三峽庫區(重慶段)土地利用空間沖突類型識別及驅動機制研究

官冬杰， 陳 婷， 和秀娟， 羅 雪， 羅 麗， 鄧慧婷

(1. 重慶交通大學 建筑與城市規劃學院，重慶，400047； 2. 山地城鎮建設與新技術教育部重點實驗室，重慶，400045)

0 引 言

土地是人類得以生存和發展的寶貴資源，伴隨著社會經濟的發展，土地資源的有限性和利用方式的多宜性與人類在生產、生活和生態方面無限需求之間的矛盾，導致不同利益主體對土地利用形態格局無法達成一致，產生了土地利用沖突[1]。土地利用沖突的概念雛形第一次出現在20世紀90年代的英國鄉村協會上，此后開啟了關于土地利用沖突的研究。近年來，土地利用沖突發生的頻率、涉及的層面、沖突的內容和造成的后果等都呈現出越來越多和越來越嚴重的趨勢，成為實現社會、經濟和生態環境和諧發展的主要障礙[2]。同時，國內外學者們對于土地利用沖突的研究也在不斷的發展，其研究內容主要包括土地利用沖突的概念與內涵[3-5]、類型與分布[6-8]、原因和機制[9-11]、管理和評價[12-15]等方面。如周德等通過整理近15年來我國土地利用沖突的相關文獻，按照沖突發生內容和表現形式，將土地利用沖突劃分為社會沖突、文化沖突、制度沖突、價值沖突、空間沖突以及生態環境沖突[12]。總的來說，大多數學者對于土地利用沖突的研究多集中在概念辨析、沖突原因、沖突內容和分類原則等方面，對于土地利用空間沖突這一沖突類型的研究較少，且多以定性研究為主，因此有必要開展土地利用空間沖突的定量研究。在城鎮化進程中，土地利用的空間變化劇烈，是土地利用空間沖突最主要的表現形式之一。土地利用空間沖突涉及到多個方面，若沖突沒有控制到位將造成空間資源分配不均、土地開發效率低下、社會經濟和生態發展失衡等問題[16]。對土地利用空間沖突開展定量化研究，能夠幫助我們尋求協調沖突的方法，緩解土地利用壓力，實現土地資源利用效益最大化，也可以對區域土地利用規劃及區域可持續發展做出一定的貢獻。

三峽庫區(重慶段)面積約占整個庫區的85.6%，是我國長江流域具有重大戰略意義的地區，同時也是著名的生態脆弱區，一直以來都是各領域學者研究的重點區域[17-18]，但關于土地利用沖突方面的研究較少。水庫工程建設作為施予區域環境的劇烈特殊人類活動，它通過工程淹沒、移民遷建及其配套基礎設施建設等方式，對庫區土地利用產生重大的脅迫作用，極易產生矛盾和沖突[19]。三峽工程是我國最大的水利工程，其建成后在為社會產生巨大綜合效益同時，也對三峽的土地利用、生態環境、經濟發展產生深遠影響。因此，筆者以三峽庫區(重慶段)為研究對象，結合景觀生態學理論從土地利用系統的復雜性、脆弱性和動態性出發，構建土地利用空間沖突綜合測度模型，以綜合測度值為基準對土地利用空間沖突進行分類。利用分類結果進行相關分析，尋求其內在原因，研究結果可對三峽庫區(重慶段)的土地資源配置和優化空間布局提供有效參考，同時，也豐富了土地利用沖突定量化研究的內容。

1 研究區概況

三峽庫區(重慶段)位于長江上游下段，東起巫山縣、西至江津區、南起武隆區、北至開州區，地理坐標介于北緯28°31′～31°44′、東經105°49′～110°12′之間，包括重慶市22個區、縣(自治縣)，面積約為46 101.41 km2，是長江上游主要的生態脆弱區之一。三峽庫區(重慶段)人口眾多，資源豐富，同時也是重點移民地區，2015年該區域常住人口約1 896.33萬人，其中城鎮常住人口約為1 276.55萬人。三峽庫區整體經濟在重慶市屬于中等水平，各個區縣的經濟平穩增長。2015年，研究區域生產總值為10 839.69億元，比2014年增長864.4億元，同比增長8.67%。該地區以山地和丘陵為主，為溫潤亞熱帶季風氣候，其氣候特點為冬暖春早、夏熱秋遲，常年雨量十分充沛。

圖1 三峽庫區(重慶段)地理位置Fig. 1 Geographical location of the Three Gorges Reservoir area (Chongqing section)

