昆明市土地利用時空變化特征分析

摘 要：利用1990年、2000年和2008年共3期昆明市土地利用現(xiàn)狀數(shù)據(jù)，分析昆明市土地利用時空變化特征。結(jié)果表明：昆明市土地利用類型以林地為主，其次為草地、耕地、建設(shè)用地、水域和未利用地。1990-2008年，耕地、草地和未利用地逐漸減少，而建設(shè)用地、水域和林地逐漸增加，其中變化幅度最大的是建設(shè)用地和耕地，盤龍區(qū)、五華區(qū)和官渡區(qū)土地利用變化速度最快，草地→林地，耕地→建設(shè)用地為最主要的土地利用轉(zhuǎn)換類型。

關(guān)鍵詞：昆明市；土地利用；變化特征

中圖分類號 F321.1 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 1007-7731（2013）22-10-04

人類與地球環(huán)境的關(guān)系，已經(jīng)改變了整個人類和社會的發(fā)展演變。通過全球化的經(jīng)濟(jì)和信息流動，這個世界的人口比以往更緊密地連接在一起，地球陸地表面的一半已經(jīng)被人類以某種方式直接利用[1]。土地利用作為人類有目的、有意識的社會經(jīng)濟(jì)活動，是自然和人文環(huán)境相互作用的結(jié)果，集中體現(xiàn)了人地關(guān)系的特征、屬性和作用機(jī)制。隨著城市發(fā)展速度的加快，城市建設(shè)與人類活動的加強(qiáng)導(dǎo)致城市地區(qū)自然生態(tài)系統(tǒng)逐漸被人工生態(tài)系統(tǒng)所替代。城市土地利用變化是人類活動和自然環(huán)境等多種因素共同作用的結(jié)果，同時又對城市生態(tài)環(huán)境、資源利用效率、居民社會生活及經(jīng)濟(jì)發(fā)展產(chǎn)生積極或消極的影響。改革開放以來尤其是20世紀(jì)90年代以后，昆明市的城鎮(zhèn)化進(jìn)程不斷加快，土地利用也發(fā)生了劇烈變化。研究昆明市土地利用時空變化特征，對昆明市城鄉(xiāng)規(guī)劃管理、生態(tài)環(huán)境建設(shè)具有重要意義。

1 研究區(qū)概況

昆明市地處東經(jīng)102°10′～103°40′、北緯24°23′～26°22′，位于中國西南邊陲、云貴高原中部，屬亞熱帶高原季風(fēng)氣候，冬無嚴(yán)寒，夏無酷暑，四季如春。年均溫14～16℃，年降水量790.9～1 094.2mm。昆明市是云南省省會，是全省的政治、經(jīng)濟(jì)、文化中心，也是西部地區(qū)重要的中心城市和旅游、商貿(mào)城市，是中國面向東南亞、南亞開放的門戶樞紐。昆明市域土地總面積21 012.54km2，轄6個市轄區(qū)、4個縣、3個自治縣，代管1個縣級市，即五華區(qū)、盤龍區(qū)、官渡區(qū)、西山區(qū)、呈貢區(qū)、東川區(qū)、晉寧縣、富民縣、宜良縣、嵩明縣、石林彝族自治縣、祿勸彝族苗族自治縣、尋甸回族彝族自治縣、安寧市。2011年末全市總?cè)丝?48.64萬人。2011年全市實現(xiàn)地區(qū)生產(chǎn)總值2 509.58億元，第一、第二、第三產(chǎn)業(yè)分別占5.3%、46.3%和48.4%，人均國內(nèi)生產(chǎn)總值達(dá)到38 690元（數(shù)據(jù)來源：昆明市統(tǒng)計年鑒，2012）。

2 研究方法

2.1 數(shù)據(jù)源及處理 數(shù)據(jù)源主要包括：（1）中國科學(xué)院資源環(huán)境科學(xué)數(shù)據(jù)中心1990年、2000年、2008年3期昆明市土地利用現(xiàn)狀矢量數(shù)據(jù)；（2）昆明市縣級行政區(qū)劃圖；（3）昆明市自然、人口、社會經(jīng)濟(jì)等統(tǒng)計資料。

