綿陽市安縣土地利用覆被變化研究

摘要：基于ENVI和ArcGIS的支持，利用兩期影像數(shù)據(jù)，研究了綿陽市安縣土地利用覆被的變化特征，明確各土地利用類型間的相互轉(zhuǎn)化與變化趨勢。結(jié)果表明：安縣土地利用類型以耕地、林地為主，研究時(shí)段內(nèi)耕地和建設(shè)用地、耕地和林地之間的轉(zhuǎn)化較為活躍，建設(shè)用地和水域、其他用地和水域之間的轉(zhuǎn)化較為穩(wěn)定。自然驅(qū)動(dòng)和人文驅(qū)動(dòng)綜合作用于安縣土地利用覆被變化，人文驅(qū)動(dòng)在短期內(nèi)起主要作用。

關(guān)鍵詞：土地利用;最大似然法;動(dòng)態(tài)度;轉(zhuǎn)移矩陣

中圖分類號：F301 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼： ?A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? DOI編號： ? 10.14025/j.cnki.jlny.2019.02.013

隨著城市化加速，土地利用覆被變化日趨激烈，土地利用和土地覆被動(dòng)態(tài)日益被認(rèn)為是一個(gè)關(guān)鍵而迫切的研究課題[1]。“國際地圈與生物圈計(jì)劃（IGBP）”和“全球環(huán)境變化人文計(jì)劃（HDP）”也將LUCC的概念納入其內(nèi)涵。

1研究區(qū)概況

安縣（安州區(qū)）位于綿陽西南部，四川盆地西北部，龍門山脈中段，安縣東邊及南邊低，西部及北部較高，其地貌可分為平壩、丘陵和低中山三種類型。

2 數(shù)據(jù)來源及研究方法

2.1數(shù)據(jù)來源及處理

基于ENVI軟件，對安縣2000年和2013年Landsat TM影像數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，安縣矢量數(shù)據(jù)以初期邊界為準(zhǔn)，參考全國土地遙感監(jiān)測土地利用/土地覆蓋分類體系及遙感數(shù)據(jù)土地利用/土地覆被分類體系[2]，結(jié)合實(shí)際情況，定義五大類土地覆蓋類型：耕地、林地、建設(shè)用地、水域和其他用地。

通過目視解譯和人工交互解譯，采用最大似然法對土地類型分類提取，利用ArcGIS得到安縣兩期土地利用現(xiàn)狀圖。

2.2 研究方法

2.2.1土地覆被現(xiàn)狀變化 利用已解譯土地覆被數(shù)據(jù)，從宏觀上進(jìn)行把控。

△S=S2-S1…… ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?（1）

式中：△S為某類用地的變化量，S1為末期某類土地面積，S2為初期某類土地面積。面積變化數(shù)量反映某種地類在一個(gè)時(shí)期內(nèi)的增減情況。

2.2.2土地覆被動(dòng)態(tài)度 為深入研究土地覆被信息變化程度，引入土地動(dòng)態(tài)度概念[3]，分析土地利用變化速率。

（2）

式中：K為單一土地利用動(dòng)態(tài)度，S1、 S2分別為末期和初期某類土地面積，T為研究時(shí)段。

為進(jìn)一步在空間上反應(yīng)土地利用變化的劇烈程度，引入綜合土地利用動(dòng)態(tài)度[4]。

（3）

式中：L為土地利用綜合動(dòng)態(tài)度，△Si-j為第i類土地利用類型轉(zhuǎn)為非i類土地利用類型面積的絕對值，S為研究區(qū)總面積，T為研究時(shí)段。

2.2.3土地轉(zhuǎn)移矩陣 土地轉(zhuǎn)移矩陣能全面而具體地刻畫區(qū)域土地利用變化的結(jié)構(gòu)特征與各用地類型變化的方向，能清楚地分析研究區(qū)域在研究時(shí)段內(nèi)各類型土地之間的流失與轉(zhuǎn)移量[5]。為具體反映各類用地的相互轉(zhuǎn)化程度，構(gòu)建土地轉(zhuǎn)移矩陣，行為研究末期土地利用類型，列為研究初期土地利用類型。考慮到面積較易獲取，采用面積轉(zhuǎn)移矩陣。