2 數據與方法

2.1 數據來源

土地利用數據(1990年、2000年、2010年)來源為中國科學院資源環境科學數據中心和中國科學院聯合開展的“全國生態環境十年變化(2000—2010年)遙感調查與評估”項目的遙感解譯數據，分辨率為30×30 m，按照全國生態10年土地覆被分類系統將其整理為6種用地類型，分別是：林地、草地、耕地、濕地、建筑用地和未利用地。

社會經濟數據主要來源于《1990—2015重慶市統計年鑒》、《城市統計年鑒》和《環境公報》等。

2.2 研究方法

2.2.1 土地利用空間沖突綜合測度模型的構建

空間沖突，是人地關系作用過程中伴隨空間資源競爭而產生的各種矛盾，也是影響區域和諧可持續發展的關鍵。土地利用空間沖突的實質是在同一空間區位上各土地利用的主體為爭奪稀缺的土地資源而進行的時空競爭和博弈的過程，其內涵為以土地利用空間沖突為縮影的各種利益矛盾和多種土地利用類型(功能)的演變[20]。土地利用系統具有復雜性、脆弱性及動態性等特點，參考以往研究[21]，構建基于景觀生態學的三峽庫區(重慶段)土地利用空間沖突測度模型，如：

SC=C+F-B

(1)

式中：SC為空間沖突水平；C為空間復雜性指數；F為空間脆弱性指數；B為空間穩定性指數。

1)空間復雜性(C)。

城鎮化的不斷加快以及人類的過度干預使土地系統變得越來越復雜與破碎，導致土地利用空間沖突不斷加劇。分形是描述自然界空間格局和城市地理現象發展空間復雜性的有效工具和重要語言[22]。借鑒景觀生態指數中的面積加權平均斑塊分形指數(AWMPFD)來反映景觀斑塊的空間復雜性，以表征鄰域景觀對當前土地利用的干擾影響程度。計算式如：

(2)

式中：Pij為斑塊周長；aij為斑塊面積；A為景觀總面積。

2)空間脆弱性(F)。

土地利用系統脆弱性主要來自于外部壓力的影響，不同的用地類型對外界干擾的抵抗能力也不同[23]，土地利用系統的脆弱值可用景觀脆弱性指數來表示。由于不同地類對于空間的擾動程度不同，按照土地對生態系統的擾動效益，將6種土地類型的脆弱度指數進行賦值，分別是：建設用地=11，草地=9，未利用地=7，耕地=5，林地=3，水域=1。計算式如：

(3)

式中：fi為各類景觀脆弱度指數；ai為各類景觀面積；S為評價單元面積。

3)空間穩定性(B)。

通常情況下，土地利用單元空間形態越破碎，其動態性越強，穩定性越差，空間沖突作用越強。借鑒景觀生態指數中的景觀破脆度指數來衡量空間單元的穩定性，破碎度可以用來度量景觀破碎化程度，以斑塊密度(PD)來表示。那么空間穩定性可表示為1-景觀破碎度指數(PD)，具體計算式如：

(4)

式中：ni為各空間景觀單元內的斑塊數目；A為空間景觀單元面積。

2.2.2 空間沖突測度指數

土地利用空間沖突測度指數利用空間沖突測度模型計算得出，見式(1)，可表示評價單元的土地利用空間沖突程度的大小。不同尺度對土地利用空間沖突測度指數的計算結果、運行規律的認識、分析結果的科學性和實用性會產生一定的影響。參考相關文獻，為避免研究區域空間單元過于破碎，筆者根據研究區域實際情況需要，選取4×4 km的方格作為評價單元，將研究區域劃分成3 175個空間評價單元，每個完整方格的面積為16 km2，對研究區域邊緣地區未布滿整個方格面積的空間斑塊以實際面積參與計算。

3 結果與分析

3.1 空間沖突類型的劃分

在ArcGIS10.2以及Excel的支持下，計算出反映每個評價單元的空間復雜性、空間脆弱性以及空間穩定性指標，將這些指標代入空間沖突綜合測度模型，并將計算結果進行標準化處理，得到每個評價單元的空間沖突測度值。采用等間距法將研究區的空間沖突類型劃分為輕度沖突(0，0.25)、一般沖突[0.25，0.5)、中度沖突[0.5，0.75)和重度沖突[0.75，1.0)等4個等級，如圖2。

圖2 1990—2010年三峽庫區(重慶段)土地利用空間沖突類型Fig. 2 Spatial conflict types of the Three Gorges Reservoir area (Chongqing section) from 1990 to 2010

