番禺區城市建設用地的廊道效應分析

張亦漢， 曾湛荊

(1.廣東財經大學地理與旅游學院，廣州 510320； 2.云南大學城市建設與管理學院，昆明 650000)

0 引言

在城市發展過程中，交通網絡對城市格局有重要影響，而城市格局也會反作用于交通網絡[1]。許多學者認為，交通網絡是影響城市土地利用的最重要因素，因此有不少學者研究交通網絡與土地利用之間的關系，其中比較典型的問題是交通網絡的“廊道效應”。城市廊道可分為人工廊道和自然廊道，人工廊道以交通網絡為主，自然廊道則以河流為主。廊道效應有流通效應和場效應，場效應最為普遍，即城市交通網絡對城市土地利用的影響[2-3]。城市交通網絡產生的廊道效應是圍繞交通網存在著一定影響范圍的場效應，而效應大小由中心軸線向外逐步遞減，并遵循隨距離增大而衰減的準則，也可用一個對數衰減函數來表示[2-4]。

廊道效應是代杰夫等對美國大都市的城市擴張進行研究時提出的[5]。隨后，Forman 等[5]研究了不同距離范圍內的濕地、河流、外來植物、駝鹿、麋鹿、兩棲類以及鳥類等的分布情況。宗躍光[1]指出，廊道效應是指廊道產生的各種自然、經濟和社會綜合效應，而且廊道效應由中心向外逐步衰減，遵循隨距離增大而衰減規律。周華榮等[3]研究了塔里木河中下游河流對農田、林地和沼澤等的廊道效應。周俊等[6]研究了上海市軌道交通的廊道效應，并分析了在其影響下的城市土地利用變化情況。還有一些學者研究了城市化加速過程中道路網絡與建成區景觀擴展的互動關系[3,7-8]。但是現有的研究并沒有考慮到人們出行越來越多采用的交通工具——地鐵，關于地鐵產生的廊道效應也鮮有報道。

因此，本文在前人研究的基礎上，選取在地鐵影響下土地利用變化劇烈的廣州市番禺區作為研究對象，運用GIS和RS手段，對番禺區地鐵周圍的土地利用情況進行緩沖區分析，分別提取距地鐵500 m，1 000 m和2 000 m范圍內的土地利用信息，研究廣州地鐵沿線土地利用空間分異情況，從而探討并分析廣州地鐵對城市及周邊土地利用分異的影響。研究結果表明，到目前為止，廣州地鐵線對番禺區的土地利用還沒有明顯的廊道效應，但廣州地鐵站點卻對番禺區土地利用具有明顯的分異作用。

1 研究區概況

本文選用廣州市番禺區作為研究區，位于珠江三角洲的核心地區，總面積為786.2 km2。目前，番禺區由于經濟和人口不斷增長，經歷了快速的土地利用變化。本研究選用該區1999年和2008年獲取的TM遙感圖像，采用ENVI軟件先對圖像進行大氣校正和幾何糾正，再通過查找同名點對2個時相的圖像進行幾何配準。挑選了訓練和測試2組樣本，其中訓練樣本用于監督分類，將全區分為城市用地、開發用地、耕地、林地、基塘、水體和園地； 測試樣本則用于檢查分類結果。檢查結果顯示，測試樣本的分類精度可達到92%，完全能滿足后續研究與分析等要求[9]。根據TM遙感圖像的土地利用分類結果，番禺城市用地面積1999年為134.60 km2，2008年增至255.59 km2，年增長率高達6.8%。有關統計數據顯示，我國城市用地的平均年擴張率為3%，而GDP的平均年增長率在10%左右[10]。根據番禺區的經濟增長速度推算，其土地消耗的增長明顯高于全國水平，顯然是不正常的。因此，本文選擇這個典型區域作為研究區有著特別的意義。

從1999—2008年番禺區土地利用類型變化圖(圖1)中可以看出，1999年番禺區的城鄉建設用地占總用地的17.4%，而耕地、林地、基塘和水域分別占總用地的49.5%，5.4%，10.6%和11.7%，其他用地占5.5%。這說明在當時番禺區大規模的城市建設還未開始，城鄉建設用地大多集中在市橋附近，整體上比較分散。到2008年，番禺區城市建設用地占總用地的比例增加到33.0%，而耕地和林地都有相應減少，尤其是耕地由原來的383.76 km2減少到256 58 km2，減少了16%； 開發用地也有少量增加，由原來的4.72 km2增加到13.29 km2； 基塘和水域面積基本維持不變。因而可以推斷，城鄉建設用地的增加基本上以耕地的減少為依托。

(a) 1999年番禺土地利用圖(b) 2008年番禺土地利用圖(c) 1999—2008年新增城市用地

圖1番禺區土地利用類型變化圖

Fig.1ChangesoflandusetypesinPanyuDistrict

1999—2008年番禺區土地利用類型變化數據如表1所示。

表1 1999—2008年番禺區土地利用類型變化情況

從表1和圖1可以看出，番禺區在這10 a間城鄉建設用地由原來的134.60 km2增加到255.59 km2，占總用地面積的比例由原來的17.4%增加到33.0%，說明番禺區在這10 a中發展迅速。同時，耕地由原來的383.76 km2減少到256.58 km2，占總用地面積比例由原來的49.5%減少到33.1%，耕地減少比較明顯。此外，開發用地也由原來的4.72 km2增加到13.29 km2，占總用地面積的比例由原來的0.6%增加到1.7%。除此之外，基塘、水域和園地的變化不是很明顯。由此可以推斷，2008年的城鄉建設用地和開發用地的增加主要以耕地的減少為依托。

