南充市高坪區(qū)土地利用結(jié)構(gòu)及其空間分異靜態(tài)特征

李金桓 胡翠華 劉守江 劉佳欣

DOI：10.16246/j.issn.1673-5072.2024.04.007

收稿日期：2023-06-14? 基金項目：國家自然科學(xué)基金項目（41901224）；西華師范大學(xué)博士科研啟動項目（19E066）；西華師范大學(xué)科研創(chuàng)新團隊項目（CXTD2018-10）

作者簡介：李金桓（1999—），男，碩士研究生，主要從事自然地理學(xué)研究。

通信作者：胡翠華（1976—），女，講師，主要從事環(huán)境地理學(xué)研究。E-mail：77196714@qq.com

引文格式：李金桓，胡翠華，劉守江，等.南充市高坪區(qū)土地利用結(jié)構(gòu)及其空間分異靜態(tài)特征［J］.西華師范大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2024，45（4）：388-393.［LI J H，HU C H，LIU S J，et al.Land use structure and static characteristics of spatial differentiation in Gaoping district of Nanchong［J］.Journal of China West Normal University （Natural Sciences），2024，45（4）：388-393.］

摘? 要：在2019年第三次全國土地調(diào)查數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，從高坪區(qū)土地利用現(xiàn)狀入手，運用計量地理方法和信息熵對高坪區(qū)各鄉(xiāng)鎮(zhèn)（街道）土地利用結(jié)構(gòu)特征進行分析。結(jié)果表明：（1）面積從大到小依次為耕地、林地、城鄉(xiāng)居民用地、園地、水域、交通運輸用地、公共管理及服務(wù)用地、草地；（2）土地利用多樣化程度總體較高，均值為0.69，高值區(qū)集中在嘉陵江沿岸，自西向東降低；（3）土地利用程度南北高中間低，最高的是白塔街道；（4）城鄉(xiāng)居民用地、交通運輸用地、水域、公共管理及服務(wù)用地在具有區(qū)位優(yōu)勢的鄉(xiāng)鎮(zhèn)上較為重合，而林地和園地在具有區(qū)位優(yōu)勢的鎮(zhèn)不重疊；（5）土地利用信息熵與均衡度高值區(qū)域在西部沿江地區(qū)呈帶狀分布，其他零散的高值區(qū)主要分布在螺溪河附近，且信息熵高值區(qū)域與多樣化指數(shù)具有正相關(guān)性。結(jié)合研究結(jié)果，將高坪區(qū)劃分為東部農(nóng)業(yè)耕種優(yōu)勢區(qū)、南北林園生態(tài)優(yōu)勢區(qū)和沿江經(jīng)濟建設(shè)優(yōu)勢區(qū)三大發(fā)展區(qū)域。

關(guān)鍵詞：土地利用結(jié)構(gòu)；多樣性；利用程度；優(yōu)勢區(qū)；信息熵

中圖分類號：K903??? 文獻標志碼：A??? 文章編號：1673-5072（2024）04-0388-06

在全球變化的大背景下，人類活動已經(jīng)成為環(huán)境變化的重要驅(qū)動力，而土地利用變化則是人類活動的重要表現(xiàn)形式。對土地資源的不合理利用會導(dǎo)致自然資源浪費、水土流失、土壤碳排放增加等一系列問題。目前對土地利用的相關(guān)研究主要集中在土地利用結(jié)構(gòu)變化對水資源和環(huán)境的影響［1-5］，土地利用結(jié)構(gòu)的動態(tài)演化［6-8］，信息熵與經(jīng)濟之間的關(guān)系［9-10］，土地利用結(jié)構(gòu)變化的驅(qū)動因素［11-12］，及土地利用效率［14-15］等方面；開展研究的尺度主要集中在市域及以上尺度，而在小尺度區(qū)域上研究較少，尤其是對于小尺度土地利用結(jié)構(gòu)影響因素方面的研究較少。小尺度的環(huán)境變化累計效應(yīng)可以影響到全球尺度的環(huán)境變化，因此對局部尺度的土地利用研究非常重要。而且，小尺度區(qū)域的土地利用研究對土地可持續(xù)利用、實際管理、具體發(fā)展方案的制定更有實踐指導(dǎo)和參考意義［16］。研究城市土地利用結(jié)構(gòu)的空間分布有利于合理規(guī)劃城市發(fā)展，從政府管理角度看，對土地利用開展相關(guān)研究，有利于土地資源的監(jiān)管、優(yōu)化資源配置和高效利用，合理進行社會生產(chǎn)活動。南充市是促進川東北經(jīng)濟區(qū)振興的重要節(jié)點城市，本研究選擇南充市高坪區(qū)作為研究區(qū)開展土地利用結(jié)構(gòu)研究，以期探明小尺度下土地利用結(jié)構(gòu)空間分異，為高坪區(qū)土地利用結(jié)構(gòu)調(diào)整和集約高效管理提供依據(jù)。

