2010－2018年廣豐區土地利用變化及驅動力分析

涂明程，占楊英，李思雅，祝明霞

（九江學院旅游與地理學院，江西 九江 332005）

土地利用變化是人類與環境共同作用的結果，但短期內人類的社會生產活動是土地利用變化的主導因素[1]，土地利用是區域發展和環境變化研究的重要組成部分，通過分析其時空變化規律，并探討其對土壤保持服務功能的響應，對調節區域生態過程及改善生態環境具有重要的科學意義[2]。國內學者圍繞土地利用變化做了大量的研究工作。李京忠等做了關于沈陽市土地利用與土地覆蓋變化的研究，為沈陽市的土地集約化利用提供了有力的依據[3]，張瑞等對雅魯藏布江流域土地利用時空演變格局進行了研究調查，意在提高青藏高原地區土地的合理利用度，并對青藏地區生態保護提出了合理的建議和分析[4]。土地利用度和土地利用動態度指數定量化模型的建立為我國學者研究區域內土地利用變化研究及驅動力分析奠定了堅實的基礎。

本文以上饒市廣豐區作為研究對象，根據中科院地理空間數據云獲取的2010和2018年兩幅遙感影像圖進行動態分析，并通過上饒市統計年鑒和其他途徑獲取的相關資料，分析了廣豐區土地利用變化及驅動力因素，為廣豐區土地利用規劃和生態保護提供參考。

1 研究區概況

廣豐區地理位置為 118°01′～118°29′E，28°3′30″～28°37′N，處于武夷山北麓，是江西省上饒市的市轄區，東與浙江省衢州市接壤，南臨福建省蒲城縣，西部緊鄰上饒市區信州區，北倚本市的玉山縣。借助上饒市重要鐵路樞紐的地理位置，為工業的發展和市民的出行提供了巨大的便利。在過去的十年里，廣豐區在社會經濟，教育及基礎設施等方面獲得了巨大的進步，全區堅持農村城市攜手并進的理念，協調發展。2015年經國務院批準，正式撤縣成為上饒市市轄區。并于2018年獲得全國綜合實力百強區（第81位）的稱號，這對廣豐的經濟發展和土地利用結構變化都有重要影響。

2 數據來源與預處理

2.1 數據來源

1）2010年landsat5衛星的TM影像和2018年landsat8衛星的OLI影像圖均從中科院地理空間數據云平臺獲取。

2)廣豐區人口，GDP等其他各類數據和資料來源于廣豐區人民政官網及上饒市統計年鑒，上饒市統計局。

2.2 數據處理

基于2010年和2018年廣豐區地理空間數據云中的兩幅影像圖，先對圖像進行影像校正，多波段融合，結合廣豐區界矢量圖運用ENVI 進行裁剪。參照國家2017年頒布的《土地利用現狀分類》的一級分類，將廣豐區的土地利用類型分為耕地、草地、林地、其他用地類型和建筑用地。其中建筑用地包括指工礦倉儲、住宅用地、交通運輸用地等。水域包括指陸地上的水體，包括河流、湖泊、坑塘、水庫、溝渠等。利用各類型土地的影像亮度，色度和條紋等特點進行監督分類。建立影像分類解譯標志，在ENVI5.3中進行土地利用分類和分類后處理。借助谷歌地圖對隨機選取50個坐標點進行分類精度檢驗，結果表明兩期影像分類精度均高于80%，分類結果可信。

3 研究方法

3.1 土地利用動態度

土地利用動態度是反映各類土地利用在研究期內的變化程度，結合起止時期內各類土地利用類型的面積及其所占比例的分析，其計算公式為：

式中：K——土地利用動態度；

Ua——基期某一土地利用類型的數量；

Ub——期末某一土地利用類型的數量；

T——研究時段。

3.2 土地利用轉移矩陣

土地利用轉移矩陣是土地利用變化分析的重要方法和手段[5]。其來源于系統分析中對系統狀態與狀態轉移的定量描述[6]。數據可以反應各類土地轉出和轉入的面積及其對應的比例，該數據與土地動態度均是土地利用變化的客觀依據。土地利用轉移矩陣利用ArcGIS10.2軟件實現。

