鄭州市土地可持續(xù)利用的模擬與評價

王俊嶺，楊雅萍，楊 飛，孫九林，荊文龍，3

（1.陜西師范大學(xué) 旅游與環(huán)境學(xué)院，西安710062；2.中國科學(xué)院地理科學(xué)與資源研究所，北京100101；3.河南大學(xué) 環(huán)境與規(guī)劃學(xué)院，河南 開封475001）

土地資源持續(xù)利用是區(qū)域可持續(xù)發(fā)展的重要基礎(chǔ)，提高土地利用效率，優(yōu)化土地資源配置是推動區(qū)域經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的重要保障。20世紀(jì)90年代以來，隨著可持續(xù)發(fā)展思想的提出，土地資源可持續(xù)利用的研究，引起國際社會的廣泛關(guān)注［1］，并成為土地利用研究的熱點(diǎn)問題。當(dāng)前國內(nèi)關(guān)于土地可持續(xù)利用管理的研究，多側(cè)重于討論可持續(xù)利用的內(nèi)涵和大尺度評價方面［2－3］。許多學(xué)者紛紛展開了對土地資源可持續(xù)利用評價研究。嫣然等［4］從資源環(huán)境協(xié)調(diào)性、經(jīng)濟(jì)可行性和社會可接受性三方面建立了土地可持續(xù)利用評價指標(biāo)體系。袁磊等［5］基于循環(huán)經(jīng)濟(jì)理念對土地資源的可持續(xù)利用的導(dǎo)向作用，構(gòu)建黑龍江省土地可持續(xù)利用評價體系。有學(xué)者認(rèn)為土地綜合承載力的評價，可以為研究區(qū)土地資源的合理開發(fā)、優(yōu)化配置、可持續(xù)利用等方面提供指導(dǎo)。王書華等將土地綜合承載力定義為：在某一時間和空間范圍內(nèi)，一定的自然能源、科學(xué)技術(shù)和資金投入，在保證與其社會文化準(zhǔn)則相符合的物質(zhì)文化生活水平條件下，土地資源所能持續(xù)承載人類各種活動的規(guī)模和強(qiáng)度的閾值［6］。也有學(xué)者認(rèn)為環(huán)境敏感性高的區(qū)域容易產(chǎn)生生態(tài)環(huán)境問題，將極大地制約當(dāng)?shù)厣鐣目沙掷m(xù)發(fā)展，因此在環(huán)境敏感性高的區(qū)域，生態(tài)環(huán)境保護(hù)和恢復(fù)應(yīng)成為土地可持續(xù)利用發(fā)展的前提。歐陽志云等認(rèn)為環(huán)境敏感性是指一定區(qū)域內(nèi)生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)對人類活動和自然干擾的敏感程度［7］?？梢园l(fā)現(xiàn)，土地可持續(xù)利用評價研究更多地關(guān)注當(dāng)前時間節(jié)點(diǎn)上，資源環(huán)境和社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展等要素對土地可持續(xù)利用的影響，沒有考察現(xiàn)狀的土地資源利用和理想的可持續(xù)利用之間的差距，缺少對未來情境下土地可持續(xù)利用變化的分析、預(yù)測與評估研究［8］。在可持續(xù)利用情景下，模擬研究土地利用空間分布，涉及到影響土地資源可持續(xù)利用變化的諸多驅(qū)動因子，是一個相當(dāng)復(fù)雜的過程，一直是學(xué)術(shù)界研究的熱點(diǎn)［9］。2011年，隨著中原經(jīng)濟(jì)區(qū)開發(fā)正式成為國家戰(zhàn)略，鄭州市作為中原經(jīng)濟(jì)區(qū)核心城市，成為引領(lǐng)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展的核心區(qū)。因此鄭州市進(jìn)入了城市化快速推進(jìn)的時期，土地利用變化顯著。在這樣的背景下，如何在維護(hù)生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的前提下，實現(xiàn)土地資源可持續(xù)利用成為迫切需要解決的問題。

