城鎮(zhèn)化背景下欠發(fā)達(dá)地區(qū)土地利用研究
——以都勻市典型樣帶為例

廖亞琴，黃 娟*，高長春，邢 穎，楊 芳

（黔南民族師范學(xué)院 旅游與資源環(huán)境學(xué)院，貴州 都勻 558000）

0 引言

城鎮(zhèn)化，亦稱為城市化，是伴隨工業(yè)化發(fā)展，非農(nóng)產(chǎn)業(yè)在城鎮(zhèn)集聚、農(nóng)村人口向城鎮(zhèn)集中的自然歷史過程，是國家現(xiàn)代化的必經(jīng)之路和重要標(biāo)志，是人類社會(huì)發(fā)展的客觀趨勢(shì)[1]。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展與城鎮(zhèn)化進(jìn)程的加快，人類生產(chǎn)活動(dòng)的變化通過實(shí)體化的土地利用格局表現(xiàn)出來[2]。城鎮(zhèn)化進(jìn)程中對(duì)于土地利用變化的研究較多，特別是對(duì)于經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)城鎮(zhèn)化背景下土地利用變化的研究成果豐富[3-5]。作為經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)地區(qū)，近年來在城鎮(zhèn)化和工業(yè)化的背景下，城鎮(zhèn)的土地利用結(jié)構(gòu)也發(fā)生了迅速變化。都勻市作為西部欠發(fā)達(dá)地區(qū)州府所在地，近十年來由于城鎮(zhèn)建設(shè)、園區(qū)建設(shè)等方面的影響，土地利用變化有明顯的特點(diǎn)。目前，已有學(xué)者基于耦合協(xié)調(diào)度模型[6]和主成分分析[7]對(duì)都勻市土地利用變化進(jìn)行研究；而都勻市的城鎮(zhèn)發(fā)展過程中，沿帶狀的土地利用變化更為突出。本文試圖從都勻市典型樣帶角度分析土地利用的變化，以解釋城鎮(zhèn)化對(duì)土地利用變化的影響，為城市建設(shè)、規(guī)劃提供參考。當(dāng)前研究土地利用變化的方法比較成熟，有景觀格局指數(shù)[8]、區(qū)域變化趨勢(shì)與狀態(tài)指數(shù)[9]、土地序列數(shù)據(jù)庫[10]、土地利用動(dòng)態(tài)度[11]等方法。本文從土地轉(zhuǎn)移變化和土地利用結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性對(duì)都勻市土地利用變化進(jìn)行剖析。

1 研究區(qū)概況

都勻市是貴州省黔南布依族苗族自治州的首府，面積2 285.26 km2，是黔中經(jīng)濟(jì)的重要組成部分，2018年全市生產(chǎn)總值201.92 億元。近年來，在城鎮(zhèn)化的發(fā)展之下，都勻市城區(qū)以東的區(qū)域發(fā)展最為迅速，以文峰園到秦漢影視城之間的土地利用變化最為典型，本文選取此典型區(qū)域作為研究樣帶。

2 數(shù)據(jù)來源與研究方法

2.1 數(shù)據(jù)來源與處理

本文土地利用數(shù)據(jù)來自于Google Earth，分別獲取2012 年和2018 年的土地利用數(shù)據(jù)。首先，利用ArcGIS 平臺(tái)對(duì)研究區(qū)2012 年和2018 年衛(wèi)星影像圖進(jìn)行預(yù)處理：添加投影；其次，根據(jù)投影坐標(biāo)進(jìn)行衛(wèi)星影像圖矢量化。依據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)《土地利用分類標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T21010-2017），研究區(qū)的土地利用分類，如表1所示。

入選標(biāo)準(zhǔn):①患者均滿足PFNA手術(shù)適應(yīng)癥;②術(shù)前檢查其血壓、血糖、凝血均正常;③術(shù)前2d均接受徐常規(guī)檢查;④患者和其家屬均知曉此次診治方案,并簽字確認(rèn);⑤均為首次手術(shù)治療者。

