基于普定縣水母河流域萬畝大壩農(nóng)業(yè)土地利用時空變化研究

張慶軍，施永斌，劉 丹，陸曉娟

（1.貴州省安順市普定縣蔬菜生產(chǎn)管理站，貴州 安順 561000；2.貴州省安順市普定縣農(nóng)業(yè)經(jīng)營管理站，貴州 安順 561000；3.貴州省安順市普定縣土壤肥料工作站，貴州 安順 561000；4.貴州省安順市普定縣水務(wù)局，貴州 安順 561000）

土地利用/土地覆被（LUCC）現(xiàn)在是全球氣候、環(huán)境變化研究時刻關(guān)注的熱點。它是自然環(huán)境和人文環(huán)境的相互作用的最直接表現(xiàn)，并且還是社會經(jīng)濟(jì)活動和自然生態(tài)過程中的紐帶；現(xiàn)如今，有大量的學(xué)者專家都在開展對土地利用變化的研究工作，并且研究土地利用的工作逐漸深入到各個方面，例如，吳驍驍?shù)?，研究旅游業(yè)對古鎮(zhèn)土地利用的影響；包小鳳等；研究城鎮(zhèn)化擴(kuò)張的土地利用變化；何丹等，研究流域隨時間變化的土地利用演變；王紅營等，研究農(nóng)業(yè)發(fā)展的土地利用變化等；概括的來說，大量專家學(xué)者針對西南喀斯特地區(qū)也做了這方面的土地利用變化研究，主要集中于城市地區(qū)、典型流域的土地利用變化模擬、石漠化治理土地利用變化及巖溶地區(qū)土地利用變化。而較少針對西南地區(qū)貴州省萬畝大壩（相當(dāng)于平原、盆地）的土地利用變化進(jìn)行研究。

普定縣是傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)縣城，優(yōu)化壩區(qū)土地利用，在一定程度上減少在開發(fā)利用中對環(huán)境的多重破壞，因此，本研究對帶動萬畝大壩區(qū)域發(fā)展具有一定的參考意義。本研究以Geogle地球中獲取普定水母河流域萬畝大壩2011~2021年兩期高分辨率影像圖為例，研究其農(nóng)業(yè)土地利用變化，為壩區(qū)發(fā)展提供一定的參考依據(jù)。

1 研究區(qū)域概況

普定水母河流域萬畝大壩隸屬貴州省普定縣（距普定縣城15km，以前是縣城所在地）境內(nèi)，是貴州省的著名大壩，萬畝大壩由12個分壩組成，因大壩面積有三萬多畝，所以使得在普定本地有“金盆”的美譽(yù)。普定水母河流域萬畝大壩曾經(jīng)是一個高原湖泊，在地質(zhì)巨變之后，地勢就變得平坦且開闊，土層也變得深厚且肥沃。根據(jù)2021年貴州省對33.33hm以上壩區(qū)統(tǒng)計來看，該大壩有耕地2296.48hm，涉及人口數(shù)385766人，其氣候?qū)儆趤啛釒嘏瘽駶櫺詺夂?，年平均氣?5.7℃，年降雨量1211mm，從而氣候特點是溫和濕潤；該地盛產(chǎn)的農(nóng)作物有水稻、玉米、冬小麥與油菜等；因農(nóng)作物產(chǎn)量受降雨量影響小，就是所謂的旱澇保收，所以普定萬畝大壩是貴州省高原上的最大米糧基地之一。研究區(qū)是水母河流域，其中包括化處鎮(zhèn)，定南街道，穿洞街道，貓洞苗族仡佬族鄉(xiāng)，白巖鎮(zhèn)，馬官鎮(zhèn)一部分，研究區(qū)的土地利用結(jié)構(gòu)歸于耕地-建設(shè)用地主導(dǎo)型一類。此外，多條省級道路經(jīng)過壩區(qū)。

2 研究數(shù)據(jù)與方法

2.1 研究數(shù)據(jù)來源

在Geogle地球下載普定波玉河流域2011年0.53m、2021年0.53m分辨率的遙感影像圖為基本數(shù)據(jù)源，通過查找2011年及2021年貴州省農(nóng)情系統(tǒng)，得出該地區(qū)這10年來土地利用變化。

2.2 研究方法

在Geogle地球下載普定水母河流域2011年0.53m、2021年0.53m分辨率的遙感影像圖為基本數(shù)據(jù)源，通過查找2011年及2021年農(nóng)情系統(tǒng)，再結(jié)合貴州省的萬畝大壩土地利用的特點，加上需要考慮數(shù)據(jù)合理利用基本研究目標(biāo)，因此把水母河流域的土地利用分為6種類型分別為建設(shè)用地、農(nóng)田、水域、林地、交通用地和其他用地。（如表2.1）。

表2.1 土地利用分級類型

研究土地利用變化的三個重要內(nèi)容是土地利用時間與空間位置上的變化、土地利用變化的類型、土地利用變化的程度。通過這三個研究內(nèi)容，是對土地利用變化后的后果有利于評估，并且有利于預(yù)測未來土地利用的趨勢。

（1）通過查找農(nóng)情系統(tǒng)分析

在軟件中將水母河流域2011年、2021年0.53m的分辨率兩期遙感影像圖疊加，可以分析土地利用時間與空間位置上的變化，圖上顯示變化范圍越多，說明土地利用變化越大，并且可以獲取本研究需要的基本數(shù)據(jù)。

（2）土地利用變化重要性指數(shù)

利用土地利用變化的重要性指數(shù)（Ci），可以篩選出土地變化的主要變化類型。其計算公式（2.1）、（2.2）式。

在式中，Ci代表的是第i種土地變化類型的重要性指數(shù)，取值范圍在0~1之間，并且值為百分?jǐn)?shù)；Ai代表的是第i類土地變化的面積，單位是平方千米（km）；A代表的是研究區(qū)各類的土地變化面積的和，單位是平方千米（km）。Ci值越大，那就表明第i類土地變化越是占在眾多類型中主導(dǎo)地位。

