快速城市化背景下中山市土地利用變化研究

葛志鵬 趙家敏 黃佩

摘要運用RS、GIS等技術方法，解譯覆蓋1990、2000和2013年中山市的TM基礎遙感影像數據，進一步分析其土地利用時空變化特征。結果表明，1990—2013年中山市的土地利用類型在結構、數量和變化率上發生巨大變化，建設用地需求激增，耕地資源驟減。耕地下降達40.96%，主要轉出到建設用地和基塘用地，草地和林地變化不大?？臻g分布上，增加的建設用地主要由耕地和基塘用地轉入，集中在靠近江門市區、佛山市順德區的西北部地區、中山市城區周邊地區以及靠近珠海市區的南部地區；西北部基塘用地的幾何中心也逐步朝中西部、南部及東部轉移，并在南朗鎮沿海處出現大面積的魚塘。人口增長、社會經濟發展和政府政策等驅動是影響中山市土地利用變化的主要因素。

關鍵詞土地利用；RS；GIS；驅動因素；中山市

中圖分類號F301.24文獻標識碼A文章編號0517-6611（2017）21-0184-04

Land Use Change in Zhongshan City under the Background of Rapid Urbanization

GE Zhipeng1， ZHAO Jiamin2， HUANG Pei1

（1.Guangdong Zhixin Information Engineering of Survey and Planning Co.， Ltd， Zhongshan， Guangdong 528403；2. School of Geography， Guangzhou University，Guanzghou， Guangdong 510006）

AbstractThe TM remote sensing image data in 1990， 2000 and 2013 were analyzed by some technical methods like RS and GIS， and the temporal and spatial characteristics of land use were analyzed. The results showed that the land use type of Zhongshan City had changed greatly in the structure， quantity and rate of change from 1990 to 2013. The demand for construction land had increased and the cultivated land resources had plummeted. cultivated land fell to 40.96%， mainly transferred to the construction land and pond land. Grass and woodland change lightly. In the spatial distribution， the increase in the construction of land mainly by the arable land and pond land， concentrated in the vicinity of Jiangmen City， northwest region Shunde District of Foshan City， the surrounding areas of Zhongshan City and near the southern part of Zhuhai City. Geometric centers in the northwestern pond land are gradually moving towards the central， western and eastern parts， and large areas of fish ponds appear at the coastal town of Nanglang. Population growth， socioeconomic development and government policy drive was the main factor affecting the land use change in Zhongshan City.

Key wordsLand use；RS；GIS；Driving factors；Zhongshan City

土地作為人類賴以生存和發展最根本的物質基礎[1]，與人類經濟社會可持續發展息息相關。人類活動干擾下，不同土地利用方式及強度對區域內地理環境產生一定演變過程，逐漸改變原有的景觀格局，反映區域內的生態環境健康狀況。

當前，在宏觀運行環境依然偏緊的狀況下，中山市正處于經濟社會發展的轉型期，出現土地資源緊缺，主要表現為土地供需矛盾突出，城鎮建設發展不平衡，土地質量逐步退化等[2-3]。筆者根據1990、2000和2013年中山市TM遙感影像解譯數據，分析了1990—2013年中山市土地利用時空變化特征，有效反映中山市土地利用的時空變化規律，分析作用于土地利用變化的影響因素，為政府部門優化土地結構和規劃土地資源提供科學依據，以期實現中山市經濟與生態的可持續協調發展。

1數據數據來源與研究方法

1.1研究區概況中山市位于珠江三角洲中南部，地處珠江口西岸，周邊地區為均為珠三角城市發展較快和經濟發展水平較高地區，毗鄰澳門，與深圳、香港隔伶仃洋相望[4]。中山市地理位置處于113°09′～113°46′ E、22°11′～22°46′ N，全境總面積約1 761 km2。

1.2數據來源與處理

利用覆蓋中山市1990、2000和2013年3期的Landsat TM遙感影像基礎數據源，均來源于美國地質勘探局USGS，遙感衛星軌道號為122/44、122/45，影像質量較好，研究區內無云。以《廣東省地圖冊》（2006年版）、全國1∶25萬矢量邊界圖、《廣東中山市行政區劃圖》（2010年版）為基礎衍生數據[5-6]。

