基于轉(zhuǎn)移矩陣的六盤水市鐘山區(qū)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(yè)技術(shù)學(xué)院，貴州 銅仁 554300)

1 引言

土地資源是人類賴以生存和發(fā)展的重要資源基礎(chǔ)[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(jìn)行長(zhǎng)期或周期性的活動(dòng)[3]。而土地覆蓋是指自然營(yíng)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(huì)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展,和全球環(huán)境的變化不可忽視的因素。因此,土地利用的研究仍是現(xiàn)今大家研究的重要內(nèi)容。

土地利用轉(zhuǎn)移矩陣主要是指同一區(qū)域不同時(shí)段的期初和期末各種土地利用類型面積之間的動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)化過程，含有豐富的期初面積轉(zhuǎn)出和期末面積轉(zhuǎn)入的信息[5]。通過土地利用轉(zhuǎn)移矩陣的方法，對(duì)鐘山區(qū)2000年、2008年和2018年3個(gè)時(shí)段的土地利用類型轉(zhuǎn)移情況進(jìn)行定量地分析，從而能夠更加有效地獲取鐘山區(qū)地利用類型的動(dòng)態(tài)變化信息，為合理、科學(xué)地利用鐘山區(qū)的土地資源提供更準(zhǔn)確的方向。

2 研究區(qū)域概況

鐘山區(qū)位于六盤水西北部，是六盤水市的政治、經(jīng)濟(jì)、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(qū)位條件十分突出。2018年末常住總?cè)丝?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(jí)狀大斜坡地帶[8]。區(qū)內(nèi)山脈呈西北東南走向，地勢(shì)西北高東南低。境內(nèi)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(qū)。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(chǎn)資源比較豐富，屬于素有“江南煤都”之稱的六盤水礦區(qū)的重要組成部分[9]，已發(fā)現(xiàn)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(chǔ)量20億t[10]。鐘山區(qū)地理位置詳見圖 1。

圖1 鐘山區(qū)地理位置

3 六盤水鐘山區(qū)土地利用變化分析

3.1 數(shù)據(jù)來來源

以鐘山區(qū)2000～2008年和2008～2018年兩時(shí)期的土地利用數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)研究。對(duì)該區(qū)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(jù)進(jìn)行分類，主要?jiǎng)澐譃樗铩⒑档亍⒂辛值亍⒐嗄玖帧⑹枇值亍⒉莸亍⑺颉⒔ㄔO(shè)用地和未利用土地等9種類型。

3.2 鐘山區(qū)土地利用轉(zhuǎn)移矩陣分析

通過AREGIS軟件，對(duì)2000年、2008年和2018年的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行融合、對(duì)比疊加分析，得出了兩期的鐘山區(qū)土地利用轉(zhuǎn)移分析表和土地利用轉(zhuǎn)移變化百分比明細(xì)表。

從表1可以看出，2000～2008年間，鐘山區(qū)土地利用類型均發(fā)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(jìn)行轉(zhuǎn)移；旱地地類的土地利用面積主要向疏林地、草地和建設(shè)用地三種地類進(jìn)行轉(zhuǎn)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(jìn)行轉(zhuǎn)移；根據(jù)2000～2008年鐘山區(qū)土地利用轉(zhuǎn)移變化百分比明細(xì)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(shè)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(shí)期土地利用面積新增情況從大到小排列依次為建設(shè)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(shí)期鐘山區(qū)內(nèi)的大部分地類主要為交叉轉(zhuǎn)移。水田、草地和旱地三大地類呈現(xiàn)面積減少的趨勢(shì)；建設(shè)用地、灌木林、疏林地和有林地這四大地類呈現(xiàn)增加的趨勢(shì)；而水域及未利用地這兩種地類在本時(shí)期并未發(fā)生較大的變化。

表1 2000～2008年鐘山區(qū)土地利用轉(zhuǎn)移矩陣 km2

表2 2000～2008年鐘山區(qū)土地利用轉(zhuǎn)移變化百分比明細(xì) %

從表3可以看出，2008～2018年間，鐘山區(qū)土地利用類型變化主要主要轉(zhuǎn)移方向?yàn)榻ㄔO(shè)用地和水域這兩個(gè)地類。根據(jù)2010～2018年鐘山區(qū)土地利用轉(zhuǎn)移變化百分比明細(xì)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(shí)期并未產(chǎn)生新增面積，反而在不定程度上產(chǎn)生了減少百分比。而這一時(shí)期的水域和建設(shè)用地面積新增百分比分別為0.05%和4.19%。由此可見，這時(shí)期土地利用面積新增情況主要集中在建設(shè)用地和水域這兩大地類。而其中對(duì)建設(shè)用地新增貢獻(xiàn)最大是旱地和草地。

