2008—2018年定遠縣土地利用變化分析

摘要 運用RS和GIS技術，對2008—2018年定遠縣土地利用變化進行分析。結果表明：近11年定遠縣土地利用類型的主要變化趨勢為耕地和建筑用地的持續增加，林地和未利用地的持續減少；人類活動、土地整治政策和城鎮化發展對定遠縣的土地利用類型變化及其空間結構有一定的影響，土地利用率不斷提高，各地類之間存在相互轉化，同時推動定遠縣城區布局從分散的城區中心演變到集聚性城區；定遠縣整體土地利用變化逐步向空間集約化和可持續化方向發展的同時，要合理規劃設計城鎮建設規模，更要注重發揮和保持資源尤其是農業資源的優勢和產業地位。

關鍵詞 土地利用；變化特征；動態度；定遠縣

中圖分類號 F 301.2 文獻標識碼 A 文章編號 0517-6611（2024）20-0070-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2024.20.016

開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

Analysis of Land Use Change in Dingyuan County from 2008 to 2018

XU Yan， SONG Shu-ting， LI Xian-zhi et al

（School of Geographic Information and Tourism， Chuzhou University， Chuzhou， Anhui 239000）

Abstract This paper analyzed the land use changes in Dingyuan County from 2008 to 2018 by using RS and GIS technologies. The results showed that the main trend of land use types in Dingyuan County in the past 11 years was the continuous increase of arable land and construction land， and the continuous decrease of forest land and unused land.Human activities， land improvement policies and the development of urbanization had a certain influence on the changes of land use types and their spatial structure in Dingyuan County， and the land utilization rate was continuously improved， and there was a process of mutual transformation between various categories， while promoting the layout of urban areas in Dingyuan County evolved from scattered urban centers to agglomerative urban areas.While the overall land use changed in Dingyuan County gradually develop in the direction of spatial intensification and sustainability， the scale of urban construction should be reasonably planned and designed， and more attention should be paid to playing and maintaining the advantages and industrial status of resources， especially agricultural resources.

Key words Land use;Change characteristics;Dynamic degree;Dingyuan County

土地是人類生產生活的基礎物質，隨著社會經濟條件和自然條件的變化，土地的利用將會呈現出多種方式［1］。但人口的急劇增長與城市化的快速發展，加劇了對土地資源的不合理改造，容易對生態系統結構和功能產生不良干擾［2］，例如草地林地亂砍濫伐、耕地退化影響生態環境的平衡［3］；土地資源合理分配和利用方式影響著生態環境穩定發展［4］。同時土地利用變化與結構轉變是人地關系中最主要的體現形式，地區的生態保護與城鎮規劃應結合該地區土地利用格局與地區優勢，分區治理，分區建設［5］。合理的土地規劃是區域生態文明建設的基礎，不合理的土地利用甚至土地擴張將給人類生活與自然環境帶來很多不可逆的影響，如水土流失嚴重、土地荒漠化、土地鹽堿化、建設用地與耕地和草地之間難以取舍平衡等問題，這些問題在未來的城市發展中將變得日益嚴峻，極大程度限制城市的生態文明建設與可持續發展理念的實施。

近些年，眾多學者對于土地利用的動態變化展開了深入分析［6-10］，如周子英等［7］利用GIS技術研究湖南省醴陵市土地利用變化規律，建立不同用地類型的多元線性回歸模型；林柳璇等［9］通過結合土地利用轉移矩陣分析法和動態度對廈門市的土地變化過程進行一定程度的動態監測與評估分析；葉晶萍等［10］借助ArcGIS和Frgstats 4.2軟件，分析尋烏水流域土地利用動態變化及其所引起的景觀格局演變，同時運用遙感生態指數評價方法分析研究期內生態環境質量的時空演變，并進行相關生態環境效應的研究。

定遠縣位于安徽省中部地帶，地理區域上同時屬于江淮分水嶺地區，是全國糧食生產百強縣之一、全國商品糧生產基地，傳統農業力量雄厚，同時也在集中力量發展現代農業。定遠縣土地資源和類型的現狀與變化對區域農業、生態發展都有重要的影響。筆者運用RS技術，通過監督分類遙感解譯獲取定遠縣2008—2018年土地利用分類數據，基于GIS技術建立定遠縣土地利用地理數據庫獲取土地利用變化信息來研究近11年定遠縣土地利用變化特征，揭示定遠縣土地利用時空演變及其規律，以期為制定合理的土地利用政策和合理利用土地資源提供參考。

1 資料與方法

1.1 研究區概況

定遠縣位于安徽省滁州市西部，地理坐標為32°12′～32°42′N、117°12′～118°05′E。截至2022年，定遠縣常住人口67.7萬，下轄22個鄉鎮，面積2 998 km2。地貌分為丘陵和平原2種類型。北部和東部是丘陵，大部分地區是波浪形平原，散布著山丘，少量平原斑塊僅分布在縣城西南部，全縣海拔在14～338 m（圖1）。

