此外，随着社会发展和科技进步，新兴产业的出现也引发了土地利用类型的变化，例如科技园区、生态农业等。
六、全球变化全球变化对土地利用变化也产生了影响。
气候变化、生物多样性丧失等全球性问题使得一些地区需要重新调整土地利用策略，以适应变化的环境条件。
土地利用变化驱动力分析研究
土地利用变化驱动力分析研究土地利用变化是指一定时期内，土地利用类型及其空间格局的变化。
在土地资源有限的情况下，土地利用变化直接关系到人类社会的可持续发展。
因此，对土地利用变化的驱动力进行研究是十分必要的。
一、自然因素驱动土地利用变化自然因素是土地利用变化的基础条件，其中最重要的是面积、地形地貌、土壤和气候。
在这些因素的作用下，土地利用类型和空间分布随着时间发生了变化。
例如，在地貌起伏大的山区，农业区往往集中在低海拔地带，而城市的发展往往受地形的制约，在洼地或河流周边发展较为集中。
二、经济因素引导土地利用变化经济因素是人类社会中导致土地利用变化的最主导因素之一。
随着人口增长和城市化的发展，土地市场需求不断提高，因此经济因素成为了推动土地利用变化的重要力量。
经济因素主要表现为农村城市化、工业化和交通建设等方面。
农村城市化的发展使得许多农业用地逐渐转为工业用地或住宅用地，而工业化和交通建设的发展又使得许多原本未利用的土地被利用起来。
三、社会、文化因素驱动土地利用变化除了自然和经济因素外，社会、文化因素也是影响土地利用变化的重要因素。
社会因素包括人口、科技、文化和制度等方面。
例如，人口的增加会导致土地利用类型的变化，例如农业用地转为住宅和商业用地。
同时，科技和文化的发展也会影响土地利用类型的变化，例如城市化的发展使得城市公园和绿地的建设较为常见，而全球气候变化的影响也会导致建设海堤和水利工程等土地利用类型的变化。
四、政策因素影响土地利用变化政策因素是指政府制定的各种土地管理政策，包括土地利用总体规划、土地利用权出让、土地使用税等方面。
政策因素在土地利用类型和空间分布上起着非常重要的引导作用，例如政府出台的环境保护政策会提高生态保护用地的占比，而土地政策的变化也会影响到城市化和农村发展的速度和方向。
综上所述，自然、经济、社会文化和政策因素是影响土地利用变化的主要驱动力。
在未来土地利用规划和管理工作中，要通过科学的方法尽量减少负面影响，使得土地的使用更加高效、合理和可持续。
土地利用变化及驱动机制的研究与模拟
土地利用变化及驱动机制的研究与模拟土地利用变化是指土地在时间和空间上的利用方式和格局的改变。
随着人类社会的发展和经济的快速增长，土地利用变化成为影响生态环境和社会经济可持续发展的重要因素之一。
通过研究土地利用变化及其驱动机制，可以为合理规划土地利用、推动可持续发展提供科学依据。
一、土地利用变化的类型土地利用变化主要包括城市化、工业化、农业现代化和生态保护等。
城市化是指农村人口流动到城市，农田逐渐转变为城市建设用地的过程。
工业化是指工业产业迅速发展，大量土地被用于建设工业园区、工厂等工业设施。
农业现代化是指农业从传统农业向规模化、专业化、集约化发展的转变，土地利用方式和农作物种植结构发生重大变化。
生态保护是指通过建立自然保护区、生态农业等方式，保护和修复生态系统。
二、土地利用变化的驱动机制1.人口增长和城市扩张：人口的增长使得城市规模不断扩大，对农田等资源的需求也随之增加，导致农田向建设用地转变。
2.经济发展和工业化进程：工业化进程需要大量的土地来建设工业设施，经济的发展也会促使城市的扩张和土地利用方式的调整。
3.政策导向：政府的政策导向对土地利用变化起到重要作用。
比如，对于生态保护和农业发展的政策引导，会对土地利用方式产生影响。
4.科技进步和农业现代化：科技的进步促进了农业现代化，农业生产方式的改变导致了土地利用方式的变化。
三、土地利用变化的影响1.生态环境破坏：土地利用变化对生态环境造成了一定的破坏。
城市化和工业化过程中，大量的农田被转变为建设用地，导致生物多样性丧失和生态系统退化。
2.农田资源减少：农田被转变为其他用途的土地，使得农田资源减少，给粮食生产和农业发展带来压力。
3.经济发展和社会变迁：土地利用的变化对经济发展和社会变迁有深远影响。
城市化和工业化的推进带动了经济的增长和就业机会的增加。
四、土地利用变化的模拟与预测为了更好地了解土地利用变化的趋势和未来发展，研究人员通过模拟和预测的方法来研究土地利用变化。
兰州市土地利用变化及驱动因素的研究
