不同時(shí)段土地利用時(shí)空格局變化及影響因素分析——以重慶璧山區(qū)為例

萬(wàn) 強(qiáng), 方義強(qiáng), 劉伯云

(1. 璧山區(qū)丁家街道辦事處, 重慶 402764; 2. 西南大學(xué) 資源環(huán)境學(xué)院, 重慶 400715)

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不同時(shí)段土地利用時(shí)空格局變化及影響因素分析
——以重慶璧山區(qū)為例

萬(wàn) 強(qiáng)1, 方義強(qiáng)1, 劉伯云2

(1. 璧山區(qū)丁家街道辦事處, 重慶 402764; 2. 西南大學(xué) 資源環(huán)境學(xué)院, 重慶 400715)

對(duì)璧山區(qū)土地利用變化進(jìn)行分析,以2000、2005、2010、2015年4期的遙感影像為數(shù)據(jù)源,將土地利用類(lèi)型分為5大類(lèi),利用2000—2015年璧山區(qū)土地變更調(diào)查數(shù)據(jù)及統(tǒng)計(jì)年鑒數(shù)據(jù),計(jì)算土地利用類(lèi)型變化量。利用GIS和地統(tǒng)計(jì)學(xué),分析研究期間土地利用變化趨勢(shì),分析得出其變化驅(qū)動(dòng)因子。旨在解決當(dāng)前璧山區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與用地矛盾問(wèn)題,為璧山區(qū)土地可持續(xù)利用與發(fā)展以及城市建設(shè)規(guī)劃提供借鑒。

璧山; 土地利用; 變化趨勢(shì); 空間格局

0 引 言

土地利用/覆被變化(LUCC)與全球生態(tài)系統(tǒng)的變化緊密相連,對(duì)區(qū)域的可持續(xù)發(fā)展起著基礎(chǔ)性支撐作用[1-2]。未來(lái)人類(lèi)發(fā)展所面臨的發(fā)展和環(huán)境相關(guān)問(wèn)題都與土地利用/覆被變化緊密相關(guān),因此土地利用/覆被變化已成為全球變化問(wèn)題研究的核心主題之一[3]。自改革開(kāi)放以來(lái),由于人口增長(zhǎng),經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶來(lái)的對(duì)土地管理政策變化,從而影響土地利用時(shí)空格局的變化[4]。為了應(yīng)對(duì)此科研問(wèn)題,國(guó)際上在LUCC研究方面強(qiáng)調(diào)大規(guī)模、跨學(xué)科和綜合性,建立了許多不同內(nèi)容、不同尺度的分析模型[5-8]。

目前LUCC的數(shù)據(jù)來(lái)源于3個(gè)方面:通過(guò)“3S”技術(shù)獲取的有關(guān)LUCC的不同精確度的海量數(shù)據(jù)、統(tǒng)計(jì)年鑒在內(nèi)的歷年統(tǒng)計(jì)資料及歷史圖件、國(guó)土資源部門(mén)的土地詳查變更資料。璧山區(qū)各個(gè)土地利用類(lèi)型的數(shù)量受到自然、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、技術(shù)、政策等要素的綜合影響。土地利用時(shí)空格局的變化成了影響區(qū)域可持續(xù)發(fā)展的一個(gè)重要因素,而縣域尺度的研究還未見(jiàn)太多。本文以重慶市璧山區(qū)為研究區(qū)域,利用2000—2015年土地利用變更調(diào)查數(shù)據(jù),對(duì)璧山土地利用時(shí)空格局變化情況進(jìn)行深入研究分析,探討了引起土地利用變化的驅(qū)動(dòng)力因素,希望對(duì)璧山土地資源集約利用,未來(lái)城市規(guī)劃起到一定的作用。

1 研究區(qū)概況

璧山區(qū)位于重慶市西部,東經(jīng)106.02′～106.20′,北緯29.17′～29.53′。東西寬15.5 km,南北長(zhǎng)66.5 km,區(qū)域面積915 km2。東鄰沙坪壩區(qū)、九龍坡區(qū),南界江津區(qū),西連銅梁區(qū)、永川區(qū),北接合川區(qū)、北碚區(qū)。璧山地處重慶西大門(mén),是渝西地區(qū)到重慶主城區(qū)的交通要道。地形處于四川盆地和山地過(guò)渡地帶,地勢(shì)以丘陵為主。最高海拔1 027 m,最低138 m,多在200～800 m之間。2014年5月2日,經(jīng)國(guó)務(wù)院批準(zhǔn)撤銷(xiāo)璧山縣,設(shè)立重慶市璧山區(qū)。全區(qū)幅員面積915 km2,轄6個(gè)街道、9個(gè)鎮(zhèn),戶(hù)籍人口63.5萬(wàn),常住人口72.5萬(wàn)。