1? 研究區(qū)概況

高坪區(qū)位于四川省南充市東南部，戶籍總?cè)丝?9.42萬人，城鎮(zhèn)化率52.4%。該區(qū)屬于亞熱帶濕潤氣候，年平均氣溫17.6 ℃，多年平均降水量1 002.6 mm，降雨集中在夏秋兩季，雨熱同期。地勢南北高、中間低，屬于典型的丘陵地貌區(qū)，常見丘間平壩、淺丘、中丘，土壤主要為遂寧組紫色砂巖發(fā)育而成。高坪是全國蔬菜產(chǎn)業(yè)重點縣，全國產(chǎn)糧大縣，全省現(xiàn)代農(nóng)業(yè)建設(shè)重點縣。近年來城市化加速，經(jīng)濟增長較快，人口流動等導(dǎo)致土地利用變化迅速。

2? 數(shù)據(jù)來源及研究方法

2.1? 數(shù)據(jù)來源

土地利用現(xiàn)狀數(shù)據(jù)來源于南充市高坪區(qū)2019年第三次全國土地調(diào)查。根據(jù)《土地利用現(xiàn)狀分類》（GB/T 21010—2017）將土地利用按照Ⅰ級地類分為耕地、園地、林地、草地、城鄉(xiāng)居民用地、水域、交通運輸用地、公共管理及服務(wù)用地、其他用地。

2.2? 土地利用多樣化指數(shù)

土地利用結(jié)構(gòu)的多樣性反映區(qū)域內(nèi)各用地類型的齊全程度或多樣化狀態(tài)，能代表人類對區(qū)域內(nèi)土地的利用和干擾程度。本研究采用吉布斯-馬丁多樣化指數(shù)［17］對區(qū)域內(nèi)土地利用多樣化進行定量研究。采用自然間斷法將結(jié)果分為低、中、高3級，（0.51，0.63］為低多樣化區(qū)；（0.63，0.69］為中多樣化區(qū)，大于0.69為高多樣化區(qū)。

2.3? 土地利用程度指數(shù)

一個地區(qū)土地利用程度的高低和區(qū)域自然條件、開發(fā)歷史以及目前社會經(jīng)濟狀況有關(guān)。本研究采用土地利用程度綜合指數(shù)［18］衡量區(qū)域土地利用深度與廣度，林地、草地、水域分級數(shù)為2，耕地、園地、草地為3，城鎮(zhèn)聚落用地為4［19］。采用自然間斷法將結(jié)果分為低、中、高3級。

2.4? 地類區(qū)位指數(shù)

區(qū)位指數(shù)（Q）表示一個地區(qū)各種土地利用類型相較于更高尺度區(qū)域的集中程度，反映某種地類的區(qū)位優(yōu)勢和相對重要性，可為某一區(qū)域土地利用結(jié)構(gòu)調(diào)整及管理指明方向。若Q＞１，表明該土地利用類型在該地具有區(qū)位意義；如果Q＜１，說明不具有區(qū)位意義［20］。

2.5? 土地利用結(jié)構(gòu)信息熵、均衡度

土地利用結(jié)構(gòu)信息熵反映土地利用類型的多少和均勻程度，熵值越大表明土地利用類型越多，各地類面積相差越小，土地利用的職能越豐富［21］。為增加土地利用信息熵的可比性和直觀性引入均衡度，值越大表示土地利用均質(zhì)性越強。