2023年9月中国林业经济September.2023第5期(总第182期)CHINA FORESTRY ECONOMICSNo.5(Total 182)•研究报告•兰州市土地利用变化及驱动因素的研究曹㊀薇(甘肃农业大学管理学院,兰州730070)收稿日期:2023-07-21基金项目:甘肃省高等学校科研经费项目(2019A -046)作者简介:曹薇(1999-),女,山西晋城人,硕士研究生㊂责任编辑:郑德胜摘㊀要:以兰州市为研究对象,分析兰州市2010 2020年土地利用变化,通过土地利用变化特征,自然和社会因素对兰州市的土地进行分析研究,利用主成分分析方法分析社会因素,以此得到驱动兰州市土地利用变化的主要因素㊂研究结果显示:(1)兰州市2010 2020年间耕地㊁林地变为草地㊁城乡㊁工矿居民用地,草地变为城乡㊁工矿居民用地㊁耕地,其他用地转变为草地;(2)兰州市土地利用综合指数不断上升,土地利用处于发展阶段㊂自然因素在一定程度上决定了兰州市的土地利用变化模式㊂关键词:兰州市;土地利用变化;驱动因素中图分类号:F301.24文献标识码:A文章编号:1673-5919(2023)05-0020-06DOI :10.13691/23-1539/f.2023.05.003Research on Land Use Change and Driving Factors in Lanzhou CityCAO Wei(College of Management,Gansu Agricultural University,Lanzhou 730070,China)Abstract :Taking Lanzhou City as the research object,this paper analyzed the land use changes in Lanzhou City from 2010to 2020,and used the principal component analysis to study the main fac-tors driving land use changes in Lanzhou City.The study drawn the following conclusions:(1)The cultivated land and forest land became grassland,urban -rural,and industrial and mining residential land,grassland became urban -rural,industrial and mining residential land,cultivated land,and other land became grassland in Lanzhou City between 2010and 2020.(2)The comprehensive in-dex of land use in Lanzhou City was constantly rising,and land use was in the development stage.Natural factors determined the land use change pattern in Lanzhou City in a certain extent.Key words :Lanzhou;Land use change;Driving factors土地是由相互作用的各种自然要素构成的综合体,并且受到社会活动过程的影响,并又同时具备着自然属性和社会经济属性[1]㊂土地利用变化模型也是研究土地的使用和变化规律的重要工具,目前许多领域都对这个问题非常感兴趣[2]㊂确定土地利用过程中的自然和社会经济驱动因素及其过程,对于促进该地区的可持续土地利用和社会发展至关重要[3]㊂随着我国经济的飞速发展,各个行业也有了极大的发展机遇,城镇化进程不断加快导致土地利用结构发生了巨大的变化,如果过度的开发土地,会引起水土流失㊁土地沙化,严重影响农业生产及物种多样性,因此研究土地利用结构变化及其变化过程,研究未来土地利用变化趋势越来越重要㊂国外还比较注重土地和生态环境之间的关联性[4]㊂Rahman 等对孟加拉国库图比亚岛的土地损失㊁土地覆盖和变化以及土地的利用问题展开了系统深入的研究,使用GIS 技术确定出八种完全不同类型的土地利用评价模型[5]㊂Yin Qinghui [6]等人在GIS 技术的帮助指导下,以乡镇村为主要研究对象,深入地研究分析了我国城郊区土地资源利用格局的历史变迁过程及其主要变化因素㊂研究表明,自然因素在较长的时间内会对土地利用有重大影响,但短期时间,社会经济因素起着重要作用㊂我国也有许多学者对土地利用变化驱动因素进行了深入的研究[7]㊂本文将以兰州市2010 2020年的土地利用变化作为研究对象,首先从三个方向分析兰州市土地利㊃02㊃㊀㊀2023年第5期曹㊀薇:兰州市土地利用变化及驱动因素的研究研究报告用变化特征,分别是土地利用面积转移矩阵㊁土地利用动态度以及土地利用程度,得出了2010 2020年兰州市土地利用变化的情况;其次从自然和社会经济因素分析出对兰州市土地利用变化影响最大的因素;最后用主成分分析法得到影响兰州市土地利用变化的主要驱动因素㊂1㊀研究区概况及数据来源1.1㊀研究区概况兰州市位于甘肃省中东部,总面积13083km 2,下辖三县五区,包括城关区㊁七里河区㊁西固区㊁安宁区㊁红古区,永登县㊁榆中县㊁皋兰县[11]如图1所示,兰州市属于温带大陆性气候,年平均气温9.8ħ,年气温差异较大,年平均降水量327mm,年平均日照时数2446h 