1.2 數據來源

該研究選取的數據主要包括定遠縣范圍的數字高程模型數據，2008、2013和2018年Landsat遙感影像數據。具體數據類型見表1。

1.3 研究方法

1.3.1 遙感影像解譯與分類。

根據中國科學院資源環境科

學與數據中心的全國土地利用分類系統，結合研究區土地資

源管理特點、利用方式和覆蓋特點等實際情況，對定遠縣2008、2013和2018年3期影像數據進行監督分類。在保證分類精度的前提下，重點研究耕地、林地、草地、建設用地、水域和未利用地的變化；且選取的研究區內地物光譜類別混雜現象比較嚴重，若將分類指標過于精細勢必將加大各類別間的混淆率，使得分類精度下降；而分為6類可以充分滿足大尺度土地利用土地覆蓋宏觀調查檢測與研究的要求。

1.3.2 土地利用動態度。

土地利用是一個動態的過程，因此不能以靜態的方式來進行相關研究，要想預測土地利用變化之間的舉證關系還需要通過一系列的定量研究來進行考察，對某區域內土地的具體利用情況進行公式測算［11］，具體計算方式如下：

K=Ua-UbUb×1T×100%（1）

式中：K表示研究時段內某土地利用類型動態度；Ua和Ub分別表示研究期末期、始期某土地利用類型的柵格數量；T代表研究期時長。當K＜0時，表明該土地利用類型的數量是減少的；當K＞0時，表明該土地利用類型的數量是增加的；K的絕對值越大則代表該類型的土地年變化率越大。

1.3.3 土地利用轉移變化圖譜。

土地利用和覆蓋的變化不僅會增加或減少土地利用量，還會反映土地利用空間位置的變化。該研究運用轉移變化圖譜分析了研究區土地利用類型的時空變化，并從數量變化和空間位置變化的角度探討了研究區土地利用變化特征。同時，通過圖譜分析了研究區土地利用類型的變化趨勢和強度。信息圖譜能清晰表達土地利用類型的轉移變化特征，通過地學信息圖譜法構建地區土地利用類型轉移變化的時空分布［12］，具體計算方式如下：

G=NE=1QE10N-E（N≥3）（2）

式中：G表示研究區在多個連續時期內土地利用演變成新的圖譜單元柵格屬性值；N表示研究的連續時期數目；E表示其序列號；QE表示研究區內的第E個時期的土地利用柵格圖的屬性值。

2 結果與分析

2.1 土地利用類型動態度分析

該研究通過遙感影像解譯獲得了2008、2013和2018年3期的土地利用分類結果，Kappa精度檢驗系數均大于0.7，土地利用類型分布如圖2所示。

定遠縣土地利用類型多樣，利用結構復雜，近年來土地利用結構發生了很大變化。對3個階段的土地利用類型數據進行統計分析，得出土地利用變化幅度（圖3）。從圖3可以看出，耕地與林地的面積在研究區所占比重較大，建筑用地、水域面積次之，草地、未利用地面積較小。2008—2018年耕地面積呈現上升趨勢，林地面積呈現下降趨勢，建筑用地面積的增加速度最快，水域、草地變化幅度較小；未利用地不斷得到利用，面積減少明顯。

根據公式（1）計算了研究區單一土地利用類型的動態度，發現2008—2018年定遠縣土地利用類型中面積增加的是建筑用地和耕地，其動態度分別為0.086%、0.016%；面積減少的是草地、水域、林地、未利用地，其動態度分別為-0.003%、-0.002%、-0.037%、-0.088%；變化幅度較大的是未利用地、建筑用地和林地。

通過以上分析可以得出，2008—2018年定遠縣土地利用變化主要有以下特點：

①農用地中，由于地處江淮地區，地形、地貌、氣候及水資源等因素優越，生產條件好，投入水平大，定遠縣農用地發展狀況良好，占全縣面積的84%。11年間耕地面積增加了234 km2，年增幅為1.6%；林地面積減少了364 km2，年減幅為3.7%。

②建筑用地面積持續增加，動態度變化劇烈，面積增加了207 km2，年增幅為8.6%。隨著定遠縣城鎮化率的提升（2008年城鎮化率15.60%，2018年城鎮化率41.40%，2021年城鎮化率46.25%），預計建筑用地面積將繼續增加，且幅度會更大。

③未利用地面積在持續減少，減少面積約為71 km2，年減幅為8.8%，其中大部分被開發為林地、草地和建筑用地，提高了區域土地利用率。

綜上所述，定遠縣土地利用正處于快速發展階段，土地利用類型多樣，分布較均衡。隨著定遠縣經濟的快速發展，城市化進程加快，人口進一步向縣中心集中，對建設用地和耕地的需求壓力進一步加大，在此過程中，定遠縣的林地、草地等生態用地面積可能進一步減少，將會加劇定遠縣的生態承載能力，需加大對未利用土地的開發力度，避免毀壞過多農業用地與生態用地，維護地區生態平衡。

