城市化背景下建設用地景觀格局演變分析
——以商丘市為例

王興敏

（商丘師范學院測繪與規劃學院 河南商丘 476000）

引言

社會的全面發展依賴于城市化。城市化除了可以促進社會經濟的快速發展，還可以促進社會文明的整體進步[1]。然而，快速的城市化隨之帶來了環境污染、水土質惡化、生物多樣性下降等諸多問題，直接影響著人類生活環境質量及社會的可持續發展[2]。這些現象的出現主要是因為區域土地利用/覆被變化和景觀格局的改變。這其中，建設用地擴張是城市化最直觀的特征，亦是城市生態環境壓力問題的直接重要來源[3]。

作為中原經濟區的東部門戶和重要城市之一，商丘市1997年撤地建市以來，其城市化進程迅速，建設用地和交通用地擴張現象嚴重[4]。因此，文章以商丘市為研究區，基于GIS 技術，結合景觀格局指數，研究2000-2015 年商丘市建設用地的景觀格局演變情況，以期為商丘市合理發展規劃和可持續發展提供科學參考。

1 研究區概況

商丘市地處華北平原，位于河南省最東部，介于東經114°49'-116°39'，北緯33°43'-34°52' 之間，為豫魯蘇皖四省的結合部，東望安徽淮北、江蘇徐州，西接河南開封，南襟河南周口、安徽亳州，北臨山東菏澤、濟寧。商丘市屬暖溫帶大陸性季風氣候，年平均氣溫14.6 ℃，年平均降水量711.9mm，無霜期約211 天（圖1）。

圖1 商丘市地理位置示意圖

2 數據來源與研究方法

2.1 數據來源

文章的數據來源有：（1）商丘市2000 年與2015 年兩期土地利用數據；（2）國家基礎地理信息系統1:400 萬基礎數據；（3）商丘市社會與經濟統計數據（來自《河南省統計年鑒》）[5]。

2.2 研究方法

2.2.1 疊加分析法

疊加分析是GIS 空間分析中一種非常重要的空間分析方法，指在相同的空間坐標系統條件下，將同一地區兩個不同地理特征的空間和屬性數據重疊相加，以產生空間區域的多重屬性特征，或建立地理對象之間的空間對應關系。文章通過疊加分析獲得商丘市2000-2015 年新增建設用地分布數據。

2.2.2 景觀格局指數的選取與計算

景觀格局指數可以高度概括景觀格局信息，是可以準確地描述和反映景觀構成和空間布局等特征的一系列指數[6]。借鑒已有的景觀格局研究[7][8]，文章選擇斑塊數量（NP）、斑塊密度（PD）、邊緣密度（ED）、最大斑塊指數（LPI）、景觀形狀指數（LSI）和聚合度（AI）（表1）等指數來刻畫建設用地的景觀格局。

表1 景觀格局指數及其生態學涵義

3 結果與分析

3.1 建設用地的數量結構變化

2000 年，商丘市建設用地面積為1856.49km2，建設用地整體分布分散，斑塊面積較小；撤地建市后，商丘市城市化進程加速，建設用地面積劇增，到2015 年，商丘市建設用地面積增加量高達696.57km2，是2000 年建設用地總面積的37.57%。由圖2 可知，2015 年，建設用地范圍明顯擴大，用地斑塊不僅數量增多，面積上也明顯大于2000 年，并且主要的大斑塊建設用地是在2000年已有建設用地大斑塊基礎上后形成的，主要集中在商丘市主城區以及縣城駐地。

圖2 商丘市建設用地分布圖（左：2000年；右：2015年）

3.3 建設用地的空間擴張

基于ArcGIS 軟件進行疊加分析，得到2000-2015 年商丘市新增建設用地分布情況圖（圖3）。由圖3 可知，15 年來商丘市建設用地大幅擴張，擴張范圍遍布整個商丘市域，尤其是商丘市主城區附近和永城地區，建設用地呈集聚狀態侵占周圍非建設用地區域，這與近年來兩地經濟發展速度相對更快和人口數量劇增密切相關。

圖3 2000-2015年商丘市新增建設用地分布圖

3.3 建設用地的景觀格局演變

基于軟件Fragstats 4.2，得到商丘市2000 年與2015 年建設用地景觀格局指數計算結果（表2）。由表2 可知，2000 年來，建設用地斑塊數量、斑塊密度、邊緣密度等指標均在增加。這表明近15 年來，建設用地在面積擴張的同時，其景觀形狀更加復雜，并且斑塊邊緣的長度更大，分布更集聚。由此可見，在城市化進程逐漸加速的過程中，已有建設用地正逐漸蠶食周邊非建設用地區域，城市區域呈外拓內聚趨勢。主要原因在于2000－2015 年間，為了促進經濟的快速發展，實現“村村通”，大量耕地農田被征用于道路交通設施的完善。與此同時，大量務工人員進城，對住房數量需求急劇增加。

表2 建設用地景觀格局指數計算結果

4 討論

基于GIS 技術，并配合量化的景觀指數，文章針對城市化背景下商丘市2000-2015 年的建設用地空間擴張與格局演變進行了研究。

2000-2015 年，商丘市建設用地擴張迅速，增加面積高達696.57km2，是2000 年建設用地總面積的37.57%。新增的建設用地主要圍繞商丘市主城區與永城地區，這與區域經濟發展速度密切相關。15 年來，商丘市建設用地斑塊數量、密度、最大斑塊指數、聚合度均有所增加，說明城市化進程逐漸加速的過程中，建設用地周邊的非建設用地區域正逐漸被已有建設用地所吞并，城市化區域呈外拓內聚趨勢。由此可見，研究區制定科學合理的土地利用模式已迫在眉睫。

結語

通過研究可知，2000 年來，商丘市大量非建設用地被侵占，用來完善當地交通、促進工業發展、滿足居民住宿等要求，這在一定程度上滿足了城市化的發展要求。但是，建設用地的增加是在犧牲農業用地、林地等生態用地的基礎上，如果任其發展，將使生態環境繼續惡化。與此同時，大量建設用地的建設也會帶來粉塵、噪音、垃圾等問題。因此，合理規劃土地利用，規范建設用地布局勢在必行。