本文將利用由荷蘭瓦格寧根大學(xué)的Verburg等科學(xué)家研發(fā)的土地利用變化及效應(yīng)模型（Conversion of Land Use and its Effects Model，CLUE－S Model），該模型是模擬中小尺度上土地利用變化及其環(huán)境效應(yīng)的模型。該模型在土地利用和覆被變化、土地利用環(huán)境效應(yīng)、土地利用政策研究等許多領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，可以較好地開展未來情境下土地利用變化空間分布特征的模擬研究。本文采用層次分析法對鄭州市土地環(huán)境承載力和敏感性進(jìn)行分析，在評價研究區(qū)土地可持續(xù)利用現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，利用CLUE－S模型預(yù)測未來土地資源可持續(xù)利用發(fā)展趨勢?；谠O(shè)定的可持續(xù)利用情景，模擬鄭州市未來土地格局的動態(tài)變化及土地利用需求，以期為研究區(qū)的土地利用動態(tài)規(guī)劃、區(qū)域土地利用模式優(yōu)化提供科學(xué)依據(jù)，并為相關(guān)部門的土地資源開發(fā)決策提供理論依據(jù)及時政參考。

1 研究區(qū)概況與數(shù)據(jù)來源

1.1 研究區(qū)概況

鄭州市位于河南省中部偏北，北臨黃河，西依嵩山，南與平頂山市毗鄰，東與開封市接壤，是中原經(jīng)濟(jì)區(qū)的核心發(fā)展區(qū)［10］。地理位置介于東經(jīng)112°42′—114°14′，北 緯 34°16′—34°58′，土地總面 積 7 532 km2。本次研究范圍主要包括：中原區(qū)、二七區(qū)、金水區(qū)、惠濟(jì)區(qū)、上街區(qū)、管城回族區(qū)，鞏義市、新鄭市、登封市、新密市、滎陽市、中牟縣等6個市轄區(qū)，5個縣級市和一個縣。截至2012年底，鄭州市總?cè)丝谶_(dá)到910萬人，人口密度居全國省會城市第二位，生產(chǎn)總值達(dá)到5 547億元，名列全國288個地級以上城市第20位，全國35個大中城市第16位，全國27個省會城市第8位。鄭州市屬北溫帶大陸性季風(fēng)氣候，冷暖適中、四季分明，春季干旱少雨，夏季炎熱多雨，秋季晴朗日照長，冬季寒冷少雨，年平均氣溫14～14.3℃。鄭州年平均降雨量640.9mm，無霜期220d，全年日照時間約2 400h。

研究區(qū)橫跨中國第二三地貌臺階，整體地形西高東低，西南部嵩山屬于第二級地貌臺階前緣，東部平原為第三級地貌臺階的組成部分，山地與平原之間是低山丘陵地帶。土地利用結(jié)構(gòu)類型多樣，農(nóng)用地比重較高，土地利用呈一定的地區(qū)分布規(guī)律，耕地、城鎮(zhèn)工礦用地等主要分布在平原地區(qū)，林地則主要分布在山地丘陵區(qū)域，牧草地分布在林地和其他用地的過渡地帶，土地利用程度和利用效益相對較高，土地利用效益的區(qū)域差異明顯。

1.2 數(shù)據(jù)來源

不同驅(qū)動因素對土地利用變化的影響與控制作用是不同的［11］。考慮到短期土地利用變化的驅(qū)動因子多與人類活動有關(guān)，研究中借鑒前人經(jīng)驗，考慮數(shù)據(jù)的可獲取性，選取以下11個影響因子：人口密度、GDP、海拔、坡度、坡向、年均溫度、年均降水量、距鄉(xiāng)鎮(zhèn)居民點(diǎn)遠(yuǎn)近、距河流遠(yuǎn)近、距主要公路遠(yuǎn)近、距主要鐵路遠(yuǎn)近。根據(jù)選擇的因子，本文應(yīng)用的主要數(shù)據(jù)及其來源見表1。

