轉(zhuǎn)移流視角下甘州區(qū)土地利用動(dòng)態(tài)變化及空間集聚特征①

王怡睿，石培基，張學(xué)斌，胡艷興，謝作輪（西北師范大學(xué)地理與環(huán)境科學(xué)學(xué)院，蘭州 730070）

轉(zhuǎn)移流視角下甘州區(qū)土地利用動(dòng)態(tài)變化及空間集聚特征①

王怡睿，石培基*，張學(xué)斌，胡艷興，謝作輪
（西北師范大學(xué)地理與環(huán)境科學(xué)學(xué)院，蘭州 730070）

以甘州區(qū)為案例探討了轉(zhuǎn)移流視角下的土地利用動(dòng)態(tài)變化及空間集聚特征，以為甘州區(qū)土地利用空間布局，濕地保護(hù)與建設(shè)提供參考。研究結(jié)果表明：①甘州區(qū)自然保留地占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，耕地、林地、牧草地和水域比例較低，說(shuō)明后備土地資源較為充足，具有一定發(fā)展?jié)摿?；②耕地與建設(shè)用地、牧草地之間的地類變化是該地區(qū)的主要土地利用轉(zhuǎn)移地類，耕地、牧草地和自然保留地是各地類中主要的轉(zhuǎn)移流；③建設(shè)用地的活躍度不斷增大，2006—2011年達(dá)到3.16%，主要原因是城市用地面積擴(kuò)張，來(lái)滿足中心城區(qū)擴(kuò)張的增長(zhǎng)需求；④地類轉(zhuǎn)移波動(dòng)度變化主要表現(xiàn)為林地和水域之間的相互轉(zhuǎn)換，波動(dòng)度均達(dá)到最大值2.000 0；⑤各類土地利用變化的空間分布構(gòu)成了以中心城區(qū)為中心，以不斷增長(zhǎng)的建設(shè)用地為內(nèi)圈，以牧草地轉(zhuǎn)為耕地這種轉(zhuǎn)移地類為外圈的環(huán)形結(jié)構(gòu)；⑥空間集聚表現(xiàn)出熱點(diǎn)區(qū)域逐年增加，有向南擴(kuò)張，沿水系展布的特征。

土地利用；土地轉(zhuǎn)移流；空間集聚；甘州區(qū)

在“人口-資源-環(huán)境-發(fā)展（PRED）”復(fù)合系統(tǒng)中，土地資源處于基礎(chǔ)地位［1］。關(guān)于土地利用/覆被變化（LUCC）的研究始于1995年，在歷經(jīng)了近20年發(fā)展變化的今天，LUCC研究始終是全球變化研究的熱點(diǎn)之一［2-8］。土地利用深刻地揭示了人類快速發(fā)展的生產(chǎn)系統(tǒng)與生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)之間的密切關(guān)系，至此，LUCC的研究重點(diǎn)也擴(kuò)展到“陸地人類與環(huán)境系統(tǒng)（terrestrial human-environment，T-H-E）”［9］。土地利用變化主要有兩種類型，用途轉(zhuǎn)移（或地類變更）和集約度變化［10］。其中，通過(guò)用途轉(zhuǎn)移使某種土地類型面積增大，以期提高土地產(chǎn)出，是土地利用變化的發(fā)展方向之一。目前已有許多學(xué)者對(duì)土地利用動(dòng)態(tài)變化進(jìn)行了深入分析和探究，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：①在遙感解譯的基礎(chǔ)上，利用綜合土地利用動(dòng)態(tài)度和單一土地利用動(dòng)態(tài)度等指標(biāo)，對(duì)土地利用變化特征和空間格局進(jìn)行分析，最后為土地可持續(xù)利用提供參考［11-13］；②以土地利用變更數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，利用軟件建立土地利用轉(zhuǎn)移矩陣，進(jìn)一步對(duì)區(qū)域土地利用變化過(guò)程和驅(qū)動(dòng)力因素等進(jìn)行探究［14-17］；③運(yùn)用元胞自動(dòng)機(jī)模型和 CLUE-S模型等對(duì)土地利用時(shí)空格局進(jìn)行了預(yù)測(cè)與模擬，以期為土地利用規(guī)劃提供參考［18-19］。近年來(lái)，一些學(xué)者引入流的觀點(diǎn)，運(yùn)用“土地系統(tǒng)信息熵”來(lái)衡量土地利用的均衡性與穩(wěn)定性［20-21］，對(duì)于地類轉(zhuǎn)移關(guān)系、方向?qū)傩缘冗M(jìn)行綜合分析，仍然是土地科學(xué)目前研究的重點(diǎn)之一。

甘州區(qū)以綠洲灌溉農(nóng)業(yè)為主，是甘肅省重要的商品糧生產(chǎn)基地。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、人口數(shù)量的增長(zhǎng)，土地供需矛盾日漸突出，生態(tài)環(huán)境也更加脆弱。本文將“波動(dòng)度”［22］引入土地利用轉(zhuǎn)移流的計(jì)算，評(píng)價(jià)了土地利用動(dòng)態(tài)變化，分析了該地區(qū)土地利用空間集聚特征，以期為河西走廊綠洲型城鎮(zhèn)、新絲綢之路經(jīng)濟(jì)帶和生態(tài)城市等建設(shè)提供科學(xué)依據(jù)。