中國科學(xué)院資源環(huán)境數(shù)據(jù)中心的1990年、2000年和2008年中國土地利用數(shù)據(jù)是以美國陸地衛(wèi)星TM/ETM+數(shù)據(jù)和中國資源一號衛(wèi)星（（CBERS-1）的CCD等數(shù)據(jù)為信息源人工解譯完成的。大量的野外實地調(diào)查證明，土地利用和土地利用變化制圖類型的判別都具有92%以上的定性準(zhǔn)確率[2-3]。本研究在中國科學(xué)院資源環(huán)境科學(xué)數(shù)據(jù)中心土地利用分類系統(tǒng)[4]的基礎(chǔ)上，結(jié)合研究區(qū)的實際情況，將昆明市劃分為耕地、林地、草地、水域、建設(shè)用地和未利用地6種土地利用類型。利用本研究的分類系統(tǒng)對1990年、2000年和2008年3期昆明市土地利用現(xiàn)狀矢量圖進(jìn)行類型合并處理，得到1990年、2000年、2008年3期昆明市土地利用類型分布圖（見圖1）。

2.2 土地利用變化動態(tài)度分析 土地利用類型動態(tài)度可定量描述各土地利用類型變化速度，分為單一土地利用類型動態(tài)度和綜合土地利用動態(tài)度。單一土地利用類型動態(tài)度[5]可表達(dá)研究區(qū)域一定時間范圍內(nèi)，某種土地利用類型變化速度的情況；綜合土地利用動態(tài)度反映了一定時間范圍內(nèi)研究區(qū)域土地利用變化速度的總體情況。單一土地利用類型動態(tài)度，其表達(dá)式為：

式中，[K]為研究時段內(nèi)某一土地利用類型動態(tài)度，[Ua]和[Ub]分別為研究期初及研究期末某一種土地利用類型的數(shù)量，T為研究時段長，當(dāng)[T]的時段設(shè)定為年時，[K]的值就是該研究區(qū)某種土地利用類型年變化率。某一研究樣區(qū)的綜合土地利用動態(tài)度[6]可表示為：

式中[LUi]為監(jiān)測起始時間第[i]類土地利用類型面積；[ΔLUi-j]為監(jiān)測時段內(nèi)第[i]類土地利用類型轉(zhuǎn)為非[i]類土地利用類型面積的絕對值；[T]為監(jiān)測時段長度。當(dāng)[T]的時段設(shè)定為年時，[LC]的值就是該研究區(qū)土地利用年變化率。本研究分別選用單一土地利用類型動態(tài)度和綜合土地利用動態(tài)度定量地分析昆明市土地利用的變化速度。

3 結(jié)果分析

3.1 土地利用類型空間分布特征 如圖2和表1所示，2008年昆明市土地利用類型以林地為主，約占昆明市的45.6%，其中，西北部的祿勸彝族苗族自治縣林地比例和面積最大；其次為草地和耕地，分別占昆明市總面積的29.1%和20%，其中，東川區(qū)草地比例最高，占東川區(qū)總面積的54.14%，尋甸回族彝族自治縣草地面積最大，達(dá)1 386.39km2，富民縣耕地比例最高，占富民縣總面積的34.6%，祿勸彝族苗族自治縣耕地面積最大，達(dá)608.69km2；建設(shè)用地約占昆明市總面積的2.75%，盤龍區(qū)、五華區(qū)和官渡區(qū)建設(shè)用地的比例最高，分別為18.45%、16.04%和15.61%；水域約占昆明市總面積的2.27%，主要分布在西山區(qū)、晉寧縣和呈貢區(qū)；未利用地主要分布昆明市北部的東川區(qū)、尋甸回族彝族自治縣和祿勸彝族苗族自治縣。

