拉薩-澤當城鎮(zhèn)圈1985—2010年土地利用變化的基本特征及空間格局分析

雍城

（河海大學公共管理學院，江蘇南京210098）

拉薩-澤當城鎮(zhèn)圈1985—2010年土地利用變化的基本特征及空間格局分析

雍城

（河海大學公共管理學院，江蘇南京210098）

拉薩-澤當城鎮(zhèn)圈是西藏實現跨越式發(fā)展和維護地區(qū)生態(tài)安全的核心區(qū)域，其土地利用/覆蓋變化對區(qū)域土地資源合理利用和生態(tài)環(huán)境保護有著重要的意義?；?985，2000，2010年3期Landsat TM/ETM數據，獲取拉薩-澤當城鎮(zhèn)圈土地利用數據，對其土地利用/覆蓋變化的基本特征和空間格局進行研究。結果表明，1985—2010年建設用地、林地持續(xù)增加，耕地、水域、未利用地先減后增，草地持續(xù)減少，變化中、高速區(qū)由雅魯藏布江和拉薩河沿岸向周邊縣域擴展；1985—2000，2000—2010年這2段時期主要以草地、水域和未利用地類轉化為建設用地、耕地和林地為主。

土地利用變化；空間格局；拉薩-澤當城鎮(zhèn)圈

土地利用/土地覆蓋（LUCC）是國際地圈生物圈計劃（IGBP）與國際全球環(huán)境變化人文因素計劃（IHDP）研究全球環(huán)境變化的核心領域，亦是土地可持續(xù)利用的重要內容[1-6]。LUCC研究計劃的根本出發(fā)點和基本目標是：通過對人類活動—土地利用/覆蓋變化—全球環(huán)境反饋之間的耦合關系，尋求土地利用/覆蓋的驅動因子，預測土地利用/覆蓋變化趨勢，從而評估生態(tài)環(huán)境的變化[7-9]。

目前，土地利用/覆蓋主要分為2個層面：全球和區(qū)域[10]。土地利用/覆蓋變化影響著區(qū)域環(huán)境變化并最終以逐步累積的方式影響著全球環(huán)境變化[11-12]。因此，對于區(qū)域土地利用/覆蓋的研究，特別是一些“熱點地區(qū)”、“關鍵地區(qū)”和“脆弱地區(qū)”逐漸成為研究關注的焦點問題[12]，并成為新興領域土地變化科學（Land Change Science，LCS）研究的熱點[8-9，13-14]。

21世紀初，隨著地區(qū)工業(yè)化、城鎮(zhèn)化的加快和西部大開發(fā)戰(zhàn)略的實施，土地利用/覆蓋發(fā)生了重大變化，城鎮(zhèn)建設用地、農牧業(yè)生產用地和生態(tài)用地結構進行了調整。目前，我國學者對城市邊緣地區(qū)[15]、沿海地區(qū)[16-17]等熱點地區(qū)以及黃土地區(qū)[18-20]、干旱地區(qū)[21-22]、喀斯特地區(qū)[10]等生態(tài)脆弱地區(qū)[23-24]的土地利用/土地覆蓋變化的速率、幅度、空間結構以及驅動力因素等進行了大量研究，但鮮有對西藏社會經濟較發(fā)達地區(qū)的土地利用/覆蓋變化過程的研究。

本研究以西藏自治區(qū)拉薩-澤當城鎮(zhèn)圈為研究區(qū)域，該區(qū)域是在國家“十一五”綱要提出的全國主體功能區(qū)規(guī)劃布局基礎上提出的，擔負著帶動西藏自治區(qū)經濟增長的責任，是全區(qū)城鎮(zhèn)化建設的核心地區(qū)，也是生態(tài)脆弱地區(qū)。利用1985，2000，2010年遙感數據影像，基于Erdas和ArcGIS軟件平臺，采用人機交互解譯的方式，獲取3期研究區(qū)的土地利用情況，應用單一土地利用動態(tài)度、綜合土地利用動態(tài)度和土地利用轉移矩陣等模型，分析其25 a間土地利用/覆蓋變化的基本特征和空間格局。