圖1 研究區(qū)的區(qū)位圖

2 研究方法

2.1 數(shù)據(jù)來(lái)源

本文以璧山區(qū)2000—2015年土地利用變更調(diào)查數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),選取2000、2005、2010這3個(gè)時(shí)期的重慶璧山區(qū)土地利用圖,結(jié)合重慶市統(tǒng)計(jì)信息之統(tǒng)計(jì)年度公報(bào),整理形成土地利用變化研究的數(shù)據(jù)庫(kù)。以ArcGIS 10.2為支撐,對(duì)璧山區(qū)的不同時(shí)期的遙感圖進(jìn)行解譯,得到3期不同時(shí)段的土地覆被圖,然后統(tǒng)計(jì)不同時(shí)期的土地利用的面積和響應(yīng),最后對(duì)3期景觀(guān)格局進(jìn)行分析。

2.2 研究方法

本研究過(guò)程是先獲取相關(guān)的土地覆被信息后,然后對(duì)其生態(tài)系統(tǒng)類(lèi)型進(jìn)行分類(lèi),最后將生態(tài)系統(tǒng)分類(lèi)結(jié)果通過(guò)空間分析方法進(jìn)行相關(guān)分析,并檢驗(yàn)分類(lèi)結(jié)果的精度[9]。從土地利用空間格局變化的研究角度,建立一個(gè)相應(yīng)的土地利用指標(biāo)判斷模型,從數(shù)量、動(dòng)態(tài)和空間變化等方面分析璧山區(qū)近10年的土地利用特征。

為了進(jìn)一步研究土地利用變化帶來(lái)的各類(lèi)效應(yīng),通過(guò)各種土地利用類(lèi)型的變化幅度和速度,采用動(dòng)態(tài)度分析土地利用數(shù)量變化。本文采用不同時(shí)段璧山區(qū)的土地利用變化值來(lái)分析土地利用數(shù)量變化,通過(guò)這些分析,不僅可得到區(qū)域土地利用變化的速率[10-11],也可表征研究區(qū)一定時(shí)間范圍內(nèi)的各種土地利用變化的情況。

3 結(jié)果與分析

3.1 璧山區(qū)土地利用構(gòu)成與空間格局的變化

在土地分類(lèi)中參考中國(guó)常用土地分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)和文獻(xiàn)[12],并結(jié)合實(shí)際情況,將3個(gè)時(shí)期重慶市璧山區(qū)的土地分為5大類(lèi):森林、水體、農(nóng)田、城鎮(zhèn)、草地。利用ArcGIS得各期空間分布,如圖2所示。運(yùn)用土地統(tǒng)計(jì)學(xué)方法對(duì)研究區(qū)土地利用類(lèi)型進(jìn)行了面積變化統(tǒng)計(jì)。其2000年、2005年和2010年土地利用類(lèi)型在數(shù)量上的變化主要變現(xiàn)為:從構(gòu)成來(lái)看:在土地利用類(lèi)型中主要以森林、農(nóng)田為主,其次為灌草和草地,城鎮(zhèn)以及裸地面積最小。從空間布局來(lái)看:森林覆蓋面積主要集中在研究區(qū)的兩側(cè),增加趨勢(shì)明顯,說(shuō)明當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)修復(fù)工程取得了很大的成效。東部地帶的森林覆蓋率較好,這可能和降雨量以及人口稀少等因素相關(guān)。農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)比例也較大,主要分布在丘陵地帶。從比例上來(lái)看,農(nóng)田和森林生態(tài)系統(tǒng)占了璧山區(qū)的大部分,也可以說(shuō)農(nóng)田和森林生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)成了璧山區(qū)生態(tài)系統(tǒng)的基底。草地呈帶狀分布,主要集中在河流附近。城鎮(zhèn)集中在南部和中部,城鎮(zhèn)附近都有河流通過(guò)。

圖2 重慶市璧山區(qū)土地利用覆蓋圖

3.2 璧山區(qū)土地利用變化量

從變化量來(lái)看:草地、農(nóng)田逐年較少,森林、城鎮(zhèn)、水體用地呈上升趨勢(shì),其中:灌草的面積減少最大,且減少幅度逐年增大,2000—2005年總體減少了2 293公頃,2005—2010年減少了2 873公頃,2010年以后,減少量達(dá)到6 000公頃, 總減少面積為10 249公頃。各種生態(tài)系統(tǒng)變化的特點(diǎn):灌草生態(tài)系統(tǒng)的面積大幅度減少,特別是2005以后縮小的面積更加明顯,這主要是因?yàn)閷?shí)施生態(tài)工程,其次是植被的自然恢復(fù)。農(nóng)田面積的逐年減少,這主要是因?yàn)閷?shí)施森林生態(tài)工程,占去了大量的農(nóng)田面積。農(nóng)田變化面