1 研究區(qū)概況及數(shù)據(jù)來(lái)源

甘州區(qū)（100°04′ ～ 100°52′ E，38°32′ ～ 39°24′ N）位于甘肅省河西走廊中部張掖市（圖1），素有“塞上江南”之稱。甘州區(qū)總面積4 240 km2，主要為溫帶大陸性氣候，年降水量113 ～ 120 mm，蒸發(fā)量2 047 mm，常年日照時(shí)數(shù)3 085 h，境內(nèi)有黑河、酥油口河、大野口河和山丹河等河流貫穿而過(guò)。

本研究數(shù)據(jù)主要來(lái)源于中國(guó)科學(xué)院計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信息中心地理空間數(shù)據(jù)云 1985年、1995年、2000年、2006年和2011年5個(gè)時(shí)期Landsat TM和ETM衛(wèi)星遙感影像。通過(guò)幾何糾正、圖像增強(qiáng)等影像處理后，用ERDAS軟件進(jìn)行人機(jī)交互解譯。最后檢驗(yàn)解譯結(jié)果，總體精度達(dá)到90% 以上，可以達(dá)到研究的基本要求。土地利用分類根據(jù)中華人民共和國(guó)土地管理行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)——縣級(jí)土地利用總體規(guī)劃編制規(guī)程（TD/T縣級(jí)規(guī)程—2010），結(jié)合甘州區(qū)實(shí)際情況，將研究區(qū)內(nèi)土地利用類型分為耕地、林地、牧草地、建設(shè)用地、水域、自然保留地6類。

圖1 甘州區(qū)示意圖Fig. 1 Schematic diagram of Ganzhou District

2 研究方法

2.1 土地轉(zhuǎn)移流

基于“物質(zhì)流”的概念，將其引入土地利用動(dòng)態(tài)變化的分析，定量描述土地利用類型轉(zhuǎn)換的過(guò)程。對(duì)任何一種土地利用類型而言，某種地類在一定的時(shí)段內(nèi)進(jìn)行的土地利用用途轉(zhuǎn)移經(jīng)量化后即得“土地利用轉(zhuǎn)移流”，是該地類參與土地利用用途轉(zhuǎn)移的總量。土地利用類型由某一種目標(biāo)地類轉(zhuǎn)為其他地類的土地面積的變化量稱作“轉(zhuǎn)出流”，由其他地類轉(zhuǎn)為某一種目標(biāo)地類的土地面積的變化量稱作“轉(zhuǎn)入流”?！稗D(zhuǎn)入流”與“轉(zhuǎn)出流”的和即為“土地利用轉(zhuǎn)移流”，“轉(zhuǎn)入流”與“轉(zhuǎn)出流”的差則稱為“土地轉(zhuǎn)移流凈值”。公式［20］為：

式中：Lf表示土地利用轉(zhuǎn)移流；Lin表示轉(zhuǎn)入流；Lout表示轉(zhuǎn)出流；Lnf表示土地轉(zhuǎn)移流凈值。其中，當(dāng)Lnf＞0時(shí)，表示凈流入；當(dāng)Lnf＜0時(shí)，表示凈流出。

2.2 土地利用動(dòng)態(tài)度

土地利用動(dòng)態(tài)度是描述不同土地利用類型在一定范圍和一定時(shí)段內(nèi)的面積變化的定量化指標(biāo)，用來(lái)反映各種土地利用類型的變化速度，進(jìn)而分析區(qū)域的空間差異［23-26］。一般地，把土地利用動(dòng)態(tài)度分為單一土地利用動(dòng)態(tài)度和綜合土地利用動(dòng)態(tài)度。土地利用轉(zhuǎn)移流的視角下，單一土地利用動(dòng)態(tài)度和綜合土地利用動(dòng)態(tài)度公式［20］為：

式中：K1和K2分別表示單一土地利用動(dòng)態(tài)度和綜合土地利用動(dòng)態(tài)度；Lnf為土地轉(zhuǎn)移流凈值； Lfi為第i類土地利用類型的土地利用轉(zhuǎn)移流；S為某種土地利用類型研究初期的面積；S總為研究區(qū)域總面積；T為土地利用變化時(shí)段。

2.3 土地利用活躍度

土地利用動(dòng)態(tài)度可以較好地衡量土地利用變化的速度，卻不能反映土地系統(tǒng)中各種土地利用類型的穩(wěn)定性和均衡性?；钴S度是針對(duì)某類用地的轉(zhuǎn)入、轉(zhuǎn)出展開研究的，用來(lái)表達(dá)該種地類在特定時(shí)間內(nèi)的穩(wěn)定程度［22］。土地利用活躍度計(jì)算公式［20］為：

式中：A表示土地利用活躍度；Lf表示土地利用轉(zhuǎn)移流；Lin表示轉(zhuǎn)入流；S為某種土地利用類型研究初期的面積；T為土地利用變化時(shí)段。其中，A的值越高，說(shuō)明該類地類土地利用變化越活躍；反之，說(shuō)明該類地類土地利用變化越穩(wěn)定。