1 研究區(qū)域概況

研究區(qū)主要位于西藏中南部的核心地區(qū)，包括拉薩市的1個區(qū)5個縣，山南地區(qū)的3個縣，總面積188.43萬hm2，占全區(qū)總面積的12.83%。研究區(qū)主要為藏南的高原河谷區(qū)，海拔在3 500～4 000 m，由于降水稀少、氣候干燥，土壤侵蝕脆弱性很高，山區(qū)的土壤保持、水源涵養(yǎng)功能十分重要，可利用土地資源比例較低，但由于人口不多，人均可利用土地資源較豐富。

2 數據與方法

2.1 數據來源

拉薩-澤當城鎮(zhèn)圈的土地數據主要來源于1985，2000，2010年3期的Landsat TM/ETM數據，分辨率為30 m，應用Erdas平臺分別對3個時段影像數據采用近紅外、紅光與綠光波段進行標準假彩色合成，將單幅影像拼接后以1985年TM數據作為基準對MSS數據進行幾何校正，然后在ArcGIS平臺上，通過人機交互的方式，根據影像的色調、紋理等特征，并結合野外調查的數據，對圖像進行解譯，并對圖像查錯修改，空間分割和合并、面積平差計算，形成拉薩-澤當城鎮(zhèn)圈土地利用數據庫。

將研究區(qū)土地利用類型進行歸并處理，共分為6種類型進行統計分析，這6種類型分別為耕地、林地、草地、水域、建設用地、未利用地。依據20世紀80年代末期其他遙感數據為信息源，對1985年數據解譯成果進行驗證，共選取驗證點107個，解譯精度為90.6%；通過考察126個野外驗證點，對2000年數據解譯成果進行驗證，解譯精度達到91.5%；同樣通過考察120個野外驗證點，對2010年解譯數據進行驗證，其解譯精度為94.3%。

2.2 土地利用變化速度

2.2.1 單一土地利用變化動態(tài)度單一土地利用動態(tài)度是表示不同土地利用類型在一定時期內土地利用的變化速度和幅度的指標[25]。

式中，K表示研究區(qū)域某一時段內某一土地利用類型變化速率；Si，Sj表示監(jiān)測開始和結束時某一土地利用類型的面積；T為研究時段，當T的時段設為年時，K的值就是研究區(qū)域某一土地利用類型的年變化率。

2.2.2 綜合土地利用變化動態(tài)度其用來定量地研究區(qū)域某時段的土地利用變化速率[26]，是可預測未來土地變化趨勢的指標。

式中，L表示研究區(qū)域某一時段內土地利用變化速率；ΔSi－j表示監(jiān)測開始至結束時段內第i類土地利用類型的土地轉化為其他類型土地面積總和；T為研究時段，當T的時段設為年時，L的值就是研究區(qū)域土地利用年變化率。

2.2.3 土地利用轉移矩陣土地利用轉移矩陣是土地利用類型間相互轉化的數量和方向定量研究的主要方法，它能夠具體地反映土地利用變化的結構特征和各類型間的轉移方向，從而更好地揭示土地利用格局的時空演化過程。土地利用轉移矩陣的數學表達式為：

式中，Sij為研究期內第i類土地向第j類土地轉化的面積；i為監(jiān)測期初時土地類型；j為監(jiān)測期末土地利用類型；n為土地利用類型數量。利用土地利用轉移矩陣分析1985—2010年研究區(qū)各類土地利用類型的轉移方向和數量。

3 結果與分析

3.1 土地利用/覆蓋動態(tài)度變化

3.1.1 研究區(qū)單一土地利用動態(tài)度從圖1、表1可以看出，1985—2000年，單一土地利用動態(tài)度最大的是建設用地，達到1.58%，其他用地變化均不足1%。2000—2010年，單一土地利用動態(tài)度最大的則變?yōu)榱值兀_到16.26%，其次是耕地，達到3.02%，草地為-2.10%。

