土地利用變遷相關理論

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第三節 土地利用變遷相關理論

土地利用變遷可被視作滿足人類需求的社會過程，其變遷發展深受自然環境 與社會經濟所驅動，進而影響整體利用之情形。但由於土地利用變遷內所涵蓋驅 動力類型錯綜複雜，且具有時間、空間難以掌握的動態性，於複雜性、動態性兩 者交互作用之下，土地利用變遷趨勢預測日益受到重視。因此，為了能妥善規劃 土地資源，瞭解土地利用時空變遷顯得相當重要。分別可從土地利用變遷的演化 特性與驅動力間之關係進行探討，進而深入分析驅動力之類型，從而了解土地利 用、各驅動力因子於時空動態交互作用下，如何影響土地利用變遷，以利預測、

模擬未來之土地利用趨勢與範圍（周天穎、簡甫任、雷祖強，2003；賴進貴、葉 高華、王韋力，2004；鄒克萬、張曜麟，2004）。

一、土地利用變遷與驅動力之間關聯

土地利用（Land Use）為人類於某種土地覆蓋類型上所有的安排、活動與投 入各項措施的一套人類行為，長遠來看，土地利用多出於社會與經濟目的之管理

（IPCC, 2007）。在不同自然環境、社會經濟背景與政治文化發展的情況下，將 產生各種不同的土地利用型態（周天穎、簡甫任、雷祖強，2003），而土地利用 變遷（Land Use Change）通常是為了滿足人類生活與生產的新發展所產生(Haase and Nuissl, 2007)，其變遷係受到諸多且複雜的驅動力（Driving Forces）影響型 態。土地利用變遷驅動力係影響土地利用產生變化的主要影響因素，如：經濟、

文化、制度、地形、坡度與交通可及性等因素，驅動力與土地利用於不同時間、

空間尺度下交互作用而產生之變遷，(吳振發，2006；鄒克萬、黃書偉，2007)。

然而，變遷下往往忽略了生態層面，直接對自然環境造成嚴重的衝擊(鄒克萬、

黃書偉，2007)。因此，探討土地利用變遷與驅動力間之關係，可瞭解土地利用 變遷與社會經濟過程、土地開發、各項活動與自然資源之間的關聯性（Tuner and Meyer, 1994；吳振發，2006），分析哪些區域需優先進行土地利用，以利未來制 訂適宜的土地利用計畫。

從土地利用變遷理論探討，過去土地利用變遷被視作為一種不連續性的路徑 相依（Path-Dependent），係指土地利用未來的發展方向受到現有的利用情況與過 去發展路徑的影響，意即過去的利用模式是重要的，其會限制、影響土地利用未 來決策與變遷的重要因素之一。當以往的利用、投資會產生邊際報酬力遞增 (Increasing Return)的現象時，路徑相依將產生正面的影響，一旦為遞減現象時，

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路徑相依的方式將會衝擊至土地利用變遷的發展（Landis and Zhang, 1998）。此 外，過去同時認為土地利用變遷具有一致性與線性發展的變動模式(Dietzel, Oguz, Hemphill, Clarke &Gazulis, 2005)。然而，事實上土地利用變遷不僅僅依循過去的 路徑，更受到其他驅動力之影響，各個驅動力對於個別土地利用變遷都具有機率 過程(Probabilistic Process)，於移轉機率下改變其利用型態(Anderson,Palma and Thisse,1992)，呈現不一致且非線性成長的變遷(Dietzel, et al., 2005；Verburget al., 2004)。因此，於探討各驅動力如何影響土地利用變遷時，宜透過驅動力選擇、

土地利用與驅動力之間量化的關係來加以分析(Verburget al., 2004；Verburg et al., 2003；鄒克萬、張曜麟，2004）。

（一）驅動力的選擇

驅動力的選擇（Selection of Driving Forces）相當依賴過去經濟模型下的均衡 理論及典型的土地利用系統假設，由於瞭解土地利用變遷受到諸多驅動力與時空 因素影響，故改採統計方式（如Logistic Model）選擇驅動力，計算其移轉機率。

於模式內整合不同的土地利用轉變時，通常需要考量更多且複雜的驅動力，以瞭 解該土地適合做為何種用途；較大的區域範圍擁有較為多樣性的土地利用型態，

則須考量較多的驅動力；而範圍較小的區域，可能只有少數的可變因素對該區土 地利用產生影響(Verburget al., 2004)，因不同的驅動力類型與規模將會造成不同 的土地變遷結果(Verburg et al., 2003; Lambin et al., 2001)，故須考量驅動力於各個 規模上的適用性。因此，於驅動力的選擇上，同時考量用途與區域範圍，有助於 土地利用與驅動力間之量化。

（二）土地利用與驅動力間量化的關係

土地使用與驅動力間量化的關係（Quantification of Relations between land use and driving forces）可透過模型建立加以分析。初期運用投入產出經濟模型與最 適效用模型進行分析，但因量化社會經濟因子有其困難度存在，故於土地利用分 析上無法完整呈現其關聯性；其次，利用經驗模型量化土地利用與驅動力間之關 係，主要是透過土地利用歷史資料加以迴歸量化（Veldkamp and Fresco, 1996），

但由於所採用的資料樣本數較少且時間為短期，故解釋能力較低；目前多採用驅 動 力 與 土 地 利 用 變 遷 間 模 型 的 量 化 ， 因 土 地 利 用 樣 態 呈 橫 斷 面 分 析

（Cross-sectional analysis），反應了過去歷史長時間的變遷，使土地利用於形態 上更具有解釋力，再加上模型建立，更能明確呈現地點、條件與鄰近土地使用類 型間的交互作用（Verburget al., 2004）。

