重慶市土地利用變化特征研究

孫 敖

(重慶財經學院,重慶 401320)

1.引言

土地既是人類生存和發展的基本自然資源，也是重要的物質基礎。人類活動對自然環境的影響愈發深遠，土地利用變化則是這種影響的重要表征之一， 其結果是地表覆被狀況的轉變。研究重慶市土地利用類型時空演變特征，揭示土地演變過程的數量關系及其空間結構特征，有助于構建合理有序的國土空間保護開發秩序。

2.研究區概況

重慶位于我國西南地區，地跨105o11'～110o11'E、28o10'～32o13'N之間的青藏高原與長江中下游平原的過渡地帶，總面積82396.64km2。地貌以丘陵、山地為主，其中山地占76%。屬中亞熱帶季風性濕潤氣候，降水量充沛，時空分配不均。境內河流縱橫，形成向心的、不對稱的網狀水系。是國家重要中心城市、長江上游地區經濟中心、國家重要先進制造業中心。2020年常住人口為3205.42萬人，常住人口城鎮化率為69.46%，地區生產總值25002.79億元，三次產業結構比為7.2:40.0:52.8。

3.數據來源與研究方法

3.1 數據來源

土地利用數據和行政區劃數據均來自中國科學院資源環境科學與數據中心（https://www.resdc.cn），基于ArcGIS軟件對數據進行預處理，將數據劃分為耕地、林地、草地、水域、建設用地和未利用地等6種土地利用類型，通過分類誤差及Kappa系數檢驗，土地利用類型分類總體精度均達到85%以上，滿足研究所需數據精度要求。

3.2 研究方法

3.2.1 土地利用變化幅度

土地利用變化幅度可展示研究區域土地利用變化的總體態勢和結構特征。公式為：

式中：△U為研究時段內某種土地利用類型面積的變化幅度；Ua，Ub分別為研究期初和期末某種土地利用類型的面積。

3.2.2 單一土地利用動態度

單一土地利用動態度可以定量展示研究時間段內研究區域內耕地面積的變化速度，表征耕地利用變化的趨勢，有利于對比土地利用變化的區域差異和預測未來土地利用變化趨勢。公式為：

式中：K為研究時段內某種土地利用類型的動態度；Ua，Ub為研究區域內初期與末期耕地面積；T為研究時間段，當設定為年時，K表示研究區域耕地利用的年變化率。當K為0時，只能說明區域該土地利用類型轉入轉出保持平衡，并不代表不存在土地利用類型的局部變化。

3.2.3 土地利用轉移矩陣

土地利用轉移矩陣是表示各土地利用類型之間的轉移方向和轉移變化量的主要方法。通過將土地利用類型轉移面積以矩陣的形式列出，作為用地結構與變化方向分析的基礎，可定量體現各土地利用類型之間的相互轉化關系，揭示轉移前后各土地利用類型的結構特征。公式為：

式中，S為面積，n為轉移前后的土地利用類型數；i，j（i，j=1,2，…,n）分別為轉移前和轉移后的土地利用類型；Sij表示i地類轉換成j地類的面積。

4.結果與分析

4.1 土地利用類型數量變化特征

199 0-2020年，重慶市土地利用類型變化顯著，土地利用變化整體上呈現“三增三減”態勢，即林地、水域、建設用地呈增加趨勢，耕地、草地、未利用地面積呈減少趨勢。耕地和林地面積比重長期保持在80%以上，表明重慶市土地利用類型以耕地和林地為主，且比重不斷上升，由84.07%上升至86.65%，構成了重慶市土地利用的基本格局。雖然耕地比重不斷下降，但林地比重不斷上升。主要原因是隨著重慶市深入推進退耕還林工程、《重慶市林地保護管理條例》的實施，林地得到有效保護，面積不斷增長。

各土地利用類型具體變化情況為：林地面積從1990年的30475.59km2增加到2020年的33784.81 km2，面積增加3309.22 km2，增幅為10.86%，是研究時間段內面積增加最多的土地利用類型；水域面積從1990年的916.97 km2增加到2020年的1213.35 km2，面積增加296.38 km2，增幅為32.32%；建設用地面積從1990年的417.52 km2增加到2020年的2134.64 km2，面積增加1717.12 km2，增幅高達411.27%，是研究時間段內變化速度最快的土地利用類型；耕地面積從1990年的38797.00 km2下降至2020年的37611.81 km2，面積減少1185.19 km2，降幅為3.05%，是研究時間段內變化幅度最慢的土地利用類型；草地面積從1990年的11771.96 km2下降至2020年的7641.52 km2，面積減少4130.44 km2，降幅為35.09%，是研究時間段內面積變化最大同時也是面積減少最多的土地利用類型；未利用地面積從1990年的17.60 km2下降至2020年的10.51 km2，面積減少7.09 km2，降幅為40.28%，是研究時間段內面積變化最小的土地利用類型。

綜上所述，1990-2020年，重慶市草地面積急劇減少，林地和建設用地面積顯著增加，耕地面積明顯減少，土地利用變化劇烈。

根據公式計算出1990-2020年各土地利用類型土地利用動態度，由土地利用動態度可知，林地、水域和建設用地的動態度為正，按照大小排序為建設用地＞水域＞林地，表明建設用地、水域和建設用地總體呈增加趨勢，其中建設用地的擴張速度最快，擴張速度高達13.71%，林地的擴張速度最慢，僅為0.36%；耕地、草地和未利用地的動態度為負，按照大小排序為未利用地＞草地＞耕地，表明耕地、草地和未利用地總體呈減少趨勢，其中未利用地縮減速度最快，達到了1.34%，耕地最慢，僅為0.10%；表明重慶市耕地保護成效顯著，有效遏制了耕地縮減速度。