3 結(jié)果與分析

3.1土地覆被變化特征

在土地政策引導(dǎo)、城鎮(zhèn)化加速、經(jīng)濟(jì)發(fā)展、農(nóng)田設(shè)施改善等因素作用下，安縣土地覆被發(fā)生改變，尤其是建設(shè)用地。

安縣以耕地和林地為主，耕地集中分布在安縣東部及南部的平原丘陵區(qū);林地集中分布在西北部的低中山地區(qū)，植被覆蓋度較好，山頂存在裸地;河流兩岸主要分布居住用地及城鎮(zhèn)用地等建設(shè)用地，城鎮(zhèn)化速度快，如圖1。

安縣2000年～2013年，耕地、建設(shè)用地和林地是變化較大的土地類型，其中耕地減少420.36km2，變化幅度為64.75%;建設(shè)用地增加158.27km2，增幅為175.06%;林地增加270.58km2，增幅為47.16%。其他用地和水域是面積變化小的土地類型，其中其他用地減少4.42km2，變化幅度為11.64%;水域減少4.06km2，變化幅度為8.98%。

3.2土地覆被動(dòng)態(tài)度分析

安縣在研究時(shí)段內(nèi)各用地類型均發(fā)生變化，從單一土地利用動(dòng)態(tài)度來看，變化度為建設(shè)用地>耕地>林地>其他用地>水域;綜合土地利用動(dòng)態(tài)度為林地>耕地>建設(shè)用地>其他用地>水域。雖然兩種土地利用動(dòng)態(tài)度有所區(qū)別，但也間接說明變化最大的用地類型是耕地、建設(shè)用地和林地，如圖2。

3.3土地轉(zhuǎn)移矩陣分析

土地覆被各地類間的轉(zhuǎn)化分析是為了反映各類型內(nèi)部間的轉(zhuǎn)化，土地覆被類型數(shù)量的變化一般包括其本身絕對數(shù)量的增減以及不同土地覆被類型之間的轉(zhuǎn)化[6]。

由轉(zhuǎn)移矩陣可知，安縣2000年～2013年土地轉(zhuǎn)移較頻繁，轉(zhuǎn)移方向和趨勢有所不同。

耕地有220.85km2未變動(dòng)，有175.92km2轉(zhuǎn)化為建設(shè)用地，229.72km2轉(zhuǎn)化為林地。同時(shí)，有8.02km2用地轉(zhuǎn)化為耕地，其中耕地轉(zhuǎn)化為林地的占比較大，主要是退耕還林還草，增加植被覆蓋度，使得耕地轉(zhuǎn)化為林地。

52.06km2的建設(shè)用地保持不變，有3.26km2的建設(shè)用地轉(zhuǎn)化為耕地，24.16km2轉(zhuǎn)化為林地，建設(shè)用地所占比重不大，故轉(zhuǎn)出的面積較少，且大都來源于震后新農(nóng)村建設(shè)，集中安置等渠道。同時(shí)，有1996.63km2用地轉(zhuǎn)為建設(shè)用地，經(jīng)濟(jì)發(fā)展，城市化進(jìn)程加快，建設(shè)用地面積增加，在總轉(zhuǎn)化面積中所占比重較大。

林地有545.7km2維持不變，有20.06km2轉(zhuǎn)化為其他用地，4.95km2轉(zhuǎn)化為水域，可能與汶川大地震有關(guān)。地震使得山體垮塌，植被被毀，出現(xiàn)裸地，河流改道，形成堰塞湖，故林地轉(zhuǎn)化為其他用地的比重較大。

其他用地有1.68km2保持不變，2.44km2轉(zhuǎn)化為建設(shè)用地，1.68km2轉(zhuǎn)化為其他用地，其他用地轉(zhuǎn)出面積較少。2013年，有31.84km2用地轉(zhuǎn)化為其他用地，地震使得山體滑坡垮塌，山體裸露，而城市擴(kuò)張和城市規(guī)劃都會(huì)使得土地未及時(shí)利用，出現(xiàn)空閑地，裸地和空閑地均歸于其他用地。

水域有13.87km2保持不變，有15.29km2轉(zhuǎn)化為建設(shè)用地，11.07km2轉(zhuǎn)化為林地。同時(shí)，有27.28km2的用地轉(zhuǎn)化為水域，安縣的水域面積所占比重較小，故變化并不明顯。

