不同時段土地利用時空格局變化及影響因素分析——以重慶璧山區為例

萬 強, 方義強, 劉伯云

(1. 璧山區丁家街道辦事處, 重慶 402764; 2. 西南大學 資源環境學院, 重慶 400715)

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不同時段土地利用時空格局變化及影響因素分析
——以重慶璧山區為例

萬 強1, 方義強1, 劉伯云2

(1. 璧山區丁家街道辦事處, 重慶 402764; 2. 西南大學 資源環境學院, 重慶 400715)

對璧山區土地利用變化進行分析,以2000、2005、2010、2015年4期的遙感影像為數據源,將土地利用類型分為5大類,利用2000—2015年璧山區土地變更調查數據及統計年鑒數據,計算土地利用類型變化量。利用GIS和地統計學,分析研究期間土地利用變化趨勢,分析得出其變化驅動因子。旨在解決當前璧山區經濟發展與用地矛盾問題,為璧山區土地可持續利用與發展以及城市建設規劃提供借鑒。

璧山; 土地利用; 變化趨勢; 空間格局

0 引 言

土地利用/覆被變化(LUCC)與全球生態系統的變化緊密相連,對區域的可持續發展起著基礎性支撐作用[1-2]。未來人類發展所面臨的發展和環境相關問題都與土地利用/覆被變化緊密相關,因此土地利用/覆被變化已成為全球變化問題研究的核心主題之一[3]。自改革開放以來,由于人口增長,經濟發展帶來的對土地管理政策變化,從而影響土地利用時空格局的變化[4]。為了應對此科研問題,國際上在LUCC研究方面強調大規模、跨學科和綜合性,建立了許多不同內容、不同尺度的分析模型[5-8]。

目前LUCC的數據來源于3個方面:通過“3S”技術獲取的有關LUCC的不同精確度的海量數據、統計年鑒在內的歷年統計資料及歷史圖件、國土資源部門的土地詳查變更資料。璧山區各個土地利用類型的數量受到自然、社會、經濟、技術、政策等要素的綜合影響。土地利用時空格局的變化成了影響區域可持續發展的一個重要因素,而縣域尺度的研究還未見太多。本文以重慶市璧山區為研究區域,利用2000—2015年土地利用變更調查數據,對璧山土地利用時空格局變化情況進行深入研究分析,探討了引起土地利用變化的驅動力因素,希望對璧山土地資源集約利用,未來城市規劃起到一定的作用。

1 研究區概況

璧山區位于重慶市西部,東經106.02′～106.20′,北緯29.17′～29.53′。東西寬15.5 km,南北長66.5 km,區域面積915 km2。東鄰沙坪壩區、九龍坡區,南界江津區,西連銅梁區、永川區,北接合川區、北碚區。璧山地處重慶西大門,是渝西地區到重慶主城區的交通要道。地形處于四川盆地和山地過渡地帶,地勢以丘陵為主。最高海拔1 027 m,最低138 m,多在200～800 m之間。2014年5月2日,經國務院批準撤銷璧山縣,設立重慶市璧山區。全區幅員面積915 km2,轄6個街道、9個鎮,戶籍人口63.5萬,常住人口72.5萬。

圖1 研究區的區位圖

2 研究方法

2.1 數據來源

本文以璧山區2000—2015年土地利用變更調查數據為基礎,選取2000、2005、2010這3個時期的重慶璧山區土地利用圖,結合重慶市統計信息之統計年度公報,整理形成土地利用變化研究的數據庫。以ArcGIS 10.2為支撐,對璧山區的不同時期的遙感圖進行解譯,得到3期不同時段的土地覆被圖,然后統計不同時期的土地利用的面積和響應,最后對3期景觀格局進行分析。

2.2 研究方法

本研究過程是先獲取相關的土地覆被信息后,然后對其生態系統類型進行分類,最后將生態系統分類結果通過空間分析方法進行相關分析,并檢驗分類結果的精度[9]。從土地利用空間格局變化的研究角度,建立一個相應的土地利用指標判斷模型,從數量、動態和空間變化等方面分析璧山區近10年的土地利用特征。

為了進一步研究土地利用變化帶來的各類效應,通過各種土地利用類型的變化幅度和速度,采用動態度分析土地利用數量變化。本文采用不同時段璧山區的土地利用變化值來分析土地利用數量變化,通過這些分析,不僅可得到區域土地利用變化的速率[10-11],也可表征研究區一定時間范圍內的各種土地利用變化的情況。