3.1.2 研究區(qū)綜合土地利用動態(tài)度1985—2000年，綜合研究區(qū)土地利用動態(tài)度為0.56%，土地利用變化速度較慢。2000—2010年，綜合土地利用動態(tài)度上升到23.87%（表1）。

為了研究土地利用動態(tài)變化的空間特征，將采用500m×500m的網格作為統計單元，計算1985—2010年拉薩-澤當城鎮(zhèn)圈的土地利用變化動態(tài)度，并且形成2期土地利用綜合動態(tài)度的空間分布格局。

1985—2000年城鎮(zhèn)圈的土地利用綜合動態(tài)度介于0～13.33%。中速區(qū)主要集中在城關區(qū)拉薩河沿岸和乃東縣、扎囊縣、貢嘎縣的雅魯藏布江沿岸。低速區(qū)大部分仍分布在城關區(qū)、乃東縣、扎囊縣和貢嘎縣，少部分零星分布在曲水縣和達孜縣拉薩河沿岸。

2000—2010年，城鎮(zhèn)圈內土地利用綜合度介于0～46.2%。高速區(qū)分布在城關區(qū)的中南部，城關區(qū)、曲水縣和堆龍德慶縣交匯處，達孜縣西部，貢嘎縣中東部和乃東縣澤當鎮(zhèn)。中速區(qū)大部分位于研究區(qū)中部和東北部。低速區(qū)分布于達孜縣東部、墨竹工卡縣西南部、曲水縣和堆龍德慶縣西部地區(qū)。

表1 1985—2010年拉薩-澤當城鎮(zhèn)圈不同土地利用類型的變化

3.2 土地利用空間變化和轉移方向

1985—2010年拉薩-澤當城鎮(zhèn)圈西藏土地利用轉移方向變化表現為以下特點（表2，3）。

3.2.1 耕地變化特征研究區(qū)耕地主要分布在拉薩河和雅魯藏布江沿岸的河谷地區(qū)。前15 a中耕地空間變化以不變?yōu)橹鳎瑑H在城關區(qū)有401.86 hm2轉化為其他地類土地，其中有66.65%轉為建設用地。后10 a新增耕地主要來源于草地，其次來源于未利用土地和林地；耕地減少3.38萬hm2，主要流向草地、林地。

3.2.2 建設用地變化特征1985—2000年新增建設用地1 291.69 hm2的79.26%由草地轉變而來。2000—2010年新增建設用地3 385.84 hm2，主要來源于鄉(xiāng)鎮(zhèn)周邊的耕地，占新增面積的58.4%，其次是草地，占23.48%，其余由林地、水域和未利用土地轉化而來；建設用地減少3 035.94 hm2，主要流向耕地，其次是草地和林地，剩余來自水域和未利用土地。

3.2.3 林地變化特征前15 a其他地類轉化為林地的面積有7 808.94 hm2，新增林地64.62%由水域轉化而來，其次是草地和未利用土地，同時期林地轉換為其他地類的面積僅有0.02 hm2。后10 a中，其他地類轉化為林地面積有27.54萬hm2，其中89.57%由草地轉化而來，其次是未利用土地和耕地，林地轉化為其他地類的面積有7.27萬hm2，主要流向草地，其次是未利用地、耕地和水域。

3.2.4 草地變化特征2000年前研究區(qū)內草地幾乎沒有變化，有0.29 hm2其他地類轉化為草地，草地轉化為其他地類的面積為2 925.53 hm2，主要流向林地、建設用地。2000年之后，有15.67萬hm2其他地類轉化為草地，主要由未利用地、林地和耕地轉化而來，其中，未利用地所占比例最高。草地轉為其他地類的面積為43.92萬hm2，林地和未利用地是草地的主要流向。

