烏魯木齊市“十二五”期間土地利用類型變化

馮　浩，呂愛華，王　晨，付東磊

(1.烏魯木齊市環(huán)境監(jiān)測(cè)中心站，新疆 烏魯木齊830000；2.云南農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院，云南 昆明 650200)

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烏魯木齊市“十二五”期間土地利用類型變化

馮浩1，呂愛華1，王晨2，付東磊1

(1.烏魯木齊市環(huán)境監(jiān)測(cè)中心站，新疆 烏魯木齊830000；2.云南農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院，云南 昆明 650200)

按照《HJ192-2015生態(tài)環(huán)境狀況評(píng)價(jià)技術(shù)規(guī)范》土地利用類型分類方法，借助計(jì)算機(jī)監(jiān)督分類手段，研究了烏魯木齊市“十二五”期間土地利用類型變遷。結(jié)果表明，“十二五”末該市建設(shè)用地、林地、草地較初期凈遷入74.15km2、42.78km2、35.65km2，未利用地、耕地、水域則凈遷出101.26km2、35.65km2、15.69kcm2。沙依巴克區(qū)、頭屯河區(qū)、新市區(qū)、天山區(qū)土地利用類型總變化率均超過(guò)19%，而水磨溝區(qū)、達(dá)坂城區(qū)、米東區(qū)、烏魯木齊縣均不足8%。沙依巴克區(qū)、頭屯河區(qū)、新市區(qū)建設(shè)用地與未利用地遷入較多，米東區(qū)與水磨溝區(qū)各土地利用類型變化率均低于2%，達(dá)坂城區(qū)與烏魯木齊縣草地與未利用地變幅較大。

“十二五”；監(jiān)督分類；土地利用類型；變化；烏魯木齊

土地資源利用涉及經(jīng)濟(jì)發(fā)展、生態(tài)建設(shè)、人文環(huán)境，科學(xué)利用、合理規(guī)劃土地利用方式，實(shí)現(xiàn)不同土地利用類型綜合價(jià)值最大化已經(jīng)成為相關(guān)學(xué)者面臨的課題。近年來(lái)，國(guó)外相關(guān)學(xué)者研究重心已從探究土地利用類型變化引發(fā)的生態(tài)環(huán)境、土地生產(chǎn)力、經(jīng)濟(jì)價(jià)值變化[1-5]，逐步轉(zhuǎn)移到土地資源科學(xué)管理方面，就如何實(shí)現(xiàn)土地利用類型優(yōu)化配置做出嘗試[6-7]。國(guó)內(nèi)相關(guān)學(xué)者在土地資源利用領(lǐng)域同樣進(jìn)行了大量嘗試，研究方向以不同土地利用類型變遷與土壤、水文、生物學(xué)特性相互響應(yīng)為主[8-14]，針對(duì)土地資源管理與科學(xué)配置的探討多以政策性、理論性報(bào)告為主，專業(yè)化、體系化研究較為缺乏。烏魯木齊市土地利用類型具備自身特點(diǎn)，行政范圍內(nèi)林場(chǎng)、草場(chǎng)、沙漠、戈壁、水域均有分布，土地利用類型豐富，同一類型呈集中分布格局?！笆濉逼陂g，該市進(jìn)行了高鐵新區(qū)建設(shè)、會(huì)展園區(qū)建設(shè)、老城區(qū)改造、道路修建、荒山綠化、生態(tài)恢復(fù)等工作，土地利用類型也隨之變化。該研究依據(jù)《HJ192-2015生態(tài)環(huán)境狀況評(píng)價(jià)技術(shù)規(guī)范》劃分土地利用類型，通過(guò)監(jiān)督分類手段提取土地利用類型矢量數(shù)據(jù)。該研究可作為該市“十二五”期間生態(tài)環(huán)境狀況評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)性工作，并對(duì)該市土地資源合理利用提供一定參考。