對以上遙感影像分別進行鑲嵌、幾何精校正與配準、輻射定標與大氣校正、掩膜裁剪后，得出3期中山市遙感影像。同時，采用最大似然法對遙感影像進行監督分類。參考中國科學院資源環境數據庫中的土地利用/覆被標準分類系統，結合中山市土地利用資源特征和景觀類型差異等實際情況，并且結合野外實地調查，將研究區域土地分為建設用地、林地、基塘用地、草地、其他水域、耕地以及未利用地7個地類。3期的遙感影像分類結果的Kappa系數分別為 0.75、0.81、078，均大于0.7，滿足分類精度的要求[5-6]。

1.3研究方法

土地利用變化幅度計算公式如下：

土地利用面積變化值（km2）=研究后期土地面積-研究初期土地面積

土地利用變化率（%）=土地面積變化值/研究初期土地面積×100%

2結果與分析

2.1中山市土地利用/覆被動態變化特征

2.1.1土地資源數量變化特征。

探究研究區不同時序的土地類型總量變化和相對數量變化率，能剖析研究區的土地利用類型空間結構變化、變化特征及土地利用總體變化趨勢[7]。根據TM影像解譯結果，1990、2000和2013年研究區土地利用面積及所占比例見表1。各地類面積變化幅度見表2。

表1中，在土地利用結構方面，1990年中山市的土地用地類型主要為耕地，占主導地位，達到總面積41.65%。其次，基塘用地和林地的比例也分別占18.84%、16.98%。當地人主要利用現有的魚塘等自然資源，工業剛起步，受人類活動影響較小，土地利用結構較為單一。2000年耕地所占的比重有所降低，占總面積的22.76%，建設用地、基塘用地的比重大幅度增加，分別達到17.09%、27.58%，而林地比例稍下降，但變化不大。2013年建設用地居絕對優勢，占總面積26.17%，基塘用地比重稍下降，占總面積24.26%，與耕地占有量相近。林地占有量依然下降，但幅度不大。表2中，在土地利用變化的幅度及變化率方面，1990—2000年建設用地需求面積急增，增加257.77 km2，變化率為583.00%。其次，基塘用地也有所增加，上升46.43%。其他的土地利用類型面積比例都下降不少，其中，耕地占有量減少尤為明顯，減少45.35%，水域和未利用地也分別減少24.61%、20.64%。2000—2013年建設用地需求相對有所減緩，但仍然增加16014 km2，變化率為53.14%。耕地用地面積也上漲803%，未利用地減少幅度最大，下降變化率為85.85%。同時草地也減少32.45 km2，即下降35.13%。

1990—2013年中山市的建設用地幅度變化顯著，面積共增加417.36 km2，土地利用變化率達到945.97%。其次，基塘用地面積也增加95.7 km2，變化率為28.82%。其他土地利用類型的變化率都有所下降，未利用地的變化幅度最為顯著，變化率達到88.77%，林地變化影響最小。

安徽農業科學2017年

2.1.2土地利用類型轉移分析。

僅利用以上得到的各土地類型面積變化的統計數據，不能說明各土地利用類型間的轉換關系，而土地利用轉移矩陣能夠有效地描述不同時期的土地利用類型空間相互轉化情況[8]。該研究利用ENVI 5.0中的Change Detection Statistics工具對中山市3個不同時期的土地利用面積進行轉移矩陣計算，結果見表3、4。

由表3、4可知，1990—2013年中山市各土地利用類型轉換變化過程。在數量上，中山市的建設用地轉入主要以耕地為主，基塘用地次之，部分未利用地也轉變為建設用地。林地主要轉入源和轉出源的土地類型相對比較均衡，轉入源以草地為主，主要轉化為耕地，面積變化不大。1990—2000年，大量耕地轉為基塘用地，轉入面積為221.66 km2；2000—2013年，耕地與基塘用地間轉入轉出量相差不大。其他水域都演變成基塘用地。