（3）土地利用變化面積比重

土地利用變化面積比重（D）指各種類型土地變化面積的總和比上研究區(qū)總面積，其比值是百分?jǐn)?shù)，所以稱該比值為比重，該比重用來解釋分析研究區(qū)的土地利用變化的程度。計算公式見如（2.3）。

在式中，D代表的是研究區(qū)土地變化面積的比重，取值范圍在0~1，并且值為百分?jǐn)?shù)；A代表的是研究區(qū)各類的土地變化面積的和，單位：km，計算公式同上式（2.2）；S代表的是研究區(qū)的面積，單位：km。D值越大，那就表明研究區(qū)的土地利用變化的程度越是劇烈。

3 結(jié)果與分析

3.1 研究區(qū)域土地利用演變總體情況

將獲取的2011年、2021年普定水母河流域萬畝大壩土地利用變化分析統(tǒng)計，獲取到研究區(qū)2011~2021年土地利用兩年各分類的面積（如表3.1）。

從表3.1可以看出，研究區(qū)的土地利用主要變化在萬畝大壩上，并且主要分布在原城關(guān)鎮(zhèn)周圍，建設(shè)用地一類型變化最為明顯且面積增加（表3.1）；其總體變化特征為城關(guān)鎮(zhèn)中心向四周擴(kuò)展變化，水母河流域的中部地區(qū)利用變化大，四周變化相對較小。

3.2 壩區(qū)時間上的變化特征

在表3.1中農(nóng)田在2011~2021年的面積變化是最大的，2021年面積比2011年面積減少6.56km減少的面積占2011年的比值是10.08%；其次是建設(shè)用地，2021年面積比2011年面積增加3.69km增加的面積占2011年的比值67.23%；

表3.1 2011年、2021年各類土地利用面積變化

由表3.2看出研究區(qū)的變化面積是14.5km該土地變化面積占研究區(qū)總面積的比重為7.6%；在表3.2中根據(jù)重要性指數(shù)一項指標(biāo)從大到小排序土地利用變化類型，農(nóng)田〉建設(shè)用地〉林地〉水域〉交通用地〉其他用地，根據(jù)排序可看出農(nóng)田土地利用變化占主導(dǎo)，重要性指數(shù)（C%）為44.97%；其次是建設(shè)用地土地利用變化占主導(dǎo)，其重要性指數(shù)（C%）為25.29%；再次就是林地土地利用變化占主導(dǎo)，其重要性指數(shù)（C%）17.8%；水域、交通用地和其他用地重要性指數(shù)都較低。7類土地利用變化類型中，農(nóng)田與建設(shè)用地變化的重要性指數(shù)之和已經(jīng)達(dá)到70.26%，可見在研究區(qū)中農(nóng)田與建設(shè)用地從2011~2021年面積增減變化最大。

表3.2 2011年-2021年土地利用變化

3.3 壩區(qū)土地利用變化程度

由式2.3得出，普定水母河流域萬畝大壩土地利用變化的面積的比重為4%。雖然從數(shù)字中看研究區(qū)土地利用變化不劇烈，但是因研究區(qū)是水母河流域，面積基數(shù)較大，使得萬畝大壩面積變化相對較小，但從圖3.2中，可看出普定水母河流域萬畝大壩中部的土地利用變化是較為劇烈的，四周變化相對較小；因此，圖表相結(jié)合推斷出普定水母河流域萬畝大壩壩區(qū)土地利用變化程度較大。

4 結(jié)論

通過查農(nóng)情系統(tǒng)與土地利用變化重要性指數(shù)、農(nóng)業(yè)土地利用變化面積比重公式進(jìn)行對普定水母河流域萬畝大壩壩區(qū)土地利用研究，研究結(jié)果表明：（1）在2011~2021年普定流域統(tǒng)計表中，流域中心土地利用變化明顯，其變化最明顯的是建設(shè)用地的增加與農(nóng)田的減少；其次明顯的是交通用地的增加。（2）在2011年、2021年各類土地利用變化表中，農(nóng)田面積變化最大且在減少，其次就是建設(shè)用地面積變化較大且在增加。由此可見，農(nóng)田面積的明顯減少大部分是被建設(shè)用地所占用，表明普定水母河流域萬畝大壩壩區(qū)土地利用變化主要是農(nóng)田與建設(shè)用地的增減變化。（3）在2011~2021年土地利用變化表中，根據(jù)Ci從大到小排序土地利用變化類型，農(nóng)田〉建設(shè)用地〉林地〉水域〉交通用地〉其他用地；表明農(nóng)田一類型土地利用變化面積在土地利用中占主導(dǎo)地位，其次是建設(shè)用地。（4）研究區(qū)的土地利用變化的面積的比重為4%，并且結(jié)合表3.2分析，得出普定水母河流域萬畝大壩的土地利用變化較大。

由以上結(jié)論表明，隨著時間的推移，經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，貴州稀有的壩區(qū)面積在逐年縮小。貴州屬于山區(qū)，壩區(qū)對于貴州人民來說是一個糧食生產(chǎn)的重要功能區(qū)，壩區(qū)面積的減少，將影響糧食安全，同時也會影響壩區(qū)生態(tài)環(huán)境。準(zhǔn)確掌握和摸清壩區(qū)土地利用現(xiàn)狀及農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施、社會經(jīng)濟(jì)等基本情況，對確保糧食安全的前提下，扎實推進(jìn)貴州山地農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、鞏固提升脫貧成效推動鄉(xiāng)村振興提供參考。