2010－2018年廣豐區(qū)土地利用變化及驅(qū)動(dòng)力分析

涂明程，占楊英，李思雅，祝明霞

（九江學(xué)院旅游與地理學(xué)院，江西 九江 332005）

土地利用變化是人類與環(huán)境共同作用的結(jié)果，但短期內(nèi)人類的社會(huì)生產(chǎn)活動(dòng)是土地利用變化的主導(dǎo)因素[1]，土地利用是區(qū)域發(fā)展和環(huán)境變化研究的重要組成部分，通過分析其時(shí)空變化規(guī)律，并探討其對(duì)土壤保持服務(wù)功能的響應(yīng)，對(duì)調(diào)節(jié)區(qū)域生態(tài)過程及改善生態(tài)環(huán)境具有重要的科學(xué)意義[2]。國(guó)內(nèi)學(xué)者圍繞土地利用變化做了大量的研究工作。李京忠等做了關(guān)于沈陽市土地利用與土地覆蓋變化的研究，為沈陽市的土地集約化利用提供了有力的依據(jù)[3]，張瑞等對(duì)雅魯藏布江流域土地利用時(shí)空演變格局進(jìn)行了研究調(diào)查，意在提高青藏高原地區(qū)土地的合理利用度，并對(duì)青藏地區(qū)生態(tài)保護(hù)提出了合理的建議和分析[4]。土地利用度和土地利用動(dòng)態(tài)度指數(shù)定量化模型的建立為我國(guó)學(xué)者研究區(qū)域內(nèi)土地利用變化研究及驅(qū)動(dòng)力分析奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

本文以上饒市廣豐區(qū)作為研究對(duì)象，根據(jù)中科院地理空間數(shù)據(jù)云獲取的2010和2018年兩幅遙感影像圖進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析，并通過上饒市統(tǒng)計(jì)年鑒和其他途徑獲取的相關(guān)資料，分析了廣豐區(qū)土地利用變化及驅(qū)動(dòng)力因素，為廣豐區(qū)土地利用規(guī)劃和生態(tài)保護(hù)提供參考。

1 研究區(qū)概況

廣豐區(qū)地理位置為 118°01′～118°29′E，28°3′30″～28°37′N，處于武夷山北麓，是江西省上饒市的市轄區(qū)，東與浙江省衢州市接壤，南臨福建省蒲城縣，西部緊鄰上饒市區(qū)信州區(qū)，北倚本市的玉山縣。借助上饒市重要鐵路樞紐的地理位置，為工業(yè)的發(fā)展和市民的出行提供了巨大的便利。在過去的十年里，廣豐區(qū)在社會(huì)經(jīng)濟(jì)，教育及基礎(chǔ)設(shè)施等方面獲得了巨大的進(jìn)步，全區(qū)堅(jiān)持農(nóng)村城市攜手并進(jìn)的理念，協(xié)調(diào)發(fā)展。2015年經(jīng)國(guó)務(wù)院批準(zhǔn)，正式撤縣成為上饒市市轄區(qū)。并于2018年獲得全國(guó)綜合實(shí)力百強(qiáng)區(qū)（第81位）的稱號(hào)，這對(duì)廣豐的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和土地利用結(jié)構(gòu)變化都有重要影響。

2 數(shù)據(jù)來源與預(yù)處理

2.1 數(shù)據(jù)來源

1）2010年landsat5衛(wèi)星的TM影像和2018年landsat8衛(wèi)星的OLI影像圖均從中科院地理空間數(shù)據(jù)云平臺(tái)獲取。

2)廣豐區(qū)人口，GDP等其他各類數(shù)據(jù)和資料來源于廣豐區(qū)人民政官網(wǎng)及上饒市統(tǒng)計(jì)年鑒，上饒市統(tǒng)計(jì)局。

2.2 數(shù)據(jù)處理

基于2010年和2018年廣豐區(qū)地理空間數(shù)據(jù)云中的兩幅影像圖，先對(duì)圖像進(jìn)行影像校正，多波段融合，結(jié)合廣豐區(qū)界矢量圖運(yùn)用ENVI 進(jìn)行裁剪。參照國(guó)家2017年頒布的《土地利用現(xiàn)狀分類》的一級(jí)分類，將廣豐區(qū)的土地利用類型分為耕地、草地、林地、其他用地類型和建筑用地。其中建筑用地包括指工礦倉儲(chǔ)、住宅用地、交通運(yùn)輸用地等。水域包括指陸地上的水體，包括河流、湖泊、坑塘、水庫、溝渠等。利用各類型土地的影像亮度，色度和條紋等特點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)督分類。建立影像分類解譯標(biāo)志，在ENVI5.3中進(jìn)行土地利用分類和分類后處理。借助谷歌地圖對(duì)隨機(jī)選取50個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)進(jìn)行分類精度檢驗(yàn)，結(jié)果表明兩期影像分類精度均高于80%，分類結(jié)果可信。