3.2 空間沖突類型的動態變化

根據計算出的三期土地利用空間沖突綜合測度值，以劃分出的4種類型為基礎，統計出了1990—2010年各類空間沖突類型面積占研究區域總面積的比例，得到表1。

表1 1990—2010年三峽庫區(重慶段)空間沖突類型面積比重Table 1 Area ratio of spatial conflict types in Three Gorges Reservoir area (Chongqing section) from 1990 to 2010

從數量上看，研究區域的空間沖突類型以一般沖突和中度沖突為主，大約占據了研究區80%左右的面積，重度沖突區域在4種類型中所占比例最小，由此可看出該地區的空間沖突情況在總體上比較樂觀。輕度沖突類型主要分布在研究區域的邊緣位置，如巫溪、開州和武隆等地區，1990—2010年呈減少趨勢，但是減少的程度較小，總體來說輕度沖突區域較為穩定。一般沖突類型的分布區域與輕度沖突類型相似，1990—2000年間呈增加趨勢，而2000—2010年間呈減少趨勢，就其沖突類型來看，該種類型的變化對于研究區域的影響不大。中度沖突類型的分布范圍較大，主要是主城區、忠縣、萬州區等地區，在研究期間呈減少的趨勢，從1990年的54.03%減少到了49.53%，其主要原因是部分中度沖突類型轉換成了重度沖突類型。重度沖突類型的分布區域變化較大，由云陽、奉節等東北方向的地區向著西南方向轉移，并以主城區為中心向外擴張；其所占比重也不斷增加，尤其2000—2010年間，由3.06%增加到了9.36%，增加了近兩倍，說明在此期間研究區的空間沖突情況急劇加重。

3.3 重度沖突類型分析

重度沖突類型表示的是在研究區域中空間沖突最為嚴重的一部分，最具有研究價值。因此筆者選取了1990—2010年研究區域中的重度沖突類型單獨進行研究。利用ArcGIS10.2的空間分析和統計能力，在Excel中進行數據處理，得到了重度沖突類型中各用地類型比重(如圖3)和各用地類型各個時間段的增減量和年均變化率(如表2)。

圖3 1990—2010年三峽庫區(重慶段)重度沖突類型中用地類型比重Fig. 3 Proportion of land use types in severe conflict types in Three Gorges Reservoir area (Chongqing section) from 1990 to 2010

由圖3可以看出：在重度沖突類型中林地與耕地占重度沖突區面積的比例最大，這主要是因為這兩種用地類型本身的基數較大，其次是草地、濕地和建設用地。在研究時期內，林地的比重變化為先減后增；草地在1990—2000年間變化很大，從22%直接減小到了1%左右，而在2000—2010年間無太大變化；濕地在研究前期快速增加，在研究后期較為穩定，整體呈現增長的趨勢；耕地的比重先是大幅增加，然后再減少，但總體上耕地的比重呈現增加趨勢；建設用地的比重雖然較小，但是在研究時段內一直呈現增加的趨勢。

表2 1990—2010年三峽庫區(重慶段)各用地類型增減量與變化率Table 2 Increment, decrease and change rate of land use types in Three Gorges Reservoir area (Chongqing section) from 1990 to 2010

從表2可以看出，1990—2000年間重度沖突類型中林地和草地的數量有所減少，濕地、耕地和建設用地的數量在增加，其中濕地與建設用地的增長速度最快，濕地的年均變化率達到了70%。2000—2010年間除未利用地外，其余用地類型都有或多或少的增長，表明研究區域的沖突越來越嚴重，實際上，該研究期間的重度沖突類型的面積增加了6.2%。在研究期末，年均變化率最大是建設用地和草地，建設用地的年均變化率達到了36.89%，表明在研究后期主要沖突地類從濕地轉移到了建設用地。從整個研究時期來看林地、濕地、耕地和建設用地的面積都在增加，僅有草地與未利用地的面積在減少；從1990—2010年間，增加的各地類面積為716 990 hm2，也就是說整個研究區域的土地利用空間沖突形勢越來越嚴峻。

3.4 土地利用空間沖突驅動機制

土地利用變化過程具有長期性、動態性和復雜性，引發土地利用空間沖突的原因也是多種多樣的。根據三峽庫區(重慶段)的實際情況，考慮到數據的合理性和可獲取性，選取GDP(X1)、全社會固定資產投資(X2)、總人口(X3)、城市化率(X4)、第三產業占GDP比重(X5)、人均耕地面積(X6)、糧食單產(X7)、農業總產值(X8)、重慶三峽庫區搬遷人口數(X9)和重慶三峽工程投資總額(X10)這10項指標對研究區域的土地利用沖突進行主成分分析，其特征值、主成分貢獻率及主成分載荷矩陣見表3和表4。

