基于普定縣水母河流域萬畝大壩農業土地利用時空變化研究

張慶軍，施永斌，劉 丹，陸曉娟

（1.貴州省安順市普定縣蔬菜生產管理站，貴州 安順 561000；2.貴州省安順市普定縣農業經營管理站，貴州 安順 561000；3.貴州省安順市普定縣土壤肥料工作站，貴州 安順 561000；4.貴州省安順市普定縣水務局，貴州 安順 561000）

土地利用/土地覆被（LUCC）現在是全球氣候、環境變化研究時刻關注的熱點。它是自然環境和人文環境的相互作用的最直接表現，并且還是社會經濟活動和自然生態過程中的紐帶；現如今，有大量的學者專家都在開展對土地利用變化的研究工作，并且研究土地利用的工作逐漸深入到各個方面，例如，吳驍驍等，研究旅游業對古鎮土地利用的影響；包小鳳等；研究城鎮化擴張的土地利用變化；何丹等，研究流域隨時間變化的土地利用演變；王紅營等，研究農業發展的土地利用變化等；概括的來說，大量專家學者針對西南喀斯特地區也做了這方面的土地利用變化研究，主要集中于城市地區、典型流域的土地利用變化模擬、石漠化治理土地利用變化及巖溶地區土地利用變化。而較少針對西南地區貴州省萬畝大壩（相當于平原、盆地）的土地利用變化進行研究。

普定縣是傳統農業縣城，優化壩區土地利用，在一定程度上減少在開發利用中對環境的多重破壞，因此，本研究對帶動萬畝大壩區域發展具有一定的參考意義。本研究以Geogle地球中獲取普定水母河流域萬畝大壩2011~2021年兩期高分辨率影像圖為例，研究其農業土地利用變化，為壩區發展提供一定的參考依據。

1 研究區域概況

普定水母河流域萬畝大壩隸屬貴州省普定縣（距普定縣城15km，以前是縣城所在地）境內，是貴州省的著名大壩，萬畝大壩由12個分壩組成，因大壩面積有三萬多畝，所以使得在普定本地有“金盆”的美譽。普定水母河流域萬畝大壩曾經是一個高原湖泊，在地質巨變之后，地勢就變得平坦且開闊，土層也變得深厚且肥沃。根據2021年貴州省對33.33hm以上壩區統計來看，該大壩有耕地2296.48hm，涉及人口數385766人，其氣候屬于亞熱帶溫暖濕潤性氣候，年平均氣溫15.7℃，年降雨量1211mm，從而氣候特點是溫和濕潤；該地盛產的農作物有水稻、玉米、冬小麥與油菜等；因農作物產量受降雨量影響小，就是所謂的旱澇保收，所以普定萬畝大壩是貴州省高原上的最大米糧基地之一。研究區是水母河流域，其中包括化處鎮，定南街道，穿洞街道，貓洞苗族仡佬族鄉，白巖鎮，馬官鎮一部分，研究區的土地利用結構歸于耕地-建設用地主導型一類。此外，多條省級道路經過壩區。

2 研究數據與方法

2.1 研究數據來源

在Geogle地球下載普定波玉河流域2011年0.53m、2021年0.53m分辨率的遙感影像圖為基本數據源，通過查找2011年及2021年貴州省農情系統，得出該地區這10年來土地利用變化。

2.2 研究方法

在Geogle地球下載普定水母河流域2011年0.53m、2021年0.53m分辨率的遙感影像圖為基本數據源，通過查找2011年及2021年農情系統，再結合貴州省的萬畝大壩土地利用的特點，加上需要考慮數據合理利用基本研究目標，因此把水母河流域的土地利用分為6種類型分別為建設用地、農田、水域、林地、交通用地和其他用地。（如表2.1）。

表2.1 土地利用分級類型

研究土地利用變化的三個重要內容是土地利用時間與空間位置上的變化、土地利用變化的類型、土地利用變化的程度。通過這三個研究內容，是對土地利用變化后的后果有利于評估，并且有利于預測未來土地利用的趨勢。

（1）通過查找農情系統分析

在軟件中將水母河流域2011年、2021年0.53m的分辨率兩期遙感影像圖疊加，可以分析土地利用時間與空間位置上的變化，圖上顯示變化范圍越多，說明土地利用變化越大，并且可以獲取本研究需要的基本數據。

（2）土地利用變化重要性指數

利用土地利用變化的重要性指數（Ci），可以篩選出土地變化的主要變化類型。其計算公式（2.1）、（2.2）式。

在式中，Ci代表的是第i種土地變化類型的重要性指數，取值范圍在0~1之間，并且值為百分數；Ai代表的是第i類土地變化的面積，單位是平方千米（km）；A代表的是研究區各類的土地變化面積的和，單位是平方千米（km）。Ci值越大，那就表明第i類土地變化越是占在眾多類型中主導地位。