表1 土地利用分類標(biāo)準(zhǔn)

2.2 研究方法

2.2.1 樣帶分析法。沿驅(qū)動(dòng)因子變化梯度較大的方向選擇樣帶進(jìn)行典型分析是環(huán)境變化現(xiàn)代過程研究的重要手段[12]。本文選用樣帶法對(duì)近年來都勻市土地利用變化最為明顯的區(qū)域進(jìn)行研究。所需土地利用數(shù)據(jù)是從Google Earth 上截取都勻市城區(qū)以文峰園到秦漢影視城之間的樣帶，面積為44.66 km2，以此來反映都勻市城鎮(zhèn)土地利用變化特征。

3.2.1 數(shù)量變化分析。2012-2018 年，耕地轉(zhuǎn)出最多；灌木林地轉(zhuǎn)入最多，其次是商住用地的轉(zhuǎn)入。對(duì)都勻市的典型樣帶進(jìn)行疊加分析，得到典型樣帶的土地利用數(shù)據(jù)及其轉(zhuǎn)移矩陣，并以此為基礎(chǔ)，計(jì)算研究時(shí)期內(nèi)各種類型之間的轉(zhuǎn)化量，分析類型之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系。其中表格的行為2012 年的各地類面積，列為2018年的土地利用類型面積，對(duì)角線以及空值則代表著未發(fā)生類型轉(zhuǎn)移的數(shù)量（表3）。

由表3 可看出，2012-2018 年，耕地與喬木林地、灌木林地、商住用地的轉(zhuǎn)換；灌木林地與喬木林地、交通運(yùn)輸用地、商住用地之間的轉(zhuǎn)換；草地與灌木林地之間的相互轉(zhuǎn)換，這幾種轉(zhuǎn)換構(gòu)成了研究區(qū)土地利用類型的主要轉(zhuǎn)化方式。其中較為顯著的是耕地的大量轉(zhuǎn)出，轉(zhuǎn)出的比例為51.49%；其次是喬木林地、草地、灌木林地的轉(zhuǎn)出，轉(zhuǎn)出的比例分別是16.08%、11.81%、9.15%；商住用地、交通運(yùn)輸用地、工礦倉儲(chǔ)用地的轉(zhuǎn)入明顯增加，分別轉(zhuǎn)入15.83%、6.56%、6.30%。其他類型的用地轉(zhuǎn)入與轉(zhuǎn)出的比例不是很明顯。

2.2.3 土地利用結(jié)構(gòu)信息熵模型。利用信息熵模型可以來定量表達(dá)土地利用的復(fù)雜程度與均衡程度[15]，計(jì)算公式：

均衡度是指土地利用狀態(tài)的均質(zhì)程度和各類型間面積的差異[15]，計(jì)算公式如下：

式中，Sij為地類i 轉(zhuǎn)換為地類j 的面積；n 為地類數(shù)量。利用ArcGIS 中的分析功能，將各個(gè)年份的土地利用現(xiàn)狀數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，得到各地類之間的轉(zhuǎn)換面積，以此得到研究區(qū)域的土地利用轉(zhuǎn)移矩陣。

式中，J 表示均衡度，J 介于0 和1 之間，J 值越大，土地利用組成結(jié)構(gòu)越均衡。當(dāng)各地類的面積相同時(shí)，J值最大，土地利用組成處于均衡狀態(tài)。可通過定義區(qū)域土地利用結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢(shì)度來表示土地利用的集中度[15]：

但事實(shí)上，隨著人工智能算法的成熟，專用算法逐步向通用算法發(fā)展，同一套算法模型可能適用于相近領(lǐng)域的多種應(yīng)用場景。例如，西門子醫(yī)療將推出全球首創(chuàng)人工智能產(chǎn)品AIRad Chest CT，? 《西門子醫(yī)療推出全球首創(chuàng)人工智能產(chǎn)品——AI-Rad Chest CT》，載https://www.yigoonet.com/article/22453428.html，最后訪問日期：2018年10月5日?；谖鏖T子擁有的海量臨床數(shù)據(jù)集合來訓(xùn)練底層算法，產(chǎn)品可運(yùn)用在心臟、肺、主動(dòng)脈和脊柱等胸部器官上，完成如識(shí)別非心電圖觸發(fā)CT影像上的肺部損傷和基于冠狀動(dòng)脈鈣化分析計(jì)算心血管風(fēng)險(xiǎn)等多種不同的醫(yī)療任務(wù)。

