基于轉移矩陣的六盤水市鐘山區土地利用研究

鄧佩如，羅力兵，田 丹，劉海洋，郭 賓，楊宏偉

(銅仁職業技術學院，貴州 銅仁 554300)

1 引言

土地資源是人類賴以生存和發展的重要資源基礎[1]。土地利用/土地覆蓋變化(LUCC)成為了全球變化的核心研究問題[2]。土地利用是指人類有目的的利用土地資源來進行長期或周期性的活動[3]。而土地覆蓋是指自然營造物和人工建筑物所覆蓋的地表諸要素的綜合體[4]。土地利用與覆蓋特征成為了影響社會經濟的持續發展,和全球環境的變化不可忽視的因素。因此,土地利用的研究仍是現今大家研究的重要內容。

土地利用轉移矩陣主要是指同一區域不同時段的期初和期末各種土地利用類型面積之間的動態轉化過程，含有豐富的期初面積轉出和期末面積轉入的信息[5]。通過土地利用轉移矩陣的方法，對鐘山區2000年、2008年和2018年3個時段的土地利用類型轉移情況進行定量地分析，從而能夠更加有效地獲取鐘山區地利用類型的動態變化信息，為合理、科學地利用鐘山區的土地資源提供更準確的方向。

2 研究區域概況

鐘山區位于六盤水西北部，是六盤水市的政治、經濟、文化、交通中心[6]。總面積 478.84 km2(2018年)。東、南、北與水城縣相連，西與威寧縣相鄰，是川、滇、黔、桂、渝四省一市的“旱路立交橋”，區位條件十分突出。2018年末常住總人口(常住半年及以上)60.98萬人[7]。處于滇東高原向黔中高原過渡、黔西北高原向廣西丘陵過渡的梯級狀大斜坡地帶[8]。區內山脈呈西北東南走向，地勢西北高東南低。境內山脈延伸,是典型的北亞熱帶高原奇特的喀斯特巖溶景觀區。主要的土壤以黃棕壤為主。pH值為5.5～7.5，多呈酸性，保肥能力一般，土壤粘性較重。礦產資源比較豐富，屬于素有“江南煤都”之稱的六盤水礦區的重要組成部分[9]，已發現礦種30余種，主要有煤、鉛鋅、石灰石、大理石、鐵等,其中煤炭已探明儲量20億t[10]。鐘山區地理位置詳見圖 1。

圖1 鐘山區地理位置

3 六盤水鐘山區土地利用變化分析

3.1 數據來來源

以鐘山區2000～2008年和2008～2018年兩時期的土地利用數據為基礎研究。對該區域土地類型分類以LUCC(土地利用/土地覆蓋變化)分類體系[11]為依據進行分類，主要劃分為水田、旱地、有林地、灌木林、疏林地、草地、水域、建設用地和未利用土地等9種類型。

3.2 鐘山區土地利用轉移矩陣分析

通過AREGIS軟件，對2000年、2008年和2018年的基礎數據進行融合、對比疊加分析，得出了兩期的鐘山區土地利用轉移分析表和土地利用轉移變化百分比明細表。

從表1可以看出，2000～2008年間，鐘山區土地利用類型均發生了一些變化。其中水田地類的土地利用面積主要向有林地和灌木林兩種地類進行轉移；旱地地類的土地利用面積主要向疏林地、草地和建設用地三種地類進行轉移；草地地類的土地利用面積主要向旱地、有林地和疏林地三種地類進行轉移；根據2000～2008年鐘山區土地利用轉移變化百分比明細表(表2)可知，水田的面積新增百分比為0.00%，面積減少百分比為0.31%，總面積減少百分比為0.31%；旱地的面積新增的百分比為0.43%，面積減少百分比為0.71%，總面積減少百分比為0.28%；有林地用地的面積新增的百分比為0.02%，面積減少百分比為0.00%，總面積新增百分比為0.02%；灌木林用地的面積新增的百分比為0.30%，面積減少百分比為0.00%，總面積新增百分比為0.30%；疏林地用地面積新增的百分比為0.19%，面積減少百分比為0.00%，總面積新增百分比為0.19%；草地的面積新增的百分比為0.03%，面積減少百分比為0.61%，總面積減少百分比為0.58%；建設用地面積新增的百分比為0.66%，面積減少百分比為0.00%，總面積新增百分比為0.66%；水域用地和未利用地面積新增的百分比和減少百分比均為0.00%。由此可見，這時期土地利用面積新增情況從大到小排列依次為建設用地、灌木林、疏林地和有林地。減少情況從大到小排列依次為草地、水田和旱地。

