1995-2015年貴陽(yáng)市土地城鎮(zhèn)化變化梯度特征

韓會(huì)慶 馬淑亮 陳思盈

摘 要：基于1995和2015年Landsat TM/ETM+遙感影像，利用ArcGIS軟件，從地形梯度和社會(huì)經(jīng)濟(jì)梯度兩方面，分析1995-2015年貴陽(yáng)市土地城鎮(zhèn)化變化的梯度特征.結(jié)果表明：1995-2015年貴陽(yáng)市土地城鎮(zhèn)化整體呈增加趨勢(shì);隨著地形起伏度和地形位梯度增加，貴陽(yáng)市土地城鎮(zhèn)化由上升轉(zhuǎn)為下降;在交通、人口密度、城鄉(xiāng)的大部分梯度上，貴陽(yáng)市土地城鎮(zhèn)化均表現(xiàn)為上升趨勢(shì).貴陽(yáng)市山地地形限制了土地城鎮(zhèn)化在地形起伏度和地形位較高梯度上的擴(kuò)張，而社會(huì)經(jīng)濟(jì)梯度的吸引力不同導(dǎo)致土地城鎮(zhèn)化變化在各梯度上存在差異.

關(guān)鍵詞：土地城鎮(zhèn)化;地形梯度;社會(huì)經(jīng)濟(jì)梯度;貴陽(yáng)市

[中圖分類(lèi)號(hào)]X24 ? [文獻(xiàn)標(biāo)志碼]A

Abstract：We analyzed the gradient characteristics of land urbanization change in Guiyang city from 1995 to 2015 from two aspects of terrain gradient and socio-economic gradient with the help of ArcGIS software based on Landsat TM/ETM+ remote sensing images in 1995 and 2015.The results showed that the land urbanization of Guiyang city represented an increasing trend as a whole from 1995 to 2015.The land urbanization of Guiyang turned from rising to falling with the increase of topographic relief degree and topographic gradients.The land urbanization in Guiyang city showed an upward trend in the most gradients of transportation，population density and urban-rural levels.The mountainous terrain of Guiyang city limits the expansion of land urbanization on the relatively high gradient of topographic fluctuation and topographic position，while the different attractions of social and economic gradient leads to the difference of land urbanization change on each socio-economic gradient.

Key words：land urbanization;topographic gradient;socio-economic gradient;Guiyang city

隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，各地城鎮(zhèn)化速度加快，城市建設(shè)用地不斷擴(kuò)展.[1]依據(jù)2014年提出的《國(guó)家新型城鎮(zhèn)化規(guī)劃（2014-2020年）》要求，至2020我國(guó)城鎮(zhèn)化達(dá)到60%.[2]然而，我國(guó)城鎮(zhèn)化過(guò)程中出現(xiàn)明顯攤大餅式擴(kuò)張?zhí)攸c(diǎn)，過(guò)分追求大廣場(chǎng)、新區(qū)建設(shè)，造成土地粗放利用，這在土地城鎮(zhèn)化方面表現(xiàn)最為突出.[3-4]貴陽(yáng)市作為貴州省省會(huì)，是我國(guó)典型的山地城市.2000年以來(lái)城市建成區(qū)面積急劇擴(kuò)張，但用地效率不高.[5-6]定量評(píng)估貴陽(yáng)市土地城鎮(zhèn)化變化規(guī)律，對(duì)貴陽(yáng)市社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展、土地節(jié)約集約利用至關(guān)重要.