左右,无霜期180d㊂兰州市海拔在1500~3000m,由西南逐渐往东北倾斜,地貌形态复杂多变㊁交错分布㊂市域内水资源丰富,贯穿市域的黄河及其支流湟水,黄河干流兰州段全长152km,全年总用水量9.95亿m 3㊂2020年底兰州市常住人口为437.8万人,同上年相比增加了58710人,其中城镇地区人口在总人数中占比56%,人口密度为331人/km 2㊂2020年兰州市生产总值为2886.74亿元㊂按常住人口算,人均生产总值达到66680元㊂城市居民人均可供支配的收入为40152元,农村居民人均可供支配的收入14652元[12]㊂兰州市2020年粮食产量达33.64万t,社会消费品零售总额为1641.23亿元㊂图1㊀2020年兰州市土地利用现状图表1.1.1㊀兰州市土地利用现状2020年兰州市土地总面积为13100km 2,其中耕地面积占总面积19.90%,种植园地面积占1.37%,林地面积占11.32%,草地占54.28%,湿地占0.29%,城乡㊁工矿居民用地占5.73%,交通运输用地占1.79%,水域面积占0.68%,其他土地占4.63%,如图1所示为2020年兰州市土地利用类型占比㊂1.2㊀数据来源及处理本文需要用到的兰州市2010 2020年的土地利用数据来源于兰州市2010 2020年土地利用变更数据库㊁社会经济数据来源于2011 2021年甘肃省统计年鉴和2011 2021年兰州市统计年鉴㊂通过对相关文献和书籍等资料的阅读,对土地利用变化㊁驱动因素资料进行收集㊁整理和总结㊂了解其研究动态㊁研究内容㊁研究方法等,以此为基础确定本次研究兰州市土地利用变化的研究方向和思路㊂利用ArcGIS 软件,分析土地利用变化,将不同时期的土地数据进行分析,以不同的颜色反映在图上,直观地呈现出土地利用空间变化,进而分析影响兰州市土地利用变化的主要驱动因素㊂2㊀兰州市土地利用变化特征分析本节利用面积转移矩阵㊁动态度两种方式分析兰州市土地利用变化特征,为接下来的驱动因素的研究做好数据支撑㊂故分析2010 2015年㊁2015 2020年以及2010 2020年土地利用变化,以2015年作为中间年份㊂2.1㊀土地利用结构变化分析根据地理监测平台提供的兰州市2010 2020年土地利用数据,分析兰州市2010年㊁2015年以及2020年的土地利用类型变化㊂利用土地利用类型图得出兰州市土地利用变化特征㊂由兰州市2010年㊁2015年以及2020年土地利用类型图如2所示,草地㊁耕地和林地是兰州市占比较大的土地利用类型㊂耕地多在南部㊁北部中心地区,林地主要分布在兰州市南部和西北部地区,草地分布范围较广,主要分布在兰州市东部地区㊂未利用土地占地较小,主要分布在兰州市南部地区,城乡㊁工矿居民用地主要分布在兰州市南部地区,水域贯穿兰州㊂2.2㊀土地利用类型转换变化分析计算兰州市三个阶段(2010 2015年㊁2015 2020年㊁2010 2020年)的土地利用类型转移矩阵,分析不同时间段的土地利用类型转换㊂㊃12㊃㊀㊀研究报告中㊀国㊀林㊀业㊀经㊀济2023年第5期图2㊀2010㊁2015㊁2020年兰州市土地利用类型图表1㊀兰州市2010㊁2015与2020年各土地利用类型面积(hm 2)及占比(%)类型2010年2015年2020年面积占比面积占比面积占比耕地407998728.32401146227.84385990926.79林地890098 6.18888187 6.17873647 6.06草地880693761.138********.92861025759.77水域754370.52755480.52836830.58城乡㊁工矿居民用地456703 3.17525541 3.65895345 6.21其他土地972600.681299820.9835710.582.2.1㊀面积转移矩阵(1)兰州市2010 2015年土地利用类型转换兰州市这五年间草地面积减少为31194hm 2,主要转出为耕地和其他用地,较多转入为耕地㊂城乡㊁工矿居民用地面积增加了68838hm 2,由耕地转化来,转出为耕地㊂耕地面积减少面积为68525hm 2,主要转出为草地和城乡㊁工矿居民用地,主要流入来源是草地㊂林地面积减少为1611hm 2,主要转出为草地,主要流入来源是草地和耕地㊂水域用地面积增加为111hm 2,主要由耕地转换而来,流出主要转变为耕地和草地㊂其他土地面积增加为32722hm 2,主要由草地和耕地转换而来,流出主要转变为草地和耕地㊂兰州市2010 2015年土地利用类型转换如表2所示㊂表2㊀2010 2015年兰州市土地利用类型面积转移矩阵(hm 2)2010年2015年草地城乡㊁工耕地林地水域其他土地总计草地783143.53506.045704.45754.7136.622394.64792539城乡㊁工107.0240572.5349.4544.1222.37.741103.08耕地5322.376015.09354244.52380.78124.51084.53367171.8林地819.57172.77355.1478657.2241.0534.4180080.16水域76.5424.4887.4226.556555.43 