1992—2021年貴陽市土地利用變化規(guī)律及成因分析

摘 要：土地利用變化是人類與自然相互作用的重要表征，反映了該地區(qū)人類活動(dòng)的時(shí)空動(dòng)態(tài)過程。研究土地利用變化規(guī)律及其成因，可為合理利用土地資源、保護(hù)生態(tài)環(huán)境等提供依據(jù)?；跅罱芎忘S昕教授建立的中國年度土地覆蓋數(shù)據(jù)集，對1992—2021年貴州省貴陽市土地利用變化進(jìn)行全面分析，揭示貴陽市土地利用的時(shí)空特征，分析其變化的主要原因。結(jié)果表明：前期（1992—2000年），貴陽市農(nóng)田、不透水面、草原、水域面積呈增加趨勢，森林、灌木區(qū)、裸地面積呈減少趨勢；中期（2001—2010年），貴陽市農(nóng)田開始減少，森林、草原、裸地、不透水面面積呈增加趨勢；后期（2011—2021年），貴陽市農(nóng)田、灌木區(qū)面積呈加速減少趨勢，森林、草原、不透水面面積呈增加趨勢。政策調(diào)控、經(jīng)濟(jì)驅(qū)動(dòng)與自然環(huán)境是導(dǎo)致貴陽市土地利用時(shí)空上發(fā)生變化的主要原因。

關(guān)鍵詞：土地利用；變化規(guī)律；貴陽市

中圖分類號：F301.2 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-7909-（2023）11-118-5

0 引言

改革開放以來，我國經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，城鎮(zhèn)化進(jìn)程加快，土地利用變化相比過去更加活躍［1］。土地利用變化是人類與自然相互作用的重要表征，反映了該地區(qū)人類活動(dòng)的時(shí)空動(dòng)態(tài)過程［2］。研究土地利用變化規(guī)律及其成因，可為合理利用土地資源、保護(hù)生態(tài)環(huán)境等提供依據(jù)。目前，土地利用變化研究受到我國相關(guān)領(lǐng)域?qū)W者的高度重視［3］。但現(xiàn)有研究主要針對我國發(fā)達(dá)地區(qū)，或者是基于全國、某?。ㄗ灾螀^(qū)、直轄市）較大范圍的研究，而針對西南地區(qū)的相關(guān)研究較少。

貴州省貴陽市是我國西南地區(qū)重要的中心城市之一。隨著觀山湖區(qū)和貴安新區(qū)的建立、發(fā)展，其城市范圍擴(kuò)展較為迅速，且當(dāng)?shù)厥且钥λ固氐孛矠橹鞯牡乩憝h(huán)境脆弱區(qū)，其地理環(huán)境的特殊性可能對其土地利用結(jié)構(gòu)產(chǎn)生深刻的影響?；诖?，對以喀斯特地貌為主的貴陽市土地利用變化規(guī)律進(jìn)行研究具有重要意義。

1 研究區(qū)概況

貴陽市位于黔中山原的中部地區(qū)（東經(jīng)106°07′～107°17′、北緯26°11′～27°22′），地處長江、珠江兩大水系的分水地帶，區(qū)域內(nèi)以山地為主，平均海拔高。貴陽市屬亞熱帶（副熱帶）高原季風(fēng)濕潤氣候區(qū)，喀斯特地貌發(fā)育突出。貴陽市被稱為“森林之城”，森林資源豐富。截至2020年5月31日，貴陽市下轄6個(gè)市轄區(qū)、3個(gè)縣、代管1個(gè)縣級市。2021年末，貴陽市常住人口為610.23萬人。

2 數(shù)據(jù)與方法

2.1 數(shù)據(jù)來源

該研究主要采用武漢大學(xué)楊杰和黃昕［3］教授于2022年發(fā)布的1992—2021年中國年度土地覆蓋數(shù)據(jù)集（annual China Land Cover Dataset，CLDC）。CLDC是基于Google Earth Engine平臺，利用335 709張Landsat衛(wèi)星影像處理得到的數(shù)據(jù)產(chǎn)品。該數(shù)據(jù)為柵格數(shù)據(jù)，分辨率為30 m。

2.2 分析方法

2.2.1 制定地類分類系統(tǒng)。筆者參考《土地利用現(xiàn)狀分類》（GB/T 21010—2017），結(jié)合影像解譯結(jié)果，對貴陽市土地利用現(xiàn)狀進(jìn)行分析，將貴陽市土地利用/覆蓋類型分為農(nóng)田、森林、灌木區(qū)、草原、水域、裸地和不透水面等七大類型。其中，不透水面是指屋頂、道路等由水泥、金屬、瀝青等材質(zhì)構(gòu)成的阻止水分下滲到土壤的人工表面。