1　材料與方法

1.1研究區(qū)概況

烏魯木齊市位于新疆維吾爾自治區(qū)中北部，東經(jīng)86°37′33″～88°58′24″，北緯42°45′32″～45°00′00″，地處北天山北麓、準(zhǔn)噶爾盆地南緣，面積1.42萬(wàn)km2，轄7區(qū)1縣。氣候類型屬溫帶干旱荒漠氣候，年降雨量270～300mm。地勢(shì)起伏懸殊，中部低，南、北、西高，最高海拔5445m，最低490m，市區(qū)平均海拔800m。主要土壤類型以灰漠土、荒漠土、風(fēng)沙土為主，植被覆蓋度低，生態(tài)環(huán)境狀況脆弱。

1.2資料收集與來(lái)源

該研究所用遙感影像來(lái)自對(duì)地遙感數(shù)據(jù)共享網(wǎng)，為烏魯木齊市2011年8月12日—8月19日(Landsat5)及2015年8月2日—8月10日(Landsat8)TM30m分辨率影像，均為三景。下載Bigemap高時(shí)空分辨率地圖(6.88m)，用于驗(yàn)證解譯結(jié)果。烏魯木齊市行政區(qū)劃圖、建城區(qū)紙質(zhì)圖件來(lái)源于烏魯木齊市城市勘察測(cè)繪院。土地利用類型變遷情況參考政府工作報(bào)告、《烏魯木齊統(tǒng)計(jì)年鑒》及各區(qū)縣官方網(wǎng)站。該研究還收集了相關(guān)氣候、經(jīng)濟(jì)、人文資料，用于分析土地利用類型變遷影響因素。

1.3資料處理

TM影像經(jīng)大氣校正、鑲嵌、裁剪、配準(zhǔn)后，通過(guò)計(jì)算機(jī)監(jiān)督分類獲得土地利用類型矢量數(shù)據(jù)，依據(jù)《HJ192-2015生態(tài)環(huán)境狀況評(píng)價(jià)技術(shù)規(guī)范》將土地利用類型分為六類，包括草地、未利用地、耕地、林地、建設(shè)用地及水域，借助Bigemap地圖檢驗(yàn)解譯結(jié)果，同樣需選取一定比例解譯結(jié)果進(jìn)行實(shí)地檢驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)偏差及時(shí)修正。校正行政區(qū)劃圖，采取矢量化處理以獲得行政區(qū)劃、水網(wǎng)、道路矢量數(shù)據(jù)，建城區(qū)紙質(zhì)資料也需轉(zhuǎn)換為矢量數(shù)據(jù)。將上述矢量數(shù)據(jù)統(tǒng)一疊加，獲取“十二五”始末兩年土地利用類型變化情況，疊加后的圖層數(shù)據(jù)信息量大，需要進(jìn)行拓?fù)潢P(guān)系檢查、爆破、去噪、合并處理，該市范圍共產(chǎn)生10611個(gè)圖斑。利用ENVI5.0進(jìn)行監(jiān)督分類，運(yùn)用Arcgis10.0制作土地利用類型圖件，使用Excel進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)。

2　結(jié)果與分析

2.1烏魯木齊市2015年土地利用類型分布狀況

2015年烏魯木齊市草地、未利用地、耕地、林地、建設(shè)用地、水域所占比重分別為43.85%、38.55%、7.31%、4.65%、3.65%、1.99%。建城區(qū)內(nèi)土地利用程度較高，以建設(shè)用地為主。67.44%的耕地集中于米東區(qū)南部、頭屯河區(qū)及新市區(qū)北部；林地、草地分布呈現(xiàn)較強(qiáng)地域特征，在畜牧業(yè)發(fā)達(dá)的烏魯木齊縣與達(dá)坂城區(qū)集中分布，兩者林地面積之和占該類型總體的83.77%，草地之和占88.03%；達(dá)坂城區(qū)與米東區(qū)土地利用程度較低，兩區(qū)未利用地面積之和占該類型總面積的84.09%(圖1)。