本文基于2010年版中國藥典一部及相關(guān)文獻(xiàn)[7,8]，優(yōu)化高效液相色譜測定長柄扁桃仁與餅粕中苦杏仁苷及其降解產(chǎn)物-野黑櫻苷的方法，同時(shí)對(duì)長柄扁桃仁與餅粕中苦杏仁苷和野黑櫻苷提取工藝進(jìn)行優(yōu)化，確定長柄扁桃仁、餅粕中苦杏仁苷與野黑櫻苷的含量，進(jìn)而達(dá)到明確有害降解產(chǎn)物氫氰酸含量的目的。與相關(guān)研究相比，本方法的含量測定范圍中包含了飼料衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)中HCN的限量值，而且能夠同時(shí)準(zhǔn)確檢測苦杏苷與中間降解產(chǎn)物野黑櫻苷含量，為高效液相色譜測定長柄扁桃仁及其系列產(chǎn)品中苦杏仁苷與野黑櫻苷提供依據(jù)，為長柄扁桃仁系列產(chǎn)品的開發(fā)提供參考。

式中，Pi為各個(gè)地類面積占總面積的百分比；n 為研究區(qū)地類個(gè)數(shù)。式中表明，信息熵越高，地類結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，地類間的面積差異越小，系統(tǒng)無序性越高。

式中，I 代表優(yōu)勢(shì)度。

綜上所述，平片無張力疝修補(bǔ)術(shù)治療效果明顯優(yōu)于疝環(huán)充填式修補(bǔ)術(shù)，且具有較快的恢復(fù)速度，較低的并發(fā)癥發(fā)生率等特點(diǎn)，值得在臨床中推廣和應(yīng)用。

3 研究結(jié)果與分析

3.1 土地利用變化結(jié)構(gòu)特征

2012-2018 年，總體上耕地迅速減少，灌木林地和商住用地均增加。中部和西部的耕地大面積減少，西部和東部的商住用地增加。

由表2 可以看出，耕地面積由2012 年的1 341.29 hm2減少到2018 年的470.19 hm2，減少近19.51%；灌木林地面積增加，由2012 年的898.70 hm2增加到2018年的1 195.53 hm2，增加近6.65%；商住用地面積由2012 年的304.06 hm2增加到2018 年的515.77 hm2，面積比增加近4.47%；工礦倉儲(chǔ)用地、交通運(yùn)輸用地、公共管理與公共服務(wù)用地、喬木林地、草地，此6 年期間，面積占比都是在增加，分別增加了2.33%、2.51%、1.06%、0.46%、0.82%。水域與空閑地的面積占比也增加，但增加的幅度并不明顯。

表2 研究區(qū)土地利用類型(%)

3.2 土地利用轉(zhuǎn)移矩陣分析

2.2.2 土地利用轉(zhuǎn)移矩陣。土地利用轉(zhuǎn)移矩陣是利用矩陣的形式來表示研究區(qū)域的時(shí)間范圍內(nèi)各地類之間的轉(zhuǎn)換量和轉(zhuǎn)換方向[13]，該方法可用于定量描述系統(tǒng)狀態(tài)的轉(zhuǎn)移特征[14]。表達(dá)式為：

縱觀簡媜長達(dá)四十年的創(chuàng)作歷程，從自我意識(shí)的探索開始，其題材經(jīng)營集中于女性、鄉(xiāng)土經(jīng)驗(yàn)、都市觀察領(lǐng)域，一以貫之的則是傳統(tǒng)文化與庶民情結(jié)的融合注入。其中女性“地母”形象、自然書寫、仁愛關(guān)懷、傳統(tǒng)價(jià)值觀守護(hù)成為其傳統(tǒng)文化書寫的主要表征。