3? 結(jié)果與分析

3.1? 土地利用結(jié)構(gòu)特征

調(diào)查顯示：高坪區(qū)總面積80 671.31 hm2，其中耕地面積35 773.04 hm2，占44.34%，園地8 047.19 hm2，占9.98%，林地18 840.32 hm2，占23.35%，草地301.84 hm2，占0.37%，城鄉(xiāng)居民用地8703.56 hm2，占10.79%，水域及水利設(shè)施用地4 844.44 hm2，占6.01%，交通運輸用地3 249.04 hm2，占4.03%，公共管理及服務(wù)用地722.48 hm2，占0.90%，其他用地189.40 hm2，占0.23%。如圖1所示：高坪區(qū)城區(qū)主要分布在嘉陵江沿岸，全區(qū)耕地占比較高，林地在東南側(cè)，中部有螺溪河流經(jīng)。

3.2? 土地利用多樣化空間分異

如圖 2所示，高坪區(qū)整體的土地利用多樣化指數(shù)在0.50～0.80，平均為0.69，土地利用類型豐富多樣。從空間分布上來看，高多樣化區(qū)分布于高坪區(qū)的西側(cè)靠嘉陵江地區(qū)，為高坪區(qū)的城區(qū)，是人類活動最密集的區(qū)域，對土地的改造利用程度最為強烈。高值區(qū)域由低到高排序為：江陵鎮(zhèn)、闕家鎮(zhèn)、青居鎮(zhèn)、龍門街道、青蓮街道、清溪街道、白塔街道、都京街道、小龍街道。中多樣化區(qū)為擦耳鎮(zhèn)、走馬鎮(zhèn)、老君街道、石圭鎮(zhèn)，高、中值區(qū)有沿嘉陵江和螺溪河分布的特征。中及低值區(qū)域的耕地、林地分別占轄區(qū)總面積的32.53%和16.74%，占耕地總面積的73.36%，林地總面積的71.69%，這樣的分布與自然環(huán)境緊密相關(guān)。西部靠嘉陵江有供城市發(fā)展的水源和便利的水上運輸，有悠久的人類開發(fā)歷史自然條件；中部地區(qū)有嘉陵江支流螺溪河，耕地多分布于支流附近，人類活動較嘉陵江沿岸低，而東部地區(qū)林地面積占比高，多樣性進一步降低，隨著地勢增高，中多樣化鎮(zhèn)、街道有沿嘉陵江支流螺溪河分布的特點，表現(xiàn)出中部地區(qū)適宜耕種，耕地面積大。

3.3? 土地利用程度空間分異

高坪區(qū)平均土地利用程度指數(shù)為289.94，土地利用程度指數(shù)最高的是白塔街道333.1，最低為勝觀鎮(zhèn)259.34。中利用程度的鄉(xiāng)鎮(zhèn)/街道由低到高依次為：江陵鎮(zhèn)、龍門街道、擦耳鎮(zhèn)、闕家鎮(zhèn)、小龍街道、青蓮街道、會龍鎮(zhèn)、清溪街道、石圭鎮(zhèn)、走馬鎮(zhèn)、螺溪街道。低利用程度由低到高為：勝觀鎮(zhèn)、佛門鄉(xiāng)、老君街道、長樂鎮(zhèn)、都京街道、東觀鎮(zhèn)、青居鎮(zhèn)。由圖3可知，高、中利用程度的區(qū)域主要位于高坪區(qū)城區(qū)及以北地區(qū)，占高坪區(qū)面積的50.92%，該區(qū)域內(nèi)城鄉(xiāng)居民用地、交通運輸用地、公共管理及服務(wù)用地分別占各自總面積的60.11%、62.86%及74.82%，該區(qū)域地勢較平坦，人類開發(fā)利用開展經(jīng)濟活動的地形阻力較小，以城市建設(shè)用地為主。而低利用地區(qū)分布于都京街道以東地區(qū)，占高坪區(qū)面積的49.08%，耕地和林地分別占耕地、林地總面積的51.20%和66.84%；低利用地區(qū)西部分布有元寶山、姚家溝、瓦窟溝生態(tài)區(qū)及凌云山景區(qū)，東部丘陵地勢更加崎嶇，土地開發(fā)困難，以耕地和林地為主。

