1985—2014年南京江北新區(qū)土地利用格局變化及其歸因

黃譯萱,繆麗娟,2*，姜文浩，吳海玲，吳靖蕓，敖文瀚，鄢玲艷

(1.南京信息工程大學地理科學學院,江蘇南京 210044;2.德國萊布尼茨轉(zhuǎn)型經(jīng)濟體農(nóng)業(yè)發(fā)展研究所，農(nóng)場和農(nóng)村地區(qū)結(jié)構(gòu)發(fā)展部，德國 06120)

20世紀90年代以來，土地利用和土地覆被變化已成為全球環(huán)境變化研究的重點領(lǐng)域之一，同時也是資源科學、地理學、遙感信息科學等諸多學科的熱點研究方向[1]。南京有著深厚的文化底蘊和強大的城市綜合實力，但由于城市發(fā)展規(guī)劃和區(qū)位因素，江南、江北在城市建設(shè)等方面存在明顯差距[2]，江北地區(qū)發(fā)展明顯滯后。為了加快寧鎮(zhèn)揚同城化建設(shè)的步伐和南京都市圈協(xié)調(diào)發(fā)展[3]，2015年6月，國務院正式批復設(shè)立南京江北新區(qū)(全國第十三個國家級經(jīng)濟開發(fā)區(qū)，江蘇首個國家級新區(qū))，江北新區(qū)的設(shè)立標志著其規(guī)劃建設(shè)上升到一個國家級戰(zhàn)略問題[4]，勢必推動南京整個江北地區(qū)的快速發(fā)展。江北是我國近代化學工業(yè)的搖籃，新區(qū)擁有國家級、省級園區(qū)5個，2014年工業(yè)總產(chǎn)值超過3 800億元[5]。江北新區(qū)處于長江經(jīng)濟帶與東部沿海經(jīng)濟帶的交匯處，是長三角輻射帶動長江中上游地區(qū)發(fā)展的重要節(jié)點[6]，有著得天獨厚的地理區(qū)位優(yōu)勢[7]。在創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展和新型城鎮(zhèn)化建設(shè)等方面具有的示范引領(lǐng)作用，將推動江蘇省南部地區(qū)現(xiàn)代化建設(shè)和長江經(jīng)濟帶更好更快發(fā)展。

自古以來，耕地是受人類活動影響最大的土地利用類型，也是關(guān)系到我國耕地安全與糧食安全的重大問題[8]。隨著城市人口的不斷增長和經(jīng)濟的高速發(fā)展，人們對建設(shè)用地的需求急劇增加，導致大量農(nóng)用地資源特別是耕地資源被過度開發(fā)和利用[9]。南京這座城市也不例外，趙彥鋒等[10]研究表明南京市1984—2000年耕地面積減少速度較緩慢,但2000年后減少速度急劇加快(近年的減少速度約為2000年前的15倍，1984—2003年耕地減少總面積的59%被農(nóng)村居民點擴張占用，22%被南京市區(qū)擴張占用，14%被鄉(xiāng)鎮(zhèn)擴張占用，5%被縣城擴張占用)；馮效毅等[11]研究報告也認為1986—2002年，南京的土地利用變化總趨勢是耕地面積迅速減少，林地和水域用地變化不大，開發(fā)建設(shè)及居住用地增加，而有重要生態(tài)功能的濕地等類型面積急劇減少；佟光臣等[12]研究中同樣表示南京市土地利用格局在1986—1996年變化并不顯著，而1996—2002、2002—2013年變化明顯，居民點及建設(shè)用地的大幅擴張與耕地的快速減少是最直觀變化；荊銳等[13]研究表明2009—2014年江北新區(qū)建設(shè)用地總量持續(xù)上升，增加了4 495 hm2；宋開山等[14]認為土地利用/覆被變化是相當復雜的過程，不同土地類型間的變化是其空間變化主要特征，在時間變化上取決于人類利用土地方式的改變速度，兩者都涉及變化的內(nèi)容與幅度問題。綜上，雖然目前已有相關(guān)文獻以南京市城區(qū)為對象來進行研究，但當前僅針對2015年新設(shè)立的南京江北新區(qū)的歷史土地利用格局變化研究尚欠缺，影響其變化的因素的研究也較為薄弱。