2.4 地類轉(zhuǎn)移波動(dòng)度

波動(dòng)度用來(lái)研究不同土地利用類型間轉(zhuǎn)移的波動(dòng)情況［22］。為了更全面地了解土地利用動(dòng)態(tài)變化的情況，除了土地利用動(dòng)態(tài)度和土地利用活躍度兩個(gè)指標(biāo)以外，又引入了表征各種地類間轉(zhuǎn)移高低變化的指標(biāo)，即地類轉(zhuǎn)移波動(dòng)度。其計(jì)算公式［22］為：

式中：C是變異系數(shù)，δ2為標(biāo)準(zhǔn)差，x為均值。Ci為總波動(dòng)度，表征某地類轉(zhuǎn)換為其他地類的波動(dòng)情況；Cij表示變異系數(shù)矩陣中第 i行第 j列用途轉(zhuǎn)換的變異系數(shù)。其中，C是衡量地類轉(zhuǎn)換的一個(gè)統(tǒng)計(jì)量，能夠很好地反映地類轉(zhuǎn)換過(guò)程中的波動(dòng)度，其值越大，說(shuō)明波動(dòng)性越大，對(duì)某種地類而言，轉(zhuǎn)換為其他地類的可能性就越大；其值越小，說(shuō)明波動(dòng)性越小，該地類就越穩(wěn)定。

3 結(jié)果與分析

3.1 土地利用空間分布特征

研究期間甘州區(qū)土地利用結(jié)構(gòu)變化呈現(xiàn)出總體較為穩(wěn)定，個(gè)別地類數(shù)量變化緩慢起伏的發(fā)展趨勢(shì)：建設(shè)用地和林地分布呈團(tuán)塊狀；牧草地沿水系帶狀分布；耕地和自然保留地以片狀分布；水域分布呈現(xiàn)帶狀（圖2）。其中，自然保留地面積所占比例最大，耕地和牧草地次之，建設(shè)用地、林地和水域面積所占比例均很?。ū?）。

表1 不同時(shí)期甘州區(qū)土地利用分布及結(jié)構(gòu)變化Table1 Land use types and changes in Ganzhou District in different periods

近30年耕地面積連續(xù)增長(zhǎng)，比重不斷增大，是國(guó)家“保護(hù)基本農(nóng)田”政策實(shí)施及河西走廊商品糧基地建設(shè)的結(jié)果。建設(shè)用地面積也呈現(xiàn)出持續(xù)增長(zhǎng)的狀況，表現(xiàn)中心城區(qū)不斷擴(kuò)張，用地面積增加。林地面積總體增大，主要原因是政府落實(shí)退耕還林還草政策，使林地?cái)?shù)量增加、質(zhì)量提高。牧草地面積連續(xù)減少，這與人類活動(dòng)、城市擴(kuò)張息息相關(guān)。水域面積不斷減少，很可能受人類侵占河道等行為活動(dòng)的影響。自然保留地在所有土地利用類型中所占比例最大，但比例連年降低，是因?yàn)榻ㄔO(shè)用地占用自然保留地，開發(fā)耕地，土地需求不斷增大，加之實(shí)施生態(tài)退耕還林還草政策。

3.2 土地利用動(dòng)態(tài)變化特征

3.2.1 土地利用轉(zhuǎn)移流 計(jì)算研究時(shí)段內(nèi)甘州區(qū)土地利用變化數(shù)值（表2），再利用ArcGIS9.3軟件計(jì)算土地利用轉(zhuǎn)移矩陣（表3），結(jié)果表明不同地類之間轉(zhuǎn)移流數(shù)值差異較大，主要表現(xiàn)為耕地、牧草地和自然保留地的轉(zhuǎn)移流較大且增減變化明顯，建設(shè)用地、林地和水域的轉(zhuǎn)移流均很小且變化幅度較??；不同時(shí)段內(nèi)同種地類的轉(zhuǎn)移流數(shù)值也表現(xiàn)出很大的不同，在5個(gè)研究時(shí)段內(nèi)，耕地、林地和水域的累計(jì)貢獻(xiàn)率較為穩(wěn)定；建設(shè)用地的累計(jì)貢獻(xiàn)率表現(xiàn)出高（11.65%）-低（3.13%）-高（11.46%）-低（5.33%）-低（6.44%）；牧草地和自然保留地的累計(jì)貢獻(xiàn)率都穩(wěn)定地保持在 10% ～35%。

圖2 不同時(shí)期甘州區(qū)土地利用空間分布格局Fig. 2 Spatial distributions of land use patterns in Ganzhou District in different periods

表2 不同時(shí)期甘州區(qū)土地利用動(dòng)態(tài)變化Table2 Land use dynamic changes in Ganzhou District in different periods

續(xù)表

表3 不同時(shí)期甘州區(qū)土地利用轉(zhuǎn)移矩陣（hm2）Table3 Transfer matrix of land use in Ganzhou District in different periods