3.2.5 水域和未利用地特征水域用地變化分布在拉薩河和雅魯藏布江2條水系上。2000年前，水域變化以轉向林地為主，有5 046.18 hm2水域變?yōu)榱值亍?000年后，有2.44萬hm2其他地類轉為水域，主要來源于草地和未利用土地。水域轉為其他地類面積為1.16萬hm2，主要流向耕地和草地。

1985—2000年，未利用土地變化面積小且分布散亂，以未利用土地向林地轉變?yōu)橹鳌?000年之后，其他地類轉為未利用地面積15.29萬hm2，退化的林地和草地是未利用地的主要來源，而未利用土地轉為其他土地面積9.99萬hm2。

表2 1985—2000年拉薩-澤當城鎮(zhèn)圈土地利用類型轉移矩陣hm2

表3 2000—2010年拉薩-澤當城鎮(zhèn)圈土地利用類型轉移矩陣hm2

4 結論

土地利用是研究全球環(huán)境變化的核心問題之一，本研究從土地利用結構、變化動態(tài)度、轉移方向等方面，對拉薩-澤當城鎮(zhèn)圈土地利用進行定量分析，并在此基礎上研究拉薩-澤當城鎮(zhèn)圈土地利用變化的空間格局與時空特征。結果表明，近25 a來，拉薩-澤當城鎮(zhèn)圈土地利用變化速度逐步加快，特別是近10 a來，各類用地增減變化明顯，隨著社會、經濟發(fā)展和生態(tài)保護工程的開展，研究區(qū)建設用地、耕地和生態(tài)用地的增加，中、高速區(qū)由拉薩河和雅魯藏布江沿岸向周邊縣域擴展。1985—2000，2000—2010年這2段時期主要以草地、水域和未利用地類轉化為建設用地、耕地和林地為主。區(qū)域內農用地和建設用地向各縣重點城鎮(zhèn)聚集，生態(tài)用地則向外圍擴散。

［1］Walker B，Steffen W.The terrestrial biosphere and global change： implications for natural and managed ecosystems[J].Environmental PolicyCollection，1997，400：522-523.

［2］IGBP Secretariat.GLP science plan and implementation strategy[R]. Stockholm：IGBP Report/IHDP Report，2005.

［3］張飛，周梅.干旱區(qū)土地利用/覆被變化（LUCC）的生態(tài)水文效應研究進展[J].天津農業(yè)科學，2014，20（11）：73-78.

［4］李秀彬.全球環(huán)境變化研究的核心領域：土地利用/土地覆蓋變化的國際研究動向[J].地理學報，1996，51（5）：553-557.

［5］葛全勝，趙名茶，鄭景云.20世紀中國土地利用變化研究[J].地理學報，2000，55（6）：698-706.

［6］李秀彬.土地利用變化的解釋[J].地理科學進展，2002，21（3）：195-203.

［7］McMahon G，Benjamin S P，Clarke K，et al.Geography for a changingworld：Ascience strategyfor the geographic research ofthe US[J]. Geological Survey，2005，1281：1-76.

［8］Rindfuss R，Walsh S，Turner B L，et al.Developinga science of land change:Challenges and methodological issues[J].PNAS，2004，101：13976-13981.

［9］Herrick J E，Urama K C，Karl J W，et al.The global land-potential knowledgesystem（landPKS）：Supportingevidence-based，site-specific land use and management through cloud computing，mobile applications，and crowdsourcing[J].Journal of Soil and WaterConservation，2013，68（1）：5-12.

［10］彭建，蔡運龍.喀斯特生態(tài)脆弱地區(qū)土地利用/覆蓋變化研究[M].北京：科學出版社，2007.

［11］馬文娟，蒲春玲.昌吉市土地利用變化對生態(tài)環(huán)境影響分析[J].天津農業(yè)科學，2015，21（12）：29-32，36.

［12］Foley J A，Ruth D，Asne G P.Global consequences of land use[J]. Science，2005，309：570-574.