（3）土地利用變化面積比重

土地利用變化面積比重（D）指各種類型土地變化面積的總和比上研究區總面積，其比值是百分數，所以稱該比值為比重，該比重用來解釋分析研究區的土地利用變化的程度。計算公式見如（2.3）。

在式中，D代表的是研究區土地變化面積的比重，取值范圍在0~1，并且值為百分數；A代表的是研究區各類的土地變化面積的和，單位：km，計算公式同上式（2.2）；S代表的是研究區的面積，單位：km。D值越大，那就表明研究區的土地利用變化的程度越是劇烈。

3 結果與分析

3.1 研究區域土地利用演變總體情況

將獲取的2011年、2021年普定水母河流域萬畝大壩土地利用變化分析統計，獲取到研究區2011~2021年土地利用兩年各分類的面積（如表3.1）。

從表3.1可以看出，研究區的土地利用主要變化在萬畝大壩上，并且主要分布在原城關鎮周圍，建設用地一類型變化最為明顯且面積增加（表3.1）；其總體變化特征為城關鎮中心向四周擴展變化，水母河流域的中部地區利用變化大，四周變化相對較小。

3.2 壩區時間上的變化特征

在表3.1中農田在2011~2021年的面積變化是最大的，2021年面積比2011年面積減少6.56km減少的面積占2011年的比值是10.08%；其次是建設用地，2021年面積比2011年面積增加3.69km增加的面積占2011年的比值67.23%；

表3.1 2011年、2021年各類土地利用面積變化

由表3.2看出研究區的變化面積是14.5km該土地變化面積占研究區總面積的比重為7.6%；在表3.2中根據重要性指數一項指標從大到小排序土地利用變化類型，農田〉建設用地〉林地〉水域〉交通用地〉其他用地，根據排序可看出農田土地利用變化占主導，重要性指數（C%）為44.97%；其次是建設用地土地利用變化占主導，其重要性指數（C%）為25.29%；再次就是林地土地利用變化占主導，其重要性指數（C%）17.8%；水域、交通用地和其他用地重要性指數都較低。7類土地利用變化類型中，農田與建設用地變化的重要性指數之和已經達到70.26%，可見在研究區中農田與建設用地從2011~2021年面積增減變化最大。

表3.2 2011年-2021年土地利用變化

3.3 壩區土地利用變化程度

由式2.3得出，普定水母河流域萬畝大壩土地利用變化的面積的比重為4%。雖然從數字中看研究區土地利用變化不劇烈，但是因研究區是水母河流域，面積基數較大，使得萬畝大壩面積變化相對較小，但從圖3.2中，可看出普定水母河流域萬畝大壩中部的土地利用變化是較為劇烈的，四周變化相對較小；因此，圖表相結合推斷出普定水母河流域萬畝大壩壩區土地利用變化程度較大。

4 結論

通過查農情系統與土地利用變化重要性指數、農業土地利用變化面積比重公式進行對普定水母河流域萬畝大壩壩區土地利用研究，研究結果表明：（1）在2011~2021年普定流域統計表中，流域中心土地利用變化明顯，其變化最明顯的是建設用地的增加與農田的減少；其次明顯的是交通用地的增加。（2）在2011年、2021年各類土地利用變化表中，農田面積變化最大且在減少，其次就是建設用地面積變化較大且在增加。由此可見，農田面積的明顯減少大部分是被建設用地所占用，表明普定水母河流域萬畝大壩壩區土地利用變化主要是農田與建設用地的增減變化。（3）在2011~2021年土地利用變化表中，根據Ci從大到小排序土地利用變化類型，農田〉建設用地〉林地〉水域〉交通用地〉其他用地；表明農田一類型土地利用變化面積在土地利用中占主導地位，其次是建設用地。（4）研究區的土地利用變化的面積的比重為4%，并且結合表3.2分析，得出普定水母河流域萬畝大壩的土地利用變化較大。

由以上結論表明，隨著時間的推移，經濟不斷發展，貴州稀有的壩區面積在逐年縮小。貴州屬于山區，壩區對于貴州人民來說是一個糧食生產的重要功能區，壩區面積的減少，將影響糧食安全，同時也會影響壩區生態環境。準確掌握和摸清壩區土地利用現狀及農業基礎設施、社會經濟等基本情況，對確保糧食安全的前提下，扎實推進貴州山地農業產業結構調整、鞏固提升脫貧成效推動鄉村振興提供參考。