3.2.2 土地利用轉(zhuǎn)移流凈值 1985—2011年，耕地增加 222.20 hm2，占總面積比重由 24.47% 增為30.41%；建設(shè)用地增加 51.98 hm2，占總面積比重由2.73% 增為3.93%；林地增加11.16 hm2，占總面積比重由2.30% 增為2.62%；牧草地減少113.96 hm2，占總面積比重由21.60% 降為18.69%；水域減少23.53 hm2，占總面積比重由 3.73% 降為 3.09%；自然保留地減少147.85 hm2，占總面積比重由45.18% 降為41.26%（圖3）。在各研究時(shí)段內(nèi)，建設(shè)用地持續(xù)增加，自然保留地不斷減少，其他用地類型增減變化不同。變化幅度較大的是1995—2000年和2006—2011年這兩個(gè)變化時(shí)段：1995—2000年顯著變化于耕地的大幅增加和牧草地的大幅減少，2006—2011年主要變化的是耕地的持續(xù)增加和自然保留地的大量減少，政府進(jìn)行了《甘肅省耕地質(zhì)量管理辦法》、《甘州區(qū)農(nóng)業(yè)綜合開發(fā)土地治理項(xiàng)目》、《甘州區(qū)土地整理開發(fā)復(fù)墾項(xiàng)目》等一系列重點(diǎn)措施和實(shí)施項(xiàng)目，到2011年底共增加耕地面積95.36 hm2。

圖3 不同時(shí)期甘州區(qū)土地轉(zhuǎn)移流凈值Fig. 3 Net flows of land use transfer in Ganzhou District in different periods

3.2.3 土地利用動(dòng)態(tài)度 研究期間，各種地類單一土地利用動(dòng)態(tài)度的變化差異較大，較為明顯的是1995—2000年和2006—2011年（圖4）。1995—2000年，耕地為2.31%，建設(shè)用地為1.98%，林地為-0.84%，牧草地為-2.17%，水域?yàn)?2.04%，自然保留地為-0.12%，此時(shí)段各地類單一動(dòng)態(tài)度大幅度變化，耕地和建設(shè)用地動(dòng)態(tài)度快速增加，而其他地類動(dòng)態(tài)度則表現(xiàn)出大規(guī)模減少。2006—2011年，耕地為1.87%，建設(shè)用地為3.75%，林地為3.40%，牧草地為-0.64%，水域?yàn)?1.33%，自然保留地為-1.26%，此時(shí)段建設(shè)用地和林地變化顯著，單一動(dòng)態(tài)度達(dá)到歷次研究時(shí)段變化新高，自然保留地單一動(dòng)態(tài)度降到最低值。綜合土地利用動(dòng)態(tài)度在1985—1995年最低（0.09%），然后在 1995—2000年增加到 0.86%，而后又降低到0.23%，在2006—2011年達(dá)到最高值1.17%，近30年尺度上其綜合動(dòng)態(tài)度為0.42%，變化呈現(xiàn)出階段性。

圖4 不同時(shí)期甘州區(qū)各土地利用單一動(dòng)態(tài)度Fig. 4 Single dynamic degrees of land use in Ganzhou District in different periods

3.2.4 土地利用活躍度 為了從穩(wěn)定性和均衡性的角度來(lái)評(píng)價(jià)土地利用動(dòng)態(tài)變化，對(duì)研究時(shí)段內(nèi)的土地利用活躍度變化作以分析（圖5）。1985—2011年，甘州區(qū)自然保留地的活躍度最?。?.39%），其他均在1% 左右：耕地1.03%、建設(shè)用地1.39%、林地1.49%、牧草地0.86%、水域1.18%。表明26年總研究尺度上，土地利用變化對(duì)建設(shè)用地和林地的影響較大。1985—1995年，各地類土地利用活躍度普遍較低，最高值是建設(shè)用地，活躍度也僅僅達(dá)到0.80%，最低值是水域活躍度0.02%，說(shuō)明該時(shí)段各種地類土地利用動(dòng)態(tài)變化不大，都較為穩(wěn)定，地類之間轉(zhuǎn)移較少。1995—2000年，除了自然保留地活躍度0.42% 較低以外，其他地類平均活躍度將近達(dá)到2.50%，說(shuō)明此期間大部分地類土地利用較為活躍。2000—2006年，只有建設(shè)用地活躍度1.58% 較高，其他地類均在1%以下，因此該時(shí)段各地類總體活躍度并不高。2006—2011年的地類活躍度是所有研究時(shí)段里最高的，地類之間轉(zhuǎn)換最為明顯，各地類最不穩(wěn)定，地類活躍度的最高值是林地（5.62%），最低值是自然保留地（1.54%）。

綜上所述，建設(shè)用地活躍度一直處于較高水平，主要原因是城市用地面積擴(kuò)張，來(lái)滿足中心城區(qū)擴(kuò)張的增長(zhǎng)需求。另外，可能與地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度高度相關(guān)，自西部大開發(fā)戰(zhàn)略實(shí)施以來(lái)，居民收入的增加、農(nóng)村居民點(diǎn)的擴(kuò)張、新興工業(yè)園區(qū)的擴(kuò)建等，也使建設(shè)用地需求大大增加，活躍度大幅提高。2006—2011年各地類活躍度明顯高于其他研究時(shí)段，主要是因?yàn)榻?jīng)濟(jì)發(fā)展迅速，新農(nóng)村建設(shè)效果明顯，蘭新高鐵的全線貫通等都帶動(dòng)了土地開發(fā)項(xiàng)目的大量實(shí)施，地方政府加強(qiáng)耕地保護(hù)，積極有序地開發(fā)自然保留地。

