新疆庫爾勒市城市化發展與耕地資源協調性分析

古麗美合日·阿巴斯, 阿里木江·卡斯木,2

(1.新疆師范大學地理科學與旅游學院, 烏魯木齊 830054; 2.新疆師范大學新疆城鎮化發展研究中心, 烏魯木齊 830054)

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新疆庫爾勒市城市化發展與耕地資源協調性分析

古麗美合日·阿巴斯1, 阿里木江·卡斯木1,2

(1.新疆師范大學地理科學與旅游學院, 烏魯木齊 830054; 2.新疆師范大學新疆城鎮化發展研究中心, 烏魯木齊 830054)

城市化水平是衡量一個國家經濟發達程度，特別是工業化水平高低的一個重要標志，而耕地非農化是城市化過程中的一種必然現象，耕地數量變化體現一定的社會經濟發展規律。基于庫爾勒市1989—2012年的社會、經濟統計數據應用一元線性回歸模型和協調度分析法分析庫爾勒市城市化水平和耕地資源的變動情況、相關性以及協調性，并采用1990年，2000年，2010年3期Landsat TM，ETM+，ALOS/AVNIR-2數據作為數據源，提取城市和耕地面積信息，結果表明：近24 a庫爾勒市的城市化水平有所提高，年均城市化水平增長率達到0.2%，年均耕地面積增長率達到4%，人均耕地面積增長率是1.5%。庫爾勒市近年耕地資源與城市化水平呈現出相互促進的正相關關系；從協調度時序上看，庫爾勒市城市化水平與耕地資源的協調度總體呈現出“基本協調和較協調→不協調→調和和較調和”的趨勢。

城市化; 耕地資源; 協調性; 庫爾勒市

綠洲是受干旱區自然和人文因素雙重影響的人工生態系統[1]。隨著生產力的發展，新型綠洲農業發展擴大了原有的綠洲面積，促進了綠洲城市的產生與發展，耕地資源作為不可再生資源，在工業化、城市化不斷加快的進程中，其數量變化往往呈現出一定的階段性特征，耕地數量的變化與農業結構調整，生態建設，尤其是城市化建設有著很大的聯系[2-4]。目前干旱區綠洲城市化水平正處于較快發展階段，隨著社會經濟的發展，城市人口增多、功能擴展、生活水平提高等諸多方面的用地面積不斷增加，導致城市用地規模逐步擴大，特別是城市建設用地和耕地面積[5-8]。

正確認識耕地資源數量的變化及發展趨勢，妥善處理城市化進程與耕地資源保護的關系，具有重要意義[9-11]。方創琳等提出綠洲支撐城市化發展的觀點，強調耕地對于支持城市化發展的重要性[12]；楊永軍、趙鵬軍以河西走廊為例，做了綠洲城鎮體系的專項研究[13]。以往研究著重于強調綠洲對于城市化發展的重要性，而耕地保護與城市化發展的相關協同性分析較少。本文以庫爾勒市為例，采用一元線性回歸模型和協調度分析法分析1989—2012年庫爾勒市城市化水平和耕地資源的變化情況，城市化水平與耕地資源變化的相關性和協調性，找出城市化水平和耕地資源的互動關系。因此，研究耕地資源與城市化的關系具有一定的現實意義，有助于為當地政府城市規劃和進一步發展提供參考依據。

1　研究區概況

庫爾勒市位于霍拉山的南麓,塔里木盆地的東北邊緣,南接尉犁,北連焉耆、和靜,西與輪臺縣接壤,東和博湖毗鄰,東經85°14′10″—86°34′21″，北緯41°15′06″—42°16′46″。作為僅次于烏魯木齊的新疆第二大城市，是自治區實施“北烏南庫”發展的重點區域，2008年被列為全國重點發展的47個中等城市之一。據統計，到2012年年末庫爾勒市總人口為55.15萬人，其中非農業人口為34.70萬人，占總人口的比重為69.91%。2012年庫爾勒市國內生產總值為5.914×1012元，人均國內生產總值為103 336元，2012年庫爾勒市年末耕地面積為1.13×105hm2。