1.276771.7其他土地262.537.27261.9744.12 1.768175.668753.31总计789731.5647298.15361002.9679907.516781.6611698.21296420.04(2)兰州市2015 2020年土地利用类型转换总体上看,2015 2020年,兰州市草地面积减少165486hm 2,主要转出为城乡㊁工矿居民用地和耕地,主要流入来源为耕地㊂城乡㊁工矿居民用地增加面积为369804hm 2,转入为耕地和草地,转出㊃22㊃㊀㊀2023年第5期曹㊀薇:兰州市土地利用变化及驱动因素的研究研究报告为耕地㊂耕地面积减少了151553hm 2,主要转出为草地和城乡㊁工矿居民用地,主要流入来源是草地㊂林地面积减少面积为14540hm 2,主要转出为草地,城乡㊁工矿居民用地和耕地;由草地和耕地转来㊂水域用地面积增加了8135hm 2,主要由耕地转变,流出主要转变为耕地和城乡㊁工矿居民用地㊂其他土地面积减少面积为46411hm 2,主要由草地,城乡㊁工矿居民用地和耕地转换而来,流出主要转变为草地㊂如表3所示㊂表3㊀兰州市2015 2020年土地利用类型面积转移矩阵(hm 2)2015年2020年草地城乡㊁工耕地林地水域其他土地总计草地754680.6313577.0616383.513429.15169.971308.35789548.67城乡㊁工931.0844068.351771.02191.64193.95140.7947296.83耕地15472.0816973.26325881.061070.14693.69846.69360936.8林地2202.142161.71562.9573741.56113.9666.2779848.59水域117.18338.55311.7377.125900.55 4.926750.05其他土地1256.63459.371394.6133.96399.465153.9111697.92总计774659.780578.31347304.8978543.457471.587520.931296078.85(3)兰州市2010 2020年土地利用类型转换总体上看,2010 2020年,兰州市草地面积减少196680hm 2,主要转出为城乡㊁工矿居民用地和耕地,较多转入来源为耕地㊂城乡㊁工矿居民用地增加面积为438642hm 2,转入为耕地和草地,较多转出为耕地㊂耕地面积减少了220078hm 2,主要转出为草地和城乡㊁工矿居民用地,主要流入来源是草地㊂林地面积减少16451hm 2,主要转出为草地和城乡㊁工矿居民用地,转入为草地㊂水域用地面积增加了8246hm 2,较多从耕地转换而来,流出主要转变为耕地和城乡㊁工矿居民用地㊂其他土地面积减少了13689hm 2,主要由草地和耕地转换而来,流出主要转变为草地㊂如表4所示㊂表4㊀兰州市2010 2020年土地利用类型面积转移矩阵(hm 2)2010年2020年草地城乡㊁工耕地林地水域其他土地总计草地756562.5615691.6615342.183210.44176.531400.58792383.96城乡㊁工779.8838608.051290.05163.4138.5121.9841101.87耕地14090.1522880.5327725.2974.37752.45690.84367113.5林地2055.052273.031432.3174105.3197.466.8780029.97水域115.3372.06290.2674.645893.39 1.036746.68其他土地1083.58753.391232.8424.21419.375239.658753.04总计774686.5280578.69347312.8578552.377477.637520.951296129.01根据兰州市2010 2015年㊁2015 2020年和2010 2020年这三个时间段的土地利用面积转移矩阵可以看出,兰州市这10年间土地利用类型变化明显,其中草地㊁耕地㊁林地的面积一直在减少,一方面是由于人口的增加㊁经济的发展导致城乡建设用地大量增加;另一方面由于水域对人民生产生活有重要的作用,所以水域面积增加㊂2.3㊀土地利用变化速度分析下面利用土地利用动态度来表现(2010 2015年㊁2015 2020年㊁2010 2020年)兰州市土地利用类型的变化速度㊂结果如表5所示㊂㊀㊀K =U b -U a U aéëêêùûúúˑ1T ˑ100%U a 代表研究开始时期任何一种土地类型的面积;U b 代表研究结束时期任何一种土地类型的面积;㊃32㊃㊀㊀研究报告中㊀国㊀林㊀业㊀经㊀济2023年第5期T指研究时间;K指这一时间段内土地利用变化率[13]㊂2010 