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江西省林地变化的时空特征与驱动因数分析

2019-04-11万安国王建强武可强

安徽农业科学 2019年7期
关键词:覆盖率江西省林地

万安国,王建强,武可强

(东华理工大学测绘工程学院,江西南昌 330013)

党的十九大报告对建设生态文明和美丽中国做出了全面部署,明确提出加大生态系统保护力度,完成生态保护红线,开展国土绿化行动,强化湿地保护和恢复,完善天然林保护制度,扩大退耕还林还草,健全森林休养生息制度。林地不仅是国家的重要资源和战略资源[1],而且能增强森林生态防护效益、实现国民经济的可持续发展,具有生态、经济和社会三大效益功能[2]。国家对林地保护越来越重视,并且提出了一系列的保护措施。林地变化关系到一个区域的生态安全,乃至影响该地区甚至全球环境的变化[3-4],林地变化的调查研究可以保持林地“一张图”[5-6]的现势性、准确性和实用性,是实施林地用途管制的根本保障,也是严格保护生态红线里面的重要内容。所以说,研究区域林地时空动态特征和驱动力因数对加强林地保护,合理利用林地资源,协调林地资源的矛盾,乃至保护环境都具有重要的现实意义[7-8]。

1 数据来源与方法

1.1研究区概况江西省位于我国东南部,地处长江中下游交接处的南岸,地理坐标为 24°29′~30°04′N、113°34′~118°28′E,东与福建、浙江相邻,南与广东相连,西与湖南相接,北与安徽、湖北相毗。全省东西南三面群山环绕,内侧丘陵广亘,整个地势自南而北、由外及里,渐次向鄱阳湖倾斜,构成一个向北开口的巨大盆地。全省总面积为16.69 万km2,以丘陵、山地为主,丘陵占总面积的42%,山地占36%,平原、岗地和水面占总面积的22%,形成一个复杂的地势地貌。全年气候温暖,雨量充沛,光照充足,属于亚热带湿润气候。全省拥有丰富的林地资源,2015年末江西省林业用地面积达10 720.22×107m2,活立木蓄积量为4.45×108m3,森林覆盖率为63.1%,是我国森林覆盖率的3倍,位居全国第2。

1.2数据来源数据主要来源于《江西统计年鉴》《中国统计年鉴》,经过统计研究江西省林地变化,选取可能影响江西省林地变化的社会经济因子作为解释变量,利用1978、1983、1988、1991、1996、1999、2004、2010和2015年共9期的江西省社会经济数据,对江西省林地变化进行驱动力分析,筛选出影响江西省林地变化的主要经济因子:财政收入X1(亿元)、财政支出X2(亿元)、第一产业X3(亿元)、第二产业X4(亿元)、第三产业X5(亿元)、地区生产总值X6(亿元)、城市化率X7(%)、年末总人口X8(万人)、农村人口X9(万人)、城镇人口X10(万人)。

1.3研究方法

1.3.1土地利用动态度模型。土地利用动态度模型可以用来分析江西省林地面积的动态变化特征,土地利用动态度是指某研究区一定时间段内某种土地利用类型的数量变化,主要用于土地利用变化模式的研究。单一土地利用动态度公式为:

(1)

式中,K表示某一种土地利用类型在研究时间段内的动态度;Ua为该土地类型在研究初始时期的面积;Ub为该土地类型在研究结束时期的面积;T为研究初期到研究结束的时间长度。应用土地利用动态度分析土地利用类型的动态变化,可以真实地反映该区域土地覆盖中土地利用类型的变化程度[9]和发展趋势。

1.3.2相关性分析。利用Pearson相关系数,即用r来衡量2个变量之间的相关性,其公式为:

(2)

式中,r为相关系数;xi、yi为选取的2个变量。其中,r的取值为-1~1,它表示2个变量线性相关的程度和方向,当r<0时,表示2个变量呈负相关;当r>0 时,表示2个变量呈正相关;当r=0时,表示2个变量不存在线性相关;当r=±1时,表示2个变量完全相关(即存在确定的函数关系式);当│r│离0越近时,表示2个变量的线性相关程度越弱,离1越近,表示2个变量的线性相关程度越强。筛选出影响江西省林地面积变化的社会经济因子,对数据进行标准化处理,组成新的数据序列并进行相关性分析,得出与林地面积变化显著相关的社会经济因子。