總而言之，這時期鐘山區內的大部分地類主要為交叉轉移。水田、草地和旱地三大地類呈現面積減少的趨勢；建設用地、灌木林、疏林地和有林地這四大地類呈現增加的趨勢；而水域及未利用地這兩種地類在本時期并未發生較大的變化。

表1 2000～2008年鐘山區土地利用轉移矩陣 km2

表2 2000～2008年鐘山區土地利用轉移變化百分比明細 %

從表3可以看出，2008～2018年間，鐘山區土地利用類型變化主要主要轉移方向為建設用地和水域這兩個地類。根據2010～2018年鐘山區土地利用轉移變化百分比明細表(表4)可知，水田、旱地、有林地、灌木林、疏林地和草地的用地面積在這一時期并未產生新增面積，反而在不定程度上產生了減少百分比。而這一時期的水域和建設用地面積新增百分比分別為0.05%和4.19%。由此可見，這時期土地利用面積新增情況主要集中在建設用地和水域這兩大地類。而其中對建設用地新增貢獻最大是旱地和草地。

總而言之，本時期鐘山區內的大部分地類主要為單項一致性轉移。水田、旱地、有林地、灌木林、疏林地和草地對建設用地的用地面積新增均有不同程度上的貢獻，其貢獻最大的就是旱地和草地。

在空間分布上，由圖2，圖3可知，2000～2018年鐘山區轉移為建設用地的面積多發生在鐘山區的4個街道辦事處，主要是集中發生在六盤水職業技術學院、六盤水市體育館和鐘山區政府這一帶，有林地、灌木林的轉化多分布在韭菜坪風景區、鐘山區中心城區和觀音山鎮等地區。而水田和旱地的轉出主要分布在鐘山區4個街道辦事處；草地的轉出多分布在柔山公園和江家寨鎮一帶。2008～2018年間，建設用地新增面積主要在2008年的基礎上向現今的4個街道辦事處擴展，其增加位置主要是在城郊地方。

表3 2008～2018年鐘山區土地利用轉移矩陣 km2

表4 2008～2018年鐘山區土地利用轉移變化百分比明細 %

圖2 2000年鐘山區土地利用類型

圖3 2018年鐘山區土地利用類型

4 結語

通過得到的兩期土地利用轉移矩陣、兩期土地利用轉移變化百分比明細表、2000和2018年土地利用類型圖以及影響土地利用的人口和經濟因素的分析和綜合，可以得出以下結論。

(1)2000～2008年間，鐘山區五類土地利用的面積與分布都發生了變化，其中增長量最多的為建設用地，在建設用地面積的增加過程中，耕地轉化為建設用地所占的比例最大。空間分布上，轉移為建設用地的面積多發生在鐘山區的4個街道辦事處，主要是集中發生在六盤水職業技術學院、六盤水市體育館和鐘山區政府這一帶，有林地、灌木林的轉化多分布在韭菜坪風景區、鐘山區中心城區和觀音山鎮等地區。而水田和旱地的轉出主要分布在鐘山區4個街道辦事處；草地的轉出多分布在柔山公園和江家寨鎮一帶。

(2)2008～2018年間，鐘山區五類土地利用類型也發生變化，尤其是水田和旱地。此時期的旱地面積減少的最多，主要轉移為了建設用地，建設用地新增面積主要在2008年的基礎上向現今的4個街道辦事處擴展，其增加位置主要是在城郊地方。

(3)原因分析：鐘山區在這18年中，建設用地一直呈增長趨勢，尤其是城鎮用地。結合鐘山區研究時期內的土地利用變化情況和對2001～2018年間的人口數據和經濟數據分析可知，18年間，隨著經濟的發展和人口的增多，鐘山區的土地利用轉移主要方向為其他類轉移為建設用地。人口的增多和減少會影響到一個城市的城市化率。同時經濟的大力發展必然導致大量土地被開發為其他土地利用類型，甚至為了擴大經濟范圍，會對一些土地作為其他的利用類型。而且，由于鐘山區的位置特殊性以及其地勢的特殊性，使得鐘山區的城區擴展發展只能利用有限的平地。這就免不了會使得水田、旱地、草地等這一些地類被開發利用為其他土地利用類型，而且對該資源的開發和利用程度還在不斷加深。但是不管怎樣，該區域草地、水田、旱地的減少都是需要引起重視的，不能因為人口的壓力以及經濟發展的需求而造成土地資源的不可再利用。因此鐘山區未來的發展應當考慮到對這些用地類型的保護。