基于RS/GIS的五峰縣土地利用變化研究

黃蓉+楊文斌+葛緒廣

摘 要：該文通過獲取湖北省宜昌市五峰土家族自治縣近22年的四期Landsat TM遙感影像，運用ENVI、ARCGIS軟件，結合統(tǒng)計年鑒、文獻資料，研究了五峰縣土地利用變化情況和驅動力因素。結果表明：（1）變化最明顯的是建設用地和林地，草地、水域變化不大。1993—2015年，建設用地增加了7 557hm2，林地減少了

9 836hm2。（2）1993—2001年，耕地增加46%，林地減少9.88%，未利用地增加了10.23%。（3）2001—2015年，耕地面積減少29%，林地總量增加5.3%，未利用地減少44%。（4）五峰縣土地利用變化的社會經濟驅動力主要是地區(qū)生產總值、農民人均純收入、全社會固定資產總額、入境旅游人數(shù)、財政總收入等因素。

關鍵詞：RS；GIS；土地利用/土地覆被；五峰縣

中圖分類號 TP7 文獻標識碼 A 文章編號 1007-7731（2017）05-0017-05

Abstract：Four different times land use data which were interpreted by remote sensing data in the last 22 years，were analyzed through ENVI and ARCGIS software. Statistical yearbooks were used to analyze Wufeng County land use change characteristics and driving power factors. The study results showed：（1）Construction land and woodland had changed a lot. Grassland and waters had little changes. During the period from 1993 to 2015，construction land increased by 7557 hectares，and woodland reduced by 9 836 hectares.（2）During the period from 1993 to 2001，Cultivated land increased by 46%. Woodland declined by 9.88%. Unused land increased by 10.23%.（3）During the period from 2001 to 2015，cultivated land declined by 29%. Woodland increased by 5.3%. Unused land declined by 44%.（4）Wufeng Countys social and economic driving forces of land use were mainly because of the regional GDP，net income of farmers，total fixed asset investment，number of international tourists arrival，total fiscal revenue and other factors.

Key words：RS；GIS；Land use/land cover；Wufeng County

1 引言

研究表明：土地利用類型是地表最明顯的景觀[1]；土地覆蓋變化牽涉到地球表面各個圈層，是物質循環(huán)的重要媒介之一[2]；土地利用變化表現(xiàn)在其數(shù)量和空間的變化等方面[3]；區(qū)域土地利用變化研究是全球研究的重要方面[4-5]；土地利用變化研究重視區(qū)域尺度的研究[6-7]；預測未來土地利用變化的趨勢有重要意義[8]；人類賴以生存于土地資源，它是社會持續(xù)發(fā)展的前提[9]；土地利用變化研究已成為當代全球變化研究的熱點[10]。

國內對于縣域土地利用變化的研究常涉及土地利用動態(tài)度、土地利用程度綜合指數(shù)等，如：研究江西新建縣的土地利用變化，發(fā)現(xiàn)建設用地動態(tài)度最大，耕地動態(tài)度最小，并且土地覆被變化是由雙向轉移向單項不平衡轉移逐漸過渡的[11]；研究區(qū)域土地利用變化幅度及各地類的空間轉換較為常見[12]；土地利用/覆被變化的研究主要包括土地利用變化的過程和驅動力因素[13]；遙感以其宏觀性、多光譜性、多時相性等特點，在土地利用動態(tài)監(jiān)測研究中具有明顯優(yōu)勢[14-16]；土地利用變化的研究，推進區(qū)域土地利用的可持續(xù)發(fā)展[17-20]。

五峰土家族自治縣位于宜昌市西南部，地理位置特殊，屬于內地欠發(fā)達地區(qū)，經濟發(fā)展水平相對于沿海和內地大城市來說，較為落后，是中部山區(qū)土地研究的重要代表。國內的土地利用研究更傾向于選擇“熱點地區(qū)”，這些地區(qū)研究先例較多，統(tǒng)計數(shù)據比較容易獲得，諸多有利因素推進了研究的進行，而對于諸如五峰縣山區(qū)土地利用研究相對較少。本文主要研究五峰縣的土地利用變化情況和可能的驅動力因子，發(fā)現(xiàn)土地利用中存在的問題，說明這種變化的原因，進而推動五峰縣土地利用的合理化，實現(xiàn)土地利用的可持續(xù)發(fā)展。

2 材料與方法

遙感影像數(shù)據來自“地理空間數(shù)據云”網站，以影像質量完好，云層覆蓋量少為原則，分別為1993年9月24日、2001年2月18日、2007年9月8日和2015年4月14日4個不同時期的遙感影像，結合五峰縣的行政邊界矢量圖，并在五峰縣統(tǒng)計局官方網站上下載了五峰縣的統(tǒng)計年鑒。

以五峰縣1993、2001、2007和2015年的衛(wèi)星遙感影像和五峰縣行政邊界矢量圖為數(shù)據源，運用ENVI軟件，經過圖像裁剪、圖像增強等預處理，根據分類方案分別對四期近22年的遙感影像進行目視解譯，獲得五峰縣的4個時相的土地分類數(shù)據（圖1～圖4），并進行精度驗證；運用ENVI生成土地利用轉移矩陣；運用ARCGIS軟件計算面積、制圖；最后運用SPSS定量分析驅動力。遙感影像在矯正和分類時進行了實地踏勘，以確保分類的精度。