3.2.5 地類轉(zhuǎn)移波動(dòng)度 依照土地利用轉(zhuǎn)移矩陣，建立了各用地類型變異系數(shù)矩陣，用來(lái)分析地類轉(zhuǎn)移的波動(dòng)情況（表4）。其中，水域轉(zhuǎn)為林地和林地轉(zhuǎn)為水域這 3種地類轉(zhuǎn)換的波動(dòng)度較為強(qiáng)烈，均達(dá)到變異系數(shù)矩陣的最大值2.000 0，說(shuō)明水域的波動(dòng)度較大，總波動(dòng)度達(dá)到了最大值8.472 5。變異系數(shù)矩陣中較小值是牧草地轉(zhuǎn)為建設(shè)用地的變異系數(shù)為0.325 5，耕地轉(zhuǎn)為建設(shè)用地的變異系數(shù)為0.346 3，建設(shè)用地的總波動(dòng)度也是各地類中的最低值3.414 2，說(shuō)明建設(shè)用地的波動(dòng)最為緩慢，土地利用動(dòng)態(tài)變化較為穩(wěn)定。

圖5 不同時(shí)期甘州區(qū)土地利用活躍度變化Fig. 5 Activity changes of land use in Ganzhou District in different periods

表4 甘州區(qū)各用地類型變異系數(shù)矩陣Table4 Variation coefficient matrix of land use types in Ganzhou District

3.3 土地系統(tǒng)空間變化特征

3.3.1 主要土地利用轉(zhuǎn)移流空間分布特征 利用不同地類之間的轉(zhuǎn)換情況，結(jié)合 GIS中的空間疊置分析方法，對(duì)甘州區(qū)不同時(shí)期的土地利用變化的主要地類的空間分布進(jìn)行了分析（圖6），發(fā)現(xiàn)不同區(qū)域的地類轉(zhuǎn)移呈現(xiàn)出“總體不變，略有差異”的變化趨勢(shì)。1985—1995年牧草地轉(zhuǎn)為耕地的范圍較大，主要集中于沙井鎮(zhèn)、三閘鎮(zhèn)、堿灘鎮(zhèn)、黨寨鎮(zhèn)、大滿鎮(zhèn)、甘浚鎮(zhèn)、龍渠鄉(xiāng)和靖安鄉(xiāng)；1995—2000年主要是牧草地轉(zhuǎn)為耕地，主要集中于沙井鎮(zhèn)、三閘鎮(zhèn)、堿灘鎮(zhèn)、黨寨鎮(zhèn)、大滿鎮(zhèn)、甘浚鎮(zhèn)和龍渠鄉(xiāng)；2000—2006年地類轉(zhuǎn)換不明顯，土地利用變化幅度較小，有效識(shí)別該時(shí)期空間集聚能力較為困難；2006—2011年耕地轉(zhuǎn)為建設(shè)用地和牧草地轉(zhuǎn)為耕地這兩種地類轉(zhuǎn)換范圍較大，第一類主要分布在靠近中心城區(qū)的新墩鎮(zhèn)、城關(guān)鎮(zhèn)、上秦鎮(zhèn)、梁家墩鎮(zhèn)和長(zhǎng)安鄉(xiāng)，第二類主要分布在距離中心城區(qū)較遠(yuǎn)，具備一定灌溉條件的沙井鎮(zhèn)、堿灘鎮(zhèn)、小滿鎮(zhèn)和安陽(yáng)鄉(xiāng)；26年尺度上主要表現(xiàn)為靠近中心城區(qū)的區(qū)域由耕地轉(zhuǎn)換為建設(shè)用地，建設(shè)用地顯著增加，外圍是大量自然條件較好的邊緣區(qū)域由牧草地轉(zhuǎn)化為耕地，整體形成了環(huán)形圈層的空間分布結(jié)構(gòu)。

3.3.2 土地系統(tǒng)空間集聚特征 利用密度制圖法，對(duì)不同時(shí)段研究區(qū)域的變化面積進(jìn)行空間異質(zhì)性分析（圖7），各時(shí)期土地利用變化表現(xiàn)出大致相似的熱點(diǎn)區(qū)域和差異較大的變化面積密度。在5個(gè)時(shí)間段內(nèi)的熱點(diǎn)區(qū)域都呈現(xiàn)出斑點(diǎn)狀分布，且熱點(diǎn)范圍逐漸擴(kuò)大，有向南擴(kuò)張的特點(diǎn)，熱點(diǎn)區(qū)域均集中在沿水系展布的鄉(xiāng)鎮(zhèn)中心鎮(zhèn)區(qū)附近，充分體現(xiàn)了土地利用變化對(duì)城市發(fā)展的趨向作用和重要影響。總體來(lái)看，在 26年尺度上甘州區(qū)變化面積密度值最高（7.629 52）；2006—2011年的變化面積密度值較高（7.529 09），其他時(shí)段均在4.500 00以下，主要原因是近年來(lái)中心城區(qū)面積不斷增大，建設(shè)用地需求加大，可能與土地利用空間管制和土地節(jié)約集約利用等也有密切關(guān)系。

