蘭州新區(qū)地表覆蓋變化分析

蘭州新區(qū)地表覆蓋變化分析

蘭州新區(qū)位于蘭州市北部的秦王川盤地，規(guī)劃區(qū)面積806平方公里，涉及蘭州市轄區(qū)內(nèi)永登縣和皋蘭縣6個鄉(xiāng)鎮(zhèn)，距蘭州市主城區(qū)38.5公里，距白銀市區(qū)79公里。該地區(qū)區(qū)位優(yōu)勢明顯，自古就是溝通內(nèi)地、聯(lián)通西部邊疆和中亞地區(qū)的戰(zhàn)略通道，是支撐“新絲綢之路經(jīng)濟帶”的重要節(jié)點。2012年8月，蘭州新區(qū)獲批為國家級新區(qū)，成為繼上海浦東新區(qū)、天津濱海新區(qū)、重慶兩江新區(qū)、浙江舟山群島新區(qū)后，國務院批復的第五個國家級新區(qū)，也是西北地區(qū)第一個國家級新區(qū)。

隨著蘭州新區(qū)的開發(fā)建設，引起了地表覆蓋的急劇變化，使原有以農(nóng)業(yè)為主的地表形態(tài)大規(guī)模、急速地轉(zhuǎn)換為城市地表形態(tài)。本文利用遙感和地理信息系統(tǒng)對研究區(qū)的地表覆蓋變化及進行描述和分析。

數(shù)據(jù)來源

按照地理國情普查內(nèi)容與指標要求，將采集的內(nèi)容分為地表形態(tài)、地表覆蓋和重要地理國情要素三個方面。地表覆蓋分類信息反映地表自然營造物和人工建造物的自然屬性或狀況，將其類型劃分為耕地、園地、林地、草地、房屋建筑區(qū)、道路、構(gòu)筑物、人工堆掘地、荒漠與裸露地表、水域等10種類型。遙感和地理信息系統(tǒng)技術(shù)在地表覆蓋變化分析中的應用已相當廣泛。本文利用蘭州新區(qū)規(guī)劃區(qū)（以下簡稱規(guī)劃區(qū)）2010年和2013年遙感影像資料，以地理國情普查地表覆蓋分類指標進行數(shù)據(jù)解譯，見表1。

表1 規(guī)劃區(qū)地表覆蓋數(shù)據(jù)

蘭州新區(qū)地表覆蓋變化情況

地表覆蓋類型變化情況

2010年10月至2013年5月，蘭州新區(qū)地表覆蓋變化主要體現(xiàn)為耕地、草地面積減少，人工堆掘地、道路和房屋建筑區(qū)面積的增加。其中耕地減少了1933.22公頃；草地中的自然低密度覆蓋草地減少1893.42公頃，人工草地增加40公頃，合計共減少1852.48公頃；人工堆掘地共增加2483.28公頃，其中建筑工地和露天采掘場分別增加了2411.16公頃和64.75公頃，林地增加了680.31公頃，以人工幼林增加為主，占到增加面積的93.3%，道路增加290.32公頃。人工幼林、道路及建筑工地總的增加面積為3335.66公頃，占耕地與草地減少面積總和的87%。房屋建筑區(qū)增加了244.35公頃，水域增加了102.45公頃，年變化率分別為2%和9%。具體變化情況如表2。

從總體數(shù)量看，較2010年10月，2013年5月新區(qū)耕地比重從42%減小至39%，減少3個百分點，草地從43%減少至41%，減少了2個百分點，園地、房屋建筑區(qū)、構(gòu)筑物、道路、略有增減，增加較明顯的是人工堆掘地，即主要為建筑工地。而水域和林地各增加了一個百分點，各約8平方公里，新區(qū)地表正在經(jīng)歷一個由農(nóng)業(yè)用地轉(zhuǎn)變?yōu)榉寝r(nóng)業(yè)用地的過程，正地經(jīng)歷急速城鎮(zhèn)化和工業(yè)化的發(fā)展過程。