2015年,兰州市耕地㊁林地㊁草地面积减少,其中减少最快的是耕地,减少率为0.34%㊂水域,城乡㊁工矿居民用地和其他土地面积增加,其中增加最快的是其他土地面积为6.80%㊂如表5所示㊂表5㊀兰州市2010 2015年土地利用动态度(%)土地利用类型耕地林地草地水域城乡㊁工其他土地兰州市-0.34-0.04-0.070.03 3.02 6.80 2015 2020年,兰州市耕地㊁林地㊁草地和其他土地面积减少,其中其他土地减少最快为7.14%㊂水域,城乡㊁工用地增加,其中城乡㊁工矿居民用地面积增加最快为14.08%㊂如表6所示㊂表6㊀兰州市2015 2020年土地利用动态度(%)土地利用类型耕地林地草地水域城乡㊁工其他土地兰州市-0.76-0.32-0.38 2.1614.8-7.14 2010 2020年,兰州市其他土地减少最快为1.41%㊂水域和城乡㊁工矿居民用地面积增加,土地利用动态度分别为1.09%和9.60%㊂如表7所示㊂表7㊀兰州市2010 2020年土地利用动态度(%)土地利用类型耕地林地草地水域城乡㊁工其他土地兰州市-0.54-0.18-0.22 1.099.60-1.41 2.4㊀土地利用程度分析从土地利用程度综合指数的变化程度能够看出来该城市处于什么时期,计算公式如下:㊀㊀L=100ˑ n i=1A iˑC iL为土地综合利用指数,A i为土地利用类别指数,C i为土地利用面积与土地利用类别之比[14]㊂A i 取自刘纪远[15]提出的土地利用水平综合分析方法,将土地利用水平分为四个等级㊂如表8所示㊂表8㊀土地利用分级指数表未使用土地林㊁草㊁水用地农业用地城市地区土地利用类型其他土地林地,草地,水域耕地城乡㊁工矿居民用地分级指数1234表9显示,2010㊁2015㊁2020年兰州的土地利用综合指数高于全国平均水平231.92[16],说明兰州的土地利用很好,2010 2020年,兰州市的综合土地利用率指数从233.98上升到238.61,表明兰州市的土地利用在发展㊂未使用的土地数量先增加,然后减少,但总体上未使用的土地数量减少㊂2010 2020年期间,林㊁草和水的用地呈现出下降趋势,表明人类活动对土地使用和当地生态环境都产生了影响㊂农业用地级呈降低的态势,这与兰州市所提出的退耕还林还草以及增加建设用地有一定的关系㊂城市聚落用地级呈现出提高的态势㊂表9㊀2010 2020年兰州市土地利用程度综合指数年份地区未利用土地级林草水用地级农业用地级城市聚落用地级综合指数2010兰州市0.68135.6684.9612.68233.98 2015兰州市0.9135.2283.5214.60234.24 2018兰州市0.58132.8280.3724.84238.61㊃42㊃㊀㊀2023年第5期曹㊀薇:兰州市土地利用变化及驱动因素的研究研究报告综上所述,兰州市2010 2020年土地利用变化特征,结果如下:①利用土地面积转移矩阵得出兰州市2010 2020年主要土地利用类型转换:耕地㊁林地主要转变成草地,城乡㊁工矿居民用地;城乡㊁工矿居民用地㊁耕地由草地㊁水域转变;城乡㊁工矿居民用地变成耕地;草地主要由其他土地转变而来;②兰州市2010 2020年草地㊁林地耕地和其他用地面积减少,土地利用动态度分别为草地: -0.22%㊁林地:-0.18%㊁耕地:-0.54%㊁其他土地:-1.41%㊂水域和城乡㊁工用城乡㊁工矿居民用地面积增加,变化速度为1.09%和9.60%;③兰州市的土地利用综合指数不断上升,所以兰州市土地利用处于发展期㊂3 兰州市土地利用变化驱动因素分析土地利用变化驱动因素包括自然和人为两个方面,彼此之间联系紧密㊁相互渗透㊂影响土地利用变化的基础因素是自然因素,自然因素在一定程度上决定着某地区的土地利用结构㊂影响土地利用变化因素中包括社会经济因素,例如,人口的增加会增加城乡㊁工矿居民用地,经济发展容易对土地利用变化产生影响㊂接下来进行自然因素和社会经济因素的分析,从这两个因素分析的结果中得出对土地利用变化影响最大的因素进行分析㊂土地利用的类型结构和变化的类型一定程度上由自然因素影响,比如在气温较舒适㊁地形较平坦㊁水资源较丰富的地方更适合发展生产生活,所以这些区域通常就是城镇村及工矿用地㊁耕地等生产生活用地㊂其一,兰州市的气候差异明显,属于温带大陆性气候,各地区之间温差较大,早晚温差大㊂总体降水量比较低,降水量主要集中在夏季㊂兰州市四季分明,为农业生产提供了良好的气候条件㊂集中的降雨量,使得黄河水位上升,容易引起洪涝灾害,影响着生产生活和土地的利用变化㊂其二,该地区的土地利用类型一定程度上与该地区的地貌类型有关,兰州市地形地貌19%石质山地,66%黄土梁峁丘陵,15%河谷川台盆地,城乡生产生活主要集中在兰州盆地㊁秦王川彭迪㊁榆中盆地和主要河谷区域㊂山地分布在南北两侧,北部主要以林地㊁草地为主;南部主要以城镇村及工矿用地㊁草地和耕地为主;中部主要以城镇村及工矿用地和耕地为主㊂其三,兰州市河流水系较多,土地利用的布局很大程度上被河流水系所影响,由于兰州市南部河流水系众多,所以该地主要分布林地㊁草地和城乡㊁工矿居民用地,中部耕地面积较大,是主要的粮食产区㊂兰州市水资源低于全国平均水平,是 