2.2烏魯木齊市“十二五”期間土地利用變化

“十二五”末建設(shè)用地、林地、草地較初期凈遷入74.15km2、42.78km2、35.65km2，變化率為16.61%、6.90%、0.57%。未利用地、耕地、水域則凈遷出101.26km2、35.65km2、15.69km2，變化率為-1.81%、-3.31%、-5.24%。由于水域變化幅度很小，故只選擇變幅較大的“水域-未利用地”參與制圖。建設(shè)用地遷入主要集中在建城區(qū)周邊，其中建城區(qū)范圍中沙依巴克區(qū)北部、米東區(qū)和新市區(qū)南部建設(shè)用地遷入最為明顯，占總遷入面積的69.80%，表明該市向北、西方向擴(kuò)展趨勢(shì)明顯。林地變化幅度較小，零散分布于烏魯木齊縣中部沿南山低海拔區(qū)及達(dá)坂城區(qū)北部天山山脈。達(dá)坂城區(qū)草地遷入較明顯，該區(qū)為牧業(yè)大縣，草地遷移情況與放牧、圍場(chǎng)吻合度較高，此外，米東區(qū)南部米泉林場(chǎng)周邊草地為凈遷入。未利用地遷入集中于沙依巴克區(qū)中部，由于市政工程初步開展致使部分土地裸露，此外，建城區(qū)以北未利用地為凈遷入，主要由耕地復(fù)種指數(shù)低引起。達(dá)坂城區(qū)西南處柴窩堡湖為該市最大水源地，五年內(nèi)其儲(chǔ)水量明顯減少(圖2)。

2.3“十二五”期間各區(qū)縣土地利用類型變化情況

表1中變化率為各土地利用類型變化面積占區(qū)縣總面積比例。各類型變化率絕對(duì)值之和為各區(qū)縣土地利用類型總變化率。沙依巴克區(qū)、頭屯河區(qū)、新市區(qū)、天山區(qū)行政區(qū)面積較小，對(duì)土地利用變化反映敏感，五年內(nèi)各土地利用類型變化率在19.81%～26.06%，而面積較大的水磨溝區(qū)、達(dá)坂城區(qū)、米東區(qū)、烏魯木齊縣總變化率均不超過(guò)8%。達(dá)坂城區(qū)占地面積廣，草地、未利用地變幅較大，前者遷入94.11km2，后者遷出150.78km2，五年內(nèi)該區(qū)柴窩堡湖面積大幅縮減，其縮減面積占該市水域總縮減面積的67.19%；烏魯木齊縣未利用地變化明顯，共遷出113.64km2；沙依巴克區(qū)、頭屯河區(qū)、新市區(qū)土地利用類型變化規(guī)律相似，均表現(xiàn)為草地遷出、建設(shè)用地與未利用地遷入，三者均有區(qū)域位于建城區(qū)范圍，五年內(nèi)建城區(qū)邊緣草地得以進(jìn)一步利用，部分轉(zhuǎn)化為建設(shè)用地，部分因基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)尚未完成而劃入未利用地。此外，三區(qū)耕地變化率高于其他區(qū)縣；米東區(qū)與水磨溝區(qū)各土地利用類型變化率均低于2%；天山區(qū)為該市老城區(qū)，草地、林地降幅較為明顯，加之未利用地增多，土地利用狀況需進(jìn)一步合理布局。