2 结果与分析

2.1林地面积变化的总体特征分析根据江西省林地类型的实际情况,将江西省林地分为有林地、灌木林地、稀疏林地、未成林造林地、荒山宜林地和其他林地(苗圃、果园、茶园等)。从图1可以看出,江西省的林地面积总体上呈先增加后减少最后保持动态性的稳定趋势,1978—1983、1988—1991、1991—1996、1999—2004年这些时间段的林地面积都在减少,1978年林地面积为10 578.31×107m2,1983年与之相比减少了122.00×107m2;1991年与1988年相比,林地面积减少了12.80×107m2;1996年与1991年相比,林地面积减少了30.20×107m2;2004年与1999年相比,林地面积减少了2.28×107m2。1983—1988、1996—1999、2004—2010年这些时间段的林地面积都在增多,1988年与1983年相比,林地面积增加了40.20×107m2;1999年与1996年相比,林地面积增加了175.55×107m2;2010年与2004年相比,林地面积增加了93.75×107m2,2010—2015年林地面积保持动态性的稳定。从图1可以看出,1978—2015年江西省森林覆盖率呈先减少后增加最后不变的趋势,1978年江西省森林覆盖率为37.22%,到2015年江西省森林覆盖率为63.10%,覆盖率共增加了25.88百分点;在1978—1983年这个时间段,森林覆盖率呈减少趋势,森林覆盖率能够表明一个地区乃至国家森林资源的丰富程度和生态平衡状况,是反映林业生产发展水平的一个主要指标。了解森林覆盖率的趋势,对提高林业发展水平、促进经济发展都有重要的意义。

图1 1978—2015年江西省林地面积与森林覆盖率变化 Fig.1 Changes of forest land area and forest coverage rate in Jiangxi Province from 1978 to 2015

由图2可知,有林地面积总体上呈增长的趋势,从1978年的5 462×107m2上升至2015年的10 103×107m2,面积增加了4 641×107m2,面积增加率为84.97%;灌木林地面积总体上呈减少的趋势,从1978年的691×107m2减少至2015年的123×107m2,面积总共减少568×107m2,面积增加率为-82.20%;稀疏林地面积从1978年的676×107m2减少至2015年的112×107m2,面积总共减少564×107m2,面积增加率为-83.43%;未成林造林地面积从1978年的351×107m2减少至2015年的230×107m2,面积总共减少121×107m2,面积增加率为-34.47%;因为经济的不断发展和技术的不断进步,土地的利用效率在不断提高,导致荒山宜林地面积急剧下降,从1978年的3 109×107m2减少至2015年的61×107m2,面积总共减少3 048×107m2,面积增加率为-98.04%;其他林地面积从1978年的289×107m2减少至2015年的91×107m2,面积总共减少198×107m2,面积增加率为-68.51%。可见灌木林地、未成林造林地、稀疏林地、荒山宜林地、其他林地的面积总体来说都在减少,而有林地面积在增加,所以说有林地面积增加是江西省林业总面积增加的主要原因。

图2 江西省各类林地面积变化Fig.2 Change of forest land area in Jiangxi Province

根据林地变化动态度模型(公式 1)的计算,从表1可以看出,1978—1983、1988—1991、1991—1996、1999—2004年这期间内林地的土地利用动态度为负值,表明林地面积在不断减少,其面积减少的幅度相对较小;1983—1988、1996—1999、2004—2010年这期间林地的土地利用动态度为正值,表明林地的面积在不断增多,1996—1999年林地的变化幅度相对较大,土地利用动态度为0.56%,林地变化动态度对林地演变的趋势有着预测作用。

2.2林地面积变化的区域差异分析江西省现辖11个市,地域广阔,以市为基本空间单元,基于GIS技术,以2015年江西省各个市林地面积的不同绘制出颜色深浅不同的分类图。从图3可以看出,赣州市的颜色最深,林地面积最大,面积为3 039.12×107m2;吉安市、抚州市、上饶市的颜色深度其次,林地面积分别为1 756.01×107、1 297.26×107、1 371.91×107m2;而新余市和南昌市的颜色较浅,新余市林地面积为183.67×107m2,南昌市的林地面积为138.85×107m2。江西省各市的林地面积各不相同,这是由于各市间的土地面积、地势地貌、自然条件不同,经济和社会发展不平衡,使得林地面积在空间上也表现出一定的差异性。

