1992—2021年貴陽市土地利用變化規律及成因分析

摘 要：土地利用變化是人類與自然相互作用的重要表征，反映了該地區人類活動的時空動態過程。研究土地利用變化規律及其成因，可為合理利用土地資源、保護生態環境等提供依據。基于楊杰和黃昕教授建立的中國年度土地覆蓋數據集，對1992—2021年貴州省貴陽市土地利用變化進行全面分析，揭示貴陽市土地利用的時空特征，分析其變化的主要原因。結果表明：前期（1992—2000年），貴陽市農田、不透水面、草原、水域面積呈增加趨勢，森林、灌木區、裸地面積呈減少趨勢；中期（2001—2010年），貴陽市農田開始減少，森林、草原、裸地、不透水面面積呈增加趨勢；后期（2011—2021年），貴陽市農田、灌木區面積呈加速減少趨勢，森林、草原、不透水面面積呈增加趨勢。政策調控、經濟驅動與自然環境是導致貴陽市土地利用時空上發生變化的主要原因。

關鍵詞：土地利用；變化規律；貴陽市

中圖分類號：F301.2 文獻標志碼：A 文章編號：1674-7909-（2023）11-118-5

0 引言

改革開放以來，我國經濟快速發展，城鎮化進程加快，土地利用變化相比過去更加活躍［1］。土地利用變化是人類與自然相互作用的重要表征，反映了該地區人類活動的時空動態過程［2］。研究土地利用變化規律及其成因，可為合理利用土地資源、保護生態環境等提供依據。目前，土地利用變化研究受到我國相關領域學者的高度重視［3］。但現有研究主要針對我國發達地區，或者是基于全國、某省（自治區、直轄市）較大范圍的研究，而針對西南地區的相關研究較少。

貴州省貴陽市是我國西南地區重要的中心城市之一。隨著觀山湖區和貴安新區的建立、發展，其城市范圍擴展較為迅速，且當地是以喀斯特地貌為主的地理環境脆弱區，其地理環境的特殊性可能對其土地利用結構產生深刻的影響。基于此，對以喀斯特地貌為主的貴陽市土地利用變化規律進行研究具有重要意義。

1 研究區概況

貴陽市位于黔中山原的中部地區（東經106°07′～107°17′、北緯26°11′～27°22′），地處長江、珠江兩大水系的分水地帶，區域內以山地為主，平均海拔高。貴陽市屬亞熱帶（副熱帶）高原季風濕潤氣候區，喀斯特地貌發育突出。貴陽市被稱為“森林之城”，森林資源豐富。截至2020年5月31日，貴陽市下轄6個市轄區、3個縣、代管1個縣級市。2021年末，貴陽市常住人口為610.23萬人。

2 數據與方法

2.1 數據來源

該研究主要采用武漢大學楊杰和黃昕［3］教授于2022年發布的1992—2021年中國年度土地覆蓋數據集（annual China Land Cover Dataset，CLDC）。CLDC是基于Google Earth Engine平臺，利用335 709張Landsat衛星影像處理得到的數據產品。該數據為柵格數據，分辨率為30 m。

2.2 分析方法

2.2.1 制定地類分類系統。筆者參考《土地利用現狀分類》（GB/T 21010—2017），結合影像解譯結果，對貴陽市土地利用現狀進行分析，將貴陽市土地利用/覆蓋類型分為農田、森林、灌木區、草原、水域、裸地和不透水面等七大類型。其中，不透水面是指屋頂、道路等由水泥、金屬、瀝青等材質構成的阻止水分下滲到土壤的人工表面。

2.2.2 土地利用變化分析。首先，利用ArcGIS 10.2對1992—2021年貴陽市土地覆蓋數據逐年進行處理、分析，利用Origin統計1992—2021年貴陽市七大地類的面積，形成折線趨勢圖進行各地類面積變化分析。其次，參考相關研究，結合該研究所使用影像數據的精度和區域內兩大新區的建立與發展，將1992—2021年貴陽市土地利用數據分為1992—2000年（前期）、2001—2010年（中期）、2011—2021年（后期）3個時間段，分析較長時間尺度上貴陽市土地利用動態度和相對變化率［4-6］。

土地利用動態度指在一定時期內研究區域內土地利用類型變化的速度，可利用定量分析的方法對區域內地類面積進行數量統計，分析其變化過程及變化程度［7-8］，以獲取某類土地變化速率和變化趨勢。其計算公式為

L=［（Sb-Sa）/Sa］×（1/T）×100% （1）

式（1）中：L表示研究區某種土地利用類型年變化率，反映研究區某種土地利用/覆蓋動態度；Sa、Sb分別表示研究區初期和末期某一土地利用類型的面積；T表示監測時長。

土地利用相對變化率指研究末期各地類變化面積在研究初期該類型面積中的占比［7，9］，可反映研究區土地利用變化幅度。其計算公式為

V=（Sb-Sa）/Sa×100% （2）

式（2）中：V為某種地類的面積相對變化率。

3 結果與分析

3.1 1992—2021年貴陽市各地類面積變化分析

如圖1所示，貴陽市以農田、森林兩大地類為主。1992—2021年，貴陽市農田和森林的面積隨時間呈軸對稱式變化，農田和森林面積的增、減呈相反趨勢，即農田面積減少時森林面積增加，森林面積減少時農田面積增加；灌木區面積呈波浪式變化，整體呈減少趨勢；草原面積同樣呈波浪式變化，整體呈增加趨勢；水域面積變化較為平緩，整體呈緩慢增加趨勢；裸地面積較小，但整體呈先減后增趨勢；不透水面面積整體呈增加趨勢。