筆者通過搜集遙感衛(wèi)星資料，結(jié)合來自于Landsat的四期遙感影像和相關(guān)資料，運用ENVI非監(jiān)督分類解譯手段和地理信息系統(tǒng)統(tǒng)計分析方法，全面分析近30年來南京江北新區(qū)土地利用變化的幅度、空間格局及土地利用轉(zhuǎn)化類型，并分析其變化的影響因素，以期為南京江北新區(qū)的土地合理利用、未來開發(fā)建設(shè)以及區(qū)域的可持續(xù)發(fā)展提供科學合理的建議。

1 研究區(qū)概況與研究方法

1.1研究區(qū)概況南京江北新區(qū)位于長江經(jīng)濟帶和沿海經(jīng)濟帶的交匯處，是長三角輻射中西部的門戶。其位于南京市長江以北，由浦口區(qū)、六合區(qū)以及棲霞區(qū)八卦洲街道組成，總面積約2 451 km2，占南京市總面積的37.2%。研究區(qū)屬典型的東亞季風氣候區(qū)，春暖夏涼，夏季高溫多雨、冬季溫和少雨，四季分明；全年平均氣溫15.3 ℃，年際最大差值為1.7 ℃；年平均總降水量為1 020 mm，每年的6、7月會出現(xiàn)梅雨天氣，呈現(xiàn)出持續(xù)陰天有雨的氣候現(xiàn)象[15]。地貌上，浦口和六合區(qū)以丘陵、平原及崗地為主，八卦洲為江中沙洲型平原[16]。

1.2數(shù)據(jù)源及方法簡介該研究使用的遙感影像數(shù)據(jù)取自地理空間數(shù)據(jù)云平臺Landsat數(shù)據(jù)(http://www.gscloud.cn/sources/?cdataid=263&pdataid=10)，來源于美國NASA的陸地衛(wèi)星系列。自1972年起，美國陸續(xù)發(fā)射8顆衛(wèi)星，Landsat系列衛(wèi)星影像具有較高空間分辨率、波譜分辨率、豐富的光譜信息和精確的空間定位，自20世紀80年代以來得到學術(shù)界的廣泛應用[17]。徐涵秋等[18]認為在諸多的衛(wèi)星對地觀測系統(tǒng)中，Landsat系列衛(wèi)星以其40多年的觀測歷史而成為應用最為廣泛的系列衛(wèi)星之一。其最新一代的 Landsat 8以每天550幅的速率向地面?zhèn)骰亓撕Ａ康膶Φ赜^測數(shù)據(jù)，并與Landsat 7 ETM+一起，構(gòu)成了8天間隔的 Landsat重復觀測周期，為地球表面的生態(tài)環(huán)境變化監(jiān)測提供了極為寶貴的數(shù)據(jù)。

同時Landsat衛(wèi)星影像被廣泛應用于地表覆被類型的區(qū)分，利用遙感技術(shù)和高分辨率的TM數(shù)據(jù)能夠客觀、經(jīng)濟地獲取植被覆蓋指數(shù)計算所需的重要生態(tài)要素的面積[19]。余海闊等[20]在研究中提到Landsat TM/ETM+數(shù)據(jù)是巖性識別、分類和相關(guān)地質(zhì)應用中運用最廣泛的數(shù)據(jù)之一；柴寶惠等[21]認為Landsat 系列衛(wèi)星數(shù)據(jù)因其較高的空間分辨率(30 m)、較大的空間覆蓋范圍以及豐富的光譜信息和空間信息，適合單個城市或區(qū)域城市范圍的提取和擴展分析。

筆者根據(jù)研究需要、數(shù)據(jù)可獲取性以及影像質(zhì)量，分別選取了1985、1995、2004及2014年4期原始影像數(shù)據(jù)，每期間隔10年左右，經(jīng)過重采樣后，空間分辨率都為30 m。由于不同年份發(fā)射的衛(wèi)星性能差異，該研究影像數(shù)據(jù)均采用各年衛(wèi)星統(tǒng)一擁有的紅外、紅、綠、藍、近紅外等波段合成得到。社會經(jīng)濟資料來源于《南京統(tǒng)計年鑒》1992—2016年的統(tǒng)計資料。由于部分年份統(tǒng)計資料并不完全，故該研究主要對1992年以后的相關(guān)數(shù)據(jù)進行詳細的統(tǒng)計分析。