4 結(jié)論

圖6 不同時(shí)期甘州區(qū)主要土地利用轉(zhuǎn)移流空間分布圖Fig. 6 Spatial distributions of change flows of key land uses in Ganzhou District in different periods

圖7 不同時(shí)期甘州區(qū)土地系統(tǒng)空間集聚特征（面積變化密度單位：hm2/km2）Fig. 7 Spatial agglomeration of land use change in Ganzhou District in different periods

1） 1985年以來(lái)甘州區(qū)的空間分布格局未發(fā)生顯著改變。耕地、林地、牧草地和水域比例較低。自然保留地面積占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，占土地利用總面積的 40%以上，說(shuō)明該地區(qū)后備土地資源較為充足，發(fā)展?jié)摿^大。建設(shè)用地的增加說(shuō)明中心城區(qū)用地面積不斷擴(kuò)張，耕地的持續(xù)增加則表明甘州區(qū)嚴(yán)格落實(shí)國(guó)家“占補(bǔ)平衡①占補(bǔ)平衡：是新《土地管理法》確定的一項(xiàng)耕地保護(hù)的基本制度，按照“占多少，墾多少”的原則，建設(shè)單位必須補(bǔ)充相應(yīng)的耕地，以保證耕地不減少?！薄ⅰ罢家谎a(bǔ)一②占一補(bǔ)一：是指非農(nóng)業(yè)建設(shè)經(jīng)過(guò)批準(zhǔn)占用耕地的，按照“占多少，墾多少”的原則，補(bǔ)充與所占耕地?cái)?shù)量和質(zhì)量相當(dāng)?shù)母亍！钡耐恋卣呷〉玫娘@著成效，也為河西走廊商品糧基地建設(shè)提供保障。

2） 耕地與建設(shè)用地、牧草地之間的地類變化是甘州區(qū)主要的土地利用轉(zhuǎn)移地類。其中，耕地和牧草地的歷年累計(jì)貢獻(xiàn)率最高分別達(dá)到40.14%、36.72%。

3） 耕地、牧草地和自然保留地是各地類中主要的轉(zhuǎn)移流。1985—2011年，耕地、牧草地和自然保留地的轉(zhuǎn)移流分別為309.30、186.96、170.53 hm2，占轉(zhuǎn)移流比重最高。

4） 不同時(shí)期各地類的土地利用活躍度差異較大。建設(shè)用地的活躍度不斷增大，2006—2011年達(dá)到3.16%，主要原因是城市用地面積擴(kuò)張，來(lái)滿足中心城區(qū)擴(kuò)張的增長(zhǎng)需求。2006—2011年各地類活躍度明顯高于其他研究時(shí)段，主要是因?yàn)榻?jīng)濟(jì)發(fā)展迅速，新農(nóng)村建設(shè)效果明顯，蘭新高鐵的全線貫通等都帶動(dòng)了土地開發(fā)項(xiàng)目的大量實(shí)施，地方政府加強(qiáng)耕地保護(hù)，積極有序地開發(fā)自然保留地。

5） 土地系統(tǒng)中地類轉(zhuǎn)移波動(dòng)度變化主要表現(xiàn)為林地和水域之間的相互轉(zhuǎn)換，波動(dòng)度均達(dá)到最大值2.000 0，水域的總波動(dòng)度最大，說(shuō)明水域?qū)ν恋叵到y(tǒng)的擾動(dòng)作用最強(qiáng)。

6） 近30年來(lái)，各類土地利用變化的空間分布呈現(xiàn)出以中心城區(qū)為中心，以不斷增長(zhǎng)的建設(shè)用地為內(nèi)圈，以牧草地轉(zhuǎn)為耕地這種轉(zhuǎn)移地類為外圈的環(huán)形結(jié)構(gòu)；空間集聚表現(xiàn)出熱點(diǎn)區(qū)域逐年增加，有向南擴(kuò)張，沿水系展布的特征。

5 討論

1） 土地利用空間分布特征的發(fā)展建議。對(duì)于甘州區(qū)在26年尺度上土地利用空間分布形成的環(huán)形圈層結(jié)構(gòu)，從城市區(qū)域發(fā)展的角度來(lái)說(shuō)，中心城區(qū)迅速擴(kuò)張，甘州區(qū)農(nóng)村居民點(diǎn)調(diào)整，向中心村集中，有序的推進(jìn)了城鄉(xiāng)增減掛鉤。根據(jù)甘州區(qū)土地系統(tǒng)的穩(wěn)定性，應(yīng)適度開發(fā)，因地制宜，提高用地效率，在綠洲外圍構(gòu)建防護(hù)林帶，合理保護(hù)生態(tài)安全，為甘州區(qū)搭建生態(tài)屏障，使甘州區(qū)成為干旱區(qū)生態(tài)型城市的典范。