2.2 土地利用變化圖譜分析

通過土地利用類型變化圖譜對定遠縣土地利用類型分布情況進行定量變化分析，探討研究區土地利用時空變化特征及其規律。

分析定遠縣土地利用轉移圖譜（圖4）發現，2008—2013年，面積增加的有耕地、建筑用地，其中耕地面積增幅最大，主要由林地、草地和未利用地轉入；面積縮小的有林地、草地、水域、未利用地，其中林地面積縮小幅度最大。定遠縣多為平坦開闊的平原地區，因此該區域人們加強對林地的開墾，使大量林地向耕地和建筑用地轉變，林地、草地和未利用地主要轉出為耕地，轉出的耕地大部分分布于縣北和縣東地區，其中林地轉入耕地集中出現在東北地區，未利用地轉入的耕地廣泛分布于定遠縣境內。經濟快速發展帶動交通、住宅等建筑用地的急劇擴張，加上地勢相對平坦開闊，大量林地轉變為建設用地。

2013—2018年，面積增加的有耕地、水域、建筑用地，其中建筑用地面積增幅最大，主要由林地轉入；面積縮小的有林地、未利用地、草地，其中林地面積縮小幅度最大，主要轉出為建筑用地。林地、草地和未利用地主要轉出為建筑用地，轉出的建筑用地大部分分布于縣中和縣南地區，其中未利用地轉入耕地集中出現在西北地區，林地減少主要來源于開墾林地為耕地和建筑用地，表明未利用地和林地減少是受到人類活動的影響造成的。

2008—2018年，面積增加的有耕地、建筑用地，其中建筑用地的面積增幅最大，主要由未利用地和林地轉入；面積明顯縮小的有林地、草地、未利用地，其中林地面積縮小幅度最大，主要轉出為建筑用地。轉出的建筑用地大部分分布于縣中和縣南地區，其中“林地→建設用地”圖譜類型

最為顯著，空間分布密集地區不再局限于定遠縣中部地區，其余鄉鎮周邊均呈現明顯擴張，說明該階段定遠縣工業化和城鎮化進程得到較快發展，從而加快了林地非農化速度。該時期不同土地利用類型之間的轉移面積幅度較大，表明該時期土地利用變化受到人類活動的影響較大。近11年水域面積略有減小，變化不明顯。

3 結論與討論

基于定遠縣土地利用變化數據和社會經濟統計數據，分析了定遠縣2008—2018年土地利用時空變化特征，揭示了土地利用變化的規律，其結論主要如下：

（1）2008—2018年定遠縣建筑用地和未利用地的面積動態度較大。建筑用地面積呈逐年上升趨勢，年增幅為8.6%；未利用地面積逐年減少，年減幅為8.8%；其他地類中，耕地面積呈緩慢增長趨勢，年增幅為1.6%，林地、草地和水域面積均呈現小幅下降趨勢，年增幅分別為3.7%、0.3%和0.2%。定遠縣土地利用結構以耕地和林地為主，二者占研究區的總面積在70%以上。近11年定遠縣土地利用類型的主要變化趨勢為耕地和建筑用地的持續增加，林地和未利用地的持續減少，草地先略微增加而后小幅減少，水域用地變化不明顯。

（2）從各地類變化的空間分布上看，2008—2018年土地利用轉移圖譜以林地與耕地之間的相互轉換以及建設用地占用林地和未利用地為主。林地、未利用地轉變為耕地主要發生在定遠縣中部地勢相對平緩的平原地帶，林地、未利用地轉變為建設用地主要集中分布于定遠縣城區周邊經濟相對發達區域。 定遠縣城鎮總體規模發展相對較快，近11年定遠縣土地利用率在逐步提高，該時期不同土地利用類型之間的轉移面積幅度相對較大，該時期土地利用變化受人類活動的影響較大。

（3）定遠縣農業物產富饒，是全國糧食生產百強縣之一，同時也是全國商品糧生產基地，這是定遠縣耕地面積不斷增加和得到保護的主要原因之一。另外，土地整治政策和城鎮化的發展對定遠縣土地利用空間結構有一定的影響，推動定遠縣城區布局從分散的城區中心演變到集聚性城區，政策因素決定了土地利用空間結構和發展方向。

（4）在研究時間段內，定遠縣整體土地利用變化逐步向空間集約化和可持續化方向發展。為保障定遠縣農業產業的特色定位，在定遠縣未來土地利用規劃和土地資源配置過程中，合理規劃設計城鎮建設規模同時，更要注重發揮和保持資源尤其是農業資源的優勢和產業地位。

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