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由上述可知，土地利用變遷與驅動力間之關係密不可分，可透過 DPSIR 概 念分析兩者間的因果關係，探討人類活動與兩者之間交互作用下所產生的複雜系 統。DPSIR 概念（Driving Forces–Pressure–State–Impact–Response Concept），驅 動力（Driving Forces）係指人類活動對土地利用所產生的需求對土地產生改變的 壓力（Pressure），將影響土地覆蓋的現況型態（State），對資源平衡產生負面衝 擊（Impact），衝擊也可視為一種驅動力，最後負面的衝擊影響到了人類的生活 空間，再透過向政府當局與民間社會團體反應（Response），而後由政府再透過 規劃方式解決問題與衝擊，再一次循環由驅動力影響土地利用變遷…（Haase and Nuissl, 2007），下圖 2-3 為 DPSIR 概念圖：

圖2-3 DPSIR 概念圖 資料來源：Haase and Nuissl, 2007

於土地利用系統下發現，土地利用變遷於不同的社會系統、生態系統、土地 利用系統、全球與區域環境下，受到人類活動下之政策、時間、空間與系統多重 行為影響，形成複雜且彼此交互作用的系統，並與人類對於土地利用和土地覆蓋 變遷所形成的衝擊與回饋相連結，其中人類活動逐漸轉變成全球土地覆蓋產生變 遷的主要原因(Briassoilis,2000；丁志堅，2002)。再加上不同時空尺度與驅動力 的交互作用下，驅動力導致土地利用變遷，而土地利用型態改變後對土地覆蓋同 時也產生影響，進而土地覆蓋變遷直接引發自然環境產生變化。於多重的影響下，

使得土地利用變遷於時間、空間及政策三個維度的影響上更形明顯，如下圖2-4

（Veldkamp and Fresco,1996；林裕彬、林允斌、王彥覃，2007；賴進貴，2001)。

驅動力 (Driving Force)

壓力 (Pressure)

衝擊 (Impact) 現況型態

(State)

回應 (Response)

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圖2-4 土地利用變遷與驅動力間之關聯圖 資料來源：吳振發，2006

二、土地利用驅動力之類型

土地利用驅動力係促使土地利用變遷的重要關鍵因素(Turner et. al,1995)，欲 了解土地利用變遷，則須先找出可能影響的因素（丁敬忠，2007），再透過驅動 力選擇、土地利用與驅動力之間量化的關係來加以分析(Verburg et al., 2004；

Verburg et al., 2003；鄒克萬、張曜麟，2004）。而土地利用變遷驅動力多以自然 環境、社會經濟環境探討居多（Briassoulis, 2001；Turner II et al., 1995；鄒克萬、

張曜麟，2004；林裕彬、吳振發、鄧東波，2004）。Turner(1993)對於土地利用變 遷驅動力之定義為「當人類對於實質環境及社會文化的改變而做出回應，並表現 於增加其經濟社會文化福祉時，土地利用變遷即被塑造為一種對社會經濟變數與 生物物理變數的解釋，而這些變數即所謂的土地變遷驅動力」（Verburg et al.,2003;Verburg et al.,2004）。簡言之，與土地利用變遷過程相關的外生變數，稱 之為土地利用變遷「驅動力（Driving Forces）」（Verburg et al.,2004）。

驅動力與土地利用變遷間具有函數關係，因此驅動力時常被分為社會經濟驅 動力（Socio-Economic Drivers）、生態自然驅動力（Biophysical Drivers）及鄰近 發生原因(Proximate Causes)。其中，社會經濟驅動力多以人為方式改變土地利用；

生態自然驅動力因自然因子無法直接驅動土地利用改變，故透過改變土地覆蓋變 遷，進而影響土地利用，例如透過氣候變遷方式改變土地覆蓋；鄰近發生原因係 指土地利用管理變數（Verburg et al.,2004）。

社會系統 生態系統

土地覆蓋變遷 土地利用系統 土地管理者

區域和全球變遷

全球變遷系統

背景增加 間接影響 生物

驅動力

技術改變

回饋 回

饋

社經 驅動力

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土地利用變遷源自於眾多複雜的驅動力，如社會、經濟、政治、自然等因素，

各驅動力之間彼此交互作用驅使土地利用產生演變的過程（Processes）（Fang et al.,2005）。由於驅動力種類眾多，因此概念化區分驅動力是必要的，其將有助於 歸類分析土地利用變遷的影響因素，而在探討驅動力分類時，其背後多隱含著人 類對於土地利用的價值觀，當價值觀進行整合後，則透過驅動力驅使土地利用產 生變遷（Verburg, 2004B）。

本研究歸納過去相關探討土地利用驅動力之研究，概略可將驅動力歸納為四 類，分別為自然環境、社會經濟、計畫環境及立地環境驅動力：

（一）自然環境驅動力

土地覆蓋的自然環境下，各種土地利用存在著既有的發展潛力與限制條件，

其所呈現的型態決定了該地區是否適合發展，過去相關研究多將自然環境驅動力 細分為地理因子（坡度、水文、土壤、地形、地質、可發展區）、自然因子（氣 候變遷、火山爆發）、生物因素及限制因子（水源保護區、邊際土地、限制發展 區、淹水潛勢區面積、土石流潛勢區）等（Briassoulis, 2001；Landis and Zhang, 1998；

Verburg, 2004B；林裕彬、林允斌、王彥覃，2007；莊翰華，2001；黃依卿，2005；

Verburg, 2004B；林裕彬、林允斌、王彥覃，2007；莊翰華，2001；黃依卿，2005；