2） 土地利用空間集聚特征的產(chǎn)生及空間變化原因。不同時(shí)期的甘州區(qū)土地變化存在不同的熱點(diǎn)區(qū)域，且熱點(diǎn)區(qū)域集中在沿水系展布的鄉(xiāng)鎮(zhèn)中心鎮(zhèn)區(qū)附近，以中心鎮(zhèn)區(qū)為中心向外擴(kuò)散，變化面積密度值越來(lái)越低，這與距離衰減規(guī)律［27］和空間集聚效應(yīng)完全相符。距離衰減規(guī)律廣泛應(yīng)用于基于“流”思想的交通、旅游等方面［28］，關(guān)于土地利用轉(zhuǎn)移流的研究也可以借鑒。另外，杜能農(nóng)業(yè)區(qū)位論的思想正是土地利用變化的重要依據(jù)，如何將區(qū)位論思想更好的與甘州區(qū)的空間功能布局結(jié)合，也是亟待考慮的問(wèn)題之一。3） 濕地開發(fā)與建設(shè)。甘州區(qū)作為干旱內(nèi)陸河流域的典型綠洲城市，如何合理有效地利用濕地顯得尤為重要。濕地周邊分布著耕地和荒地，濕地周邊的土地儲(chǔ)備開發(fā)可以解決建設(shè)用地不足，擴(kuò)大城市規(guī)模，使城市資源得到最大限度的合理利用。同時(shí)，濕地是人類重要的生態(tài)系統(tǒng)之一，應(yīng)保護(hù)濕地資源的可持續(xù)利用和生物多樣性，維護(hù)生態(tài)平衡。

［1］ 張新長(zhǎng)， 潘瓊， 趙元. 土地利用的時(shí)空結(jié)構(gòu)分異研究［J］.經(jīng)濟(jì)地理， 2005， 25 （2）： 189-193

［2］ 路云閣， 蔡運(yùn)龍， 許月卿. 走向土地變化科學(xué)——土地利用/覆被變化研究的新進(jìn)展［J］. 中國(guó)土地科學(xué)， 2006，20 （1）： 55-61

［3］ 劉彥隨， 陳百明. 中國(guó)可持續(xù)發(fā)展問(wèn)題與土地利用/覆被變化研究［J］. 地理研究， 2002， 21 （3）： 324-330

［4］ 后立勝， 蔡運(yùn)龍. 土地利用/覆被變化研究的實(shí)質(zhì)分析與進(jìn)展評(píng)述［J］. 地理科學(xué)進(jìn)展， 2004， 23 （6）： 96-104

［5］ Karl T R， Knight R W， Lummer N P. Trends in the highfrequency climate variability in the twentieth century［J］. Nature， 1995， 377： 217-220

［6］ Ramankutty N， Foley J A. Estimating historical change in global land cover： Croplands from 1700 to 1992［J］. Global Biogeochemical Cycles， 1999， 13 （4）： 997-1 027

［7］ Lambin E F， Geist H J， Lepers E. Dynamic of land-use and land-cover change in tropical regions［J］. Annual Review of Environment and Resources， 2003， 28： 205-241

［8］ Lambin E F， Turner B L， Geist H J. Global environment change：moving beyond the myths［J］. Global Environment Change， 2011， 11（4）： 263-268

［9］ Ojima D， Lavorel S， Graumich L， Moran E. Terrestrial human environment systems： The future of land research in IGBP ［ⅡJ］. I Global Change Newsletter Issue， 2002， （50）：11-15

［10］ 李秀彬. 土地利用變化的解釋［J］. 地理科學(xué)進(jìn)展， 2002，21（3）： 195-203

［11］ 劉紀(jì)遠(yuǎn)， 匡文慧， 張?jiān)鱿椋?等. 遲文峰. 20世紀(jì)80年代末以來(lái)中國(guó)土地利用變化的基本特征與空間格局［J］. 地理學(xué)報(bào)， 2014， 69（1）： 3-14

［12］ 頡耀文， 彌沛峰， 田菲. 近50年甘肅省張掖市甘州區(qū)綠洲時(shí)空變化過(guò)程［J］. 生態(tài)學(xué)雜志， 2014， 33（1）：198-205

［13］ 楊依天， 鄭度， 張雪芹， 等. 1980—2010年和田綠洲土地利用空間耦合及其環(huán)境效應(yīng)［J］. 地理學(xué)報(bào)， 2013， 68（6）：813-824

［14］ 馬晴， 李丁， 廖杰， 等. 疏勒河中下游綠洲土地利用變化及其驅(qū)動(dòng)力分析［J］. 經(jīng)濟(jì)地理， 2014， 34（1）： 148-154

［15］ 李傳哲， 于福亮， 劉佳， 等. 近 20年來(lái)黑河干流中游地區(qū)土地利用/覆被變化及驅(qū)動(dòng)力定量研究［J］. 自然資源學(xué)報(bào)， 2011， 26（3）： 353-363