土地利用數(shù)據(jù)的類型劃分采用《土地資源分類系統(tǒng)》標(biāo)準(zhǔn)，共有6個一級類、25個二級類。本文根據(jù)當(dāng)前鄭州市經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求，結(jié)合當(dāng)期鄭州市土地利用規(guī)劃中對土地利用類型的分類，將土地利用類型重新歸并為7類（表2）。

表1 數(shù)據(jù)列表與數(shù)據(jù)來源

表2 土地利用分類體系

2 研究方法

2.1 CLUE－S模型模擬方案

本文利用CLUE－S模型模擬可持續(xù)發(fā)展情境下鄭州市土地利用變化。該模型中情景分析模塊是探索現(xiàn)有的土地利用方式和政策選擇所存在風(fēng)險的有效工具，考慮多方面的影響因素，從不同的途徑給決策部門提供更加全面、更加有意義的科學(xué)參考依據(jù)［12］。該模型根據(jù)可持續(xù)情景的實際土地利用結(jié)構(gòu)，通過識別和量化影響土地利用變化的自然和經(jīng)濟(jì)影響要素，定量模擬土地利用的空間分布。

2.1.1 CLUE－S模型空間模塊 CLUE－S模型采取經(jīng)驗建模的方法，通過建立土地利用空間分配和驅(qū)動因子之間的回歸關(guān)系，模擬土地利用變化的空間分布［13］。對于經(jīng)過處理的各驅(qū)動因子，運(yùn)用Logistic逐步回歸對每一柵格單元可能出現(xiàn)某一種土地利用類型的概率進(jìn)行診斷，其計算公式為：

式中：Pi——每一個柵格中可能出現(xiàn)某一地類i的概率；X——各備選的驅(qū)動因素；β——Logistic逐步回歸方程診斷出的關(guān)系系數(shù)，其中β0為常數(shù)項，β1—β0——X1i—Xni各備選驅(qū)動因素與各土地利用類型i之間的相關(guān)度，β值越高，代表其相關(guān)度越大，其正負(fù)號，表示正負(fù)相關(guān)。

CLUE－S模型最終模擬的研究區(qū)土地利用空間分配，是在綜合分析土地利用的空間分布概率、土地利用變化規(guī)則和研究區(qū)起始年土地利用現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，根據(jù)總概率TPROP（又稱相對適宜度，式2）對土地利用需求進(jìn)行空間分配的過程［14］。

式中：TPROPi，u——第i個柵格上適合第u類土地利用類型的總概率；ELASu——研究中設(shè)置的土地利用類型u的轉(zhuǎn)換彈性；ITERu——土地利用類型u的迭代變量；Pi，u——通過Logistic回歸方程求得的各土地利用類型空間分布概率。

2.1.2 CLUE－S模型非空間模塊 土地利用非空間模塊是CLUE－S模型中另一個重要的模塊，主要包括土地利用需求分析和土地轉(zhuǎn)換規(guī)則分析。

（1）土地利用需求分析。土地利用情景的設(shè)定始終與土地利用發(fā)展方式，生態(tài)環(huán)境優(yōu)化，社會經(jīng)濟(jì)規(guī)劃目標(biāo)等影響因子緊密結(jié)合，并將量化的設(shè)定結(jié)果納入到土地利用變化空間模擬中［15］。在總結(jié)其他地區(qū)案例研究的經(jīng)驗，結(jié)合鄭州市土地利用現(xiàn)狀以及《鄭州市土地利用總體規(guī)劃（2006—2020年）》等規(guī)劃文本中對各種土地利用類型的目標(biāo)面積比例，線性內(nèi)插出規(guī)劃情境下的土地利用需求。

在規(guī)劃情景（表3）的基礎(chǔ)上，預(yù)測2020年鄭州市的土地利用格局變化。該情景中，引入?yún)^(qū)域環(huán)境可持續(xù)利用意識，在既能最大程度實現(xiàn)各部門經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃目標(biāo)，又能實現(xiàn)生態(tài)環(huán)境可持續(xù)利用發(fā)展的情況下，對根據(jù)規(guī)劃情景設(shè)定的土地利用需求模塊進(jìn)行優(yōu)化，設(shè)定鄭州市2020年各種土地利用類型的數(shù)量分配。