地表覆蓋轉(zhuǎn)移矩陣

將2010年和2013年地表覆蓋數(shù)據(jù)用空間分析方法進行空間疊加來生成2010至2013年的蘭州新區(qū)地表覆蓋面積轉(zhuǎn)移矩陣。地表覆蓋類型轉(zhuǎn)移矩陣能較為全面地反映各地表類型之間的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換和數(shù)量轉(zhuǎn)換關(guān)系，是地表類型演變的重要參照，見下表3。

根據(jù)轉(zhuǎn)移矩陣，規(guī)劃區(qū)內(nèi)2010年至2013年共發(fā)生地表類型轉(zhuǎn)移的總量為6948.84公頃，合計10.4萬畝，占規(guī)劃區(qū)總面積的8.6%。從轉(zhuǎn)換的地表類型來看，主要有以下兩個方面：

耕地和草地的轉(zhuǎn)出量較大，總和為3.5萬畝。耕地轉(zhuǎn)化為人工堆掘地的面積最大，為1621.44公頃，其次為草地，轉(zhuǎn)化面積為741.38公頃。耕地和草地轉(zhuǎn)出成為人工堆掘地的總和占人工堆掘地增加面積2483.23公頃的95%。

人工堆掘地、道路、房屋建筑區(qū)的面積轉(zhuǎn)入量較大，他們的轉(zhuǎn)換方向主要為其他類型的轉(zhuǎn)入；耕地和草地的轉(zhuǎn)出量較大，面積減少較多，轉(zhuǎn)換方向主要為向其他類型的轉(zhuǎn)出。

表2 蘭州新區(qū)地表覆蓋類型及其變化（二級類）單位：公頃

表3 規(guī)劃區(qū)2010-2013年地表覆蓋類型轉(zhuǎn)移情況 單位：公頃

地表覆蓋類型變化分析

1）耕地變化

2010年耕地總量為33606.92公頃，占規(guī)劃區(qū)總面積的42%，至2013年規(guī)劃區(qū)耕地總量為31673.7公頃，占規(guī)劃區(qū)總面積的39%，占比減少了3個百分點，面積減少了1933.22公頃，占規(guī)劃區(qū)總面積的2.4%。耕地主要減少的區(qū)域是規(guī)劃區(qū)南部的秦王川平原的中心地帶，其地勢平坦、海拔較低，主要位于紅玉、西槽、北坪、倒水塘等村委會周邊地區(qū)，該區(qū)域也是新區(qū)綜合行政服務區(qū)的重點開發(fā)地區(qū)。耕地增加的地區(qū)主要位于西岔鎮(zhèn)西岔村附近的開山造地所形成的耕地，面積約為250.35公頃，其余為零星地類的增加。

2）林地變化

從林地各類的變化量上看，規(guī)劃區(qū)具有人工幼林的大面積種值和綠化林地的增多，而其它各類基本持平的特征，這一特點明顯地反映了新區(qū)生態(tài)建設的主要方面，即退耕還林和大面積改造荒草地為林地及城市內(nèi)部生態(tài)林地建設的持續(xù)推進。至2013年5月，林地增加的主要的區(qū)域位于緯三路以南的約4至5公里的低矮丘陵地的南坡，其人工造林面積超過萬畝，其次是在引大入秦東干渠延線附過，形成了林地的帶狀結(jié)構(gòu)。而林地的轉(zhuǎn)出主要在規(guī)劃區(qū)南部林地轉(zhuǎn)為了草地，這種轉(zhuǎn)換很大程度上是由于退耕還林后，由于林木干枯而致使林地退化為草地。

3）草地變化

2010年草地的總量為34602.76公頃，占規(guī)劃區(qū)總面積的43%，2013年草地變?yōu)?2750.28公頃，占規(guī)劃區(qū)總面積41%，相比2010年減少了1852.48公頃，約合2.8萬畝，減少的總量與耕地減少的總量2.9萬畝基本相當。從減少的結(jié)構(gòu)來看，天然草地減少了1893.42公頃，合2.84萬畝，與此同時，2010年比2013年人工草地的面積總量大幅增加，較2010年增加了62%，2013年人工草地的面積為106.5公頃，合1600畝。這也反映了在新區(qū)建設中注重提高綠化地表的數(shù)量和質(zhì)量以此改善生態(tài)環(huán)境的思路和政策，從另一方面，在天然草地中低植被覆蓋草地實際上占有相當大的面積，減少低密度植被草地的覆蓋是新區(qū)土地開發(fā)整理、用地集約化和提高土地利用率的必然選擇和要求。