4 結果與分析

4.1 土地利用總體特征分析

運用2.2中的數據處理方法，得到2010年與2018年研究區的土地利用分類圖 （如圖1所示）和各類土地利用面積及占比（見表1）。

圖1 廣豐區2010－2018年土地利用分類圖

由圖1可知，廣豐區的主要土地利用類型為林地和耕地，林地主要位于其南部和東部，耕地則分布于其中部和北部，研究期間建設用地顯著增加，而水域和其他用地面積較小。

表1 2010年2018年廣豐區土地利用面積及比重

由于廣豐區地處贛閩交界的武夷山脈北麓，東臨浙江江郎山系，屬于丘陵多山地區。且從20世紀70年代以來，當地政府大力推行植樹造林政策，鼓勵全民植樹，故林地面積在廣豐占比最大，為總面積的一半以上（表1）。其次便是耕地，兩者占所有土地利用面積的85%以上，八年間林地數量大量減少，主要用于耕地的補償。其中最變化最明顯的是建筑用地面積，八年間增長了81.09km2，這與近幾年社會經濟的發展和廣豐區大力招商引資有重要關系。此外，最大的動因應是廣豐縣2015年撤縣設區的政府決策，后面會做具體分析。其他用地類型面積有所增加，增加量為5.48km2，這表明城市化進程對土地造成了不合理的利用，水域面積的減少也可以反應出來。

4.2 土地利用動態度分析

由公式（1）計算可得到廣豐區土地利用動態度（表 2）。

表2 廣豐區土地利用動態度/ %

由表2可知，廣豐區近八年來土地利用變化顯著。土地利用動態度對于描述土地利用變化差異以及預測未來土地利用方向具有重要的指導作用[7]，上表中可以看出建筑用地的變化率是最大的，動態度為16.73%，說明廣豐區近年來社會經濟發展迅速，建設用地擴張明顯。這一方面也依托于撤縣設區的政府決策，加快了城市化的進程；森林面積大量減少，主要用于補給耕地轉換成建筑用地的那部分損失；其他用地類型面積有所增加，但不是特別明顯，在土地利用規劃時應稍加注意；說明人類生產生活在水資源利用方面存在不合理的現象，必須引起重視。在城市化建設進程中需要注重合理利用土地資源，保護生態環境，形成穩定發展的城市生態空間系統[8]。

4.3 土地利用轉移矩陣分析

利用ArcGIS10.2對2010年和2018年的土地利用分類結果進行土地利用轉移矩陣分析（見表3）。

表3 廣豐區2010－2018年土地利用轉移矩陣/km2

由表3可知，建筑用地主變化趨勢明顯，新增的建筑用地主要由耕地轉變而來，其次再是林地。2010年至2018年有86.33km2的耕地轉入建設用地，其余新增建筑用地主要來自林地9.26km2和其他用地4.64km2。此外林地向耕地轉化了86.33km2，向其他用地轉換了4.72km2。耕地面積由于大量轉出成建設用地，為了保證耕地紅線，轉出建設用地的那部分耕地主要由林地來補給。另外水域有少部分轉換成耕地，面積為4.64km2。

4.4 土地利用變化驅動力分析

研究某地區近期時段內的土地利用變化并分析其主要的驅動力因素，是區域生態保護和社會經濟發展的重要保障[9]。通常土地利用變化的分析主要考慮人文和自然兩大方面因素，一般情況下自然因素對土地利用的變化需在較長的時段內才能顯現，本文研究時段較短，故重點從人文因素進行分析[10]。

4.4.1 人口增長對土地利用變化的影響

根據2010年全國第六次人口普查數據，廣豐區戶籍人口總數為752939人，而由廣豐區政府網提供的數據，廣豐區戶籍總人口數量達到974367人。在此時段內人口數量猛增了20多萬，這一時期廣豐區人口的增加量相當于一個小規模縣城的人口總數。人口數量的劇增導致對建設用地需求的增加，從圖3中可以看出建設用地都是在原來的基礎上向外擴張，這一現象在城區尤為明顯，這也反映了廣豐區城市化進程的驚人速度，而由此帶來的是林地和耕地的不斷縮減。