（2）轉(zhuǎn)換規(guī)則分析。土地利用轉(zhuǎn)換穩(wěn)定性（ELAS參數(shù)）主要表征土地利用類型之間轉(zhuǎn)換的難易程度，0表示土地類型容易發(fā)生轉(zhuǎn)化，1表示土地類型不發(fā)生轉(zhuǎn)化。ELAS值越接近于0則表示該土地利用類型越容易轉(zhuǎn)化為其他土地利用類型，越接近于1則相反。根據(jù)可持續(xù)情景的設(shè)定，結(jié)合前人研究，研究中分別將農(nóng)用地、林地、園地、草地、水域、城鎮(zhèn)建設(shè)用地、農(nóng)村居民點(diǎn)用地和其他建設(shè)用地的ELAS值設(shè)置為0.7，0.9，0.7，0.6，0.9，1.0，0.7和0.9。

2.2 土地綜合承載力和土壤環(huán)境敏感性評價

土地綜合承載力和土壤環(huán)境敏感性評價是多指標(biāo)綜合評價，首先要對研究區(qū)社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展、土地利用現(xiàn)狀、土壤環(huán)境、資源環(huán)境等進(jìn)行分析，探討研究區(qū)土地綜合承載力和環(huán)境敏感性的影響因子，構(gòu)建評價指標(biāo)體系。然后運(yùn)用在多目標(biāo)規(guī)劃領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用價值的層次分析法（AHP法）［16］確定各影響因子的權(quán)重，進(jìn)而計算鄭州市土地綜合承載力和土壤環(huán)境敏感性。研究中，對于土地綜合承載力的評價，主要基于水土資源、環(huán)境質(zhì)量、社會人文和經(jīng)濟(jì)技術(shù)4個子系統(tǒng)，選取20個具體指標(biāo)以期全面綜合地反映鄭州市土地承載力的各個相關(guān)方面，通過層次分析法確定各指標(biāo)權(quán)重，然后運(yùn)用多指標(biāo)決策計算法得到各縣市土地綜合承載力。而對于土壤環(huán)境敏感性的評價，則主要考慮研究區(qū)土地環(huán)境特點(diǎn)，選取土壤質(zhì)地、土壤資源評價、土壤pH值、地形起伏度等相關(guān)指標(biāo)，在前人研究基礎(chǔ)上分析確定各指標(biāo)的權(quán)重，最終得到研究區(qū)土壤環(huán)境敏感性分級圖。

3 結(jié)果與分析

3.1 CLUE－S模型模擬結(jié)果及精度分析

3.1.1 模擬結(jié)果分析 根據(jù)可持續(xù)情景設(shè)定的各參數(shù)，CLUE－S模型模擬結(jié)果如附圖3所示。鄭州市各類型土地利用變化表現(xiàn)為：（1）隨著中原經(jīng)濟(jì)區(qū)規(guī)劃的實施，鄭州市的核心城市地位得到加強(qiáng)，故城鎮(zhèn)建設(shè)用地和工礦建筑用地增加明顯，與2000年相比，2020年城鎮(zhèn)和工礦建設(shè)用地比重增加4.67%；（2）農(nóng)村居民點(diǎn)用地在城鎮(zhèn)化建設(shè)的過程中呈明顯減少趨勢，到2020年農(nóng)村居民點(diǎn)用地比重將減少2.72%，且主要呈現(xiàn)圍繞城鎮(zhèn)和工礦建設(shè)用地集中趨勢，零星分布的農(nóng)村居民點(diǎn)用地將通過土地整理及復(fù)墾的方式轉(zhuǎn)變?yōu)檗r(nóng)業(yè)用地，實現(xiàn)耕地占補(bǔ)平衡；（3）林地面積穩(wěn)步增加，相對于2000年比重增加1.67%，增加部分主要集中在鄭州市西南部；（4）園地面積逐步增加，在維系當(dāng)前平原區(qū)宜園土地面積的基礎(chǔ)上，在研究區(qū)西南部結(jié)合農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整相關(guān)政策，部分丘陵中的陡坡耕地轉(zhuǎn)變?yōu)閳@地，園地面積擴(kuò)大。