3 研究方法

3.1 土地利用動(dòng)態(tài)度

土地利用動(dòng)態(tài)度是反映各類土地利用在研究期內(nèi)的變化程度，結(jié)合起止時(shí)期內(nèi)各類土地利用類型的面積及其所占比例的分析，其計(jì)算公式為：

式中：K——土地利用動(dòng)態(tài)度；

Ua——基期某一土地利用類型的數(shù)量；

Ub——期末某一土地利用類型的數(shù)量；

T——研究時(shí)段。

3.2 土地利用轉(zhuǎn)移矩陣

土地利用轉(zhuǎn)移矩陣是土地利用變化分析的重要方法和手段[5]。其來源于系統(tǒng)分析中對(duì)系統(tǒng)狀態(tài)與狀態(tài)轉(zhuǎn)移的定量描述[6]。數(shù)據(jù)可以反應(yīng)各類土地轉(zhuǎn)出和轉(zhuǎn)入的面積及其對(duì)應(yīng)的比例，該數(shù)據(jù)與土地動(dòng)態(tài)度均是土地利用變化的客觀依據(jù)。土地利用轉(zhuǎn)移矩陣?yán)肁rcGIS10.2軟件實(shí)現(xiàn)。

4 結(jié)果與分析

4.1 土地利用總體特征分析

運(yùn)用2.2中的數(shù)據(jù)處理方法，得到2010年與2018年研究區(qū)的土地利用分類圖 （如圖1所示）和各類土地利用面積及占比（見表1）。

圖1 廣豐區(qū)2010－2018年土地利用分類圖

由圖1可知，廣豐區(qū)的主要土地利用類型為林地和耕地，林地主要位于其南部和東部，耕地則分布于其中部和北部，研究期間建設(shè)用地顯著增加，而水域和其他用地面積較小。

表1 2010年2018年廣豐區(qū)土地利用面積及比重

由于廣豐區(qū)地處贛閩交界的武夷山脈北麓，東臨浙江江郎山系，屬于丘陵多山地區(qū)。且從20世紀(jì)70年代以來，當(dāng)?shù)卣罅ν菩兄矘湓炝终?，鼓?lì)全民植樹，故林地面積在廣豐占比最大，為總面積的一半以上（表1）。其次便是耕地，兩者占所有土地利用面積的85%以上，八年間林地?cái)?shù)量大量減少，主要用于耕地的補(bǔ)償。其中最變化最明顯的是建筑用地面積，八年間增長(zhǎng)了81.09km2，這與近幾年社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和廣豐區(qū)大力招商引資有重要關(guān)系。此外，最大的動(dòng)因應(yīng)是廣豐縣2015年撤縣設(shè)區(qū)的政府決策，后面會(huì)做具體分析。其他用地類型面積有所增加，增加量為5.48km2，這表明城市化進(jìn)程對(duì)土地造成了不合理的利用，水域面積的減少也可以反應(yīng)出來。

4.2 土地利用動(dòng)態(tài)度分析

由公式（1）計(jì)算可得到廣豐區(qū)土地利用動(dòng)態(tài)度（表 2）。

表2 廣豐區(qū)土地利用動(dòng)態(tài)度/ %

由表2可知，廣豐區(qū)近八年來土地利用變化顯著。土地利用動(dòng)態(tài)度對(duì)于描述土地利用變化差異以及預(yù)測(cè)未來土地利用方向具有重要的指導(dǎo)作用[7]，上表中可以看出建筑用地的變化率是最大的，動(dòng)態(tài)度為16.73%，說明廣豐區(qū)近年來社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速，建設(shè)用地?cái)U(kuò)張明顯。這一方面也依托于撤縣設(shè)區(qū)的政府決策，加快了城市化的進(jìn)程；森林面積大量減少，主要用于補(bǔ)給耕地轉(zhuǎn)換成建筑用地的那部分損失；其他用地類型面積有所增加，但不是特別明顯，在土地利用規(guī)劃時(shí)應(yīng)稍加注意；說明人類生產(chǎn)生活在水資源利用方面存在不合理的現(xiàn)象，必須引起重視。在城市化建設(shè)進(jìn)程中需要注重合理利用土地資源，保護(hù)生態(tài)環(huán)境，形成穩(wěn)定發(fā)展的城市生態(tài)空間系統(tǒng)[8]。