守在河边,却极度缺水 的地方,兰州市河流径流地表水资源量为384亿m3,地下水资源量为9.6亿m3㊂自然因素是历经很长时间形成的,在短期内没有明显的变化,所以对土地利用变化的影响也相对来说小,但是自然因素还是可以在一定程度上决定土地利用类型㊂自然因素在短时期内对土地利用变化的影响较小,所以重点分析社会经济因素对土地利用变化所产生的影响㊂在土地利用变化的发展过程中,自然因素影响社会经济因素,自然因素和社会经济因素是互补的,反之亦然,许多社会经济因素都与自然因素有某种联系㊂在社会经济因素当中会有较多因子对土地利用变化产生影响,为了用较少的指标来比较全面地反映出来,采用主成分分析法,其目的是用少量简化的旧变量取代复杂的新变量,这些旧变量在很大程度上保留了原始变量所包含的信息,并产生少量影响土地利用变化因素的综合指标㊂根据兰州市土地利用基本情况,由于兰州市土地利用类型中草地㊁林地和耕地占比较大,所以第一考虑的因子选取该跟农业有关,故选取了农林牧渔总产值以及农田有效灌溉面积和粮食产量作为驱动因子;其次城镇村及工矿用地占比次之,运用包含在内的人口,城镇化率,地均GDP以及三种产业占GDP的比重和固定资产投资㊁社会消费品零售总额作为驱动因子㊂综上所述,选取这11个可能影响土地利用变化的因素作为驱动因子,并查阅兰州市的统计年鉴,如表10所示㊂采用SPSS24.0软件,进行主成分分析,得出影响2010 2020年兰州市土地利用变化的主要驱动因素㊂(1)特征值与贡献率㊂表11中的总方差解释表是由主成分分析得到的,根据特征值的大小确定了主成分的数量㊂如果特征值大于1,说明该成分对这11个变量有很强的解释力,可以作为降维分析中的主成分使用㊂第一成分的特征值为6.964,其方差贡献率为44.489%,第二成分的特征值为1.691,其方差贡献率为30.592%,第三成分的特征值为1.243,其方差贡献率为14.900%,这三个成分的总方差贡献率为89.981%,这说明前三个成分更能够解释这11个因素㊂因此,本研究选择这三个部分作为㊃52㊃㊀㊀研究报告中㊀国㊀林㊀业㊀经㊀济2023年第5期兰州土地利用变化的主要因素㊂表10㊀兰州市土地利用变化驱动力指标序号指标单位X1年末常住人口万人X2地均GDP 万元X3城镇化率%X4第一产业占GDP 比重%X5第二产业占GDP 比重%X6第三产业占GDP 比重%序号指标单位X7农林牧渔总产值万元X8固定资产投资亿元X9社会消费品零售总额亿元X10农田有效灌溉面积万亩X11粮食产量万吨表11㊀特征值与贡献率成成分初始特征值提取载荷平方和旋转载荷平方和总计方差百分比累积%总计方差百分比累积%总计方差百分比累积%1 6.96463.31163.311 6.96463.31163.311 4.89444.48944.4892 1.69115.3778.681 1.69115.3778.681 3.36530.59275.0823 1.24311.389.981 1.24311.389.9811.63914.989.98140.87.26997.2550.15 1.36898.61860.0960.87499.49270.040.36199.85380.0150.13899.99290.0010.00899.999108.47E -050.00110011-1.38E -16-1.26E -15100图3㊀碎石图用这个图来分析各个初始特征值(见图3),可以看出,成分1㊁2和3的变化很大,从成分4开始逐渐平滑㊂因此,可以看出,成分1㊁2和3具有较高的特征值,可以解释初始变量的变化信息㊂主成分载荷㊂主成分载荷矩阵表示每个变量在所有变量上的载荷,变量载荷的绝对值越高,说明该成分能更好地解释该变量㊂由于原始成分矩阵不能更清楚地表达变量的意义,在本研究中,选择标准化的正交凯撒旋转法,对原始变量进行因子化,经过六次迭代后旋转收敛,得到原始主成分载荷和旋转后的主成分载荷矩阵如表12所示㊂4㊀结果与讨论通过旋转后的主成分载荷表可以明显地看出,第一主成分与第一产业占GDP 比重㊁第二产业占GDP 比重㊁第三产业占GDP 比重㊁城镇化率㊁社会消费品零售总额㊁地均GDP 有着明显的关系;第二主成分和地均GDP㊁农业灌溉的实际面积和年底的居民人数密切相关,第三个主成分与固定资本形成和粮食生产密切相关㊂指标分析表明,影响兰州土地利用变化的主要因素是人口规模㊁经济发展和城市化程度㊂(1)人口影响土地变化㊂影响土地利用变化的一个最主要原因就是人口,人口变化影响到土地使用的时间和空间分布,人口增长导致住宅开发的增加,这反过来又导致城镇和村庄以及工业和采矿场的增加㊂兰州市常住人口数量从2010年的361.61万人增加至2020年的437.18万人,2010 2019年增幅较小,2019 