表3 “規(guī)劃情景”相關(guān)背景

對比分析2020年預(yù)測土地利用數(shù)據(jù)與2000年土地利用現(xiàn)狀，如附圖4所示，根據(jù)模型預(yù)測結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，未來研究區(qū)土地利用結(jié)構(gòu)會發(fā)生較大的變化，城鎮(zhèn)建設(shè)用地增長幅度達(dá)到4.67%，說明鄭州市城市規(guī)模將繼續(xù)擴(kuò)大，城鎮(zhèn)化水平將進(jìn)一步提高；自然綠地，尤其是草地大面積減少，主要集中表現(xiàn)在鄭州市西南部丘陵地帶，大多被城鎮(zhèn)建設(shè)用地所侵蝕；農(nóng)業(yè)用地少量減少，主要表現(xiàn)在主城區(qū)和其他較大規(guī)模的建制鎮(zhèn)周邊郊區(qū)?？傮w來看，鄭州市西部地區(qū)的鞏義市和登封市土地利用變化劇烈，建設(shè)用地明顯增加，這主要是體現(xiàn)鄭州市城市總體發(fā)展規(guī)劃中“一帶四域”的規(guī)劃思想，即鄭州市未來城市發(fā)展，重點(diǎn)打造鞏義市、登封市、新鄭市、新密市4個二級中心城市，并沿310國道由中心城區(qū)到鞏義市沿線城鎮(zhèn)構(gòu)成城鎮(zhèn)發(fā)展帶。

3.1.2 模擬精度分析 通常檢驗回歸分析結(jié)果都是以ROC（Relative Operating Characteristics）［17］值作為判斷標(biāo)準(zhǔn)，ROC值越高說明影響因子對因變量解釋程度越好。一般認(rèn)為，當(dāng)ROC的值大于0.7時，所確定的驅(qū)動因子具有較好的解釋能力［18］，模擬地類的分布和真實的地類分布之間具有較好的一致性。本次研究回歸分析結(jié)果如表4所示，可以看出，土地利用類型ROC值均高于0.75。這說明，選取的驅(qū)動因子可以較好地解釋各類土地利用類型的空間分布格局。

其次，運(yùn)用Kappa指數(shù)對模擬結(jié)果進(jìn)行檢驗。使用地球系統(tǒng)科學(xué)數(shù)據(jù)共享中心2005年1∶25萬土地利用現(xiàn)狀圖對2005年土地利用模擬結(jié)果進(jìn)行檢驗。模擬正確的柵格數(shù)為107 483，占總柵格數(shù)的88.75%，綜合Kappa指數(shù)為78.59%，根據(jù)Kappa指數(shù)大于75%具有較好一致性的理論［19］，說明模擬結(jié)果整體趨勢與土地利用現(xiàn)狀吻合較好，模擬精度較高。

3.2 土地環(huán)境承載力分析

隨著人口的快速增長，工業(yè)化和城市化的發(fā)展，城鎮(zhèn)建設(shè)用地對農(nóng)用地和自然綠地的侵占，人類對土地的需求不斷擴(kuò)大，人口與糧食供給、土地資源需求與生態(tài)環(huán)境間的矛盾愈來愈尖銳。尤其是大中原經(jīng)濟(jì)區(qū)戰(zhàn)略的實施，鄭州市作為重點(diǎn)發(fā)展地區(qū)，迅猛增長的城鎮(zhèn)人口和城市用地的擴(kuò)張必將給城市發(fā)展造成較大的壓力；隨著經(jīng)濟(jì)的進(jìn)一步發(fā)展，許多重大投資項目在該區(qū)域落地，這將進(jìn)一步增加了對土地的需求，土地供需矛盾日益突出。為進(jìn)一步探討研究區(qū)土地供給能力，根據(jù)前人研究，運(yùn)用多指標(biāo)決策計算法，求得鄭州市各縣域土地綜合承載力的綜合評價值（表5）。