2.2.2 土地利用變化分析。首先，利用ArcGIS 10.2對1992—2021年貴陽市土地覆蓋數(shù)據(jù)逐年進(jìn)行處理、分析，利用Origin統(tǒng)計(jì)1992—2021年貴陽市七大地類的面積，形成折線趨勢圖進(jìn)行各地類面積變化分析。其次，參考相關(guān)研究，結(jié)合該研究所使用影像數(shù)據(jù)的精度和區(qū)域內(nèi)兩大新區(qū)的建立與發(fā)展，將1992—2021年貴陽市土地利用數(shù)據(jù)分為1992—2000年（前期）、2001—2010年（中期）、2011—2021年（后期）3個(gè)時(shí)間段，分析較長時(shí)間尺度上貴陽市土地利用動(dòng)態(tài)度和相對變化率［4-6］。

土地利用動(dòng)態(tài)度指在一定時(shí)期內(nèi)研究區(qū)域內(nèi)土地利用類型變化的速度，可利用定量分析的方法對區(qū)域內(nèi)地類面積進(jìn)行數(shù)量統(tǒng)計(jì)，分析其變化過程及變化程度［7-8］，以獲取某類土地變化速率和變化趨勢。其計(jì)算公式為

L=［（Sb-Sa）/Sa］×（1/T）×100% （1）

式（1）中：L表示研究區(qū)某種土地利用類型年變化率，反映研究區(qū)某種土地利用/覆蓋動(dòng)態(tài)度；Sa、Sb分別表示研究區(qū)初期和末期某一土地利用類型的面積；T表示監(jiān)測時(shí)長。

土地利用相對變化率指研究末期各地類變化面積在研究初期該類型面積中的占比［7，9］，可反映研究區(qū)土地利用變化幅度。其計(jì)算公式為

V=（Sb-Sa）/Sa×100% （2）

式（2）中：V為某種地類的面積相對變化率。

3 結(jié)果與分析

3.1 1992—2021年貴陽市各地類面積變化分析

如圖1所示，貴陽市以農(nóng)田、森林兩大地類為主。1992—2021年，貴陽市農(nóng)田和森林的面積隨時(shí)間呈軸對稱式變化，農(nóng)田和森林面積的增、減呈相反趨勢，即農(nóng)田面積減少時(shí)森林面積增加，森林面積減少時(shí)農(nóng)田面積增加；灌木區(qū)面積呈波浪式變化，整體呈減少趨勢；草原面積同樣呈波浪式變化，整體呈增加趨勢；水域面積變化較為平緩，整體呈緩慢增加趨勢；裸地面積較小，但整體呈先減后增趨勢；不透水面面積整體呈增加趨勢。

3.2 早期、中期、后期3個(gè)階段土地利用動(dòng)態(tài)度和相對變化率分析

貴陽市早期（1992—2000年）、中期（2001—2010年）、后期（2011—2021年）3個(gè)階段的土地利用動(dòng)態(tài)度和相對變化率結(jié)果如表1至表3所示，整體變化情況如表4和表5所示。

由表1可知，1992—2000年貴陽市裸地變化動(dòng)態(tài)度和變動(dòng)幅度最大，其次是不透水面。從面積變化來看，貴陽市森林面積變化最大，相比1992年，2000年貴陽市森林面積大量減少，而農(nóng)田面積增加明顯，與森林面積變化呈相反趨勢。

由表2可知，2001—2010年貴陽市裸地變化動(dòng)態(tài)度和變動(dòng)幅度最大，其次為草原、不透水面，水域變化動(dòng)態(tài)度和變化幅度最小。從面積變化來看，貴陽市農(nóng)田面積變化最大，相比2001年，2010年貴陽市農(nóng)田面積顯著減少，而森林、不透水面、草原及裸地面積呈增加趨勢。

由表3知，2011—2021年貴陽市裸地變化動(dòng)態(tài)度和變動(dòng)幅度最大，灌木區(qū)、草原和不透水面變化動(dòng)態(tài)度和變動(dòng)幅度也較大。從面積變化來看，相比2011年，2021年貴陽市農(nóng)田面積大量減少，森林面積和不透水面面積顯著增加，而灌木區(qū)面積顯著減少。

由表4知，1992—2021年貴陽市變化動(dòng)態(tài)度和變動(dòng)幅度最大的3個(gè)地類是不透水面、裸地和草原。從面積變化來看，相比1992年，2021年貴陽市農(nóng)田、灌木區(qū)面積大幅度減少；森林、不透水面、草原面積大幅度增加；裸地雖然動(dòng)態(tài)度和相對變化率大，但是總變化面積較小。