［16］ 陳忠升， 陳亞寧， 李衛(wèi)紅. 新疆和田河流域土地利用/覆被變化及其驅(qū)動(dòng)力分析［J］. 中國(guó)沙漠， 2010， 30（2）：326-333

［17］ 婁和震， 楊勝天， 周秋文， 等. 延河流域 2000—2010年土地利用/覆蓋變化及驅(qū)動(dòng)力分析［J］. 干旱區(qū)資源與環(huán)境， 2014， 28（4）： 15-21

［18］ 鄧輝， 何政偉， 陳曄， 等. 四川盆地大都市邊緣區(qū)土地利用時(shí)空格局模擬——以資陽(yáng)市雁江區(qū)為例［J］. 地理科學(xué)， 2013， 33 （12）： 1524-1530

［19］ 宇林軍， 孫丹峰， 彭仲仁， 等. 基于局部化轉(zhuǎn)換規(guī)則的元胞自動(dòng)機(jī)土地利用模型［J］. 地理研究， 2013， 32（4）：671-682

［20］ 馬彩虹， 任志遠(yuǎn)， 李小燕. 黃土臺(tái)塬區(qū)土地利用轉(zhuǎn)移流及空間集聚特征分析［J］. 地理學(xué)報(bào)， 2013， 68（2）： 257-267

［21］ 汪建珍， 盧李朋， 趙銳鋒， 等. 基于土地轉(zhuǎn)移流的干旱區(qū)河谷城市土地系統(tǒng)穩(wěn)定性評(píng)價(jià)［J］. 經(jīng)濟(jì)地理， 2014，34（4）： 153-158

［22］ 劉明皓， 王耀興. 基于“源”“匯”理念的土地利用動(dòng)態(tài)變化分析——以重慶市主城區(qū)為例［J］. 地理與地理信息科學(xué)， 2013， 29 （3）： 86-91

［23］ 宋開山， 劉殿偉， 王宗明， 等. 1954年以來(lái)三江平原土地利用變化及驅(qū)動(dòng)力［J］. 地理學(xué)報(bào)， 2008， 63（1）： 93-104

［24］ 張麗， 楊國(guó)范， 劉吉平. 1986—2012年撫順市土地利用動(dòng)態(tài)變化及熱點(diǎn)分析［J］. 地理科學(xué)， 2014， 34（2）： 185-191

［25］ 吳琳娜， 楊勝天， 劉曉燕， 等. 1976年以來(lái)北洛河流域土地利用變化對(duì)人類活動(dòng)程度的響應(yīng)［J］.地理學(xué)報(bào)， 2014，69（1）： 54-63

［26］ 劉紀(jì)遠(yuǎn)， 布和敖斯?fàn)? 中國(guó)土地利用變化現(xiàn)代過(guò)程時(shí)空特征的研究——基于衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)［J］. 第四紀(jì)研究， 2000，20（3）： 229-239

［27］ 彭連清. 我國(guó)區(qū)域經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)溢出效應(yīng)研究：一個(gè)理解區(qū)域經(jīng)濟(jì)差距的新視角［M］. 北京： 經(jīng)濟(jì)科學(xué)出版社. 2009：233

［28］ 吳晉峰， 包浩生. 旅游流距離衰減現(xiàn)象演繹研究［J］. 人文地理， 2005， 20（2）： 62-65

Land Use Dynamic Change and Spatial Agglomeration in Ganzhou District from the Perspective of Land Use Change Flow

WANG Yirui， SHI Peiji*， ZHANG Xuebin， HU Yanxing， XIE Zuolun
（College of Geographic and Environmental Science， Northwest Normal University， Lanzhou 730070， China）

This paper studied land use dynamic change and its spatial agglomeration in Ganzhou District from the perspective of land use change flow in order to provide instruction for land use spatial distribution of Ganzhou District， wetland protection and construction. The results showed that the proportion of natural reserved land was predominant in Ganzhou District，however， those of cultivated land， forestry land and grassland were very low， showed a large potential in reserved land resources for development available. The land use change of cultivated land， construction land and grassland played the important roles in land use change of Ganzhou District； the main land use change flows were cultivated land， grassland and natural reserved land. The activity of construction land increased constantly to 3.16% at the end of 2011， which was attributed to urban land expansion. The volatility of land use change happened mainly in the conversion between waters and forestry land， which reached 2.000 0. The spatial distribution of land use change types composed a ring structure in the study area， which consisted of built-up region as the center， continued growing construction land as the inner ring， and converted grassland into cultivated land as the outer class. The spatial agglomeration of Ganzhou District revealed that the regions with a high land change rates were growing in number，expanded to south and overspread along the town and the river. The above results show that land use dynamic change and its spstial agglomeration are supplementary information in land use aspects of Ganzhou District， can be used to develop sustainably better.

Land use； Land use change flow； Spatial agglomeration； Ganzhou District

F 301.24

10.13758/j.cnki.tr.2016.04.025

國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（41271133）資助。

（xbsdspj@163.com）

王怡睿（1992—），女，甘肅天水人，碩士研究生，研究方向?yàn)橥恋乩门c區(qū)域發(fā)展。E-mail： tamyshome@sina.com