非監(jiān)督分類法是假定遙感影像上的同類物體在同樣條件下具有相同的光譜信息特征，依靠影像上不同類地物光譜信息或紋理信息進行特征提取，再統(tǒng)計特征的差別來達到分類目的，最后對已分出的各個類別的實際屬性進行確認[22]。非監(jiān)督分類主要有K-means和IsoData 這2種模型，該研究采用IsoData模型。該模型也被稱為迭代自組織分析，首先通過遙感影像的光譜信息計算出類均值，這些類均值分布在影像之中，再利用最小距離法將其他像元進行迭代聚合，當聚類中心距離小于閾值時歸為一類，否則進行分裂或合并，然后多次迭代重新計算均值，且根據(jù)所得的新均值，對像元進行再分類，綜合多次迭代的成果最終輸出結(jié)果[17]。K-means屬于硬聚類算法，該算法簡單快速，但其最終結(jié)果依賴于初始中心數(shù)及閾值的設(shè)定。而IsoData作為K-means模型的改良版，有減少人為誤差、能識別覆蓋量小的地類且均質(zhì)等優(yōu)點。

該研究土地利用數(shù)據(jù)以四期影像為數(shù)據(jù)源，通過ENVI進行圖像預處理，用研究區(qū)的行政邊界矢量圖對合成影像進行裁剪，通過非監(jiān)督分類與人機交互式解譯的方法進行信息提取[23]。在易混淆區(qū)域，結(jié)合各波段特征，采用多種RGB合成模式，利用標準假彩色圖像、模擬真彩色圖像等地物反射特征明顯的圖像進行對比分析歸類。最后借助百度衛(wèi)星地圖對解譯后的數(shù)據(jù)進行核查修正。依據(jù)國家基本資源與環(huán)境本底動態(tài)遙感調(diào)查數(shù)據(jù)庫的分類體系，將土地利用類型劃分為耕地、林地、草地、水域、建設(shè)用地和未利用地六大類[23]。所有圖像均經(jīng)過ArcGIS空間配準，以保持數(shù)據(jù)的一致性。影像分類精度的評價主要通過ENVI的精度驗證矩陣。以重復篩選最優(yōu)化ROI作為驗證樣本對分類后結(jié)果進行精度評價，評價指標為Kappa系數(shù)和分類總體精度。然后導出土地利用轉(zhuǎn)移矩陣，最后利用Origin軟件將各類結(jié)果數(shù)據(jù)、統(tǒng)計數(shù)據(jù)制成各類圖形，以方便研究。分類精度評價如表1所示，由此可知，精度符合標準。

表1非監(jiān)督分類總體精度與Kappa系數(shù)

Table1OverallaccuracyoftheunsupervisedclassificationandKappacoefficient

年份Year總體精度Overall accuracy∥%Kappa系數(shù) Kappa coefficient198591.00.89199592.50.90200491.10.88201489.80.85

2 江北新區(qū)近30年土地利用時空變化規(guī)律

2.1江北新區(qū)土地利用時間變化規(guī)律分別提取江北新區(qū)1985、1995、2004及2014年的土地利用分類。圖1展示了江北新區(qū)耕地、建設(shè)用地、林地、草地、水域及未利用地這六類土地利用變化。就各類別土地利用類型的時間變化看，耕地、草地和水域占總面積的比例逐漸減少，建設(shè)用地逐漸成為主要部分。

圖 1 江北新區(qū)土地利用時間變化Fig.1 Temporal change of land use in Jiangbei New Area

2.1.1耕地面積呈現(xiàn)持續(xù)遞減的趨勢。1985—2014年耕地總面積減少304.4 km2。其中，1985—1995年耕地面積減少81.3 km2；1995—2004年耕地面積下降速度加快，由1995年的928.9 km2減至797.4 km2，面積減少131.5 km2；2014年，耕地面積繼續(xù)減少至705.8 km2。3個10年耕地面積減少速率比為0.62∶1.00∶0.70。