3.4? 土地利用區(qū)位指數(shù)空間分異

區(qū)位指數(shù)表明（表 1），耕地主要分布在高坪區(qū)東部，有6個鎮(zhèn)的區(qū)位指數(shù)大于1，這些地區(qū)地勢較為平坦，有螺溪河流經(jīng)，人口聚集，有充足的勞動力，適宜發(fā)展耕作。園地主要分布在高坪區(qū)的南北兩端，有7個鄉(xiāng)鎮(zhèn)/街道區(qū)位指數(shù)大于1，這些鄉(xiāng)鎮(zhèn)/街道園地的面積占高坪區(qū)園地總面積的74.26%，為5 976.42 hm2。林地分布在高坪區(qū)的中間，有8個鄉(xiāng)鎮(zhèn)/街道的區(qū)位指數(shù)大于1，這些鄉(xiāng)鎮(zhèn)/街道的林地面積占總林地面積的73.92%為13 927.21 hm2。沒有一個鄉(xiāng)鎮(zhèn)/街道林地和園地區(qū)位同時大于1，表明林地和園地具有優(yōu)勢區(qū)位的鄉(xiāng)鎮(zhèn)/街道并不重疊；林地和園地多分布在地勢起伏較大的地區(qū)，這與丘陵地區(qū)發(fā)展林果業(yè)有關(guān)，說明園地林地在高坪區(qū)具有明顯的區(qū)位意義。城鄉(xiāng)居民用地、交通運輸用地、公共管理及服務(wù)用地、水域具有區(qū)位優(yōu)勢的鄉(xiāng)鎮(zhèn)/街道均布在西側(cè)靠河地區(qū)。城鄉(xiāng)居民用地和交通運輸用地在白塔街道、清溪街道、小龍街道、青蓮街道、龍門街道、都京街道、螺溪街道相重合，分別占各自總面積的41.64%和43.82%，這些地區(qū)位于城區(qū)及附近，基礎(chǔ)設(shè)施及用地方向相似，都是城市化或?qū)⒁鞘谢膮^(qū)域。公共管理及服務(wù)用地在白塔鎮(zhèn)區(qū)位指數(shù)達到了18.57，面積為266.72 hm2，占該類地總面積的36.91%，這與白塔街道地形平坦靠近嘉陵江主河道相關(guān)。草地和公共管理及服務(wù)用地具有區(qū)位優(yōu)勢的鄉(xiāng)鎮(zhèn)/街道分布一致，原因是城市規(guī)劃在一定程度上會考慮草地和公共管理服務(wù)用地的布局，以提供更好的生活環(huán)境和公共服務(wù)。水域具有區(qū)位優(yōu)勢的鄉(xiāng)鎮(zhèn)/街道主要在嘉陵江沿岸呈帶狀分布。其他用地中設(shè)施農(nóng)用地為186.19 hm2，占比最高，占其他用地總面積的98.31%，區(qū)位指數(shù)大于1的鄉(xiāng)鎮(zhèn)/街道與耕地具有區(qū)位優(yōu)勢的鄉(xiāng)鎮(zhèn)/街道重疊度低。

3.5? 土地利用信息熵、均衡度空間分異

由矩形像元所組成網(wǎng)絡(luò)被稱為漁網(wǎng)，計算漁網(wǎng)中每個像元的土地利用信息熵和均衡度的值，利用自然間斷法將計算結(jié)果分為5類。城市擴張導(dǎo)致土地利用類型變多樣，各類用地變均勻，土地利用信息熵增大。如圖4可知，信息熵的高值區(qū)主要位于高坪區(qū)西側(cè)靠近嘉陵江的主城區(qū)，呈現(xiàn)東北—西南向的高值帶狀區(qū)域，與土地利用多樣化分布相重疊，這與譚術(shù)魁等［23］研究結(jié)果相符。而其他零散高值區(qū)多沿螺溪河分布，表現(xiàn)出丘陵地區(qū)小尺度上居民聚集點與地形、河流等自然環(huán)境相關(guān)的特點。均衡度如圖5所示，表現(xiàn)出與信息熵相似的分布，在城區(qū)及北部地區(qū)分布較為均勻。信息熵的中、高值區(qū)涉及江陵鎮(zhèn)、龍門街道、小龍街道、青蓮街道、白塔街道、清溪街道、都京街道、闕家鎮(zhèn)。在南部地區(qū)的老君街道、東觀鎮(zhèn)附近中低值區(qū)所占比例較高，這是由于老君街道和東觀鎮(zhèn)的土地利用多樣性低及各土地利用類型之間占比差距較大造成的。