不同土地利用類型面積和比例

3.2 土地利用變化特征 從表1中可以看出，從1990-2008年，耕地、草地和未利用地逐漸減少，而建設(shè)用地、水域和林地逐漸增加；從表2可以看出，變化幅度最大的是建設(shè)用地和耕地。比較昆明市14個縣級行政區(qū)域，1990-2000年建設(shè)用地擴(kuò)張速率最快的為盤龍區(qū)，耕地減少速率最快的為五華區(qū)，而2000-2008年建設(shè)用地擴(kuò)張速率最快的為安寧市，耕地減少速率最快的為五華區(qū)。1990-2008年昆明市林地面積小幅增加，除五華區(qū)、盤龍區(qū)、官渡區(qū)、東川區(qū)和安寧市林地減少外，其他縣級行政區(qū)域林地增加。1990-2008年昆明市水域面積增加，其中，宜良縣增加幅度最大，未利用地略有減少。比較昆明市14個縣級行政區(qū)域的綜合動態(tài)度，我們發(fā)現(xiàn)，1990-2000年盤龍區(qū)、五華區(qū)和安寧市土地利用變化速度最快，2000-2008年盤龍區(qū)和官渡區(qū)土地利用變化速度最快，1990-2008年盤龍區(qū)、五華區(qū)和官渡區(qū)土地利用變化速度最快。

為了分析昆明市各土地利用類型之間的轉(zhuǎn)換特征，在對3期土地利用矢量數(shù)據(jù)做疊加分析之后，利用EXCEL的透視表得到昆明市各時段土地利用變化轉(zhuǎn)移矩陣（見表3）。從表3可以看出，1990-2008年，草地→林地，耕地→建設(shè)用地，林地→草地，耕地→林地，草地→耕地為最主要的轉(zhuǎn)換類型；1990-2000年，草地→林地，林地→草地，耕地→建設(shè)用地，耕地→林地，草地→耕地為最主要的轉(zhuǎn)換類型；2000-2008年，耕地→建設(shè)用地，草地→林地，草地→建設(shè)用地，耕地→林地，林地→草地為最主要的轉(zhuǎn)換類型。

4 結(jié)論

4.1 昆明市土地利用類型空間分布 昆明市土地利用類型以林地為主，其次為草地、耕地、建設(shè)用地、水域和未利用地。林地分布最為集中而且分布廣泛，從林地面積來看，西北部的祿勸彝族苗族自治縣和尋甸回族彝族自治縣分布最為集中，從林地所占比例來看，除東川區(qū)和呈貢區(qū)之外，其他縣級行政區(qū)域林地所占比例都超過40%；草地最主要分布在尋甸回族彝族自治縣、祿勸彝族苗族自治縣和東川區(qū)，而且昆明市未利用地也主要分布在這3個區(qū)域；耕地比例最高的區(qū)域主要分布于昆明市主城區(qū)周邊的區(qū)縣，其中富民縣耕地比例最高，占富民縣的34.6%；建設(shè)用地約占昆明市的2.75%，盤龍區(qū)、五華區(qū)和官渡區(qū)建設(shè)用地的比例最高，分別為18.45%、16.04%和15.61%；水域約占昆明市的2.27%，主要分布在西山區(qū)、晉寧縣和呈貢區(qū)。

4.2 昆明市土地利用變化 1990-2008年耕地、草地和未利用地逐漸減少，而建設(shè)用地、水域和林地逐漸增加，其中變化幅度最大的是建設(shè)用地和耕地。1990-2000年建設(shè)用地擴(kuò)張速率最快的為盤龍區(qū)，耕地減少速率最快的為五華區(qū)，而2000-2008年建設(shè)用地擴(kuò)張速率最快的為安寧市，耕地減少速率最快的為五華區(qū)。從土地利用綜合動態(tài)度來看，1990-2000年盤龍區(qū)、五華區(qū)和安寧市土地利用變化速度最快，2000-2008年盤龍區(qū)和官渡區(qū)土地利用變化速度最快，1990-2008年盤龍區(qū)、五華區(qū)和官渡區(qū)土地利用變化速度最快。從土地利用類型相互轉(zhuǎn)換特征來看，1990-2000年，草地→地，林地→草地，耕地→建設(shè)用地為最主要的轉(zhuǎn)換類型；2000-2008年，耕地→建設(shè)用地，草地→林地，草地→建設(shè)用地為最主要的轉(zhuǎn)換類型；1990-2008年，草地→林地，耕地→建設(shè)用地為最主要的轉(zhuǎn)換類型。

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（責(zé)編：陶學(xué)軍）