4.3 土地利用轉(zhuǎn)移矩陣分析

利用ArcGIS10.2對(duì)2010年和2018年的土地利用分類結(jié)果進(jìn)行土地利用轉(zhuǎn)移矩陣分析（見表3）。

表3 廣豐區(qū)2010－2018年土地利用轉(zhuǎn)移矩陣/km2

由表3可知，建筑用地主變化趨勢(shì)明顯，新增的建筑用地主要由耕地轉(zhuǎn)變而來，其次再是林地。2010年至2018年有86.33km2的耕地轉(zhuǎn)入建設(shè)用地，其余新增建筑用地主要來自林地9.26km2和其他用地4.64km2。此外林地向耕地轉(zhuǎn)化了86.33km2，向其他用地轉(zhuǎn)換了4.72km2。耕地面積由于大量轉(zhuǎn)出成建設(shè)用地，為了保證耕地紅線，轉(zhuǎn)出建設(shè)用地的那部分耕地主要由林地來補(bǔ)給。另外水域有少部分轉(zhuǎn)換成耕地，面積為4.64km2。

4.4 土地利用變化驅(qū)動(dòng)力分析

研究某地區(qū)近期時(shí)段內(nèi)的土地利用變化并分析其主要的驅(qū)動(dòng)力因素，是區(qū)域生態(tài)保護(hù)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要保障[9]。通常土地利用變化的分析主要考慮人文和自然兩大方面因素，一般情況下自然因素對(duì)土地利用的變化需在較長(zhǎng)的時(shí)段內(nèi)才能顯現(xiàn)，本文研究時(shí)段較短，故重點(diǎn)從人文因素進(jìn)行分析[10]。

4.4.1 人口增長(zhǎng)對(duì)土地利用變化的影響

根據(jù)2010年全國(guó)第六次人口普查數(shù)據(jù)，廣豐區(qū)戶籍人口總數(shù)為752939人，而由廣豐區(qū)政府網(wǎng)提供的數(shù)據(jù)，廣豐區(qū)戶籍總?cè)丝跀?shù)量達(dá)到974367人。在此時(shí)段內(nèi)人口數(shù)量猛增了20多萬，這一時(shí)期廣豐區(qū)人口的增加量相當(dāng)于一個(gè)小規(guī)?？h城的人口總數(shù)。人口數(shù)量的劇增導(dǎo)致對(duì)建設(shè)用地需求的增加，從圖3中可以看出建設(shè)用地都是在原來的基礎(chǔ)上向外擴(kuò)張，這一現(xiàn)象在城區(qū)尤為明顯，這也反映了廣豐區(qū)城市化進(jìn)程的驚人速度，而由此帶來的是林地和耕地的不斷縮減。

4.4.2 產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)因變化對(duì)土地利用變化的影響

伴隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，廣豐區(qū)GDP值由2010年的151.02億元猛增至2018年的403.1億元，是全市唯一一個(gè)突破400億元的縣（市、區(qū)），特別是在2015年撤縣設(shè)區(qū)后，其國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值更是突出增長(zhǎng)。經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)往往帶來的是產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的升級(jí)，也意味著居民生活水平的提高，社會(huì)的發(fā)展以及城市化進(jìn)程的加快[11]，10年間產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)變化明顯（如圖2所示），第一產(chǎn)業(yè)所占比例下降近5%，第三產(chǎn)業(yè)所占比例進(jìn)一步擴(kuò)大，由2010年的36.27%增加到2018年的43.85%。

圖2 廣豐區(qū)2010－2018年產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)比例圖

第二產(chǎn)業(yè)在產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)比中的比值雖然有所下降，但是其實(shí)際卻是一直處于高速發(fā)展?fàn)顟B(tài)。廣豐區(qū)主要有兩個(gè)大型工業(yè)園區(qū)和一個(gè)生態(tài)創(chuàng)意園，分別為廣豐工業(yè)園區(qū)、廣豐經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)和廣豐電子商務(wù)生態(tài)創(chuàng)意園。跟隨著中國(guó)改革開放和經(jīng)濟(jì)全球化的步伐，廣豐區(qū)近年來招商引資成效顯著，工業(yè)發(fā)展的同時(shí)意味著大量的廠房興建和擴(kuò)張，而廣豐的工業(yè)園區(qū)均位于城郊，大量耕地被占用，這也是近年來耕地面積大量轉(zhuǎn)為建筑用地的原因之一。所以政府在大力發(fā)展工業(yè)的同時(shí)，也需考慮農(nóng)田環(huán)境等其它諸多方面。其中廣豐工業(yè)園區(qū)是江西省十大工業(yè)園區(qū)之一，并于2014年12月正式被江西省人民政府批準(zhǔn)更名為“廣豐經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)”，并且借助這個(gè)機(jī)會(huì)大力招商引資。目前園區(qū)現(xiàn)有規(guī)劃面積25 km2，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于原來工業(yè)園區(qū)規(guī)模，這在一定程度上加劇了建筑用地面積的向外擴(kuò)張，加劇耕地對(duì)建筑用地的轉(zhuǎn)換。