由于中山市的城市化進程加快，人口膨脹，用地需求量增大，大量耕地、基塘用地、未利用地轉為建設用地。在空間上，增加的建設用地主要集中在靠近江門市區和佛山順德區的西北部地區、中山城區周邊地區以及靠近珠海市區的南部地區。同時，由于原本占主要優勢的耕地出現大面積的減少，人們不得不向河流、部分基塘要地。中山市的農業產業結構得到調整，地勢比較平坦地區的耕地變為養殖水面，南朗鎮沿海處的水域被開發為基塘用地，因此，基塘用地有所增加。由于經濟快速發展，原大部分位于西北部的基塘用地已被建設用地所覆蓋，基塘用地的幾何中心也逐漸朝中西部、南部及東部移動，并在南朗鎮沿海處出現大面積的魚塘。由于中山市政府對生態加強保護，所以無論在數量上還是在空間上林地變化不大，特別是五桂山林區內部幾乎不受影響。由于中山市的橫門水道、磨刀門水道處于三角洲入?？?，河流流速緩慢，導致該處河流堆積作用明顯，灘涂面積有所增加，大部分用作耕地。目前，大部分未利用地已被開發為建設用地和耕地，所占面積極少。

2.2土地利用/覆被變化的驅動因素分析

土地利用/覆被變化是一個非常復雜的過程，受到眾多因素的影響和制約，例如自然因素、社會經濟因素、政策因素等，并且這些因素作用于土地利用的方式和強度截然不同[9]。

2.2.1自然因素。

中山市境內地勢中高四周平展，以平原為主要地形，呈現出自西北向東南傾斜，屬南亞熱帶海洋性季風氣候，年均溫是21.8 ℃，年均降水量1 800 mm[10]。全境以赤紅壤為主要土壤類型，動植物類型豐富多樣，地質構造體系屬于華南褶皺束的粵中凹陷[11]。從時間尺度上而言，自然因素作用于土地是一個長期的影響過程，因此，自然因素對土地利用的影響是逐漸趨向平穩。

2.2.2人口增長因素。

一直以來，人口因素引起土地利用變化影響深遠，兩者間的關系是土地利用變化機制研究的重要課題之一[12]。人口增長與區域土地利用變化間也呈現強烈的相關性[13]。人口數量激增，在一定程度上，可導致人類居住用地向外擴展及土地系統產出的產品需求量增加，基礎設施急劇建設，進而使得耕地資源數量日益減少，區域的土地利用方式和結構加劇發生改變。因此，人口增長因素是區域土地利用變化最根本的驅動因子。

目前，中山市城鎮化水平較高，基本實現了城鄉一體化發展，現代城市體系已初步形成。根據中山市統計年鑒數據可知，1990年以來，中山市的總人口呈現持續上升的態勢。

從圖1可以看出，1990—2013年，中山市總人口增加了19247萬，增加了1.54倍，其中，非農業人口增加了5462萬。隨著中山市的城市化進程加速，城鎮經濟的發展，人口劇增，居住用地需求量增加，城鎮不斷擴展，部分閑置土地改變用途，大量的農用地逐漸轉化為建設用地，圍海造陸的需求激增，沿海生態問題越發嚴重。

2.2.3社會經濟發展因素。

區域經濟發展不斷推進，尤其體現在對土地利用的需求總量增加，但土地利用的結構和用地方式也隨之發生轉變。在改革開放初期，中山大部分城鎮屬于典型的農業經濟鎮。20世紀90年代以來，中山市政府著力調整農業生產結構，建立起商品生產基地，并著重以輕工業為主體的經濟發展戰略，注重工業園區的建設，著力推動工業的集約化發展。由于經濟高速發展，建設用地需求量劇增，大量的耕地和基塘用地轉化為建設用地，從而不得不向耕地“要地”。原大部分位于西北部的基塘用地已被建設用地所覆蓋，基塘用地的幾何中心發生轉移現象。中山市政府因地制宜，相繼放開糖、糧政策，優化農業發展模式，專注水產養殖[14]，因此，基塘用地面積也隨之增加，相應的耕地面積有一定的減少。