2.1.2建設(shè)用地面積保持快速增長的趨勢。建設(shè)用地由1985年的136.7 km2增長到2014年的442.5 km2，總共增加了305.8 km2，與耕地減少面積幾乎相等。2014年建設(shè)用地面積是1985年的3倍多，增長幅度是所有地類里最明顯的。1985年建設(shè)用地占地面積136.7 km2，1995年的面積為145.2 km2，僅增加了8.5 km2。而在2004年，建設(shè)用地急劇擴張，此時建設(shè)用地為303.2 km2，增長為1995年的208.8%，呈現(xiàn)很強的增長態(tài)勢。2014年建設(shè)用地面積442.5 km2，比2004年多了139.3 km2，增長幅度略有緩和，此時建設(shè)用地占所有用地面積的19.7%。前10年增長速度較慢，中間10年最快，后10年速度放緩，與耕地減少趨勢正好相反。

2.1.3草地面積波動十分顯著。過去30年間，草地面積變化經(jīng)歷了先迅速上升后迅速下降的過程。1985年占地423.3 km2，1995年面積757.5 km2，增長了334.2 km2；2004年占地456.4 km2，比前10年下降了301.1 km2，但比1985年面積略大；2014年草地持續(xù)減少，減少到294.3 km2，比1985年減少了129.0 km2，此時草地占全區(qū)總面積的13.1%。

2.1.4林地面積呈先迅速減少后大幅度增長的趨勢。1985年林地303.1 km2，1995年林地192.8 km2，減少量占原來面積的36.4%。1995—2004年林地總面積變化幅度很小，基本穩(wěn)定；2004—2014年，林地面積大幅度增加，增加速率是前10年減少速率的1.4倍，增加面積大于前10年減少面積，整體表現(xiàn)為面積增大。

2.1.5未利用地面積波動整體呈先遞減再增速后緩慢減少。1985年面積226.0 km2，1995年面積102.0 km2，減少了124.0 km2；2004年面積激增至361.6 km2，增加速率為前10年減少速率的2倍；2014年，未利用地面積減少至332.7 km2，但仍比1985年增加了106.7 km2。

2.1.6水域面積穩(wěn)定。30年間水域面積最為穩(wěn)定，但總面積不斷減少。

2.2江北新區(qū)土地利用空間變化規(guī)律圖2展示的是1985、1995、2004及2014年4期江北新區(qū)土地利用空間分布情況。

2.2.1耕地由密度較大的集中分布轉(zhuǎn)變?yōu)閺V泛分散的零星分布。1985年，耕地主要分布在八卦洲街道及其東北部長江對岸玉帶鎮(zhèn)片區(qū)，且分布密度最大；浦口區(qū)和六合區(qū)耕地密度隨江北新區(qū)由內(nèi)向外擴展逐漸增大。浦口區(qū)西部湯泉農(nóng)場處也有耕地密集分布的區(qū)域。1995年，八卦洲內(nèi)部出現(xiàn)了道路和河網(wǎng)分割耕地，原先東北部區(qū)域耕地密度降低但面積向東部擴展，覆蓋了龍袍鎮(zhèn)和玉帶鎮(zhèn)全域；在六合區(qū)東部不完全臨邊的地區(qū)出現(xiàn)了大片耕地與未利用地的混雜區(qū)域；從圖上看出六合和浦口區(qū)的耕地分布范圍縮小，而且在浦口區(qū)西南方向的耕地一部分已變?yōu)槲蠢玫?。在盤城鎮(zhèn)多了一處耕地分布區(qū)。2004年，江北地區(qū)耕地最集中的區(qū)域已成為耕地、草地、建設(shè)用地的混合區(qū)域。與1995年相比，耕地分布范圍雖有所擴大，但密度普遍較小，無集中分布耕地。2014年，耕地分布范圍大幅縮小，僅在浦口區(qū)北側(cè)和南側(cè)邊緣地帶有較明顯的耕地分布，六合區(qū)東南方向與沿著其東側(cè)邊緣不臨邊區(qū)域有間斷的耕地分布。2014年有多地耕地面積密度大于2004年，如浦口區(qū)南北邊界處的條帶狀區(qū)域以及六合區(qū)北部的幾處斑塊狀區(qū)域，但分布范圍減小。