目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)土地城鎮(zhèn)化的研究集中于土地城鎮(zhèn)化測(cè)定，土地城鎮(zhèn)化時(shí)空變化分析、土地城鎮(zhèn)化與人口城鎮(zhèn)化耦合協(xié)調(diào)關(guān)系、土地城鎮(zhèn)化對(duì)生態(tài)環(huán)境及社會(huì)經(jīng)濟(jì)的影響等方面.熵權(quán)法、DMSP/OLS夜間燈光指數(shù)等已應(yīng)用于土地城鎮(zhèn)化測(cè)定.郭亞周[7]利用熵權(quán)法，通過(guò)構(gòu)建指標(biāo)體系評(píng)估了蘭州市土地城鎮(zhèn)化發(fā)展?fàn)顩r.楊洋[8]利用長(zhǎng)時(shí)間序列DMSP/OLS夜間燈光指數(shù)分析環(huán)渤海地區(qū)土地城鎮(zhèn)化變化狀況.全國(guó)、東部、中部等發(fā)達(dá)地區(qū)是土地城鎮(zhèn)化時(shí)空變化研究關(guān)注的重點(diǎn)區(qū)域.張飛[9]、曹萍[10]、盧新海[11]分別對(duì)全國(guó)、山東省、中部地區(qū)的土地城鎮(zhèn)化時(shí)空變化進(jìn)行了研究.此外，全國(guó)、省、市等各尺度的人口城鎮(zhèn)化與土地城鎮(zhèn)化協(xié)調(diào)研究亦受到關(guān)注.劉瓊[12]、潘春玲[13]、黃艷萍[14]分別對(duì)全國(guó)、寧夏、成都及重慶的土地城鎮(zhèn)化與人口城鎮(zhèn)化協(xié)調(diào)關(guān)系進(jìn)行了研究.另外，也有學(xué)者分析了土地城鎮(zhèn)化對(duì)建成區(qū)綠地率以及經(jīng)濟(jì)效率的影響.[15-16]針對(duì)貴陽(yáng)市城鎮(zhèn)化的研究主要集中于城鎮(zhèn)化發(fā)展路徑分析、城鎮(zhèn)化與資源環(huán)境耦合協(xié)調(diào)關(guān)系[5，17]，僅有何立猛[18]研究了貴陽(yáng)市土地城鎮(zhèn)化狀況，鮮有關(guān)注貴陽(yáng)市土地城鎮(zhèn)化變化狀況，尤其是不同社會(huì)經(jīng)濟(jì)及地形梯度下貴陽(yáng)市土地城鎮(zhèn)化變化特點(diǎn).鑒于此，筆者以貴陽(yáng)市為例，分析了1995-2015年貴陽(yáng)市土地城鎮(zhèn)化變化的梯度特征，以期為貴陽(yáng)市城鎮(zhèn)化健康發(fā)展、城市空間規(guī)劃、城市土地節(jié)約集約利用提供科學(xué)依據(jù).

1 數(shù)據(jù)來(lái)源與研究方法

1.1 數(shù)據(jù)來(lái)源

土地利用數(shù)據(jù)是1995年和2015年Landsat TM/ETM+遙感影像，采用人機(jī)交互目視解譯的方法獲得.依據(jù)本研究需要，將土地利用類(lèi)型劃分為城鎮(zhèn)用地、農(nóng)村居民點(diǎn)、非建設(shè)用地三類(lèi).為驗(yàn)證解譯精度，利用基于2015年高精度遙感影像（Pleiades遙感影像，空間分別率為0.5 m）解譯獲得的貴陽(yáng)市開(kāi)陽(yáng)縣南龍鄉(xiāng)翁朵村土地利用數(shù)據(jù)，與本研究解譯結(jié)果進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)正確率大于85%，說(shuō)明土地利用解譯結(jié)果可以滿足本研究需要.DEM和坡度數(shù)據(jù)（30 m空間分辨率）來(lái)源于地理國(guó)情監(jiān)測(cè)云平臺(tái)，人口密度數(shù)據(jù)來(lái)源于2015年貴陽(yáng)市統(tǒng)計(jì)年鑒，交通網(wǎng)和行政中心數(shù)據(jù)由貴陽(yáng)市交通圖和行政區(qū)圖矢量化得到.

1.2 研究方法

1.2.1 土地城鎮(zhèn)化測(cè)度

本研究借鑒人口城鎮(zhèn)化的測(cè)度方法，進(jìn)行土地城鎮(zhèn)化計(jì)算.計(jì)算公式為：

LUR=U/（U+R） ×100%.

式中，LUR為土地城鎮(zhèn)化（%），U為城鎮(zhèn)用地面積（hm2），R為農(nóng)村居民點(diǎn)面積（hm2）.