2020年增幅较大㊂如图4所示㊂㊃62㊃㊀㊀2023年第5期曹㊀薇:兰州市土地利用变化及驱动因素的研究研究报告表12㊀原始成分载荷和旋转后成分载指标原始成分矩阵旋转后的成分矩阵成分1成分2成分3成分1成分2成分3年来常住人口0.718-0.2690.5680.1900.933-0.070地均GDP 0.9750.0970.0500.7730.6000.064成镇化率0.6790.212-0.6830.969-0.158-0.090第一产业占GDP 比重-0.9270.1960.210-0.801-0.4560.302第二产业占GDP 比重-0.948-0.2770.052-0.855-0.458-0.194第三产业占GDF 比重0.9590.247-0.0640.8620.4640.161农林牧渔业总产值0.850-0.1100.4490.4020.8790.027固定资产投资0.2090.8680.2660.2470.0890.894社会消费品零售总额0.9640.1720.0260.7970.5550.126农田有效灌溉面积0.380-0.4770.1870.0760.500-0.389粮食产量-0.7210.6040.306-0.584-0.3710.707图4㊀2010 2020年兰州市常住人口兰州的城市化率从2010年的56%上升到2020年的62%,表明2010 2020年兰州的城市化将稳步发展,兰州的城市人口增加,农村人口将减少㊂随着农村人口的减少,可耕地仍未使用,最终将被转化为城市㊁农村㊁工业和采矿用地,导致可耕地面积减少㊂如图5所示㊂(2)经济的发展对土地利用变化的影响㊂在本研究图5㊀2010 2020年城镇人口和乡村人口对比中,选择了兰州市2010 2020年的地均GDP 和城市居民点㊁工矿用地面积进行分析(见图6)㊂从图中可以看出城市居民点㊁工矿用地和地均GDP 的变化几乎一致且一直处于上升趋势,说明经济发展和土地利用变化之间有一定的关系㊂本研究分析和研究了兰州市2010 2020年的土地利用变化及其影响因素㊂首先,分析兰州市土地利用变化特征,用了三个办法,包括:土地利用类型转化(面积转移矩阵)㊁土地利用动态度和土地利用程度,这三个办法比较充分的反映除了兰州市土地利用变化情况㊂其次,从自然和社会经济因素角度分析研究影响兰州市土地利用变化的主要驱动因素㊂因为包括气候等的自然因素短期内对土地变化的影响不大,而社会经济因素中所选择的因子对土地利用变化有很大影响㊂所以运用主成分分析法,得出兰州市土地利用变化的主要驱动因素㊂最终得出以下结论:2010 2020年,兰州的主要土地使用模式发生了变化:耕地及林地主要转化为草地和城市㊁农村㊁工矿用地;草地主要转化为城市㊁农村㊁工矿用地和耕地用地;其他用地主要转化为草地㊂兰州市土地利用综合指数不断上升,土地利用处于发展阶段㊂自然因素㊃72㊃㊀㊀研究报告中㊀国㊀林㊀业㊀经㊀济2023年第5期图6 地均GDP 和城镇村及工矿用地关系在一定程度上决定了兰州市的土地利用变化模式㊂兰州市2010 2020年土地利用变化驱动因素主要为社会经济因素,社会经济因素主要为人口㊁经济发展和城镇化水平㊂由此,对于兰州市的土地利用变化提出三点建议㊂首先,坚决保护耕地与基本农田,巩固兰州市的农业发展,各县(区)根据‘基本农田保护条例“,设立基本农田保护区,稳定农业及粮食生产;其次,合理利用各种土地资源,制定各项优惠政策,鼓励和支持单位㊁个人投资土地开发整理,将土地开发整理与农业结构调整,防治水土流失和荒漠化相结合,使得土地开发整理进入规范化的轨道;最后,需要保障国民经济建设的用地需求,从而促进兰州市人口增长,加快经济发展及提高城镇化水平㊂参考文献:[1]刘纪远,张增祥,徐新良,等.21世纪初中国土地利用变化的空间格局与驱动力分析[J ].地理学报,2009,64(12):1411-1420.[2]蔡运龙.土地利用/土地覆被变化研究:寻求新的综合途径[J ].地理研究,2001(6):645-652.[3]宋雪婷.2010 2018年武威市土地利用变化及驱动因素研究[D ].兰州:兰州大学,2021.[4]MamatSawut ,MamattursunEziz ,TaxpolatTiyip.The effects of land -use change one cosystemservise value of desert 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土地利用变化的驱动因素及影响研究
土地利用变化的驱动因素及影响研究随着城市化的加速，土地利用变化越来越频繁、复杂，因此土地利用变化的驱动因素及其影响成为研究者关注的重点。
本文将从人口、经济、资源、政策等角度探讨土地利用变化的驱动因素及其影响，以期为相关决策制定提供参考。
一、人口驱动因素人口是土地利用变化的重要驱动因素，其影响主要来自于人口数量的变化和人口结构的转变。
首先，随着人口的增长，城市规模不可避免地会扩大，因而带来对土地利用的需求增加。
其次，随着人口老龄化和单独居住的比例增加，住宅及其配套设施的需求也将大幅增加。