4.4.2 產業結構因變化對土地利用變化的影響

伴隨著社會經濟的發展，廣豐區GDP值由2010年的151.02億元猛增至2018年的403.1億元，是全市唯一一個突破400億元的縣（市、區），特別是在2015年撤縣設區后，其國內生產總值更是突出增長。經濟的增長往往帶來的是產業結構的升級，也意味著居民生活水平的提高，社會的發展以及城市化進程的加快[11]，10年間產業結構變化明顯（如圖2所示），第一產業所占比例下降近5%，第三產業所占比例進一步擴大，由2010年的36.27%增加到2018年的43.85%。

圖2 廣豐區2010－2018年產業結構比例圖

第二產業在產業結構比中的比值雖然有所下降，但是其實際卻是一直處于高速發展狀態。廣豐區主要有兩個大型工業園區和一個生態創意園，分別為廣豐工業園區、廣豐經濟開發區和廣豐電子商務生態創意園。跟隨著中國改革開放和經濟全球化的步伐，廣豐區近年來招商引資成效顯著，工業發展的同時意味著大量的廠房興建和擴張，而廣豐的工業園區均位于城郊，大量耕地被占用，這也是近年來耕地面積大量轉為建筑用地的原因之一。所以政府在大力發展工業的同時，也需考慮農田環境等其它諸多方面。其中廣豐工業園區是江西省十大工業園區之一，并于2014年12月正式被江西省人民政府批準更名為“廣豐經濟開發區”，并且借助這個機會大力招商引資。目前園區現有規劃面積25 km2，遠遠大于原來工業園區規模，這在一定程度上加劇了建筑用地面積的向外擴張，加劇耕地對建筑用地的轉換。

由于城市化進程的推進，廣豐區第三產業高速發展，2017年，總投資20億元的龍華世紀廣場項目已完成主體工程建設，另廣豐國際商貿城項目已完成一期25萬m2主體工程建設，天虹國際、紅星美凱龍兩個大型商場正式簽約落戶。人們生活水平的不斷提高，娛樂設施，旅游飯店的不斷新建和擴張，銅拔山等旅游景區旅游業的興起，促進了土地的集約化利用。

4.4.3 政策因素對土地利用變化的影響

2015年廣豐區經國務院批準正式成為上饒市市轄區，因為上饒此前僅有信州區一市轄區，其面積僅為339km2，而上饒是江西省重要的地級市，也是全國重要的鐵路樞紐。為了擺脫過小的城區面積對城市的發展的束縛，中央政府決定將廣豐劃入市轄區，廣豐面積為信州的四倍，為上饒市第一經濟強縣 （區），撤縣設區后被作為上饒市的重點發展區，所以廣豐區建筑面積的擴張速度驚人。廣豐融入市中心城區后，層級提高，城市化進程不斷加快，有利于更多的發展要素聚集。廣豐與主城區的政策差距消除，同時，市里從發展的角度出發，千方百計引導全市生產要素向廣豐合理流動。2013年全年共引進規模以上工業企業40家，增量居全省第一，截止2018年，全區共有規模以上工業企業182家。這一系列的改變都導致對建設用地需求猛增，并改變土地利用變化。

為了加快城市化的步伐和融入上饒中心城區，政府拉大城區的空間布局，并且加大力度投入下屬鄉鎮街道的改造和建設步伐，大量建設保障性住房、積極推進老年公寓等其他民生工程的建設。2018年，廣豐政府大力推行新農村改造項目，共完成了1428戶的新建任務，新修建農村道路213公里，這都在一定程度上加劇了林地和耕地的縮減。

5 結論

本文在3S的技術下，充分利用ENVI軟件的監督分類與人工目視解譯相結合的方法。按照國家一級分類標準體系，將上饒市廣豐區的土地分類為5大類，分別是耕地，林地，其他用地，水域，建筑用地。其中林地，耕地和建筑用地的變化最明顯。林地和耕地主要轉出為建設用地，建設用地是變化最大的地類，主要原因是城市化的進程和撤縣設區的政府政策導致建筑用地的急速擴張。水域面積主要轉出為耕地和建筑用地，其他地類轉入水域面積較少。在較短的時間內，自然因素發揮的作用是極小的。因此本文主要利用定性的方法進行研究，根據各類經濟指標的分析，從人口變化，產業結構比的變化和政策三個因素對廣豐區進行驅動力研究。人口、經濟增長與城市面積擴張息息相關，退耕還林、集約利用土地，大力發展第三產業，優化生產結構等是廣豐區的未來土地利用的主要方向。