由于城市化進(jìn)程的推進(jìn)，廣豐區(qū)第三產(chǎn)業(yè)高速發(fā)展，2017年，總投資20億元的龍華世紀(jì)廣場(chǎng)項(xiàng)目已完成主體工程建設(shè)，另廣豐國(guó)際商貿(mào)城項(xiàng)目已完成一期25萬m2主體工程建設(shè)，天虹國(guó)際、紅星美凱龍兩個(gè)大型商場(chǎng)正式簽約落戶。人們生活水平的不斷提高，娛樂設(shè)施，旅游飯店的不斷新建和擴(kuò)張，銅拔山等旅游景區(qū)旅游業(yè)的興起，促進(jìn)了土地的集約化利用。

4.4.3 政策因素對(duì)土地利用變化的影響

2015年廣豐區(qū)經(jīng)國(guó)務(wù)院批準(zhǔn)正式成為上饒市市轄區(qū)，因?yàn)樯橡埓饲皟H有信州區(qū)一市轄區(qū)，其面積僅為339km2，而上饒是江西省重要的地級(jí)市，也是全國(guó)重要的鐵路樞紐。為了擺脫過小的城區(qū)面積對(duì)城市的發(fā)展的束縛，中央政府決定將廣豐劃入市轄區(qū)，廣豐面積為信州的四倍，為上饒市第一經(jīng)濟(jì)強(qiáng)縣 （區(qū)），撤縣設(shè)區(qū)后被作為上饒市的重點(diǎn)發(fā)展區(qū)，所以廣豐區(qū)建筑面積的擴(kuò)張速度驚人。廣豐融入市中心城區(qū)后，層級(jí)提高，城市化進(jìn)程不斷加快，有利于更多的發(fā)展要素聚集。廣豐與主城區(qū)的政策差距消除，同時(shí)，市里從發(fā)展的角度出發(fā)，千方百計(jì)引導(dǎo)全市生產(chǎn)要素向廣豐合理流動(dòng)。2013年全年共引進(jìn)規(guī)模以上工業(yè)企業(yè)40家，增量居全省第一，截止2018年，全區(qū)共有規(guī)模以上工業(yè)企業(yè)182家。這一系列的改變都導(dǎo)致對(duì)建設(shè)用地需求猛增，并改變土地利用變化。

為了加快城市化的步伐和融入上饒中心城區(qū)，政府拉大城區(qū)的空間布局，并且加大力度投入下屬鄉(xiāng)鎮(zhèn)街道的改造和建設(shè)步伐，大量建設(shè)保障性住房、積極推進(jìn)老年公寓等其他民生工程的建設(shè)。2018年，廣豐政府大力推行新農(nóng)村改造項(xiàng)目，共完成了1428戶的新建任務(wù)，新修建農(nóng)村道路213公里，這都在一定程度上加劇了林地和耕地的縮減。

5 結(jié)論

本文在3S的技術(shù)下，充分利用ENVI軟件的監(jiān)督分類與人工目視解譯相結(jié)合的方法。按照國(guó)家一級(jí)分類標(biāo)準(zhǔn)體系，將上饒市廣豐區(qū)的土地分類為5大類，分別是耕地，林地，其他用地，水域，建筑用地。其中林地，耕地和建筑用地的變化最明顯。林地和耕地主要轉(zhuǎn)出為建設(shè)用地，建設(shè)用地是變化最大的地類，主要原因是城市化的進(jìn)程和撤縣設(shè)區(qū)的政府政策導(dǎo)致建筑用地的急速擴(kuò)張。水域面積主要轉(zhuǎn)出為耕地和建筑用地，其他地類轉(zhuǎn)入水域面積較少。在較短的時(shí)間內(nèi)，自然因素發(fā)揮的作用是極小的。因此本文主要利用定性的方法進(jìn)行研究，根據(jù)各類經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的分析，從人口變化，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)比的變化和政策三個(gè)因素對(duì)廣豐區(qū)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)力研究。人口、經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與城市面積擴(kuò)張息息相關(guān)，退耕還林、集約利用土地，大力發(fā)展第三產(chǎn)業(yè)，優(yōu)化生產(chǎn)結(jié)構(gòu)等是廣豐區(qū)的未來土地利用的主要方向。