2　數據來源及方法

根據研究的內容，利用“新疆統計年鑒”，“新疆調查年間”和“庫爾勒統計年鑒”的耕地面積、總人口、非農業人口數、總GDP和非農業GDP等社會、經濟、人口指標來研究庫爾勒市城市化發展與耕地資源之間的相關性與協調性。本文選取研究區的分辨率為30 m、不同時相的Landsat TM/ETM+遙感影像為數據來源，因為Landsat TM/ETM+、ALOS/AVNIR-2數據是進行城鄉結合、城市與耕地時空變化長時段監測的理想數據源。同時，運用ENVE分析了1990—2010年庫爾勒市城市與耕地面積的時空變化特征和規律。通過對不同時期的遙感影像進行圖像處理，利用最大似然分類法對庫爾勒市的不同時相的3幅圖像進行監督分類，得到庫爾勒市3個時期的城市空間變化圖。最后，利用ArcGIS軟件將影像解譯分類后的結果輸出成圖，得到1990年、2000年及2010年的城市與耕地面積變化圖。

3　庫爾勒市城市化進程與耕地資源變化相關性分析

3.1庫爾勒市城市化水平動態變化分析

城市化是社會、人口、經濟等多維度變化的綜合過程以及人類生產方式，生活方式和居住方式全方面轉變的集中體現,衡量城市化水平的變動涉及社會經濟中的多個變量[14]。城市化水平是衡量一個國家的工業化水平高低的重要指標之一，目前用它來衡量和評價城市化進程。城市化水平的量度可以采用主要指標法和復合指標法[15]。因此，根據庫爾勒市的具體情況確定出2個主要指標：一是非農業人口占總人口的比重C1；二是非農業GDP占總GDP的比重C2。運用特爾斐法分別賦予C1以0.8的權重和C2以0.2的權重，加權平均得到綜合指標C=C1×0.8+C2×0.2來衡量庫爾勒市城市化水平[16-17]。由圖1可以看出1989—2012年庫爾勒市城市化水平的變化趨勢波動較大，1989年的城市化水平為66.55%，到1992年上升為69.86%；從1993年開始一直下降，至2003年下降到最低值64.84%；2004年開始上升，到2006年上升到最高值為70.36%；2008年的城市化水平僅次于2006年城市化發展水平，這主要與人口結構調整有關。

近24 a，庫爾勒市的城市化水平變化不大，年均增長率僅為0.2%，經濟水平和生產力水平有所提高，第二、第三產業在社會經濟發展中起著越來越重要作用，城市規模逐漸擴大。

圖1　庫爾勒市1989-2012年耕地面積與城市化水平動態變化分析

3.2耕地資源變化動態分析

1989—2012年庫爾勒市的年末耕地面積呈增長趨勢，而人均耕地面積為波動變化趨勢(如圖2所示)，年末耕地面積先緩慢增長后快速增加，并呈現高密度蔓延式增長，人均耕地面積1989—1998年從0.009萬hm2增加到0.017萬hm2,1999開始下降至2012年的0.011萬hm2，年均增長率是1.5%。庫爾勒市大面積的未利用地面積中適宜耕作土地得到了開發利用，城市化水平有所提高，經濟增長帶來了充足的資金和技術從而得以發展農業[18-20]。

除此之外，研究采用監督分類中較為典型的支持向量機(SVM)分類法,對三期遙感影像進行分類。由于本文目標是獲取庫爾勒市的城市和耕地面積信息，因此，地物分為“城市與耕地”兩大類，并采用混淆誤差矩陣方法(Kappa系數)評價分類精度。經檢驗表明，3期遙感圖像Kappa系數分別達到0.989，0.978，0.994，總分類精度分別為85.3,86.2和86.7%，均符合該研究精度要求。分類后影像如圖3所示。