1.2.2 地形及社會(huì)經(jīng)濟(jì)梯度分級(jí)

地形起伏度和地形位是基于DEM和坡度數(shù)據(jù)，利用ArcGIS軟件的空間分析模塊工具計(jì)算得到.利用ArcGIS軟件的自然斷點(diǎn)法，將地形起伏度和地形位的梯度劃分為6個(gè)等級(jí).交通、人口密度、城鄉(xiāng)梯度分別是基于矢量化的交通網(wǎng)、人口密度、行政中心（區(qū)、縣級(jí)）數(shù)據(jù)，利用ArcGIS軟件多環(huán)緩沖工具，生成不同緩沖區(qū)，并依據(jù)緩沖距離分為6個(gè)等級(jí).見(jiàn)表1.

2 結(jié)果與分析

2.1 貴陽(yáng)市土地城鎮(zhèn)化變化的整體特征

1995和2015年云巖區(qū)和南明區(qū)土地城鎮(zhèn)化均較高，1995年觀山湖區(qū)、白云區(qū)和烏當(dāng)區(qū)土地城鎮(zhèn)化較低，2015年修文縣土地城鎮(zhèn)化較低.1995-2015年，貴陽(yáng)市土地城鎮(zhèn)化整體呈上升趨勢(shì)，觀山湖區(qū)和白云區(qū)的上升幅度較大，花溪區(qū)、南明區(qū)、云巖區(qū)及修文縣呈小幅上升趨勢(shì)，烏當(dāng)區(qū)、開(kāi)陽(yáng)縣上升幅度居中（表2）.

2.2 貴陽(yáng)市土地城鎮(zhèn)化在地形梯度上的變化特征

從地形起伏度梯度來(lái)看，1995年貴陽(yáng)市土地城鎮(zhèn)化Ⅱ，Ⅲ，Ⅳ梯度高于2015年，Ⅰ梯度2015年土地城鎮(zhèn)化高于1995年，Ⅴ和Ⅳ梯度1995年和2015年非常接近;從地形位梯度來(lái)看，1995年貴陽(yáng)市土地城鎮(zhèn)化Ⅲ至Ⅵ梯度高于2015年，Ⅰ和Ⅱ梯度2015年土地城鎮(zhèn)化高于1995年（圖1）.

1995-2015年，貴陽(yáng)市土地城鎮(zhèn)化地形起伏度Ⅰ梯度呈上升趨勢(shì)，地形起伏度Ⅱ至Ⅴ梯度呈下降趨勢(shì)，地形起伏度Ⅵ梯度無(wú)變化，其下降幅度較大.1995-2015年，貴陽(yáng)市土地城鎮(zhèn)化在地形位Ⅰ和Ⅱ梯度呈上升趨勢(shì)，在地形位Ⅲ至Ⅵ梯度呈下降趨勢(shì)，地形位Ⅰ梯度的上升幅度較大，地形位Ⅵ梯度的下降幅度較大（表3）.

2.3 貴陽(yáng)市土地城鎮(zhèn)化在社會(huì)經(jīng)濟(jì)梯度上的變化特征

從交通梯度來(lái)看，隨著交通距離的加大，1995和2015年貴陽(yáng)市土地城鎮(zhèn)化持續(xù)下降，2015年貴陽(yáng)市土地城鎮(zhèn)化Ⅰ至Ⅲ梯度高于1995年，而Ⅳ梯度1995年土地城鎮(zhèn)化高于2015年;從人口密度梯度來(lái)看，2015年貴陽(yáng)市土地城鎮(zhèn)化Ⅲ，Ⅴ，Ⅵ梯度高于1995年，而Ⅰ和Ⅳ梯度1995年土地城鎮(zhèn)化高于2015年，Ⅱ梯度1995和2015年土地城鎮(zhèn)化非常接近;從城鄉(xiāng)梯度來(lái)看，2015年貴陽(yáng)市土地城鎮(zhèn)化各梯度均高于1995年，且均隨著城鄉(xiāng)梯度增大（由Ⅰ到Ⅵ梯度）土地城鎮(zhèn)化持續(xù)下降（圖2）.