这些因素都是人口驱动土地利用变化的重要因素。
而影响则表现为：人口的转移将引起农村的人口减少和城市居民的增多，从而导致工业及商业用地需求增加，农业用地逐渐减少；人口年龄结构变化会带来不同年龄层对住房、教育、医疗等方面的需求的变化，也将逐渐改变土地利用的需求和结构。
二、经济驱动因素经济是推动土地利用变化的又一重要驱动因素。
当经济发展到一定阶段时，人们对土地利用需求的种类和数量都发生了巨大的变化。
首先，城市化的发展，将带动房屋建设、道路建设、商业、工业等各个方面的用地需求增加，从而推动土地利用的改变。
其次，城市化也会对农村经济产生影响，促进农村产业的发展，从而导致农业用地的变化。
影响方面，土地利用的改变与经济的发展紧密相关，高速经济发展会导致对土地的需求不断扩大，也将加剧对自然生态环境的破坏，从而引起一系列环境和社会问题。
三、资源驱动因素资源是决定土地利用变化的重要因素之一，决定土地利用变化的原因往往来自于资源的短缺或相当贵重的利用。
人们对水、土壤、矿产等资源的需求是土地利用变化的直接因素，而这些资源的缺乏则会加速人们对新资源的开发。
例如，水源缺乏将会导致对新的水源的寻求，而这可能会导致其他用地类型的转换。
资源的贵重性将导致产业和服务业的需求、消费者和城市居民的生活方式都逐渐地改变，从而影响土地的利用方式。
影响方面，人们对资源的开发过度可能会基本废坏原本景观优美的自然资源，从而导致生物多样性的下降和自然灾害的增加。
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城市土地利用变化模型及其驱动因素探究引言
城市土地利用变化是城市化进程中的重要问题，它直接影响到城市规划、土地资源的可持续利用以及社会经济发展。
了解城市土地利用变化模型及其
驱动因素，对于合理规划城市发展、保护土地资源具有重要价值。
本文将探
究城市土地利用变化模型及其驱动因素，以期提供理论与实务指导。
一、城市土地利用变化模型
城市土地利用变化模型是对城市土地利用变化的规律进行建模描述的方法，旨在揭示土地利用变化的动态过程，以帮助预测未来的土地利用情况。
目前常见的城市土地利用变化模型有马尔可夫链模型、细胞自动机模型和基
于地统计学的模型等。
1. 马尔可夫链模型
马尔可夫链模型是一种基于概率的统计模型，通过分析土地利用状态之
间的转移概率，预测未来的土地利用状况。
该模型假设土地利用状态之间的
转移概率只与当前状态有关，与历史状态无关。
马尔可夫链模型简单、易于
计算，但不考虑历史的影响因素，模拟结果有一定的不确定性。
2. 细胞自动机模型
细胞自动机模型是一种基于空间交互的模型，将城市土地划分为若干个
细胞，并根据细胞之间的交互规则模拟土地利用变化过程。
该模型考虑了空
间布局的影响，可以较好地模拟城市土地利用的空间分布特征。
然而，细胞
自动机模型的参数设置较为复杂，对数据的要求较高。
3. 基于地统计学的模型
基于地统计学的模型是一种通过对土地利用变化进行区域统计分析，揭示其空间分布格局与变化趋势的方法。
该模型通过构建土地利用变化的空间模式，探讨土地利用变化与驱动因素之间的关系，并预测未来的土地利用情况。
这种模型同时考虑了驱动因素的作用，可以为城市规划和土地资源管理提供科学依据。
二、城市土地利用变化的驱动因素
城市土地利用变化是多种驱动因素的综合结果，从经济、社会、环境等多个角度分析驱动因素，对于把握城市土地利用变化的规律及制定相应的政策具有重要意义。
以下是常见的城市土地利用变化的驱动因素。
1. 经济因素
经济因素是城市土地利用变化的主要驱动力之一。
城市化进程中，经济发展对土地利用的需求不断增长，特别是工业和商业用地。
城市发展的不均衡性也会导致不同区域土地利用的差异。
经济因素对于城市土地利用变化模型的构建和预测具有重要影响。
2. 社会因素
社会因素是城市土地利用变化的重要驱动因素之一。
人口增长、城市化进程、社会需求的变化都会影响土地利用的需求和变化。
人口密度的增加和社会结构的变化往往会引发城市扩张、土地利用结构的调整等变化。
因此，社会因素对于城市土地利用变化模型的构建具有重要作用。
3. 环境因素
环境因素是城市土地利用变化的重要驱动因素之一。
城市化进程中，环
境保护和资源管理是重要的考虑因素。
环境保护限制了城市土地利用的扩张，推动了土地利用的结构调整和节约性利用。
因此，对于城市土地利用变化模
型的构建和预测，环境因素也是需要考虑的要素之一。
结论
本文基于城市土地利用变化模型及其驱动因素，对城市土地利用变化进
行了探究。
城市土地利用变化模型的建立可以帮助预测未来的土地利用情况，指导合理规划城市发展。
经济、社会和环境等因素是城市土地利用变化的主
要驱动力，它们相互作用决定了城市土地利用的格局和变化趋势。
在今后的
研究中，应该继续探讨城市土地利用模型的改进和精确度提高，深入研究驱
动因素之间的相互关系，为城市规划和土地资源管理提供科学依据，促进城
市可持续发展的实现。