總而言之，本時(shí)期鐘山區(qū)內(nèi)的大部分地類主要為單項(xiàng)一致性轉(zhuǎn)移。水田、旱地、有林地、灌木林、疏林地和草地對(duì)建設(shè)用地的用地面積新增均有不同程度上的貢獻(xiàn)，其貢獻(xiàn)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(qū)轉(zhuǎn)移為建設(shè)用地的面積多發(fā)生在鐘山區(qū)的4個(gè)街道辦事處，主要是集中發(fā)生在六盤水職業(yè)技術(shù)學(xué)院、六盤水市體育館和鐘山區(qū)政府這一帶，有林地、灌木林的轉(zhuǎn)化多分布在韭菜坪風(fēng)景區(qū)、鐘山區(qū)中心城區(qū)和觀音山鎮(zhèn)等地區(qū)。而水田和旱地的轉(zhuǎn)出主要分布在鐘山區(qū)4個(gè)街道辦事處；草地的轉(zhuǎn)出多分布在柔山公園和江家寨鎮(zhèn)一帶。2008～2018年間，建設(shè)用地新增面積主要在2008年的基礎(chǔ)上向現(xiàn)今的4個(gè)街道辦事處擴(kuò)展，其增加位置主要是在城郊地方。

表3 2008～2018年鐘山區(qū)土地利用轉(zhuǎn)移矩陣 km2

表4 2008～2018年鐘山區(qū)土地利用轉(zhuǎn)移變化百分比明細(xì) %

圖2 2000年鐘山區(qū)土地利用類型

圖3 2018年鐘山區(qū)土地利用類型

4 結(jié)語

通過得到的兩期土地利用轉(zhuǎn)移矩陣、兩期土地利用轉(zhuǎn)移變化百分比明細(xì)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(jīng)濟(jì)因素的分析和綜合，可以得出以下結(jié)論。

(1)2000～2008年間，鐘山區(qū)五類土地利用的面積與分布都發(fā)生了變化，其中增長(zhǎng)量最多的為建設(shè)用地，在建設(shè)用地面積的增加過程中，耕地轉(zhuǎn)化為建設(shè)用地所占的比例最大。空間分布上，轉(zhuǎn)移為建設(shè)用地的面積多發(fā)生在鐘山區(qū)的4個(gè)街道辦事處，主要是集中發(fā)生在六盤水職業(yè)技術(shù)學(xué)院、六盤水市體育館和鐘山區(qū)政府這一帶，有林地、灌木林的轉(zhuǎn)化多分布在韭菜坪風(fēng)景區(qū)、鐘山區(qū)中心城區(qū)和觀音山鎮(zhèn)等地區(qū)。而水田和旱地的轉(zhuǎn)出主要分布在鐘山區(qū)4個(gè)街道辦事處；草地的轉(zhuǎn)出多分布在柔山公園和江家寨鎮(zhèn)一帶。

(2)2008～2018年間，鐘山區(qū)五類土地利用類型也發(fā)生變化，尤其是水田和旱地。此時(shí)期的旱地面積減少的最多，主要轉(zhuǎn)移為了建設(shè)用地，建設(shè)用地新增面積主要在2008年的基礎(chǔ)上向現(xiàn)今的4個(gè)街道辦事處擴(kuò)展，其增加位置主要是在城郊地方。

(3)原因分析：鐘山區(qū)在這18年中，建設(shè)用地一直呈增長(zhǎng)趨勢(shì)，尤其是城鎮(zhèn)用地。結(jié)合鐘山區(qū)研究時(shí)期內(nèi)的土地利用變化情況和對(duì)2001～2018年間的人口數(shù)據(jù)和經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)分析可知，18年間，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人口的增多，鐘山區(qū)的土地利用轉(zhuǎn)移主要方向?yàn)槠渌愞D(zhuǎn)移為建設(shè)用地。人口的增多和減少會(huì)影響到一個(gè)城市的城市化率。同時(shí)經(jīng)濟(jì)的大力發(fā)展必然導(dǎo)致大量土地被開發(fā)為其他土地利用類型，甚至為了擴(kuò)大經(jīng)濟(jì)范圍，會(huì)對(duì)一些土地作為其他的利用類型。而且，由于鐘山區(qū)的位置特殊性以及其地勢(shì)的特殊性，使得鐘山區(qū)的城區(qū)擴(kuò)展發(fā)展只能利用有限的平地。這就免不了會(huì)使得水田、旱地、草地等這一些地類被開發(fā)利用為其他土地利用類型，而且對(duì)該資源的開發(fā)和利用程度還在不斷加深。但是不管怎樣，該區(qū)域草地、水田、旱地的減少都是需要引起重視的，不能因?yàn)槿丝诘膲毫σ约敖?jīng)濟(jì)發(fā)展的需求而造成土地資源的不可再利用。因此鐘山區(qū)未來的發(fā)展應(yīng)當(dāng)考慮到對(duì)這些用地類型的保護(hù)。