2.2.4政策因素。

在我國，政策因素對區域的土地利用變化的響應最為明顯，可成為土地利用變化的直接決定性因素。一直以來，中山市政府切實為人民生活謀福利，致力于生態環境保護，在城市生態規劃建設方面位于中國城市的前列。1990—2013年中山市的經濟高速發展，但其林地的覆蓋率減少緩慢，所占的總土地利用面積的比例變化不大。這是因為中山市非常重視五桂山生態環境保護，鼓勵農民種植經濟林，加強生態建設，提高五桂山的森林覆蓋率，保護其郁閉度，林地的景觀結構較為穩定。2016年12月，深中通道項目正式動工，此工程建成后將成為珠江東西兩岸重要的交通樞紐[15]。機遇與挑戰并存，中山市可借此推動產業結構升級、吸納人才、實現珠三角區域經濟一體化，但不可避免會改變土地利用結構，更多的耕地、基塘用地演變成建設用地，圍海造陸，這給當地生態環境帶來嚴峻的考驗。

3結論

該研究借助ENVI、ArcGIS等軟件工具，分類解譯中山市1990、2000和2013年3個時期的遙感影像數據，分析其土地利用變化過程，并利用轉移矩陣方法，剖析各土地利用類型間的轉換關系，得出中山市的土地利用的時空變化特征，進一步分析影響和制約土地利用的驅動因素。

1990—2013年中山市土地利用類型在結構、數量和變化率上發生巨大變化，建設用地需求激增，耕地資源驟減。耕地下降達40.96%，主要轉出到建設用地和基塘用地。林地占有量稍有下降，變化不大。在空間分布上，增加的建設用地主要由耕地和基塘用地轉入，集中在靠近江門市區和佛山市順德區的西北部地區、中山市城區周邊地區以及靠近珠海市區的南部地區，西北部基塘用地的幾何中心也逐步朝中西部、南部及東部轉移，并在南朗鎮沿海處出現大面積的魚塘。人口增長、社會經濟發展和政府政策等驅動是影響中山市土地利用變化的主要機制。

參考文獻

[1] 劉紀遠.國家資源環境遙感宏觀調查與動態監測研究[J].遙感學報，1997，1（3）：225-230.

[2] 劉志軍，方元，劉衛芳.中山市1990～2007年生態價值動態變化分析[J].安徽農業科學，2012，40（26）：13026-13027，13080.

[3] 許陽萍.中山市土地利用/覆被變化對景觀格局及生態安全的影響[D].廣州：廣州大學，2009.

[4] 中山市人民政府辦公室.中山市自然地理[DB/OL].[2017-02-11].http：//www.zs.gov.cn/main/about/content/index.action？id=39165.

[5] 林媚珍，馮榮光，紀少婷.中山市基塘農業模式演變及景觀格局分析[J].廣東農業科學，2014，41（24）：184-189.

[6] 林媚珍，葛志鵬，紀少婷，等.中山市土地利用變化及其生態風險響應[J].生態科學，2016（5）：96-104.

[7] 朱會義，李秀彬，何書金，等.環渤海地區土地利用的時空變化分析[J].地理學報，2001，56（3）：253-260.

[8] 程勝龍.城市化對蘭州氣溫變化影響的定量分析[J].氣象，2005，31（6）：29-34.

[9] 王秀蘭.土地利用/土地覆蓋變化中的人口因素分析[J].資源科學，2000，22（3）：39-42.

[10] 陳世清，陳錫沐，陳紅躍，等.中山市自然保護區規劃[J].中南林業調查規劃，2001，20（6）：86-93.

[11] 林曉東，余啟沃.中山市地貌特征及發育過程[J].熱帶地理，1989，9（1）：39-47.

[12] 楊爽，馮曉明，陳利頂.土地利用變化的時空分異特征及驅動機制：以北京市海淀區、延慶縣為例[J].生態學報，2009，29（8）：4501-4511.

[13] 劉堅，黃賢金，趙彩艷，等.江蘇省城市化發展與土地利用程度變化相關性研究[J].水土保持研究，2006，13（2）：198-201.

[14] 林媚珍，許陽萍，高玉玲，等.中山市近18年土地利用/覆被變化特征研究[J].安徽農業科學，2009，37（29）：14279-14281.

[15] 藍志威，吳旗韜，周智勇.深圳―中山跨珠江通道對珠江三角洲地區可達性的空間效應[J].熱帶地理，2016，36（6）：1019-1025.