表4 驅(qū)動因素Logistic回歸系數(shù)

表5 鄭州市各縣土地綜合承載力各子系統(tǒng)評價值

根據(jù)各城市土地綜合承載力各子系統(tǒng)及綜合評價值，繪制出各支承系統(tǒng)的評價曲線和綜合評價曲線圖（圖1），結(jié)合圖表信息，對鄭州市各縣土地綜合承載力分析如下。

圖1 各縣土地綜合承載力評價值曲線

鄭州市各縣土地綜合承載力呈現(xiàn)較明顯的空間差異，土地綜合承載力指數(shù)較高的是鄭州市轄區(qū)為0.515 9，最低的是鞏義市為0.267 9，極差為0.248 0。鄭州市市轄區(qū)處于中等承載力水平，從圖1中可以看出，鄭州市轄區(qū)的經(jīng)濟(jì)技術(shù)、社會人文子系統(tǒng)評價值較高，其水土資源系統(tǒng)和生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)承載力較弱。而鞏義市各個子系統(tǒng)評價值均較低，導(dǎo)致土地綜合承載力整體水平為鄭州市最低值。中牟縣良好的水土資源彌補(bǔ)了其在社會經(jīng)濟(jì)和生態(tài)環(huán)境方面的不足，土地綜合承載力在鄭州市處于中等水平。而登封市在社會經(jīng)濟(jì)方面均處于較低水平，盡管該地區(qū)生態(tài)環(huán)境子系統(tǒng)的評價值在研究區(qū)各縣中排在第一位，系統(tǒng)間的協(xié)調(diào)性不足，導(dǎo)致登封市土地綜合承載力上不能達(dá)到較高水平。

3.3 土壤環(huán)境的敏感性分析

隨著經(jīng)濟(jì)規(guī)模和城市規(guī)模的不斷擴(kuò)大，資源和環(huán)境的壓力也越來越大。同時由于土地利用結(jié)構(gòu)的變化和自然綠地的減少，土壤質(zhì)量也面臨著極大的挑戰(zhàn)。環(huán)境敏感性的評價研究是在不考慮人類活動影響的前提下，分析評價區(qū)域生態(tài)過程在自然狀況下，產(chǎn)生生態(tài)環(huán)境問題的可能性大小。敏感性高的區(qū)域，當(dāng)受到人類不合理活動影響時，就更容易產(chǎn)生生態(tài)環(huán)境問題［20］，將成為土地利用可持續(xù)發(fā)展模式中需要密切關(guān)注的地區(qū)。本研究采用可持續(xù)發(fā)展理論為依據(jù)的，綜合考慮研究區(qū)土地環(huán)境特點(diǎn)，選取土壤質(zhì)地、土壤資源評價、土壤pH值、地形起伏度等指標(biāo)，在前人研究基礎(chǔ)上分析確定各指標(biāo)的權(quán)重，最終得到鄭州市土壤環(huán)境敏感性綜合評價圖（附圖5）。

由以上分析可以發(fā)現(xiàn)，鄭州市整體土壤環(huán)境敏感性較高，高度敏感以上區(qū)域占總面積的40%以上。這主要由于鄭州市水土協(xié)調(diào)性差，生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)受到一定破壞。極敏感區(qū)集中分布在鄭州市西北部鞏義市與滎陽市接壤地區(qū)，該區(qū)域地處岳山、廣武山丘陵地帶，土壤類型以砂土為主，極易受人類活動影響。相對穩(wěn)定的區(qū)域主要分布在登封市轄區(qū)內(nèi)，這一結(jié)論同登封市土地綜合承載力分析結(jié)果相同，登封市生態(tài)環(huán)境子系統(tǒng)的承載力較高，這是由于登封市地貌類型多樣，以山地丘陵為主，其中山地面積60 793.19 hm2，占全市土地總面積的50.20%，林業(yè)資源較豐富。研究區(qū)東部地形地貌主要以平原為主，地勢較為平坦，但是由于區(qū)域性開發(fā)活動對生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生較大干擾和破壞，林地面積分布相對較少，資源環(huán)境承載力逐漸減弱，工業(yè)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展也對環(huán)境帶來了一定的影響，使得該區(qū)域成為較高的土壤環(huán)境敏感區(qū)。隨著經(jīng)濟(jì)的進(jìn)一步發(fā)展，許多重大投資項目在研究區(qū)落地，這將進(jìn)一步增加了對土地的需求。隨著經(jīng)濟(jì)規(guī)模和城市規(guī)模的不斷擴(kuò)大，資源和環(huán)境的壓力也越來越大。同時由于土地利用結(jié)構(gòu)的變化和自然綠地的減少，土壤質(zhì)量也面臨著極大的挑戰(zhàn)。