圖2　庫爾勒市1989-2012年耕地與人均耕地面積變化情況

圖3　庫爾勒市1990年、2000年、2010年城市與耕地分類結果

圖3可以看出1990—2010年庫爾勒市城市擴展速度較快，大部分耕地被城市用地所占用，因此，西南部的耕地面積越來越少，而在東南、東北部出現新開發的耕地。對三期遙感影像分類圖的耕地面積進行統計得出(表1)，1990年庫爾勒市耕地面積為2.951萬hm2，2000年為3.982萬hm2，2010年為8.716萬hm2，城市面積分別為0.028萬hm2，0.039萬hm2，0.048萬hm2。從3期遙感圖像分析可知，1990—2000年耕地增加面積為1.031萬hm2，2000—2010年耕地增加面積為4.734萬hm2。根據《庫爾勒市城市總體規劃(摘要)》，庫爾勒市耕地面積向東北擴展原因可能是1989年塔里木石油會展為庫爾勒市建成區快速擴展奠定了基礎。2005年巴音郭楞蒙古自治州州委確定了“庫尉一體化”發展戰略，庫爾勒市加快城市建設，不斷優化城市空間分布，擴展城市建成區面積規模，造成了建成區占用耕地，耕地向庫爾勒東北部擴展。

表1　1990-2010年耕地面積變化

3.3庫爾勒市城市化進程與耕地變化相關性分析

城市化過程包括了社會、人口、空間和經濟轉換等多方面內容[21]。城市化除了表現在城市人口增長，城市非農業人口比重增加以外，城市空間區域的擴展也是一個重要的衡量指標。一方面城市化發展要向外擴張，不可避免要占用一部分耕地，城市郊區的耕地與建設用地擴張之間的矛盾是城市化早期的固有矛盾；另一方面，城市化又有利于土地集約節約利用，促進城鄉協調統發展[22]。由此可知，耕地數量變化體現一定的社會經濟發展規律。

為了進一步研究城市化水平與耕地面積的關系，本文建立城市化水平與耕地面積之間的回歸模型，結合圖2，3分析，選取一元線性回歸模型[23]，計算城市化對耕地面積變化影響力的大小。設因變量Y為耕地面積(103hm2)，自變量X為城市化水平(%)，建立模型為Y=-280.982+4.944X。模型的R2為0.752，F值為2.390，p值為0，因此,所用的回歸模型具有統計學意義,可以繼續分析各個系數的檢驗結果，兩者在一定時期內呈現出相互促進的正相關關系，說明城市化水平對耕地面積變化的影響很大。

4　庫爾勒市城市化水平與耕地資源協調性分析

4.1協調度概念及模型

表2　城市化與耕地資源協調度分類

4.2庫爾勒市城市化水平與耕地資源協調性分析

根據協調度模型，結合庫爾勒市1990—2012年的耕地資源以及城市化水平的變化情況，計算獲得的庫爾勒市城市化水平與耕地資源協調度結果見表3。

表3　庫爾勒市1990—2012年城市化水平耕地資源協調度

從表3 協調度計算結果看出庫爾勒市城市化水平與耕地資源協調度值較低，1990—2012年，城市化水平與耕地資源的協調度變化較大，其中最大值為1.39，最小值為-1；從協調度類型可以看出24 a中基本協調有5 a，調和狀態有5 a，基本調和狀態有2 a，較協調有5 a，勉強調和狀態有1 a，不協調狀態有6 a；從協調度時序上看，庫爾勒市城市化水平與耕地資源的協調度表現出一定的階段性，總體呈現出“基本協調和較協調→不協調→調和和較調和”的趨勢。

進一步研究發現,庫爾勒市城市化與耕地資源的協調度在時序上表現出一定的層次性和階段性。依據協調度變化趨勢可將其大致分為兩個階段：

第一階段：1990—2002年，這一時期，庫爾勒市的城市化與耕地資源從基本協調轉變為調和和不協調，分析原因：耕地資源急劇減少，此期間由于經濟發展加快，城市化水平發展加快，另一方面西部大開發加快了城市化建設,出現了“開發區熱”，城市建設規模不斷擴大,而這些年州委確定了“庫尉一體化”發展戰略，庫爾勒市加快城市建設，不斷優化城市空間分布，擴展城市建成區面積規模，造成建成區占用耕地，從而使得城市化水平與耕地資源出現了不協調的狀態。