表1　“十二五”期間各區(qū)縣土地利用類型變化

3　討論

烏魯木齊市土地利用類型格局極不平衡，南部、東部土地利用類型豐富，植被覆蓋度較高，生態(tài)狀況較好，中部建城區(qū)、米東區(qū)以北土地利用類型單一，生態(tài)狀況較差。新市區(qū)、沙依巴克區(qū)建設(shè)用地遷入主要受兩區(qū)交匯處“高鐵新區(qū)”開發(fā)影響，“十二五”期間米東區(qū)工業(yè)園區(qū)建設(shè)導(dǎo)致人口遷入，道路、市政配置進(jìn)一步完善；耕地遷出集中在頭屯河區(qū)與新市區(qū)，主要受經(jīng)濟(jì)因素影響，兩區(qū)為“十二五”期間經(jīng)濟(jì)重點(diǎn)發(fā)展區(qū)域，工業(yè)園區(qū)建設(shè)使得耕地面積縮減，另有部分新開發(fā)耕地未被利用；烏魯木齊縣南山山區(qū)降水充足，喬、灌木集中分布，受人為干擾少，植被恢復(fù)能力較強(qiáng)?！笆濉逼陂g，該區(qū)大力發(fā)展旅游業(yè)，“農(nóng)家樂”發(fā)展促進(jìn)了生態(tài)恢復(fù)工程開展，使得南山山區(qū)林地面積有所增加；草地變遷零散分布在達(dá)坂城區(qū)，該區(qū)為牧業(yè)大縣，五年內(nèi)該區(qū)草地面積實(shí)現(xiàn)了凈增加，牧、草分布格局趨于合理；米東區(qū)與達(dá)坂城區(qū)未利用地面積之和占該類型總面積的84.07%，自然因素是主要原因。米東區(qū)北部分布自然條件惡劣的古爾班通古特沙漠，利用難度高，而達(dá)坂城區(qū)南部分布有大面積未利用地，土壤類型以不宜利用的荒漠、半荒漠土為主，該地區(qū)已經(jīng)建成風(fēng)力發(fā)電站，是提高該類型利用效率的較好嘗試；水域面積總體減少，其中柴窩堡湖萎縮面積最大，已從2011年約30km2縮減至不足10km2，情況較為嚴(yán)峻，已成為“十三五”生態(tài)恢復(fù)重點(diǎn)區(qū)域。

4　結(jié)論

“十二五”末建設(shè)用地、林地、草地較初期增加了74.15km2、42.78km2、35.65km2。未利用地、耕地、水域則減少了101.26km2、35.65km2、15.69km2。

“十二五”期間，烏魯木齊縣、水磨溝區(qū)土地利用類型以林地遷入、草地遷出為主，達(dá)坂城區(qū)以草地與未利用地相互轉(zhuǎn)換為主。草地遷出、建設(shè)用地遷入集中在頭屯河區(qū)、沙依巴克區(qū)及新市區(qū)。新市區(qū)耕地變化率最高，為-5.57%。天山區(qū)草地與未利用地變幅較大，而米東區(qū)各土地利用類型總體變幅較小。

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Land Use Variation in the City of Urumqi during the 12th Five-Year Plan

FENG Hao1,LV Ai-hua1,WANG Chen2,FU Dong-lei1

(1.Urumqi Environmental Monitoring Centre, Urumqi Xinjiang 830000 ,China)

The paper presented the changes of land use types in the city of Urumqi using supervised classification method based on the classified method from the technical criterion for ecosystem status evaluation (HJ 192-2015) during the 12th Five-Year Plan(2011-2015). The results showed that there were a net area increase of 74.15km2,42.78km2, and 35.65km2in construction land, forest, and grassland, which raised by 16.61%,6.90%, and 0.57% comparing with that of 2011. While unused land, arable land, and water showed net reduction of 101.26km2, 35.65km2, and 15.69km2with the change rates of -1.81%、-3.31%、-5.24%, respectively. The sum change rate of all land use types in Shayibake, Toutunhe, Xinshi and Tianshan districts exceeded 19%. However, the change rates in Shuimogou district, Dabancheng district, Midong district and Urumqi County were less than 8%. In Shayibake, Toutunhe, and Xinshi districts, the land use changes primarily showed increases in construction land and unused land. The change rates of different land use types in Midong and Shuimogou districts were lower than 2%. In addition, large variation of unused land appeared in Dabancheng district and Urumqi County.

the 12th Five-Year Plan period; supervised classification; land use types; change; Urumqi

2016-06-17

馮浩(1983-)，男，工程師，從事區(qū)域生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)工作。

付東磊(1986-)，男，工程師，主要從事區(qū)域生態(tài)環(huán)境狀況評(píng)價(jià)工作。

X32

A

1673-9655(2016)05-0019-04