2.2.2建設(shè)用地在近30年時間內(nèi)快速增長。1985年，整個江北地區(qū)建設(shè)用地整體面積很小且分布集中，最明顯屬葛塘、卸甲甸和長蘆街道以及滁河在六合區(qū)內(nèi)的中段流域。除此之外于遙感圖像辨認出浦口區(qū)頂山街道、珠江鎮(zhèn)、永寧鎮(zhèn)和六合區(qū)東北邊緣地區(qū)內(nèi)有小片建筑用地；1995年，較1985年增加了幾處建設(shè)用地分布地區(qū)，如滁河流域、六合區(qū)西南部、浦口區(qū)中西部地及長江沿岸，但是原先六合區(qū)東北部邊緣地區(qū)小片建筑用地在遙感圖像上已消失；2004年，從圖像上明顯看出各種用地類型的分布都趨于破碎化，表現(xiàn)為低密度蔓延式增長，原先主要分布區(qū)的建筑用地由于蔓延式擴展逐漸有所聯(lián)系(區(qū)別以往分離塊狀分布)，在六合區(qū)北部及西部也出現(xiàn)了大片低密度建設(shè)用地。2014年建設(shè)用地密度明顯增強，在浦口區(qū)西南邊界出現(xiàn)明顯的左倒“Y”型高密度分布區(qū)域。

圖2 江北新區(qū)土地利用空間變化Fig.2 Spatial change of land use in Jiangbei New Area

2.2.3森林濕地占比逐步增加。比較4期江北地區(qū)土地利用分布圖，可以發(fā)現(xiàn)30年間浦口區(qū)中部的老山國家森林公園林地分布范圍逐步擴大，除1985—1995年其密度有小幅下降，其余時間段林地面積逐步增加，2014年其周圍出現(xiàn)了除草地以外的其他地類。除此之外，在六合區(qū)最北端及其中偏北部以及浦口區(qū)西部邊緣(除2014年轉(zhuǎn)為“Y”型建設(shè)用地分布區(qū))地區(qū)都保持著穩(wěn)定分布。2014年林地分布范圍擴大，尤其在六合區(qū)中部到北部地區(qū)增速明顯。

2.2.4部分水域在過去30年間逐漸減少。1985—1995年，江北地區(qū)的水系網(wǎng)絡(luò)分布較為固定，水系主要集中在六合北部地區(qū)(浦口僅有零星分布)，呈現(xiàn)明顯的排列整齊的河道，但在八卦洲區(qū)域只有1995年可以辨認出河道。隨后近20年期間，該區(qū)域內(nèi)的水系逐漸減少。

2.2.5土地集約化程度逐步提高。1985年難以在圖像上辨識出未利用地；1995年在浦口西南部以及上文提到的六合區(qū)東部與耕地混雜區(qū)域出現(xiàn)了未利用地；2004年在六合區(qū)北部以及大廠、高新區(qū)沿著邊界向南有眾多零散分布區(qū)域；2014年未利用地分布面積減少，但在老山附近新增了一些分布范圍。

2.2.6草地廣泛分布于各用地類型周圍。1995年在六合區(qū)北部因代替原有耕地面積增加，之后隨著其他用地類型面積增大而逐漸減少。

2.3江北新區(qū)土地利用轉(zhuǎn)移以象元為基本單元，計算土地利用變化轉(zhuǎn)移矩陣(表2為江北新區(qū)1985—2014年土地利用轉(zhuǎn)移矩陣結(jié)果)，結(jié)果反映土地利用變化在空間上的格局變化。由表2與上述對江北新區(qū)近30年土地利用時空分布規(guī)律分析得知，30年間，耕地始終保持占地面積最大的用地類型地位。而1985年占地面積位于第二的草地，在2014年已經(jīng)位居第五，取而代之的是擴張十分迅速的建設(shè)用地。從轉(zhuǎn)化率來看，草地和未利用地轉(zhuǎn)化率較高，分別為87.7%和79.6%；水域和建設(shè)用地轉(zhuǎn)化率較低，僅為42.7%和46.1%。1985年與2014年，耕地轉(zhuǎn)化為未利用地最多，其次是轉(zhuǎn)化為建設(shè)用地，分別占轉(zhuǎn)移總量的26.9%與24.4%；建設(shè)用地主要轉(zhuǎn)為耕地，其次是未利用地，總體轉(zhuǎn)化率不高，轉(zhuǎn)移面積與未轉(zhuǎn)移面積比例為0.86∶1.00；林地多數(shù)轉(zhuǎn)化為耕地和建設(shè)用地，轉(zhuǎn)化率為68.1%，且面積一直保持在各類用地類型的第3位；草地作為轉(zhuǎn)化率最高的用地類型，總轉(zhuǎn)化面積中耕地的貢獻率就達42.4%；同時未利用地和水域也大部分轉(zhuǎn)化為耕地，轉(zhuǎn)化的面積分別占2014年兩者總面積的29.0%和24.9%?？v向分析，上述6種地類轉(zhuǎn)移變化顯著程度由大到小排序為草地、未利用地、林地、耕地、建設(shè)用地、水域。橫向分析，1985—2014年，由其他用地類型轉(zhuǎn)化為該用地類型的面積由大到小排序為建設(shè)用地、耕地、未利用地、林地、草地、水域。因此，耕地和建設(shè)用地是被轉(zhuǎn)化較為顯著的兩類用地類型。