第二階段：2003—2012年，這一時期，庫爾勒市的城市化與耕地資源從勉強調和轉變為調和和較協調。主要是由于耕地被城市用地大量占用的問題，政府采取了積極有效的耕地保護措施和科學合理的城市規劃布局，加大了土地開發整改力度，基本實現了耕地占補平衡，同時隨著城市化水平的提高、人們的耕地保護意識也得到增強。

5　結 論

(1) 庫爾勒市處在城市化發展時期，城市化水平穩步提升，年均城市化水平增長率達到0.2%，年均耕地面積增長率是4%，人均耕地面積增長率是1.5%，經濟水平和生產力水平有所提高，第二、第三產業在社會經濟發展中起著越來越重要作用，城市規模在逐漸擴大。

(2) 1989—2012年庫爾勒市的城市化水平與耕地資源呈現一定相互促進的正相關關系，隨著城市化水平的提高，耕地面積增加，之后城市化水平發展趨勢略有波動，后期城市化水平變化趨勢較穩定，耕地面積變化也趨于穩定。

(3) 從協調度類型可以看出城市化水平與耕地資源協調度24 a間基本協調有5 a，調和狀態有5 a，基本調和狀態有2 a，較協調有5 a，勉強調和狀態有1 a，不協調狀態有6 a；從協調度時序上看，庫爾勒市城市化水平與耕地資源的協調度表現出一定的階段性，總體呈現出“基本協調和較協調→不協調→調和和較調和”的趨勢。總之，耕地資源與城市化水平存在著密切的聯系，研究耕地資源變化與城市化的關系具有現實意義，有助于為當地政府城市規劃和進一步發展提供參考依據。

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Analysis on Correlation Between Cultivated Land Resources and Urbanization Development in Korla City

Gulimeiheri·Abasi1， Alimujiang·Kasimu1,2

(1.College of Geographic sciences, Xinjiang Normal University, Urumqi 830054, China;2.UrbanizationDevelopmentResearchCenter,XinjiangNormalUniversity,Urumqi830054,China)

Urbanization level is a measurement of a country's economic development level, especially an important symbol of the industrialization level; and the non-agriculturalization is a kind of inevitable phenomenon in the process of urbanization, the cultivated land quantity change reflects a certain social and economic development regulation. In this paper; Landsat TM, ETM+, ALOS/AVNIR-2 data of 1990, 2000 and 2010 were used as the data sources to extract information on arable land, Korla City, based on social and economic statistics of the years from 1989 to 2012, the linear regression analysis models and coordination analysis were used to examine theof changes in urbanization and cultivated land resources, relevance and compatibility in Korla City. The results showed that the level of urbanization had increased in Korla City with an annual growth rate of 0.2%, arable land cultivated area had increased with an annual increase of 4%, and average increase of arable land cultivated area reached the point of 1.5% in recent 24 years. arable land resources and the level of urbanization of Korla in recent years presented a positive correlation between certain mutually reinforcing coordination degree from the timing point of view, the compatibility of the Korla urbanization and cultivated land resources showed some stage periods, overall showied a trend: basic coordinated → relative coordinated→ less coordinated →reconcile and relative reconcile.

urbanization; cultivated land resources; coordinated index; Korla City

2014-08-25

2014-09-25

國家自然科學資助項目(41361043);新疆維吾爾自治區青年科技創新人才培養工程優秀青年科技人才項目(2013721031)；新疆師范大學地理學博士點支撐科學開放課題資助項目(XJNU-DL-201402)

古麗美合日·阿巴斯(1990—),女(維吾爾族),新疆喀什人,碩士研究生,研究方向:城市地理與規劃。E-mail:13070417725@163.com

阿里木江·卡斯木(1976—)，男(維吾爾族)，新疆克拉瑪依人，博士，教授，研究方向：城市遙感。E-mail:alimkasim@gmail.com

X144； X22

A

1005-3409(2015)04-0305-05