2 廊道效應分析

2.1 地鐵沿線的緩沖分析

本文對廣州地鐵沿線分別建立不同尺度緩沖區，研究各緩沖區內新增城市建設用地的增長情況。選用ArcGIS軟件中Arctoolbox工具箱中的“緩沖”工具，先設定500 m，1 000 m和2 000 m這3種緩沖距離，生成對應的3個緩沖區； 再在Arctoolbox工具箱中選用“按掩模提取”工具，提取出被緩沖區覆蓋的番禺區土地利用數據； 然后通過ArcGIS分類統計分析得出距地鐵[0，500)m、[500，1 000)m和[1 000，2 000]m帶狀地區的新增城鄉建設用地的情況[11-12](圖2和表2)。

(a) 500 m緩沖區內的新增城市用地(b) 1 000 m緩沖區內的新增城市用地

(c) 2 000 m緩沖區內的新增城市用地(d) 不同距離范圍內的新增城市用地

圖2 番禺區地鐵沿線的緩沖分析

Fig.2 Buffer analysis along metro in Panyu District

表2 不同緩沖區范圍內城鄉建設用地變化情況

從圖2和表2可以看出： 距地鐵[0，500) m內的新增城鄉用地為13.25 km2； [500，1 000)m內的新增城鄉用地為14.81 km2； [1 000，2 000]m內的新增城鄉用地為24.54 km2。它們分別占總用地面積的23.9%，26.0%和22.0%。這種比例并沒有體現逐漸遞減的特點，說明城鄉建設用地并沒有隨著與地鐵距離的增加而逐漸減少，即沒有體現明顯的廊道效應。

通過調查與分析，本文認為產生這種情況的原因主要有： ①城鄉建設用地既包括對城市軌道交通依靠程度較高的居住區、商業和公共服務設施，也包括工業及倉儲物流等依靠碼頭、高速公路和城際軌道交通的用地類型，所以廊道效應不明顯； ②地鐵為地下交通，依托站點與地面建立聯系。番禺區不像廣州市中心那樣城市功能齊全而地鐵站點密集，往往很遠距離才有一個地鐵口，地鐵線路在地下可能會經過—長段地面上不很熱鬧的地帶，才能到達較為繁華的站點。所以本文認為以整條地鐵線路為對象做緩沖區分析，就不可避免地會出現上述情況。

2.2 地鐵站點的緩沖分析

考慮到番禺區地鐵線路在地下會經過地面城鄉建設用地較為稀少的地帶，而站點往往設立在城鄉建設用地較多、人口相對集中的地點，因此本文以地鐵站點為對象，分別建立距地鐵站500 m，1 000 m和2 000 m的緩沖區，通過整理可以得到圖3和表3。

(a) 500 m緩沖區內的新增城市用地(b) 1 000 m緩沖區內的新增城市用地

(c) 2 000 m緩沖區內的新增城市用地(d) 不同距離范圍內的新增城市用地

表3 地鐵站點周圍不同距離的城鄉建設用地變化情況

從圖3和表3分析可以看出，新增城鄉用地在距地鐵站點[0，500) m內為4.13 km2，在[0，1 000) m內為14.60 km2，在[0，1 500) m內為26.61 km2，在[0，2 000) m內為39.57 km2； 且在距地鐵站點[500，1 000)m范圍內新增城鄉用地為10.47 km2，在[1 000，1 500)m范圍內新增城鄉用地為12.02 km2； 在[1 500，2 000]m范圍內新增城鄉用地為12.96 km2。由各種用地占總用地的比例可以看出，新增城市用地在距地鐵站點[0，500)m，[500，1 000)m，[1000，1500)m和[1 500，2 000]m范圍內新增百分比分別為32.9%，28.7%，22.7%和22.6%。這種隨距離增大而建設用地新增比例減少的特征正是廊道效應的集中體現。因此可以認為，地鐵的吸引作用使得近幾年城鄉建設用地在地鐵站點附近聚集。城市地鐵的開通對城鄉建設用地的發展具有重要影響。目前，番禺區已開通和在建的地鐵線路長、運載量大，運行快捷準時，與地面其他交通網銜接方便，吸引眾多居民(包括外來務工人員)來番禺區居住在地鐵站點附近，有力地帶動了當地經濟和社會的發展。

3 結論

通過研究廣州地鐵對番禺區土地利用空間分異情況的影響，可得出如下結論：

1)運用RS和GIS手段，可以非常方便地分析在地鐵影響下城市土地利用的變化情況，探討地鐵對周邊土地利用的廊道效應。

2)在對廣州市番禺區地鐵進行緩沖區分析中，分別提取并統計了距地鐵500 m，1 000 m和2 000 m范圍內的土地利用信息，發現到目前為止，廣州地鐵線還沒有對番禺區的土地利用產生典型的分異作用和廊道效應。

3)通過對番禺區地鐵站點緩沖區的分析和統計，新增城市建設用地在距地鐵站點[0，500) m，[500，1 000)m，[1000，1500)m和[1 500，2 000]m范圍內新增百分比分別為32.9%，28.7%，22.7%和22.6%，具有較明顯的廊道效應。

4)本文著重分析了地鐵線路和站點對城鄉建設用地變化的效應，下一步將全面探討對其他土地利用類型的分異作用和廊道效應。

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