3.2 早期、中期、后期3個階段土地利用動態度和相對變化率分析

貴陽市早期（1992—2000年）、中期（2001—2010年）、后期（2011—2021年）3個階段的土地利用動態度和相對變化率結果如表1至表3所示，整體變化情況如表4和表5所示。

由表1可知，1992—2000年貴陽市裸地變化動態度和變動幅度最大，其次是不透水面。從面積變化來看，貴陽市森林面積變化最大，相比1992年，2000年貴陽市森林面積大量減少，而農田面積增加明顯，與森林面積變化呈相反趨勢。

由表2可知，2001—2010年貴陽市裸地變化動態度和變動幅度最大，其次為草原、不透水面，水域變化動態度和變化幅度最小。從面積變化來看，貴陽市農田面積變化最大，相比2001年，2010年貴陽市農田面積顯著減少，而森林、不透水面、草原及裸地面積呈增加趨勢。

由表3知，2011—2021年貴陽市裸地變化動態度和變動幅度最大，灌木區、草原和不透水面變化動態度和變動幅度也較大。從面積變化來看，相比2011年，2021年貴陽市農田面積大量減少，森林面積和不透水面面積顯著增加，而灌木區面積顯著減少。

由表4知，1992—2021年貴陽市變化動態度和變動幅度最大的3個地類是不透水面、裸地和草原。從面積變化來看，相比1992年，2021年貴陽市農田、灌木區面積大幅度減少；森林、不透水面、草原面積大幅度增加；裸地雖然動態度和相對變化率大，但是總變化面積較小。

由表5知，前期（1992—2000年）貴陽市農田、不透水面、草原、水域面積呈增加趨勢，森林、灌木區、裸地面積呈減少趨勢；中期（2001—2010年）貴陽市農田面積開始減少，森林、草原、裸地、不透水面面積呈增加趨勢；后期（2011—2021年）貴陽市農田、灌木區面積呈加速減少趨勢，森林、草原、不透水面、水域及裸地面積呈現增加趨勢。1992—2021年，貴陽市農田面積呈現出先增加后減少再加速減少趨勢，近30年來變化幅度較小，但因整體面積較大，所以減少面積也較大；森林與農田面積變化呈現相反趨勢，即先減少、后增加、再增加；灌木區面積呈現出減少、減少、加速減少趨勢；草原面積呈現先增加、后加速增加、再平緩增加趨勢；水域面積呈現先增加、后減少、再增加趨勢；裸地變化的動態度和變化幅度最大，這是因為其本身總面積較小；不透水面與草原一樣，呈現出先增加、后加速增加、再增加趨勢，其面積變化動態度與變化幅度都較大。

3.3 影響因素分析

1992—2021年，貴陽市耕地面積不斷減少、不透水面不斷增加主要受社會經濟發展的影響。20世紀90年代是我國由計劃經濟向市場經濟全面轉軌的重要時期［7］。21世紀初，我國市場經濟體制逐步完善，工業化、城鎮化速度明顯加快。隨著2000年觀山湖區啟動建設，2011年貴安新區建立，大量人口涌向城市謀求發展，貴陽市城區擴張顯著。這使當地耕地面積不斷減少、不透水面顯著增加，城市化與耕地保護的矛盾凸顯。

在生態脆弱地區，加強生態建設也是導致貴陽市耕地減少的主要原因。貴陽市地處我國四大生態脆弱區的西南喀斯特區，地形以丘陵、山地為主，當地泥石流、山體滑坡等自然災害多發，水土流失導致的石漠化情況也較為嚴重。但貴陽市因工業經濟發展欠缺，當地居民盲目開荒毀林種植糧食導致生態環境被破壞，耕地質量下降再開墾更多耕地，如此惡性循環［8］。隨著生態保護意識的提升，貴陽市響應國家“禁止毀林開墾、毀林采種”的號召，積極推行以林草為主的植被恢復工程，在生態環境惡劣又人少地廣的地區一律實行“該退就退、連片全退”的政策，不斷加強生態建設。2000年以來，隨著退耕還林、還草工作的推進，貴陽市林地、草地面積不斷增加，耕地面積進一步減少。但目前貴州省經濟發展仍以傳統農業為主，耕地面積不斷減少勢必會對其發展產生重要影響。

4 結論及建議

以貴陽市為研究對象，利用Arcgis、Origin軟件對1992—2021年貴陽市長時序的土地覆蓋數據進行分析，得出以下結論。①前期（1992—2000年），貴陽市農田、不透水面、草原、水域面積呈增加趨勢，森林、灌木區、裸地面積呈減少趨勢；中期（2001—2010年），貴陽市農田開始減少，森林、草原、裸地、不透水面面積呈增加趨勢；后期（2011—2021年），貴陽市農田、灌木區面積呈加速減少趨勢，森林、草原、不透水面面積呈增加趨勢。②政策調控、經濟驅動與自身的自然環境是導致貴陽市土地利用時空上發生變化的主要原因。

基于耕地面積減少這一現狀，貴陽市在退耕還林工作中應優先考慮實施以“糧食安全”為主的耕地保護制度，在城市規劃建設時盡量避開良田；應把握好政策調控、經濟驅動與自然環境三者的關系，在發展經濟的同時注重生態環境建設，出臺相關政策，堅決守住耕地保有量。

參考文獻：

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［9］葛全勝，戴君虎，何凡能，等.過去300年中國土地利用，土地覆被變化與碳循環研究［J］.中國科學：地球科學，2008（2）：197-210.

作者簡介：申艷飛（1993—），女，碩士，助理工程師，研究方向：土地管理。

通信作者：羅竹（1994—），女，碩士，助理工程師，研究方向：測繪工程。