這主要是由于研究時間段內重慶市經濟社會發展迅速，城市發展缺乏有效規劃控制，城市規模急劇擴張，導致建設用地規模激增，草地和耕地面積銳減；三峽大壩等水利基礎設施的建成投用，導致水域面積迅速擴張；退耕還林還草等政策的落實，重慶市林地面積劇增，生態文明建設成效顯著

4.2 土地利用類型轉移特征

本文基于1990年和2020年兩期重慶市土地利用數據，在ArcGIS軟件中進行空間疊加分析并將數據導出至Excel中制作出重慶市土地利用轉移矩陣表，以分析重慶市土地利用時空格局變化特征。

199 0-2020年重慶市土地利用轉移呈現以下特征：1990-2020年，重慶市共計有11835.49 km2土地面積發生土地利用類型變化，占重慶市土地總面積的14.63%。研究時間段內，土地利用類型之間的相互轉化主要表現為林地、草地向耕地，耕地、草地向林地，耕地向建設用地等主要轉移態勢。其中，林地、草地和耕地之間的轉化關系占據主導地位，占發生土地利用變化面積的74.02%。

具體而言（見表 1），1990-2020年重慶市耕地總體呈凈減少態勢，凈減少1185.20km2。研究時間段內，減少耕地4291.68km2，減少的耕地主要去向為林地、建設用地和草地，分別為2035.09 km2、1513.91 km2和557.34 km2，占減少耕地的95.68%；由于退耕還林還草工作的深入推進和社會經濟的快速發展，導致大量耕地轉變為林地、草地和建設用地，其中轉變為林地和草地的耕地占研究時間段內減少耕地的60.41%。新增耕地面積3106.48 km2，新增耕地主要來源于林地和草地，分別增加了1687.96 km2、1357.35 km2，占新增耕地的98.03%，表明林地和草地的開發利用是耕地的主要來源。

表1 1990-2020年重慶市土地利用轉移矩陣（單位：km2）

林地呈凈增加態勢，是研究時間段內重慶市凈增加面積最多的土地利用類型，凈增加3309.23 km2。研究時間段內，減少林地主要轉化為耕地、草地和建設用地，分別為1687.96 km2、393.02 km2和167.84 km2；新增林地5654.37 km2，主要來源于草地和耕地，分別為3600.87 km2和2035.09 km2。

草地呈凈減少態勢，是研究時間段內重慶市凈減少面積最多的土地利用類型，凈減少4130.44 km2。減少草地5086.08 km2，主要轉化為林地和耕地，分別為3600.87 km2和1357.35 km2；增加草地955.64 km2，主要來源于耕地和林地，分別為557.34 km2和393.02 km2。

水域呈凈增加態勢，凈增加296.38 km2。研究時間段內，減少水域64.22 km2，主要轉化為耕地、林地和建設用地，分別為38.12 km2、12.05 km2和9.76 km2；增加水域360.60 km2，主要來源于耕地、林地和草地，分別為184.05 km2、96.13 km2和63.09 km2。

建設用地呈凈增加態勢，凈增加1717.12km2。研究時間段內，減少建設用地39.57 km2，主要轉化為耕地和水域，分別為20.94 km2和13.12km2；增加建設用地1756.69km2，主要來源于耕地、林地和草地，分別為1513.91 km2、167.84km2和64.77 km2。研究時間段內，隨著重慶市社會經濟的快速發展，建設用地規模擴張迅速，大量占用耕地和林地面積。

未利用地呈凈減少態勢，凈減少7.09 km2。研究時間段內，減少未利用地8.80km2，主要轉化為耕地和水域，分別為2.11km2和4.21km2；增加未利用地1.71km2，主要來源于耕地。

5.結論

綜合運用土地利用變化幅度、土地利用動態度和土地利用轉移矩陣等研究方法，研究了1990-2020年重慶市土地利用變化特征，得出如下結論：

5.1 1990-2020年，耕地和林地面積比重長期保持在80%以上，表明重慶市土地利用類型以耕地和林地為主，且比重不斷上升，由84.07%上升至86.65%，構成了重慶市土地利用的基本格局。

5.2 研究時間段內，重慶市土地利用類型變化顯著，土地利用變化整體上呈現“三增三減”態勢，即林地、水域、建設用地呈增加趨勢，耕地、草地、未利用地面積呈減少趨勢。

5.3 重慶市草地面積急劇減少，林地和建設用地面積顯著增加，耕地面積明顯減少，土地利用變化劇烈。

5.4 林地是研究時間段內面積增加最多的土地利用類型，建設用地是研究時間段內變化速度最快的土地利用類型，耕地是研究時間段內變化幅度最慢的土地利用類型，草地是研究時間段內面積變化最大同時也是面積減少最多的土地利用類型，未利用地是研究時間段內面積變化最小的土地利用類型。

5.5 重慶市總計有11835.49 km2土地面積發生土地利用類型變化，占重慶市土地總面積的14.63%。研究時間段內，土地利用類型之間的相互轉化主要表現為林地、草地向耕地，耕地、草地向林地，耕地向建設用地等主要轉移態勢。其中，林地、草地和耕地之間的轉化關系占據主導地位，占發生土地利用變化總面積的74.02%。

5.6 研究時間段內重慶市社會經濟發展迅速，城市規模急劇擴張，導致建設用地規模激增，草地和耕地面積銳減；三峽大壩等水利基礎設施的建成投用，導致水域面積迅速擴張；退耕還林還草等政策的落實，重慶市林地面積劇增，生態文明建設成效顯著。