1995-2015年，貴陽(yáng)市土地城鎮(zhèn)化在交通Ⅰ至Ⅲ梯度呈上升趨勢(shì)，在Ⅳ梯度呈下降趨勢(shì)，在Ⅴ和Ⅵ梯度無(wú)變化，其中在Ⅲ梯度的上升幅度較大;1995-2015年，貴陽(yáng)市土地城鎮(zhèn)化人口密度Ⅱ，Ⅲ，Ⅴ，Ⅵ梯度呈上升趨勢(shì)，Ⅰ和Ⅳ梯度呈下降趨勢(shì)，Ⅴ梯度上升幅度較大，Ⅰ梯度下降突出;1995-2015年，貴陽(yáng)市土地城鎮(zhèn)化在城鄉(xiāng)Ⅰ至Ⅴ梯度呈上升趨勢(shì)，Ⅵ梯度無(wú)變化，其中Ⅴ梯度的上升幅度較大（表4）.

3 討論與結(jié)論

3.1 討論

貴陽(yáng)市是典型的山地城市，城市發(fā)展集中于狹窄巖溶盆地[19]，這使得1995年貴陽(yáng)市盆地中心的云巖區(qū)和南明區(qū)土地城鎮(zhèn)化水平較高.隨著貴陽(yáng)市進(jìn)入社會(huì)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展階段，社會(huì)經(jīng)濟(jì)因素（如交通、行政政策等）對(duì)貴陽(yáng)市土地城鎮(zhèn)化影響強(qiáng)度增加[20]，如2000年后成立的金陽(yáng)新區(qū)（后改為觀山湖區(qū)）在政策作用下加速了土地城鎮(zhèn)化，而位于盆地的云巖區(qū)和南明區(qū)土地城鎮(zhèn)化水平增加緩慢.從不同地形和社會(huì)經(jīng)濟(jì)梯度看，過(guò)去20年貴陽(yáng)市土地城鎮(zhèn)化在低梯度地形上擴(kuò)張，在高梯度上下降，說(shuō)明貴陽(yáng)的建設(shè)用地?cái)U(kuò)張仍然受地形的嚴(yán)格限制.

值得注意的是，各社會(huì)經(jīng)濟(jì)因素對(duì)貴陽(yáng)市土地城鎮(zhèn)化擴(kuò)張的影響不同.如交通在Ⅰ至Ⅳ梯度上土地城鎮(zhèn)化變化較大，而在Ⅴ和Ⅵ基本沒(méi)有變化，說(shuō)明交通距離遠(yuǎn)近對(duì)貴陽(yáng)市土地城鎮(zhèn)化有強(qiáng)烈影響;人口密度各梯度土地城鎮(zhèn)化變化規(guī)律不突出，說(shuō)明人口密度與土地城鎮(zhèn)化相關(guān)性不大.

3.2 結(jié)論

1995-2015年，貴陽(yáng)市土地城鎮(zhèn)化整體呈上升趨勢(shì)，貴陽(yáng)市不同區(qū)域土地城鎮(zhèn)化的增加幅度存在差異，觀山湖區(qū)和白云區(qū)土地城鎮(zhèn)化增加突出，云巖區(qū)和南明區(qū)增加較小.除梯度Ⅰ和Ⅵ外，貴陽(yáng)市土地城鎮(zhèn)化在其他地形起伏度的梯度上均呈下降趨勢(shì).除梯度Ⅰ和Ⅱ外，貴陽(yáng)市土地城鎮(zhèn)化在Ⅲ至Ⅵ地形位梯度表現(xiàn)為下降趨勢(shì).在交通Ⅰ至Ⅲ梯度上貴陽(yáng)市土地城鎮(zhèn)化增加，而在Ⅳ至Ⅵ梯度土地城鎮(zhèn)化下降或維持不變.除人口密度Ⅰ和Ⅳ梯度以及城鄉(xiāng)Ⅵ梯度外，人口密度和城鄉(xiāng)的其他梯度土地城鎮(zhèn)化均呈增加趨勢(shì).

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編輯：琳莉