表3 特征值及主成分貢獻率Table 3 Eigenvalue and principal component contribution rate

表4 主成分載荷Table 4 Principal component load

3.4.1 經濟發展驅動因素

社會經濟的發展變化是土地利用結構演變的潛在驅動力，而GDP、固定資產投資和城市化率等都屬于社會經濟影響因子。現有的建設用地已經不能滿足高速經濟發展對空間的需求，建設用地會在短期大幅度擴張。經濟的高速發展所帶來收入的快速增長使其對建設用地投入力度加大，更加速了城市空間的擴張。隨著城鎮化進程的加快，大量的農業人口轉化為了城鎮人口，耕地面積也不斷減少，大大增加了土地利用空間沖突發生的概率。

3.4.2 人口增長驅動因素

土地利用空間沖突的發生，其主要原因之一是由于土地使用者和各利益主體之間發生矛盾。人口作為土地利用系統的3大組成要素之一，對土地利用的過程產生了極大的影響。首先，土地利用系統滿足了人類的衣食住行需求，在此過程中就必須拓展人類的發展空間。其次，作為土地系統的消費者，人們要在土地利用系統中索取生活所需品，這就意味著土地必須源源不斷提供充足的食品[24]。最后，人類要以自身需求不斷發展生產以此來維持可持續發展。2000—2010年，耕地面積從1 384 471.41 hm2減少到1 188 940.79 hm2，而研究區域的總人口數從1 801.42 萬人不斷增長到1 897.86萬人。隨著人口的增長對建設用地的需求以及人們對于經濟效益的追求，大量地理位置優越的耕地轉換成了建筑用地，2000—2010年間，5.93%的耕地轉換成了建筑用地。

3.4.3 三峽工程驅動因素

三峽庫區由于三峽工程的存在，其土地利用結構、變化過程、土地利用沖突情況等與其他區域存在較大差異。如由于三峽工程而進行的三峽移民工程對于研究區域的人口、經濟、社會產生極大的影響，移民安置等問題也會影響到該地區的土地利用情況。在研究時期內，由于三峽工程的建設，整個研究區域濕地增加了將近一倍的面積，大約有6.04%的建設用地轉換成了濕地，但是人們會為了自身的需求與發展將其他類型的土地如林地、草地，特別是耕地轉換成建設用地，因此2000—2010年間建設用地整體上是增加的。在此情形下，研究區域的土地利用空間重度沖突區由2000年的3.06%增長到了2010年的9.36%，并且由中心區域向外擴張。

4 結 論

1)三峽庫區(重慶段)的各個沖突類型空間分布特征：在研究期間重度沖突區從研究區的東北部向著西南部轉移，并以西南地區的主城區為中心向外擴張；一般沖突和輕度沖突類型分布在最北端和東南部的邊緣地帶，其余為中度沖突區分布。

2)三峽庫區(重慶段)以中度沖突類型為主，其次是一般沖突類型、輕度沖突類型。在研究期間，輕度沖突和一般沖突類型的變化不大，中度沖突區的所占比重在逐漸減小，而重度沖突類型所占比重在逐漸增加，主要是由于部分中度沖突類型轉化成了重度沖突類型，同時也表明研究區的空間沖突在不斷加強。

3)針對重度沖突類型進行的研究得出：各種地類所占比例最大的是林地和耕地，其次是草地、耕地和建設用地。在重度沖突類型中，濕地與建設用地所占比重均處于不斷增長狀況，并且年均變化程度也最大。研究期間，沖突較大的土地利用類型從林地、草地轉換成了濕地、耕地和建設用地。

4)根據研究結果并結合三峽庫區(重慶段)的實際情況分析得出，該地區的土地利用空間沖突的驅動因素可概括為：經濟發展因素、人口增長壓力因素和三峽工程因素。

5)對于空間沖突類型的劃分依賴于空間沖突綜合測度值，具體劃分方法為等間距劃分。未來使用此方法進行空間沖突類型劃分時應對各個類型間的界限值進行相關研究，找到合適的劃分標準。學者們對于土地利用沖突的相關研究較多，但是關于土地利用空間沖突的研究，尤其定量化研究仍處于起步階段。對于其空間沖突的類型、空間沖突類型劃分的標準、空間沖突類型劃分的方法等問題還有待更多更廣的研究。