圖3 不同時(shí)段璧山區(qū)的土地利用變化值

積和森林、城鎮(zhèn)面積的變化趨勢(shì)相反。整體來(lái)講, 灌草、農(nóng)田、草地的變化一致, 呈逐年減少的趨勢(shì)。

可以看出,璧山區(qū)的土地利用水平呈上升趨勢(shì),水域、草地、農(nóng)田面積在減少,而森林、城鎮(zhèn)等建設(shè)用地在急劇擴(kuò)張,這種趨勢(shì)是現(xiàn)今西部大開(kāi)發(fā)政策和當(dāng)?shù)卣袨榈慕Y(jié)果。任何一種土地資源的開(kāi)發(fā)活動(dòng)都是在一定的經(jīng)濟(jì)利益驅(qū)動(dòng)和政策背景下進(jìn)行的。以區(qū)縣為單元的土地利用中受經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)、政策水平以及制度影響很大。人口的增多,引導(dǎo)制度與政策的改變,制度與政策又反過(guò)來(lái)促進(jìn)社會(huì)的發(fā)展,進(jìn)一步改變著區(qū)域土地利用格局。

4 結(jié) 論

研究表明,自2000年以來(lái),璧山區(qū)的城市發(fā)展比較迅速,主要是城市用地增加和農(nóng)田面積的減少。璧山區(qū)農(nóng)田的減少是該區(qū)顯著的土地利用特征,大部分的農(nóng)田被森林用地和城鎮(zhèn)用地占據(jù)。人類(lèi)活動(dòng)加強(qiáng)導(dǎo)致農(nóng)田、灌草生態(tài)系統(tǒng)向城鎮(zhèn)生態(tài)系統(tǒng)、旅游等其他建設(shè)用地轉(zhuǎn)換,成為璧山區(qū)土地利用類(lèi)型間轉(zhuǎn)化的熱點(diǎn)。

不同地類(lèi)空間分布特征有差別。農(nóng)田和森林用地分布廣泛且用地面積大;城鎮(zhèn)用地主要集中在中部河流地帶,沿河沿江呈帶狀布局。草地呈現(xiàn)零星分布趨勢(shì),主要分布在河流附近,且所占比例較小。水域東西南北穿越整個(gè)區(qū)域。2000年以來(lái)璧山區(qū)土地利用集約利用水平呈現(xiàn)上升趨勢(shì),森林面積的增大使得生態(tài)基底保持完整,可以說(shuō)這種趨勢(shì)是適應(yīng)生態(tài)城市發(fā)展的過(guò)程。

在西部大開(kāi)發(fā)的背景下,璧山區(qū)將進(jìn)入城市化加速發(fā)展階段,更應(yīng)該關(guān)注山地城市發(fā)展的狀況,建立土地利用和區(qū)域生態(tài)環(huán)境的直接影響關(guān)系。同時(shí),璧山區(qū)也應(yīng)該綜合考慮人文、社會(huì)和生態(tài)環(huán)境等其他因素的關(guān)系,合理的優(yōu)化生態(tài)空間格局,充分發(fā)揮當(dāng)?shù)氐耐恋乩眯?生態(tài)文明建設(shè)是今后璧山開(kāi)發(fā)的重點(diǎn)。

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Study on land-use change and its spatial distribution in the different periods: a case study in bishan

WANQiang1,FANGYiqiang1,LIUBoyun2

(1. Dingjia Street Committee of Bishan District, Chongqing 402764, China; 2. College of Resources and Environment, Southwest University, Chongqing 400715, China)

By the land use change of spatio-temporal of Bishan. Bishan area was divided into five categories of land use types, based on TM images of the years of 2000, 2005,2010 and 2015 . Bishan land change survey and statistical year book data form 2000 to 2015 were analyzed based on the calculations of variation of each use type with the GIS software and statistics. The results show the tendency of land use changes and their driving forces in order to solve the current economic development and land use in Bishan, and provide reference for sustainable use of land and planning for urban.

Bishan; land use; variation tendency; spatial patterns

2016-07-08。

國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(31004034)。

萬(wàn) 強(qiáng)(1975-),男,重慶人,重慶市璧山區(qū)丁家街道水利工程師。

1673-5862(2016)04-0437-04

P951

A

10.3969/ j.issn.1673-5862.2016.04.012