表3 研究區(qū)2012-2018 年的土地利用轉(zhuǎn)移矩陣（hm2）

具體特征：（1） 耕地面積大量轉(zhuǎn)為其他用地，主要轉(zhuǎn)為草地、灌木林地、喬木林地、商服用地、交通運(yùn)輸用地、工礦倉儲(chǔ)用地以及其他類型的土地。耕地轉(zhuǎn)移面積大小依次為：喬木林地> 灌木林地> 商住用地> 草地> 工礦倉儲(chǔ)用地> 交通運(yùn)輸用地> 空閑地>公共管理與公共服務(wù)用地>水域。耕地轉(zhuǎn)變?yōu)閱棠玖值睾凸嗄玖值刂饕怯捎谕烁€林的政策，以及生態(tài)環(huán)境保護(hù)的需求結(jié)果。耕地轉(zhuǎn)變?yōu)椴莸?，是在城?zhèn)化的背景下進(jìn)行轉(zhuǎn)換，主要是耕地撂荒，逐漸的長成雜草以及修建其他類型用地時(shí)的綠化。耕地轉(zhuǎn)變?yōu)楣さV倉儲(chǔ)用地主要是研究區(qū)域的城市化進(jìn)程驅(qū)動(dòng)，即耕地的農(nóng)業(yè)化轉(zhuǎn)向非農(nóng)業(yè)化，由原來的第一產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)向其他產(chǎn)業(yè)。耕地轉(zhuǎn)向交通運(yùn)輸用地，則是基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)對(duì)經(jīng)濟(jì)的促進(jìn)作用。耕地轉(zhuǎn)向公共管理與公共服務(wù)用地，是城鎮(zhèn)化背景下所需的結(jié)果。（2）草地的面積增加，主要由耕地與喬木林地、喬木林地與空閑地的轉(zhuǎn)入，其中草地與兩種林地之間的轉(zhuǎn)化則是來自于將林地用來修建其他用地時(shí)的綠化。（3）商住用地面積的增加，主要有耕地、草地、喬木林地、空閑地以及灌木林地（按照轉(zhuǎn)入面積的大小排序）的轉(zhuǎn)入。耕地的轉(zhuǎn)入，其帶來的經(jīng)濟(jì)價(jià)值要比傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)化高。（4）灌木林地的面積增加主要來源于耕地、草地、喬木林地、空閑地。（5）工礦倉儲(chǔ)用地面積的主要轉(zhuǎn)入源為耕地、灌木林地、喬木林地、空閑地，研究區(qū)的大型工廠大部分是由研究區(qū)東部的灌木林地、喬木林地轉(zhuǎn)變而來。（6）交通運(yùn)輸用地面積的增加，主要是耕地、空閑地、喬木林地、灌木林地的轉(zhuǎn)入。（7）公共管理與公共服務(wù)用地面積的增加，大部分是灌木林地、喬木林地和耕地的轉(zhuǎn)入。（8）水域面積的增加，主要是耕地轉(zhuǎn)為人工水域。

大跨度鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)架頂棚施工作為我國當(dāng)前建筑施工中較為常見的一種施工形式，在其施工管理技術(shù)應(yīng)用過程中，應(yīng)該注重對(duì)施工技術(shù)應(yīng)用分析，這樣才能在施工技術(shù)應(yīng)用分析下，全面提升大跨度鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)架頂棚高空散裝施工質(zhì)量。本文針對(duì)大跨度鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)架頂棚高空散裝施工研究，能夠在研究過程中，按照施工技術(shù)應(yīng)用需求，將對(duì)應(yīng)的技術(shù)應(yīng)用難點(diǎn)及技術(shù)實(shí)施中的關(guān)鍵性技術(shù)應(yīng)用控制好，對(duì)于提升其技術(shù)應(yīng)用能力和鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)架頂棚散裝施工質(zhì)量具有重要性研究意義。