［13］Lambin E F，Baulies X，Bockstael N，et al.Land-use and land-cover change（LUCC）implementation strategy[R].Stockholm：IGBP Report and IHDP Report，1999.

［14］Turner II B L，Robbins P.Land-change science and political ecology：Similarities，differences，andimplications forsustainability science[J].Annual Review of Environment and Resources，2008，33：295-316.

［15］張麗，楊國范，劉吉平.1986—2012年撫順市土地利用動態(tài)變化及熱點分析[J].地理科學，2014，34（2）：185-191.

［16］湯青，徐勇，劉毅.廣東省土地利用變化時空分異及其與城市化和工業(yè)化的耦合關系[J].中國土地科學，2010，24（10）：46-51.

［17］趙哲遠，馬奇，華元春，等.浙江省1996—2005年土地利用變化分析[J].中國土地科學，2009，23（1）：55-60.

［18］婁和震，楊勝天，周秋文，等.延河流域2000—2010年土地利用/覆蓋變化及驅動力分析[J].干旱區(qū)資源與環(huán)境，2014，28（4）：16-21.

［19］吳琳娜，楊勝天，劉曉燕，等.1976年以來北洛河流域土地利用變化對人類活動程度的響應[J].地理學報，2014，69（1）：54-63.

［20］羅婭，楊勝天，劉曉燕，等.黃河河口鎮(zhèn)-潼關區(qū)間1998—2010年土地利用變化特征[J].地理學報，2014，69（1）：42-53.

［21］楊依天，鄭度，張雪芹，等.1980—2010年和田綠洲土地利用變化空間耦合及其環(huán)境效應[J].地理學報，2013，68（6）：813-824.

［22］呂忠杰，劉海世，張福存，等.25年來額濟納天然綠洲LUCC、ET與VC研究[J].干旱區(qū)資源與環(huán)境，2014，28（5）：54-59.

［23］劉曉娜，封志明，姜魯光，等.西雙版納土地利用/土地覆蓋變化時空格局分析[J].資源科學，2014，36（2）：234-244.

［24］劉金巍，靳甜甜，劉國華，等.黑河中上游地區(qū)2000—2010年土地利用變化及水土保持服務功能[J].生態(tài)學報，2014，34（23）：7014-7025.

［25］王秀蘭，包玉海.土地利用動態(tài)變化研究方法探討[J].地理科學進展，1999，18（1）：81-87.

［26］劉紀遠，布和敖斯爾.中國土地利用變化現代過程時空特征的研究：基于衛(wèi)星遙感數據[J].第四紀研究，2000，20（3）：229-239.

Analysis on the Basic Characteristics and Spatial Patterns of Land Use Changes in Lhasa-Tsedang Town Circle from 1985 to 2010

YONGCheng
（College ofPublic Administration，Hohai University，Nanjing210098，China）

Lhasa-Tsedang town circle is the core area of achieving leapfrog development and maintenance of ecological safety.It has an important significance in land use/land cover change on regional land rational use of resources and environmental protection. Based on the data obtained from Lhasa-Tsedang land use data from 1985,2000 and 2010 three Landsat TM/ETMdatabases,its land use/land cover spatial pattern and basic characteristics were studied.The results showed that for years from 1985 to 2010,construction land,forest land continued to increase.As for arable land,waters and unused land,they decreased first and then increased.Grassland continued to shrink.The high-speed zone and mid-speed zone extended from the Yalu Tsangpo River area and the Lhasa River area to the surrounding counties.In both periods,land use was mainly based on changing grassland,waters and unused land into construction land,arable land and forest land.

land use change;spatial pattern;Lhasa-Tsedangtown circle

F301.24

A

1002-2481（2016）04-0536-05

10.3969/j.issn.1002-2481.2016.04.29

2015-12-21

雍城（1990-），男，江蘇常州人，在讀碩士，研究方向：土地利用規(guī)劃與管理。