4 結(jié)論

經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，離不開土地資源的可持續(xù)利用。分析結(jié)果表明，鄭州市地處生態(tài)環(huán)境敏感帶，生態(tài)環(huán)境易遭人類活動破壞，土地資源綜合承載力較低。人口的激增，導(dǎo)致人口與生態(tài)環(huán)境矛盾加劇；采取的掠奪式開發(fā)利用追求經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，造成土地綜合承載力較低。參照CLUE－S模型模擬的未來土地利用需求，鄭州市土地利用發(fā)展現(xiàn)狀，不符合土地資源的可持續(xù)利用要求，不利于社會經(jīng)濟(jì)的快速穩(wěn)定發(fā)展。因此為實現(xiàn)鄭州市土地資源的可持續(xù)開發(fā)利用，應(yīng)從以下幾方面考慮：

（1）合理調(diào)整土地利用結(jié)構(gòu)，土地利用結(jié)構(gòu)和土地綜合承載力與環(huán)境承載力息息相關(guān)，因此應(yīng)該合理調(diào)整土地利用結(jié)構(gòu)。首先，農(nóng)用地結(jié)構(gòu)調(diào)整以生態(tài)文明建設(shè)和耕地保護(hù)為前提，在保證耕地保有量的基礎(chǔ)上，優(yōu)化農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)發(fā)展。其次，應(yīng)該合理增加建設(shè)用地規(guī)模，一方面保證鄭州市經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展用地需求，另一方面應(yīng)優(yōu)化經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式，努力減少土地資源的浪費(fèi)和閑置。

（2）優(yōu)化用地空間格局，根據(jù)土地綜合承載力和土壤環(huán)境敏感性評價，優(yōu)化鄭州市各用地布局。首先依據(jù)鄭州市自西向東“山地—丘陵—平原”的地貌特征，在環(huán)境敏感性較高的山區(qū)，因地制宜地發(fā)展園地和進(jìn)一步增加林地的面積。在中部地區(qū)，依托鄭州市轄區(qū)，依照“產(chǎn)業(yè)集聚、用地集約”的原則優(yōu)化建設(shè)用地布局，提高土地資源利用率。在平原地區(qū)，則應(yīng)科學(xué)合理地調(diào)整基本農(nóng)田布局。

（3）提高社會環(huán)保意識，加強(qiáng)生態(tài)文明建設(shè)。在保證未來土地利用需求的基礎(chǔ)上，對土地資源進(jìn)行合理、適度開發(fā)。在鄭州市大中原經(jīng)濟(jì)區(qū)發(fā)展戰(zhàn)略執(zhí)行過程中，應(yīng)提高環(huán)境保護(hù)意識，積極采取植樹造林、退耕還林草等措施防止水土流失。并加大生活和工業(yè)污染的治理力度，減少因污染造成的土地資源浪費(fèi)。

本文亦存在一些值得改進(jìn)的問題。其一，影響因子的選取問題：文中只選取了11個影響因子，盡管得到了較理想的模擬精度，但如能獲得更精確，更全面的數(shù)據(jù)，模擬精度將更高；其二，如何將土地綜合承載力和環(huán)境敏感性分析融入到CLUE－S模型的情景分析模塊中，以更好地模擬研究區(qū)未來土地利用變化的空間分布，而不是簡單地進(jìn)行對比分析應(yīng)成為后續(xù)研究的重點(diǎn)。

［1］ Carter M R.Soil quality for sustainable land management［J］.Agronomy Journal，2002，94（1）：38－47.

