2004～2017年夾江縣土地利用變化驅(qū)動因素分析

張 科

（四川省成都市土地儲備中心 611756）

土地利用覆被變化可以直接或間接地導致生態(tài)環(huán)境的變化，對土地利用覆被變化動態(tài)及其所引起的生態(tài)環(huán)境效應(yīng)進行研究是近年來研究的熱點課題[1]。隨著社會的不斷發(fā)展，人類對土地的利用強度不斷增大，人地矛盾日益突出。分析土地利用時空格局的變化規(guī)律，有助于揭示當?shù)赝恋乩弥写嬖诘膯栴}，在此基礎(chǔ)上研究土地利用變化的驅(qū)動力，可為土地利用方式的調(diào)控，制定合理的土地開發(fā)策略提供輔助決策。

1 研究區(qū)概況

夾江縣位于中國四川省西南部，是中國西部瓷都，隸屬于四川省樂山市。夾江縣總面積749km2?？?cè)丝?5 萬人（2006年）。全縣轄11個鎮(zhèn)、11個鄉(xiāng)。地處四川盆地西緣，峨眉山東北麓。海拔總體趨勢由西北向東南逐漸降低。其地貌類型豐富，山地、丘陵、平壩兼?zhèn)?，各?/3。研究區(qū)內(nèi)主要水系為青衣江位于中部，另一水系金牛河分布在東北隅。多年年平均降水量為1349.6mm，多年年平均溫度17℃。研究區(qū)內(nèi)交通便利，主要鐵路有成昆鐵路，而公路體系主要由成樂高速公路、國道305 以及省道103 形成便捷的公路網(wǎng)。東漢雙楊府君闕、千佛巖摩崖造像為省級文物保護單位。境內(nèi)氣候溫和，雨量豐富，土地肥沃，物產(chǎn)豐富，尤以陶瓷墻地磚生產(chǎn)為西部諸省之冠，被譽為“西部瓷都”。

2 數(shù)據(jù)來源和研究方法

2.1 數(shù)據(jù)來源

本研究選用來自地理空間數(shù)據(jù)云2004年6月22日的影像和2017年6月26日的影像，衛(wèi)星過境時天氣晴朗，云量少，數(shù)據(jù)質(zhì)量高，可視性良好。利用ENVI軟件中多光譜波段基于支持向量機分類法提取土地利用類型圖在，在利用91 衛(wèi)圖提供的2004年和2017年夾江縣高清影像作為參考圖像。

2.2 研究方法

2.2.1 分類方法。土地利用動態(tài)研究中遙感影像是主要的數(shù)據(jù)來源，分類方法的選擇直接影響分類結(jié)果的精度。目前，遙感影像的分類方法主要有非監(jiān)督分類、監(jiān)督分類以及專家分類等，然而這些方法中非監(jiān)督分類和監(jiān)督分類分類精度不高，而專家分類方法相對復雜。支持向量機分類器（Support Vector Machine,SVM），產(chǎn)生于20 世紀90年代[2]，運用統(tǒng)計學的基本原理，在進行一定量的機器學習后，尋求最小的結(jié)構(gòu)化風險，從而實現(xiàn)運用最小的成本，實現(xiàn)最優(yōu)的特征值提取[3]。

最常用的徑向基函數(shù)是高斯核函數(shù)。因此，選用徑向基函數(shù)（Radial Basis Function，簡稱RBF）作為的核函數(shù)。公式為：

式中：K（X,XC）為空間中任一點X到某一中心XC之間歐氏距離的單調(diào)函數(shù)，XC 為核函數(shù)中心，σ為函數(shù)的寬度參數(shù)。

圖1 夾江縣2004年土地利用現(xiàn)狀圖

圖2 夾江縣2017年土地利用現(xiàn)狀圖

2.2.2 土地利用程度綜合指數(shù)。采用土地利用程度綜合模型計算夾江縣土地利用程度指數(shù)。該方法是參照劉紀元先生提出的土地利用程度分級標準，再根據(jù)土地利用分類標準，將建設(shè)用地設(shè)定為一級，將耕地設(shè)定為二級，林地和水域設(shè)定為三級，其他土地設(shè)定為四級。

計算土地利用程度綜合指數(shù)的公式為：

其中土地利用程度綜合指數(shù)表示為M，Li表示第i 級土地利用程度分級指數(shù)，根據(jù)土地利用分級標準進行每種地類分級的確定，Ci表示第i 級土地利用類型所占研究區(qū)土地總面積的百分比。M的取值范圍為[100,400]，取值越接近400 表示土地利用綜合程度越高，反之取值越接近100 則表示土地利用綜合程度越低。

