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，利用兩期影像數據，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化與變化趨勢。結果表明：安縣土地利用類型以耕地、林地為主，研究時段內耕地和建設用地、耕地和林地之間的轉化較為活躍，建設用地和水域、其他用地和水域之間的轉化較為穩定。自然驅動和人文驅動綜合作用于安縣土地利用覆被變化，人文驅動在短期內起主要作用。

關鍵詞：土地利用;最大似然法;動態度;轉移矩陣

中圖分類號：F301 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼： ?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態日益被認為是一個關鍵而迫切的研究課題[1]。“國際地圈與生物圈計劃（IGBP）”和“全球環境變化人文計劃（HDP）”也將LUCC的概念納入其內涵。

1研究區概況

安縣（安州區）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 數據來源及研究方法

2.1數據來源及處理

基于ENVI軟件，對安縣2000年和2013年Landsat TM影像數據進行預處理，安縣矢量數據以初期邊界為準，參考全國土地遙感監測土地利用/土地覆蓋分類體系及遙感數據土地利用/土地覆被分類體系[2]，結合實際情況，定義五大類土地覆蓋類型：耕地、林地、建設用地、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狀圖。

2.2 研究方法

2.2.1土地覆被現狀變化 利用已解譯土地覆被數據，從宏觀上進行把控。

△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。面積變化數量反映某種地類在一個時期內的增減情況。

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

（2）

式中：K為單一土地利用動態度，S1、 S2分別為末期和初期某類土地面積，T為研究時段。

為進一步在空間上反應土地利用變化的劇烈程度，引入綜合土地利用動態度[4]。

（3）

式中：L為土地利用綜合動態度，△Si-j為第i類土地利用類型轉為非i類土地利用類型面積的絕對值，S為研究區總面積，T為研究時段。

2.2.3土地轉移矩陣 土地轉移矩陣能全面而具體地刻畫區域土地利用變化的結構特征與各用地類型變化的方向，能清楚地分析研究區域在研究時段內各類型土地之間的流失與轉移量[5]。為具體反映各類用地的相互轉化程度，構建土地轉移矩陣，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，采用面積轉移矩陣。

3 結果與分析

3.1土地覆被變化特征

在土地政策引導、城鎮化加速、經濟發展、農田設施改善等因素作用下，安縣土地覆被發生改變，尤其是建設用地。

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;林地集中分布在西北部的低中山地區，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用地等建設用地，城鎮化速度快，如圖1。

安縣2000年～2013年，耕地、建設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土地覆被動態度分析

安縣在研究時段內各用地類型均發生變化，從單一土地利用動態度來看，變化度為建設用地>耕地>林地>其他用地>水域;綜合土地利用動態度為林地>耕地>建設用地>其他用地>水域。雖然兩種土地利用動態度有所區別，但也間接說明變化最大的用地類型是耕地、建設用地和林地，如圖2。

3.3土地轉移矩陣分析

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

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

耕地有220.85km2未變動，有175.92km2轉化為建設用地，229.72km2轉化為林地。同時，有8.02km2用地轉化為耕地，其中耕地轉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，使得耕地轉化為林地。

52.06km2的建設用地保持不變，有3.26km2的建設用地轉化為耕地，24.16km2轉化為林地，建設用地所占比重不大，故轉出的面積較少，且大都來源于震后新農村建設，集中安置等渠道。同時，有1996.63km2用地轉為建設用地，經濟發展，城市化進程加快，建設用地面積增加，在總轉化面積中所占比重較大。

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

其他用地有1.68km2保持不變，2.44km2轉化為建設用地，1.68km2轉化為其他用地，其他用地轉出面積較少。2013年，有31.84km2用地轉化為其他用地，地震使得山體滑坡垮塌，山體裸露，而城市擴張和城市規劃都會使得土地未及時利用，出現空閑地，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轉化為建設用地，11.07km2轉化為林地。同時，有27.28km2的用地轉化為水域，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化的總體趨勢較復雜，也有較規整部分。2000年～2013年耕地、建設用地、林地之間的轉化較為突出，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小，故轉化量較小，即耕地和建設用地、耕地和林地之間的轉化較為活躍，較為穩定的是建設用地和水域及其他用地和水域的轉化，見表1。

表1 土地利用轉移矩陣

4 土地覆被變化驅動力分析

自然驅動和人文驅動是土地覆被變化的兩大驅動力。自然驅動的作用是長期相對穩定且較緩慢的。短期內，人文驅動是最活躍的主導驅動因子[7]。

4.1人口因素

人類活動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，糧食作物的產量增長受限，與農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施了退耕還林等環境工程建設，安縣森林覆蓋率大幅提高，耕地面積減少，林地面積增加。隨著新農村推進，政府興修水利，完善基礎設施，改善道路狀況。受傳統思想影響，農民收入增加后首先會習慣或愿意改善居住條件，較多農村居民搬遷到城鎮，城鎮用地擴大。短期內政策的制定與實施是影響土地覆被變化的主要因素。

4.3 經濟發展

經濟發展推進城鎮化和新農村建設，刺激農民對經濟利益的追求。經濟發展的必然趨勢和結果是城鎮化，在城鎮化進程中，耕地向非耕地轉化，城鎮用地擴大;農民為提高收入，改善生活條件，受經濟利益驅動，大量農村勞動力進城務工，使得大量耕地荒廢或非農化，耕地減少，建設用地增加。

4.4 技術革新

技術發展如生物和作物生產管理技術，將改變土地的有用性和可得性，由此改變某一地區的土地需求[8]。完善農田基礎設施，使農作物產量不斷提高;優良作物品種的播種及化肥施用等也提高了農作物產量;同時，土地綜合治理，使部分旱地或坡耕地退耕還林，水土流失和農田水分條件改善，耕地生產力有所提高。可見，農業科學技術的進步是影響土地覆被變化的關鍵因素。

5結論

通過分析：安縣的土地利用類型以耕地和林地為主。單一土地利用動態度和綜合土地利用動態度，均表明耕地、建設用地和林地是變化最大的土地利用類型。安縣用地類型轉化的總體趨勢比較復雜，但也有較規整部分，即耕地和建設用地、耕地和林地之間的轉化較為活躍，建設用地和水域及其他用地和水域的轉化較為穩定。

參考文獻

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[3]孫仲益，張繼權，嚴登華，等.基于GIS的安徽省旱災風險空間演變研究[J].東北師大學報（自然科學版），2012，44（04）：133-137.

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[5]秦文翠，羅維，劉運明.天津濱海新區海岸帶土地利用時空格局變化[J].西南師范大學學報（自然科學版），2015（05）：135-141.

[6]馮雨林，楊佳佳，吳夢紅.基于景觀轉移矩陣的黑龍江雙河自然保護區土地覆被轉移研究[J].地質與資源，2016，25（05）：500-504.

[7]李富程，王青，李國蓉.綿陽官司河流域土地利用/覆被變化特征及驅動力分析[J].農業現代化研究，2009，30（06）：727-730.

[8]Qaim M， Zilberman D.Yield effects of genetically modified crops in developing countries[J].Science， 2003，299（5608）：900-902.

作者簡介：鄧坤粼，在讀碩士研究生，研究方向：城市土地管理與房地產開發。