［2］ 王秀茹，韓興，朱國平，等.關(guān)于土地開發(fā)整理與生態(tài)環(huán)境問題的分析［J］.水土保持研究，2004，11（3）：151－153.

［3］ 王紅瑞，張文新，董艷艷，等.區(qū)域土地利用規(guī)劃環(huán)境影響評價（Ⅰ）：理論篇［J］.水土保持研究，2008，15（6）：203－209.

［4］ 鄢然，雷國平，孫麗娜，等.基于灰色關(guān)聯(lián)法的哈爾濱市土地可持續(xù)利用評價研究［J］.水土保持研究，2012，19（1）：154－158.

［5］ 袁磊，雷國平，張小虎.基于循環(huán)經(jīng)濟(jì)理念的黑龍江土地可持續(xù)利用評價［J］.水土保持研究，2010，17（1）：127－133.

［6］ 王書華，曹靜.土地綜合承載力評價指標(biāo)體系的構(gòu)建及應(yīng)用［J］.河北師范大學(xué)學(xué)報：自然科學(xué)版，2001，25（1）：129－133.

［7］ 歐陽志云，王效科，苗鴻.中國生態(tài)環(huán)境敏感性及其區(qū)域差異規(guī)律研究［J］.生態(tài)學(xué)報，2000，20（1）：9－12.

［8］ Foley J A，DeFries R，Asner G P，et al.Global consequences of land use［J］.Science，2005，309（5734）：570－574.

［9］ 吳桂平，曾永年，馮學(xué)智，等.CLUE－S模型的改進(jìn)與土地利用變化動態(tài)模擬：以張家界市永定區(qū)為例［J］.地理研究，2010，29（3）：460－470.

［10］ 國家發(fā)展和改革委員會.中原經(jīng)濟(jì)區(qū)規(guī)劃［N］.河南日報，2012－12（3）.

［11］ Verburg P H，Veldkamp A，F(xiàn)resco L O.Simulation of changes in the spatial pattern of land use in China［J］.Applied Geography，1999，19（3）：211－233.

［12］ 郭延鳳，于秀波，姜魯光，等.基于CLUE模型的2030年江西省土地利用變化情景分析［J］.地理研究，2012，31（6）：1016－1028.

［13］ Verburg P H，Schot P P，Dijst M J，et al.Land use change modelling：current practice and research priorities［J］.GeoJournal，2004，61（4）：309－324.

［14］ 王麗艷，張學(xué)儒，張華，等.CLUE－S模型原理與結(jié)構(gòu)及其應(yīng)用進(jìn)展［J］.地理與地理信息科學(xué)，2010，26（3）：73－77.

［15］ Carvalho－Ribeiro S M，Lovett A，O′Riordan T.Multifunctional forest management in Northern Portugal：Moving from scenarios to governance for sustainable development［J］.Land Use Policy，2010，27（4）：1111－1122.

［16］ 馬愛慧，李默，李曉東.基于AHP的新疆土地利用綜合承載力研究［J］.云南地理環(huán)境研究，2007，19（3）：114－118.

［17］ Pontiu S J，Laura C S.Land－cover change model validation by an ROC method for the Ipswich watershed，Massachusetts，USA ［J］.Agriculture，Ecosystems and Environment，2001，85（1／2／3）：239－248.

［18］ 周銳，蘇海龍，王新軍，等.CLUE－S模型對村鎮(zhèn)土地利用變化的模擬與精度評價［J］.長江流域資源與環(huán)境，2012（2）：174－180.

［19］ pontius J.Quantification error versus location error in comparison of categorical maps［J］.Photogrammetric Engineering and Remote Sensing，2000，66（8）：1011－1016.

［20］ 艾喬.基于GIS的風(fēng)景區(qū)生態(tài)敏感性分析評價研究［D］.重慶：西南大學(xué)，2007.