3 夾江縣土地利用特征分析

3.1 土地利用面積變化分析

用2004年、2017年土地利用數(shù)據(jù)，借助ArcGis 統(tǒng)計分析，得出夾江縣2個時期的土地利用類型面積見表1。

表1 2014、2017年夾江縣土地利用面積

由表1 可知，2004～2017年夾江縣土地利用總體結(jié)構(gòu)以耕地為主，面積比例在50%左右，其次是林地，建設(shè)用地、水域和其他用地所占的百分比較小。說明夾江縣是農(nóng)業(yè)用地占主導地位，符合夾江縣區(qū)域經(jīng)濟和社會發(fā)展實際情況。10年來，夾江縣的耕地和林地等用地減少較為明顯,耕地面積減少15.74km2，林地面積減少22.26 km2。建設(shè)用地增長較為明顯，增長幅度達到5.35%，說明夾江縣人口壓力增大，在經(jīng)濟利益驅(qū)動下，使得人們加大了對耕地、林地以及園地等農(nóng)業(yè)用地的利用度，導致該區(qū)域糧食生產(chǎn)量降低，生態(tài)環(huán)境在一定程度上遭到破壞。2004～2017年水域和其他用地面積變化不大。

3.2 土地利用程度分析

采用土地利用程度綜合指數(shù)公式進行計算，獲得夾江縣土地利用程度綜合指數(shù)如圖3 所示。夾江縣土地利用程度目前處于中等水平，土地利用強度較大，平均值達230.28，且升高的趨勢比較明顯，2004年為226.14，而至2017年提高到235.36，提高了9.22。表明夾江縣在13年之間，土地利用一直在發(fā)展變化，并且伴隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展和城市化進程的提高，伴隨著城市用地面積的擴大帶來建設(shè)用地的增加，導致土地利用程度不斷加深。

4 驅(qū)動力影響分析

4.1 坡度因素

圖3 土地利用程度綜合指數(shù)

在地形因素中，土地利用方式的影響最穩(wěn)定而直接的因素是坡度，對于耕地本身，坡度會通過水土流失、土壤侵蝕等現(xiàn)象影響和限制著耕地分布的區(qū)域。首先在GIS 中利用坡度模塊將DEM 轉(zhuǎn)化為連續(xù)坡度圖，在此基礎(chǔ)上根據(jù)本研究需要，參考《四川省農(nóng)用地分等定級評價規(guī)程》將坡度進行5 級分類，1 級為＜2°，2 級為2～8°，3 級為8～15°，4 級為15～25°，5 級為＞25°，見圖4。

圖4 夾江縣土地坡度分級圖

4.2 中心城鎮(zhèn)因素

中心城鎮(zhèn)作為城市的政治、經(jīng)濟和文化等核心區(qū)域，在整個城市的發(fā)展演變過程中起著決定性作用。經(jīng)濟的發(fā)展，帶來城市人口的迅速增長，要求提供更多的發(fā)展空間來滿足居住和基礎(chǔ)設(shè)施配套建設(shè)需求。因此，城市的發(fā)展普遍都是圍繞著已有的中心城區(qū)逐漸向外圍延伸，推動著已有城市按圈層模式向郊外逐步發(fā)展，塑造出不同的用地類型分布在城市中心遠近不同位置的格局。

4.3 道路通達度因素

作為城市脈絡(luò)，交通條件對城市的發(fā)展有著不可或缺的作用，交通帶領(lǐng)城市“走出去”，同時也帶領(lǐng)城市“引進來”，為城市內(nèi)外的人和物的交流提供保障，同時道路通達程度會刺激和帶動四周土地的開發(fā)和利用，所以交通也是影響土地利用變化不可或缺因素。

4.4 人口及政策因素

人口因素是人類社會經(jīng)濟發(fā)展最直接的因素，同時也是影響土地利用或地表覆被變化最為直觀的因素之一。人口的增長必然會帶來對吃、穿、住、行等行為活動增加，也帶來生產(chǎn)和生活用品需求的不斷增加。而糧食的產(chǎn)出來源于對耕地的種植，住房建設(shè)需要土地提供承載的基礎(chǔ)。所以，人口的增加對土地不斷地提出新索取，導致土地利用的方式和格局發(fā)生著不斷變化。

在具有區(qū)域性特征的社會經(jīng)濟發(fā)展方式體系內(nèi)，政府所頒布的法律、法規(guī)和制定的規(guī)章制度對區(qū)域內(nèi)的土地利用方式會產(chǎn)生較大的效用。

5 結(jié)論與討論

通過利用軟件模型等手段得到了夾江縣2004年、2017年的土地利用結(jié)構(gòu)圖。在通過土地利用動態(tài)變化研究，發(fā)現(xiàn)2004～2017年，夾江縣的土地利用結(jié)構(gòu)發(fā)生了較大的變化。夾江縣土地利用變化受到坡度、行政中心、交通和人口及政策等多重因素影響。