在研究期間有交通運(yùn)輸用地轉(zhuǎn)變成其他土地利用類型，是在建設(shè)其他類型用地時(shí)，占用了農(nóng)村道路；而有喬木林地與灌木林地轉(zhuǎn)變?yōu)楦?，主要是生產(chǎn)糧食作物的需求用地與耕地的實(shí)際用地不平衡而實(shí)行的不同地類的交換結(jié)果。

3.2.2 空間變化分析。由圖1 和圖2 可以看出典型樣帶2012-2018 年在空間上的轉(zhuǎn)換特征，研究區(qū)中部的耕地大部分轉(zhuǎn)變?yōu)樯套∮玫?、灌木林地、工礦倉儲(chǔ)用地，東部的土地利用變化最為顯著。具體特征表現(xiàn)為：典型樣帶東北部的草地轉(zhuǎn)變?yōu)楣嗄玖值睾蜕套∮玫?；東部草地轉(zhuǎn)變?yōu)楣嗄玖值?；中部的耕地大部分轉(zhuǎn)變?yōu)楣补芾砼c公共服務(wù)用地、喬木林地、工礦倉儲(chǔ)用地、灌木林地；西部當(dāng)中的耕地和灌木林地轉(zhuǎn)變?yōu)樯套∮玫?、工礦倉儲(chǔ)用地、交通運(yùn)輸用地、公共管理與公共服務(wù)用地。

從圖2 可知，2018 年商住用地增加，且主要集中在西北地區(qū)、東南地區(qū)。西北地區(qū)是由于舊城改造使得商住用地變化明顯。東南部由于都勻秦漢影視城、毛尖酒店、青云湖酒店、黔南金橋汽車駕駛培訓(xùn)學(xué)校的建立商住用地增加明顯。由于老城和新城區(qū)城市主干道的建設(shè)，交通運(yùn)輸用地在研究期內(nèi)呈東西向增長顯著。公共管理與公共服務(wù)用地在研究區(qū)分散布局零星變化，主要有南沙洲民族文化公園、黔南州人民醫(yī)院和黔南州紀(jì)檢委、貴州省內(nèi)貿(mào)學(xué)校、文峰園、黔南州安監(jiān)局、黔南州教育局、黔南州精神病院、新修建的都勻市第二中學(xué)、都勻洛邦中學(xué)以及茶博園等。

四種施工方法管片均整體向下位移，離區(qū)間隧道較近的底部管片變形略大于其他部位，臺(tái)階法施工管片最大變形為11.2 mm，CRD法施工為6.8 mm，臨時(shí)仰拱臺(tái)階法和CD法施工結(jié)果較接近，分別為8.8 mm和9.1 mm。對(duì)臨時(shí)仰拱臺(tái)階法施工盾構(gòu)管片沿環(huán)向變形(見圖11和圖12)分析，結(jié)果表明，管片最大變形在地鐵區(qū)間拱頂上方，而不是兩隧道中心截面，且管片在地鐵雙區(qū)間截面中心±15 m范圍內(nèi)變形均較大，量值在8 mm～9.5 mm之間，因此為減小變形，可著重對(duì)這30 m段管片局部加固。

3.3 均質(zhì)性和穩(wěn)定性分析

由表4 可以看出，2012-2018 年，信息熵增加，表明土地結(jié)構(gòu)復(fù)雜，系統(tǒng)無序性高；均衡度也增加，則說明在這期間地類間的面積差異較小，土地利用組成趨于均衡狀態(tài)；優(yōu)勢(shì)度減少，表明研究區(qū)土地利用集中度降低。

結(jié)合表3 和表4 來看，2012-2018 年信息熵呈增長趨勢(shì)，增加了0.195，研究區(qū)的地類結(jié)構(gòu)變得更為復(fù)雜；均衡度的增加，主要是2012 年耕地大量轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌愋陀玫?，耕地的減少使得各土地利用類型之間的面積差異變小，組成的結(jié)構(gòu)越來越均衡；優(yōu)勢(shì)度減少、地類間的集中度降低。由圖1 和圖2 看出，2012 年研究區(qū)東部的灌木林地和耕地集中度較高，2018 年灌木林地與耕地轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌愋偷耐恋?，兩種地類分布變得零散，中部的耕地轉(zhuǎn)變?yōu)閱棠玖值兀沟弥胁康母丶卸葴p少。這些變化是優(yōu)勢(shì)度減少的主要原因。