（2）因子分析。所選的8個指標間相關性很高，因此需進行因子分析來區(qū)分各自的作用大小。累計貢獻率達85%以上時，用特征值所對應的數(shù)目確定主因子數(shù)目。這里選定兩個主因子數(shù)目，累計貢獻率為98.133%，損失的信息為1.867%，符合要求。由表8可得，第一主成分中各驅動力因子的載荷系數(shù)都很大，說明各驅動力因子對土地利用變化的驅動作用較為劇烈，作用由強到弱依次為：地區(qū)生產總值、農民人均純收入、全社會固定資產總額、入境旅游人數(shù)、財政總收入、總人口、第一產業(yè)占GDP比例、第二產業(yè)占GDP比例。第二主成分影響不大。用的重要社會經濟驅動力因子，經濟的長足發(fā)展，推動社會資金加速運轉，投資于基礎設施、工礦企業(yè)的資金增多，這就直接帶來了建設用地的迅速擴張，這是22年來變化最明顯的地類。

3.2.2.2 產業(yè)結構優(yōu)化對五峰縣土地利用變化的影響 2014年第三產業(yè)產值達到20.17億元，創(chuàng)造的總產值中36.5%來自于第三產業(yè)，其中以旅游業(yè)為重要代表，五峰縣入境旅游人數(shù)2014年達到190.5萬人次，約為6年前的3倍。旅游業(yè)的發(fā)展使人們意識到要想長久的發(fā)展旅游業(yè)，就要更加重視資源保護，2001年以后，部分森林資源逐漸恢復，景觀湖泊水域等的修復和建造使五峰縣近年來的水域面積有增加的趨勢；1990年農民純收入395元，2013年農民純收入5 001元，13年的增長量約為原來的13倍，五峰縣經濟發(fā)展相對滯后，農業(yè)人口比重大，耕地面積保有量多，隨著近年來農業(yè)技術的發(fā)展，農業(yè)發(fā)展多元化，利潤更高的經濟作物更受歡迎，五峰出產的茶葉、煙葉、藥材等銷往全國各地，近年來林業(yè)經濟、漁業(yè)經濟發(fā)展較好，使部分耕地轉向了林地、水域，耕地面積微減。

3.2.2.3 政策因素對五峰縣土地利用變化的影響 （1）對耕地的影響。2001年以前，五峰縣作為一個內地發(fā)展比較滯后的地區(qū)，農業(yè)人口流動不大，農民大量開荒墾地，使這段時間耕地面積大大增加；2001年以后，市場經濟體制逐漸完善并發(fā)展良好，不少農民進城務工，使得一些耕地無人耕種或者轉為了其他用地類型，這也解釋了2001年以后五峰縣耕地面積逐年減少的趨勢。（2）對建設用地的影響。進入新世紀以來，改革開放使我國經濟迅猛發(fā)展，五峰縣也努力順應時代潮流，城鎮(zhèn)建設發(fā)展較快，同時五峰縣也出臺了許多政策大力發(fā)展城鎮(zhèn)化建設，縣城面積顯著增加。這些政策對建設用地面積的變化起到了非常重要的作用。（3）對林地的影響。五峰縣主要為山區(qū)，森林面積廣大，達80%以上，2001年以前林地面積銳減，2001年后退耕還林還草政策逐步在五峰縣得到真正擴展，影響并改變著五峰縣的林地面積，林地面積逐年增加；近年來，國家又提出建設生態(tài)文明的政策，要求保護并恢復林地資源?？傊?，體制和政策是土地利用變化的大背景，對土地利用變化的影響舉足輕重，是重要的驅動力之一。

4 結論

4.1 研究區(qū)土地利用變化的特點 （1）變化最明顯的是建設用地和林地，草地、水域變化不大。1993—2015年，建設用地增加了7 557hm2，林地減少了9 836hm2；1993—2001年，耕地增加46%，林地減少9.88%，未利用地增加了10.23%；2001—2015年，耕地面積減少29%，林地總量增加5.3%，未利用地減少44%。（2）近十幾年來，林地、水域和草地有增加的趨勢。（3）五峰縣土地利用變化的社會經濟驅動力主要是地區(qū)生產總值、農民人均純收入、全社會固定資產總額、入境旅游人數(shù)、財政總收入等因素。

4.2 合理利用土地的建議 （1）五峰縣大部分為土家族居民，兼有漢、苗、滿等民族。少數(shù)民族聚居區(qū)多數(shù)集聚在自然環(huán)境較惡劣的地區(qū)，地處相對落后的中部山區(qū)地區(qū)，生產生活方式相對落后于發(fā)達地區(qū)，毀林開荒等問題嚴重，環(huán)境受到嚴重的人為干擾。因此，在城鎮(zhèn)化加緊推進的同時，必須認真審視環(huán)境問題，土地利用必須走科學規(guī)劃之路，尋求多種發(fā)展方式，不以濫用林地草地為代價。（2）特殊的地形以及氣候條件，導致當?shù)氐刭|災害頻發(fā)。季風氣候，夏季多暴雨，主要為山地，陡坡較多，地表植被一旦破壞，土壤逐漸疏松，表層土壤失去穩(wěn)定性，遇水易流失；當?shù)氐V產資源比較豐富，采礦業(yè)使得地表植被更易受到人為破壞。一系列的因素導致該區(qū)地質災害頻發(fā)，損失嚴重。因此，必須加強宣傳，鼓勵植樹造林，為增加綠地面積作出貢獻，同時做好礦區(qū)采礦后期復墾工作，盡量恢復地表植被，保護天然林，實現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)良性循環(huán)。（3）林業(yè)集一、二、三產業(yè)于一體。林下可種植經濟作物，飼養(yǎng)家禽，發(fā)展立體農業(yè)；適當建立與農產品相銜接的食品加工廠，延長產業(yè)鏈。五峰縣有柴埠溪、后河等國家級著名旅游資源，旅游業(yè)越來越成為新的經濟增長點，必須保持已有綠地，大力增加森林面積，保護水域濕地，真正實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

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（責編：張宏民）