安縣土地利用類型轉(zhuǎn)化的總體趨勢較復(fù)雜，也有較規(guī)整部分。2000年～2013年耕地、建設(shè)用地、林地之間的轉(zhuǎn)化較為突出，退耕還林和快速城市化是直接影響因素，其他用地和水域因面積基數(shù)小，故轉(zhuǎn)化量較小，即耕地和建設(shè)用地、耕地和林地之間的轉(zhuǎn)化較為活躍，較為穩(wěn)定的是建設(shè)用地和水域及其他用地和水域的轉(zhuǎn)化，見表1。

表1 土地利用轉(zhuǎn)移矩陣

4 土地覆被變化驅(qū)動(dòng)力分析

自然驅(qū)動(dòng)和人文驅(qū)動(dòng)是土地覆被變化的兩大驅(qū)動(dòng)力。自然驅(qū)動(dòng)的作用是長期相對穩(wěn)定且較緩慢的。短期內(nèi)，人文驅(qū)動(dòng)是最活躍的主導(dǎo)驅(qū)動(dòng)因子[7]。

4.1人口因素

人類活動(dòng)對土地利用變化的影響巨大。2000年～2013年安縣人口增長率為5.6%，人地矛盾突出，耕地大幅減少，糧食作物的產(chǎn)量增長受限，與農(nóng)民人均純收入的增長需求形成尖銳矛盾。人口壓力作為重要因素影響力日益增長。

4.2 政策制度

我國改革開放以來先后實(shí)施了退耕還林等環(huán)境工程建設(shè)，安縣森林覆蓋率大幅提高，耕地面積減少，林地面積增加。隨著新農(nóng)村推進(jìn)，政府興修水利，完善基礎(chǔ)設(shè)施，改善道路狀況。受傳統(tǒng)思想影響，農(nóng)民收入增加后首先會(huì)習(xí)慣或愿意改善居住條件，較多農(nóng)村居民搬遷到城鎮(zhèn)，城鎮(zhèn)用地?cái)U(kuò)大。短期內(nèi)政策的制定與實(shí)施是影響土地覆被變化的主要因素。

4.3 經(jīng)濟(jì)發(fā)展

經(jīng)濟(jì)發(fā)展推進(jìn)城鎮(zhèn)化和新農(nóng)村建設(shè)，刺激農(nóng)民對經(jīng)濟(jì)利益的追求。經(jīng)濟(jì)發(fā)展的必然趨勢和結(jié)果是城鎮(zhèn)化，在城鎮(zhèn)化進(jìn)程中，耕地向非耕地轉(zhuǎn)化，城鎮(zhèn)用地?cái)U(kuò)大;農(nóng)民為提高收入，改善生活條件，受經(jīng)濟(jì)利益驅(qū)動(dòng)，大量農(nóng)村勞動(dòng)力進(jìn)城務(wù)工，使得大量耕地荒廢或非農(nóng)化，耕地減少，建設(shè)用地增加。

4.4 技術(shù)革新

技術(shù)發(fā)展如生物和作物生產(chǎn)管理技術(shù)，將改變土地的有用性和可得性，由此改變某一地區(qū)的土地需求[8]。完善農(nóng)田基礎(chǔ)設(shè)施，使農(nóng)作物產(chǎn)量不斷提高;優(yōu)良作物品種的播種及化肥施用等也提高了農(nóng)作物產(chǎn)量;同時(shí)，土地綜合治理，使部分旱地或坡耕地退耕還林，水土流失和農(nóng)田水分條件改善，耕地生產(chǎn)力有所提高。可見，農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步是影響土地覆被變化的關(guān)鍵因素。

5結(jié)論

通過分析：安縣的土地利用類型以耕地和林地為主。單一土地利用動(dòng)態(tài)度和綜合土地利用動(dòng)態(tài)度，均表明耕地、建設(shè)用地和林地是變化最大的土地利用類型。安縣用地類型轉(zhuǎn)化的總體趨勢比較復(fù)雜，但也有較規(guī)整部分，即耕地和建設(shè)用地、耕地和林地之間的轉(zhuǎn)化較為活躍，建設(shè)用地和水域及其他用地和水域的轉(zhuǎn)化較為穩(wěn)定。

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作者簡介：鄧?yán)裕谧x碩士研究生，研究方向：城市土地管理與房地產(chǎn)開發(fā)。