表4 2012-2018 年的信息熵與均衡度

圖1 研究區(qū)2012 年土地利用現(xiàn)狀

圖2 研究區(qū)2018 年土地利用現(xiàn)狀

4 都勻市典型樣帶土地利用變化驅(qū)動(dòng)因素

4.1 政策因素

通過招商引資政策，黔南州在2014 年將都勻市作為發(fā)展核心區(qū)，大力支持都勻市經(jīng)濟(jì)圈發(fā)展。為了吸引企業(yè)來都勻市投資開辦工廠，政府頒布了許多稅收優(yōu)惠政策，使得都勻市的工礦倉儲(chǔ)用地增加。政策的變化會(huì)讓都勻市的土地利用結(jié)構(gòu)發(fā)生變化。

4.2 城鎮(zhèn)化建設(shè)

都勻市舊城改造：文峰園周圍一帶的舊城改造，使得研究區(qū)西部的商住用地增加；工礦倉儲(chǔ)用地、商住用地的增加，讓都勻市由原來的傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)化轉(zhuǎn)向工業(yè)化、現(xiàn)代化；交通運(yùn)輸用地的增加，對(duì)于周邊地區(qū)的人口、經(jīng)濟(jì)、產(chǎn)業(yè)等結(jié)構(gòu)，都有著極大影響。城鎮(zhèn)化重點(diǎn)項(xiàng)目的建設(shè)：新建的茶博園、綠博園、秦漢影視城也為都勻市注入了新鮮血液。分析研究都勻市典型樣帶的土地利用變化，能夠合理規(guī)劃土地資源，為規(guī)劃資源找到重要依據(jù)，促進(jìn)可持續(xù)的土地利用，為城鎮(zhèn)化作出重要的指導(dǎo)意義。

5 結(jié)論

2012-2018 年，耕地面積大幅度減少，灌木林地和商住用地面積增加最明顯。交通運(yùn)輸用地、工礦倉儲(chǔ)用地、公共管理與公共服務(wù)用地的面積都是增加的狀態(tài)，水域、空閑地的增加幅度較小。

不同的土地利用類型之間存在著程度不一的相互轉(zhuǎn)換。2012-2018 年，整體上主要為耕地的轉(zhuǎn)出，商住用地、灌木林地、交通運(yùn)輸用地的轉(zhuǎn)入，其中耕地的轉(zhuǎn)出面積占2012 年耕地面積的68.62%，轉(zhuǎn)向草地11.60%、灌木林地14.41%、喬木林地17.26%、商服用地12.93%?？臻g上的轉(zhuǎn)移變化，可以看出主要的轉(zhuǎn)移變化發(fā)生在研究區(qū)中部和東部，中部和東部的耕地主要轉(zhuǎn)變?yōu)閱棠玖值?、灌木林地、商住用地、工礦倉儲(chǔ)用地、公共管理與公共服務(wù)用地。中部的喬木林地主要轉(zhuǎn)變?yōu)榻煌ㄟ\(yùn)輸用地、工礦倉儲(chǔ)用地、商住用地。

2012-2018 年，信息熵處于增加的狀態(tài)，土地利用組成結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，整個(gè)地類系統(tǒng)無序性增加；均衡度增加，土地利用類型之間的面積差異變小，組成結(jié)構(gòu)逐漸穩(wěn)定；優(yōu)勢(shì)度降低，土地利用集中度明顯下降。表明在研究期內(nèi)，城鎮(zhèn)化過程中所需的土地利用類型已經(jīng)向穩(wěn)定狀態(tài)發(fā)展。

政策因素和城鎮(zhèn)化重點(diǎn)項(xiàng)目對(duì)都勻市典型樣帶土地利用變化影響最為明顯。