表1 林地利用动态度

图3 江西省各市的林地面积Fig.3 Forest land area of various cities in Jiangxi Province

从图4可以看出,赣州市的森林覆盖率最高,覆盖率为76.24%,这是因为赣州市以山地、丘陵为主,占总面积的80.98%,是我国南方18个重点林区之一;南昌市作为江西省的省会城市,经济比较发达,人口密度较大,城市建设项目用地日益增长与林地保护矛盾尖锐[10],随着南昌市城区的不断建设扩增,每年都有一定数量的林地转为建设用地,而用于林业发展的可调整为林地的非林地缺乏,因此森林覆盖率最小,只有21.96%;抚州市、上饶市、吉安市、萍乡市、景德镇市的森林覆盖率相近,森林覆盖率分别为64.54%、61.67%、67.64%、66.02%、65.05%;宜春市、鹰潭市、新余市、九江市的森林覆盖率相近,森林覆盖率分别为56.97%、57.38%、56.49%、54.92%。江西省各市的地势、地貌不相同,工业和经济发展水平不一致,所以森林覆盖率也不相同。

图4 江西省各市的森林覆盖率Fig.4 Forest coverage rate of various cities in Jiangxi Province

2.3林地变化与社会经济因子的相关性分析影响林地的社会经济因子有很多,研究选取10个可能影响江西省林地变化的社会经济指标,以林地面积为因变量,分别以财政收入、一般预算财政支出、地区生产总值、第一产业、第二产业、第三产业、城市化率、年末总人口、城镇人口、农村人口等作为自变量,通过Pearson相关系数法进行变量之间的相关性分析,为了消除因数据量纲不同或数据悬殊过大导致的噪音影响,对数据进行标准化处理,即Xi′=Xi/max(Xi),式中,Xi为某指标的原始值,max(Xi)为该指标的最大值,Xi′为该指标的标准化值,最后得到林地数量变化与驱动因子的相关系数。

由表2可知,农村人口与林地面积变化呈负相关,即随着农村人口数量的增加,林地面积数量不断减少;而财政收入、一般预算财政支出、地区生产总值、第一产业、第二产业、第三产业、城市化率、城镇人口都与林地面积变化呈正相关,其中地区生产总值、第一产业、第二产业、城市化率、城镇人口的|r|≥0.8,表明这些经济因素都与林地面积显著相关。这个结论说明,促进地区生产总值,第一产业、第二产业的发展,增加城镇居民的数量,同时,合理调整财政收入与一般预算支出状况并加速城镇化进程能够有效地促进江西省林地资源的增加。

3 结论与讨论

江西省的林地面积总体上呈先增加后保持稳定的态势,增加的主要原因为有林地面积增加,其中灌木林地、稀疏林地、未成林造林地、荒山宜林地和其他林地的面积总体上呈减少的态势。地区生产总值、第一产业、第二产业、城市化率、城镇人口均与林地面积变化显著相关。而随着社会经济的不断发展,人们的环境保护意识增强,知道了“绿水青山就是金山银山”的意义,了解到林业建设的重要性和迫切性。因此,人们都积极地拥护支持林地的保护政策,政府也大量增加了对林地建设的投资。尤其是开始实施人工造林工程、退耕还林工程[11]、长江流域防护林工程和珠江流域防护林工程以后,江西省林地面积保持稳定的状态,为区域生态环境整体好转奠定了良好的基础。

表2 林地变化与驱动因子之间的关系

注:**为变量间相关性在0.01 水平上极显著;*为变量间相关性在0.05水平上显著

Note:** The correlation between variables is very significant at the level of 0.01; * The correlation between variables is significant at the level of 0.05

在未来的林业发展中,应充分利用好第一产业、城镇人口和城市化率等驱动因子,贯彻实施好国家和地方的政策,按照因地制宜、科学规划、以生态建设为主的林业发展战略,在保护现有的天然林和人工林地的基础上,适当提高造林的力度,扩大林地面积,提高森林覆盖率,努力解决好林地资源与城市建设、耕地之间的矛盾,建立一个稳定的生态系统,实现林地资源的可持续发展。

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