资源型城市人口时空变化对土地利用覆盖的影响

土地利用和土地覆盖(LULC)变化是造成全球变化的重要原因[1]。土地利用变化是连接人类与环境关系的纽带和桥梁，人口变化尤其是经济发展已成为土地利用变化的主要因素之一[2]。LULC时空变化研究须考虑自然因素(自然环境、气候变化)与人文因素(人口变化、经济发展、社会环境)[1]，其中人文因素对LULC变化的影响更加明显[3]。王秀兰研究认为，人口因素是影响LULC变化时空分异的主要驱动力[4]；吴琳娜、杨胜天、刘晓燕等研究了北洛河流域土地利用变化对人类活动程度的响应，结果表明人类活动对该流域的影响主要表现在城乡工矿居民用地、耕地、林地和草地土地利用类型之间的相互转换[5]；潘竟虎、苏有才、黄永生等研究了玉门市土地利用与景观格局变化及其驱动力，发现人口增长是土地利用景观格局变化的最直接驱动力[6]；Bagan H和Yamagatay研究了日本1990—2006年城市扩张的时空动态，发现建成区面积与人口密度呈正相关，大城市周边建成区的扩张与人口增长呈正相关[7]；MA Y L与XU R S研究了广州市1979—2002年间城市扩张与驱动力分析，发现建成区GDP、总人口和居民收入是广州市建成区扩张的主要驱动因素[8]；Maimaitijiang M、Ghulam A与Sandoval J S O等研究了近40年来美国密苏里州圣路易斯市土地利用与土地覆盖的驱动素，发现城市扩张与郊区人口变化呈正相关[9]；周艳、黄贤金、徐国良等研究了长三角城市土地扩张与人口增长耦合态势及其驱动机制，发现经济发展是长三角城市土地扩张与人口增长及其耦合变化的重要驱动因子[10]。以上研究从不同区域、角度和方法对人口、GDP与LULC变化之间的关系进行了深入研究，但对资源型城市人口、GDP变化对LULC变化的影响研究较少。在煤炭资源推动下发展的城市，人口和GDP变化对LULC变化的影响程度有多少，以及哪个驱动力较大？本文以我国典型的资源型城市——内蒙古自治区鄂尔多斯市为例，基于2000年、2010年和2015年遥感影像及旗县人口与社会经济数据，运用多种空间统计方法，分别从全局和局部尺度研究了鄂尔多斯市人口和GDP变化与LULC变化之间的关系。

1 数据来源与研究方法

1.1 研究区概况

鄂尔多斯市位于内蒙古自治区的西南部，地理座标为37°37′—40°53′N、106°27′—111°27′E，总面积约8.67万km2；年降水量170—490mm，年蒸发量2000—3000mm，年平均气温为5.5—8.7℃，属于典型的温带大陆性气候；分布有毛乌素沙地和库布齐沙漠，处于温带草原向荒漠草原过渡的半干旱区，是畜牧业向农业的过渡区和干旱半干旱的气候过渡带。鄂尔多斯市矿产资源丰富、经济快速发展，但由于自然和人文要素具有过渡和波动的特点，生态系统较脆弱[11-16]，脆弱的生态系统与快速发展的社会经济之间的矛盾日益尖锐[17]。

1.2 数据来源

本文中的遥感数据来源于2000年、2010年和2015年的Landsat TM影像，结合当地气候特征，参照全国30m分辨率土地覆被分类体系[18]，将土地利用类型划分为草地、林地、耕地、水域、建设用地和未利用地等6大类。为了把人口数据赋值于居民用地，将建设用地再划分为居民用地和其他建设用地，得到2000年、2010年和2015年鄂尔多斯市土地利用与土地覆盖矢量图。

人口数据与经济数据来源于鄂尔多斯市2000年、2010年和2015年的统计年鉴，包括各旗县总人口和地区生产总值；县级行政区选取以2000年的划分为标准，将2015年康巴什新区数据赋值于伊金霍洛旗计算。

1.3 研究方法

LULC与人口、GDP数据的空间网格化：为将人口、GDP与LULC数据保持一致，须进行网格化处理，网格大小设定为2km×2km，共得到23,075个网格单元。为定量分析人口、GDP与LULC在空间上的变化，须计算出单元全部网格内LULC的面积占比及变化幅度，计算公式[19]为：

Pt=At/Ag×100%

式中，Pt为LULC类型t的面积占网格单元面积的比例；At为LULC类型t在网格单元内的斑块面积；Ag为网格单元内面积(4km2)。

式中，Cv为变量v在每个网格单元内的总数量；v为人口单元；Dv为变量v的密度；n为每个网格单元内变量v分属每个旗的面积斑块。GDP的空间化是直接把人均GDP赋值于人口数据。以上处理过程均在软件中进行，具体步骤参考相关文献处理[20,21]。

各旗区人口变化特征分析：通过计算人口密度相对变化率，对人口密度变化进行分类来揭示人口变化的特征，计算公式[22]为：

式中，Fj为j旗区人口密度相对变化率；dj(2015)为j旗区2015年人口密度；dj(2000)为j旗区2000年人口密度；D2015为鄂尔多斯市2015年人口密度；D2000为鄂尔多斯市2000年人口密度。分旗区人口密度变化分类规则为：Fj>1，为快速增加；0≤Fj≤1，为缓慢增加；-1≤Fj

文章来源：《人口与经济》 网址: http://www.rkyjj.cn/qikandaodu/2021/0222/862.html