3 討論

上述分析可知，1985—2014年耕地與建設(shè)用地是被轉(zhuǎn)化較為顯著的2種地類。筆者著重對這2種用地類型影響因素進行分析，發(fā)現(xiàn)土地利用類型的變化與人們的生產(chǎn)生活息息相關(guān)，特別是改革開放以來，南京的城市化進程加快，土地利用類型的變化成為城市化進程影響最劇烈的一方面[24]。在30年中，總體呈現(xiàn)耕地持續(xù)減少，建設(shè)用地逐步劇增的現(xiàn)象(1995—2004年變化最劇烈)。過去很長時間南京區(qū)域中心城市對外圍農(nóng)村地區(qū)的輻射和帶動作用并不明顯，當長期滯后的社會經(jīng)濟發(fā)展水平面臨發(fā)展迅猛的市場經(jīng)濟區(qū)域環(huán)境時[25]，大量低效占用豐富的土地資源就成為主要表現(xiàn)。有研究指出1986—2002年間，前10年耕地減少速度遠遠小于后6年，浦口區(qū)耕地面積減少10 178.9 hm2，僅次于市轄區(qū)和江寧區(qū)[11]。劉桂林等[26]在2013年的研究統(tǒng)計分析結(jié)果中發(fā)現(xiàn)：1985—2010年六合區(qū)恒定耕地面積896 km2，居全市第一，且較為穩(wěn)定，沒有發(fā)生變化。但可以從其所得耕地變化軌跡圖和上述4期遙感圖像中看出，沿長江以北的東北至西南方向有大片區(qū)域轉(zhuǎn)化為非耕地，即江北新區(qū)耕地減少面積主要分布在該片區(qū)域。縱觀整個江北的發(fā)展歷程，自新中國成立后，我國最早的化工基地在原址上擴大發(fā)展為南化(集團)公司，此后，國家又相繼投資興建了揚子石化公司、南京鋼鐵集團有限公司、南京熱電廠、華能南京電廠等一批大型、特大型企業(yè)，石化、冶金、電力等工業(yè)固定資產(chǎn)約占南京市的1/3，2000年后，該區(qū)穩(wěn)定農(nóng)業(yè)，大力發(fā)展工業(yè)，獨特的區(qū)位優(yōu)勢也使其成為南京市舉足輕重的沿江工業(yè)開發(fā)區(qū)工業(yè)衛(wèi)星城。1988年建立的南京高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)(江蘇省首家國家級高新開發(fā)區(qū))在其西南側(cè)，10多年的發(fā)展使其成為南京市支柱產(chǎn)業(yè)。2001年10月，位于六合區(qū)的繼上海之后我國第二家重點石油化工基地南京化學工業(yè)園區(qū)成立，其與沿江工業(yè)園區(qū)東北部相鄰。三大園區(qū)緊挨并沿江分布，其分布區(qū)域與發(fā)展時間正是江北新區(qū)耕地面積大幅度減少與建設(shè)用地劇增的主要位置與時段。從《南京統(tǒng)計年鑒》中所獲取的數(shù)據(jù)分析得知，1995—2004年，除了2002年浦口區(qū)和江浦縣合并成浦口區(qū)，大廠區(qū)和六合縣合并成六合區(qū)所致的人口驟然增多，浦口、六合以及棲霞區(qū)的總?cè)丝跀?shù)量基本保持穩(wěn)定。人口集聚是區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展水平與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)高度化差異的反映[13]，而人口總數(shù)的穩(wěn)定說明江北新區(qū)農(nóng)業(yè)用地急劇減少不是經(jīng)濟發(fā)展水平明顯提升的寫照。