3 結果與分析

3.1 璧山區土地利用構成與空間格局的變化

在土地分類中參考中國常用土地分類標準和文獻[12],并結合實際情況,將3個時期重慶市璧山區的土地分為5大類:森林、水體、農田、城鎮、草地。利用ArcGIS得各期空間分布,如圖2所示。運用土地統計學方法對研究區土地利用類型進行了面積變化統計。其2000年、2005年和2010年土地利用類型在數量上的變化主要變現為:從構成來看:在土地利用類型中主要以森林、農田為主,其次為灌草和草地,城鎮以及裸地面積最小。從空間布局來看:森林覆蓋面積主要集中在研究區的兩側,增加趨勢明顯,說明當地的生態修復工程取得了很大的成效。東部地帶的森林覆蓋率較好,這可能和降雨量以及人口稀少等因素相關。農田生態系統比例也較大,主要分布在丘陵地帶。從比例上來看,農田和森林生態系統占了璧山區的大部分,也可以說農田和森林生態系統構成了璧山區生態系統的基底。草地呈帶狀分布,主要集中在河流附近。城鎮集中在南部和中部,城鎮附近都有河流通過。

圖2 重慶市璧山區土地利用覆蓋圖

3.2 璧山區土地利用變化量

從變化量來看:草地、農田逐年較少,森林、城鎮、水體用地呈上升趨勢,其中:灌草的面積減少最大,且減少幅度逐年增大,2000—2005年總體減少了2 293公頃,2005—2010年減少了2 873公頃,2010年以后,減少量達到6 000公頃, 總減少面積為10 249公頃。各種生態系統變化的特點:灌草生態系統的面積大幅度減少,特別是2005以后縮小的面積更加明顯,這主要是因為實施生態工程,其次是植被的自然恢復。農田面積的逐年減少,這主要是因為實施森林生態工程,占去了大量的農田面積。農田變化面

圖3 不同時段璧山區的土地利用變化值

積和森林、城鎮面積的變化趨勢相反。整體來講, 灌草、農田、草地的變化一致, 呈逐年減少的趨勢。

可以看出,璧山區的土地利用水平呈上升趨勢,水域、草地、農田面積在減少,而森林、城鎮等建設用地在急劇擴張,這種趨勢是現今西部大開發政策和當地政府行為的結果。任何一種土地資源的開發活動都是在一定的經濟利益驅動和政策背景下進行的。以區縣為單元的土地利用中受經濟系統、政策水平以及制度影響很大。人口的增多,引導制度與政策的改變,制度與政策又反過來促進社會的發展,進一步改變著區域土地利用格局。

4 結 論

研究表明,自2000年以來,璧山區的城市發展比較迅速,主要是城市用地增加和農田面積的減少。璧山區農田的減少是該區顯著的土地利用特征,大部分的農田被森林用地和城鎮用地占據。人類活動加強導致農田、灌草生態系統向城鎮生態系統、旅游等其他建設用地轉換,成為璧山區土地利用類型間轉化的熱點。

不同地類空間分布特征有差別。農田和森林用地分布廣泛且用地面積大;城鎮用地主要集中在中部河流地帶,沿河沿江呈帶狀布局。草地呈現零星分布趨勢,主要分布在河流附近,且所占比例較小。水域東西南北穿越整個區域。2000年以來璧山區土地利用集約利用水平呈現上升趨勢,森林面積的增大使得生態基底保持完整,可以說這種趨勢是適應生態城市發展的過程。

在西部大開發的背景下,璧山區將進入城市化加速發展階段,更應該關注山地城市發展的狀況,建立土地利用和區域生態環境的直接影響關系。同時,璧山區也應該綜合考慮人文、社會和生態環境等其他因素的關系,合理的優化生態空間格局,充分發揮當地的土地利用效率,生態文明建設是今后璧山開發的重點。

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Study on land-use change and its spatial distribution in the different periods: a case study in bishan

WANQiang1,FANGYiqiang1,LIUBoyun2

(1. Dingjia Street Committee of Bishan District, Chongqing 402764, China; 2. College of Resources and Environment, Southwest University, Chongqing 400715, China)

By the land use change of spatio-temporal of Bishan. Bishan area was divided into five categories of land use types, based on TM images of the years of 2000, 2005,2010 and 2015 . Bishan land change survey and statistical year book data form 2000 to 2015 were analyzed based on the calculations of variation of each use type with the GIS software and statistics. The results show the tendency of land use changes and their driving forces in order to solve the current economic development and land use in Bishan, and provide reference for sustainable use of land and planning for urban.

Bishan; land use; variation tendency; spatial patterns

2016-07-08。

國家自然科學基金資助項目(31004034)。

萬 強(1975-),男,重慶人,重慶市璧山區丁家街道水利工程師。

1673-5862(2016)04-0437-04

P951

A

10.3969/ j.issn.1673-5862.2016.04.012