由表5知，前期（1992—2000年）貴陽市農(nóng)田、不透水面、草原、水域面積呈增加趨勢，森林、灌木區(qū)、裸地面積呈減少趨勢；中期（2001—2010年）貴陽市農(nóng)田面積開始減少，森林、草原、裸地、不透水面面積呈增加趨勢；后期（2011—2021年）貴陽市農(nóng)田、灌木區(qū)面積呈加速減少趨勢，森林、草原、不透水面、水域及裸地面積呈現(xiàn)增加趨勢。1992—2021年，貴陽市農(nóng)田面積呈現(xiàn)出先增加后減少再加速減少趨勢，近30年來變化幅度較小，但因整體面積較大，所以減少面積也較大；森林與農(nóng)田面積變化呈現(xiàn)相反趨勢，即先減少、后增加、再增加；灌木區(qū)面積呈現(xiàn)出減少、減少、加速減少趨勢；草原面積呈現(xiàn)先增加、后加速增加、再平緩增加趨勢；水域面積呈現(xiàn)先增加、后減少、再增加趨勢；裸地變化的動(dòng)態(tài)度和變化幅度最大，這是因?yàn)槠浔旧砜偯娣e較??；不透水面與草原一樣，呈現(xiàn)出先增加、后加速增加、再增加趨勢，其面積變化動(dòng)態(tài)度與變化幅度都較大。

3.3 影響因素分析

1992—2021年，貴陽市耕地面積不斷減少、不透水面不斷增加主要受社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的影響。20世紀(jì)90年代是我國由計(jì)劃經(jīng)濟(jì)向市場經(jīng)濟(jì)全面轉(zhuǎn)軌的重要時(shí)期［7］。21世紀(jì)初，我國市場經(jīng)濟(jì)體制逐步完善，工業(yè)化、城鎮(zhèn)化速度明顯加快。隨著2000年觀山湖區(qū)啟動(dòng)建設(shè)，2011年貴安新區(qū)建立，大量人口涌向城市謀求發(fā)展，貴陽市城區(qū)擴(kuò)張顯著。這使當(dāng)?shù)馗孛娣e不斷減少、不透水面顯著增加，城市化與耕地保護(hù)的矛盾凸顯。

在生態(tài)脆弱地區(qū)，加強(qiáng)生態(tài)建設(shè)也是導(dǎo)致貴陽市耕地減少的主要原因。貴陽市地處我國四大生態(tài)脆弱區(qū)的西南喀斯特區(qū)，地形以丘陵、山地為主，當(dāng)?shù)啬嗍?、山體滑坡等自然災(zāi)害多發(fā)，水土流失導(dǎo)致的石漠化情況也較為嚴(yán)重。但貴陽市因工業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展欠缺，當(dāng)?shù)鼐用衩つ块_荒毀林種植糧食導(dǎo)致生態(tài)環(huán)境被破壞，耕地質(zhì)量下降再開墾更多耕地，如此惡性循環(huán)［8］。隨著生態(tài)保護(hù)意識的提升，貴陽市響應(yīng)國家“禁止毀林開墾、毀林采種”的號召，積極推行以林草為主的植被恢復(fù)工程，在生態(tài)環(huán)境惡劣又人少地廣的地區(qū)一律實(shí)行“該退就退、連片全退”的政策，不斷加強(qiáng)生態(tài)建設(shè)。2000年以來，隨著退耕還林、還草工作的推進(jìn)，貴陽市林地、草地面積不斷增加，耕地面積進(jìn)一步減少。但目前貴州省經(jīng)濟(jì)發(fā)展仍以傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)為主，耕地面積不斷減少勢必會(huì)對其發(fā)展產(chǎn)生重要影響。

4 結(jié)論及建議

以貴陽市為研究對象，利用Arcgis、Origin軟件對1992—2021年貴陽市長時(shí)序的土地覆蓋數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，得出以下結(jié)論。①前期（1992—2000年），貴陽市農(nóng)田、不透水面、草原、水域面積呈增加趨勢，森林、灌木區(qū)、裸地面積呈減少趨勢；中期（2001—2010年），貴陽市農(nóng)田開始減少，森林、草原、裸地、不透水面面積呈增加趨勢；后期（2011—2021年），貴陽市農(nóng)田、灌木區(qū)面積呈加速減少趨勢，森林、草原、不透水面面積呈增加趨勢。②政策調(diào)控、經(jīng)濟(jì)驅(qū)動(dòng)與自身的自然環(huán)境是導(dǎo)致貴陽市土地利用時(shí)空上發(fā)生變化的主要原因。

基于耕地面積減少這一現(xiàn)狀，貴陽市在退耕還林工作中應(yīng)優(yōu)先考慮實(shí)施以“糧食安全”為主的耕地保護(hù)制度，在城市規(guī)劃建設(shè)時(shí)盡量避開良田；應(yīng)把握好政策調(diào)控、經(jīng)濟(jì)驅(qū)動(dòng)與自然環(huán)境三者的關(guān)系，在發(fā)展經(jīng)濟(jì)的同時(shí)注重生態(tài)環(huán)境建設(shè)，出臺相關(guān)政策，堅(jiān)決守住耕地保有量。

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作者簡介：申艷飛（1993—），女，碩士，助理工程師，研究方向：土地管理。

通信作者：羅竹（1994—），女，碩士，助理工程師，研究方向：測繪工程。