表2 1985—2014年江北新區(qū)土地利用轉(zhuǎn)移矩陣

1995—2004年10年間江北土地格局發(fā)生巨大變化(耕地面積驟減、建設(shè)用地迅速增加)的主要原因有：①長三角經(jīng)濟帶的輻射。江北新區(qū)占據(jù)了大量的土地面積來進行工業(yè)、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，這部分土地很大程度上會從經(jīng)濟學原理中比較利益較低的耕地資源來獲得，在經(jīng)濟利益的驅(qū)動下，耕地利用必然朝著邊際效益更高的非農(nóng)用地轉(zhuǎn)變[9]。開發(fā)依托工業(yè)園區(qū)建設(shè)，但企業(yè)布局表現(xiàn)出“散、小、亂”的格局，產(chǎn)業(yè)發(fā)展相對滯后，自然也難以集聚人氣[13]。②第二、三產(chǎn)業(yè)的興起。據(jù)1985—2010 年的南京市產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值統(tǒng)計數(shù)據(jù)，在1992年之前，三大產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值相當。1993年開始，第二、三產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值飛速增長，相反第一產(chǎn)業(yè)增長極其緩慢，25年間其增長產(chǎn)值僅為二、三產(chǎn)業(yè)平均增長產(chǎn)值的5.4%，產(chǎn)值變化反映出農(nóng)業(yè)在整個產(chǎn)業(yè)體系中地位的下降，其變化也促使從業(yè)人口比例轉(zhuǎn)變。第二、三產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展以及種糧效益較低[26]，經(jīng)濟高速發(fā)展帶來的實際收入和城建投資增加，導致農(nóng)村剩余勞動力向城鎮(zhèn)及其他產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移，建設(shè)用地增加而耕地減少進而也造成耕地的非農(nóng)化進程[27]。③土地政策的波動。從近年耕地減少情況來看，生態(tài)退耕是耕地面積減少的原因之一[8]。通過減少部分低質(zhì)量的土地而保全多數(shù)高質(zhì)量的耕地，其最終目的與耕地保護一致，即緩解和減少耕地生產(chǎn)能力的大規(guī)模損失[28]。1999—2003年期間為耕地面積急劇減少期，特別是2002—2003年，生態(tài)退耕全面啟動，使得耕地面積大量減少[28]。20世紀90年代以來，我國人口數(shù)量持續(xù)增加，生活水平提高，加大了對糧食的消費需求，而耕地資源有限，糧食供求矛盾突出[29]。2006年“18億畝耕地紅線”的指標提出，與此同時南京市政府積極響應，江北新區(qū)耕地面積急劇減少的態(tài)勢有所緩和。在南京市2006—2020年的總體規(guī)劃期內(nèi)，耕地、基本農(nóng)田向農(nóng)業(yè)生產(chǎn)基礎(chǔ)和潛力較好，包括六合區(qū)在內(nèi)的江寧區(qū)、溧水縣、高淳縣集中。這一點在上述劉桂林等[26]的研究中也有所反映。