4）房屋建筑區(qū)變化

從建筑用地變化的空間位置上看，房屋建筑區(qū)的增加主要集中于新區(qū)城市中心建設過程中已成形的用于生產(chǎn)生活的房屋建筑，但其增加的主要位于秦王川中部的平原地區(qū)，而且分布相對分散。房屋建筑區(qū)的轉(zhuǎn)出主要位于規(guī)劃區(qū)在建或已建成的經(jīng)六、經(jīng)十等道路的附近，這是規(guī)劃后，形成了原有居民居住區(qū)的搬遷，由于規(guī)模并不大，所以其線路還不明顯。

圖1 蘭州新區(qū)地表覆蓋變化圖

5）建筑工地變化

在地理國情普查中建筑工地是屬人工推掘地中的指標。而人工推掘地是指被人類活動形成的棄置物長期覆蓋或經(jīng)人工開掘、正在進行大規(guī)模土木工程而出露的地表。采集的最小圖斑對應的面實地積為400平方米。由于新區(qū)原本為耕地和荒草地為主的地表覆蓋，自2012年8月新區(qū)被批準為國家級新區(qū)時起，就開始了大規(guī)模的建設時期，所以建筑工地的規(guī)模和數(shù)量是最直接反映新區(qū)開發(fā)和建設的指標，也代表了新區(qū)城市化初期地表急速轉(zhuǎn)換的過程。

到2013年建筑工地的規(guī)模達到2952.93公頃，而2010年建筑工地的規(guī)模僅為541.77公頃，兩年多的時間內(nèi)增加了5倍之多。從比重上看，2010年建筑工地占整個人工堆掘地的58%，到2013年建筑工地占整個人工堆掘地的86%，上升了近30%，而與此同時，露天采掘場由原來的30%減少到10%，2013年為345.43公頃，比2010年增加了975畝。堆放物，指人工長期堆積的各種礦物、尾礦、棄渣、垃圾、垃圾沙土、巖屑等覆蓋的地表。采集的最小圖斑對應的地面實地積為400平方米。堆放物的面積基本持平，為120公頃。因此，由于新區(qū)的大面積建設，使建筑工地的面積大為增加，而致使人工堆掘地的面積變化較大，而其它采掘場、堆放物在基本穩(wěn)定的同進略有增加。這也反映了新區(qū)地表在大面積建設的同時并未帶來過多的用于采掘和堆放的閑置地，控制并減少了土地資源的浪費。

6）城市道路變化

從道路長度計算中可知，城市道路里程增加了193公里。規(guī)劃區(qū)要建設快速、便捷的交通體系，形成“三縱一橫”交通網(wǎng)絡，道路的面積和里程將會近一步的增加，值得注意的是道路的年遞增率為7%，這與林地年遞增率8%相近。道路主要增加的是規(guī)劃區(qū)新建設的水秦路、緯一路、緯三路、經(jīng)十三路等，其主要占用的是耕地。

5.結(jié)語

蘭州新區(qū)在政策和城市規(guī)劃的推動下地表形態(tài)正在快速發(fā)生變化，兩年多的時間內(nèi)有近70平方公里的土地類型發(fā)生了轉(zhuǎn)移，總的趨勢是耕地和低覆蓋度草地轉(zhuǎn)換為建筑工地、道路及生態(tài)用地。按照統(tǒng)一指標對其地表覆蓋進行可持繼化的跟蹤和監(jiān)測，將更有利于其生態(tài)保護和社會經(jīng)濟可持繼發(fā)展。

10.3969/j.issn.1001- 8972.2016.21.030