有研究表明城市化與工業(yè)化進程是土地利用發(fā)生時空變化的主要原因[11]。建設(shè)用地歷來是一個城市經(jīng)濟發(fā)展的重要載體，其規(guī)模的增加為經(jīng)濟總量的提升提供了空間，反過來經(jīng)濟總量的增加又會引致其擴張[13]。所以建設(shè)用地增加是城市發(fā)展的必經(jīng)之路。2003年江蘇省提出了大力規(guī)劃建設(shè)以南京市為中心的都市圈，并在2001、2002 連續(xù)2年擴張南京市區(qū)的范圍，2005—2014年江北的常住人口年均增長1.6%，增長率較低[30]。2009—2014年江北新區(qū)建設(shè)用地總量持續(xù)上升，增加了4 495 hm2，以GDP數(shù)據(jù)增長為主導的游離發(fā)展目標，發(fā)展高能耗、低附加值、科技含量低的產(chǎn)業(yè)，大規(guī)模興辦鎮(zhèn)街工業(yè)產(chǎn)業(yè)集中區(qū)，以重化工業(yè)、機械加工等典型耗散型產(chǎn)業(yè)為主，且突破規(guī)劃，園區(qū)之間存在重復建設(shè)現(xiàn)象，資源并沒有得到合理的優(yōu)化配置[13,25]。最新地理國情監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示，各類城市已建成建設(shè)用地中，工業(yè)用地占比最大，其次是居住用地[5]。進一步說明，江北新區(qū)城市發(fā)展主要依托工業(yè)園區(qū)建設(shè)?？傮w來講南京市域土地利用方式較為粗放，土地利用效率低下[25]?！笆濉睍r期，南京城市規(guī)劃發(fā)展重心向江北轉(zhuǎn)移，不斷撤縣并區(qū)，提高城市化水平，進入“無縣時代”。2011年青奧會正式進入籌備期，貫徹“綠色青奧”的理念，工礦用地擴張占據(jù)耕地的態(tài)勢進一步減緩?！笆濉逼陂g，計劃以浦口為核心的江北新區(qū)將成為城市的副中心，城市化進程將超越工業(yè)化成為主導推動因素。根據(jù)《南京統(tǒng)計年鑒》統(tǒng)計數(shù)據(jù)，1992—2014年，浦口區(qū)、棲霞區(qū)、六合區(qū)三區(qū)人口總數(shù)從128萬增長到194萬，三區(qū)城鎮(zhèn)人口比例分別增長了0.02、0.24和0.33，可以看出浦口區(qū)城市化進程較慢，GDP由2004年的178.84億元增長為2014年的1 907.44億元，有較大增幅。綜上，江北新區(qū)土地利用格局變化的主要原因是工業(yè)化與城市化發(fā)展，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整與政策調(diào)控。

4 結(jié)論

該研究利用RS與GIS空間統(tǒng)計方法，運用TM遙感影像數(shù)據(jù)，得出南京江北新區(qū)4個時期的土地利用分布，分析近30年南京江北新區(qū)土地利用時空變化特點及其驅(qū)動因素，主要結(jié)論如下。

(1)1985—2014年，建設(shè)用地迅速擴張,耕地面積大幅度下降，且二者增減面積幾乎相等。草地與未利用地30年間波動較顯著但總量變化不大，總體來說林地及未利用地面積小幅度增加，水域、草地面積小幅度減少。

(2)1985—2014年江北新區(qū)土地利用空間格局發(fā)生了較大變化。耕地始終保持占地面積最大的用地類型地位，建設(shè)用地與耕地是被轉(zhuǎn)化最為明顯的用地類型，草地和未利用地轉(zhuǎn)化率最高。

(3)諸多因素會導致土地格局不穩(wěn)定。一方面工業(yè)化進程加快會導致耕地面積減少與建設(shè)用地增多，另一方面生態(tài)建設(shè)占用耕地會導致耕地面積減少。同時國家根據(jù)實際發(fā)展情況調(diào)控政策也會帶動和鼓勵建設(shè)用地增多，并且保證耕地面積保持在一個能保證國家糧食安全的范圍之內(nèi)。

(4)過去30年間各類用地的空間分布規(guī)律如下：耕地變化最明顯的特征是由密度較大的集中分布變?yōu)閺V泛松散分布；建設(shè)用地由分離小塊分布變得破碎化，表現(xiàn)為低密度蔓延式增長；林地在浦口區(qū)中部的老山國家森林公園地區(qū)分布最為明顯且穩(wěn)定；水域在六合區(qū)北部有較多河湖，浦口區(qū)較少；未利用地在1995年后才能較好在遙感圖像上分辨；草地廣泛分布于各用地類型周圍，隨著其他用地面積增加而減少。

目前南京江北新區(qū)正處于城市化進程加速時期，人口將持續(xù)增多，耕地資源將會被進一步侵占，保護耕地資源刻不容緩。政府在土地規(guī)劃政策調(diào)整時需要對耕地占用問題高度重視，合理配置土地資源。在發(fā)展的同時也應加強生態(tài)環(huán)境的保護，實現(xiàn)人與自然和諧可持續(xù)發(fā)展。