4? 討? 論

高坪區(qū)西側(cè)為嘉陵江，中部為地勢較低的丘陵且螺溪河流經(jīng)，東側(cè)和南邊為海拔較高的丘陵。多樣性高值區(qū)域均位于嘉陵江沿岸，加之地形較為平坦，人類活動的歷史悠久，城市化水平較其他區(qū)域高，對土地的干

擾程度高。土地利用中、高程度值分別分布在主城區(qū)及北部地區(qū)和南部的闕家鎮(zhèn)、石圭鎮(zhèn)，這些地區(qū)地形平坦，經(jīng)濟發(fā)展的地形阻力小。耕地在高坪區(qū)東部較為平坦區(qū)域具有優(yōu)勢，而園林地互不重疊，園地在南北分布，林地在南部海拔較高區(qū)域分布，城鄉(xiāng)居民用地、交通運輸用地、水域、公共管理及服務(wù)用地、草地分布于城區(qū)具有區(qū)位優(yōu)勢，其中水域分布為城區(qū)建成的自然條件。據(jù)此可將高坪區(qū)分為3個區(qū)域發(fā)展：東部農(nóng)業(yè)耕種優(yōu)勢區(qū)、南北林園生態(tài)優(yōu)勢區(qū)和沿江經(jīng)濟建設(shè)優(yōu)勢區(qū)，以上三區(qū)劃分可為區(qū)域發(fā)展提供依據(jù)。

信息熵與土地利用多樣化分布較為重合，中、高值區(qū)域主要分布于嘉陵江沿江帶狀區(qū)域，零散分布于中東部的低山丘陵之間。通過與遙感影像對比，這些區(qū)域多位于建成區(qū)的連接地帶或是周圍，這是由于城市不斷向郊區(qū)發(fā)展，建成區(qū)外圍較多的土地轉(zhuǎn)換為建設(shè)用地［24］。而土地利用程度最高的白塔街道附近信息熵及多樣化反而以中、高值為主，該區(qū)域建成時間早，各種土地利用類型面積趨于均衡穩(wěn)定，建筑面積比重高，這符合土地利用程度和建設(shè)用地比重與信息熵呈倒“U”關(guān)系［25］。小龍、螺溪、龍門、擦耳、江陵這些區(qū)域的高熵值正是由于城市往這些區(qū)域發(fā)展，促使土地利用更加均衡，可見高坪區(qū)的城市化是向北部及中部平坦地區(qū)發(fā)展。本文僅探究了2019年的土地利用結(jié)構(gòu)，未能從時間上展現(xiàn)土地結(jié)構(gòu)的變化方向和變化強度，未來可從時間上探究土地利用結(jié)構(gòu)變化的驅(qū)動力，土地結(jié)構(gòu)變化對生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值以及生態(tài)風(fēng)險的影響。

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Land Use Structure and Static Characteristics of Spatial Differentiationin Gaoping District of Nanchong

LI Jin-huanab，HU Cui-huaabc，LIU Shou-jiangabc，LIU Jia-xinab

（a. School of Geographical Science，b. Sichuan Provincial Engineering Laboratory of Monitoring and Control for Soil Erosion

on Dry Valleys，c. Research Institute of Jialing River Basin，China West Normal University，Nanchong Sichuan 637009，China）

Abstract：Based on the third national land survey in 2019，the characteristics of land use structure in each town（street） of Gaoping District are analyzed from its current situation of land use by employing quantitative geographic methods and information entropy.The results are as follows：（1） The areas in descending order are cultivated land，forest land，urban and rural residential land，garden land，water area，transportation land，public management and service land，and grassland.（2）The degree of land use diversification in Gaoping District is generally high，with an average value of 0.69，and the high-value area is concentrated along the Jialing River，with a decreasing trend from west to east.（3） The degree of land use is high in the north and south but low in the middle，with the highest value in Baita street.（4） In towns with location advantages，urban and rural residential land，transportation land，water area，and public management and service land are relatively overlapping but forest land and garden land do not overlap.（5） The areas of land use with high information entropy and equilibrium are zonally distributed in the western riverside areas，and other scattered hight-value areas are mainly distributed near Luoxi River；the areas with high information entropy are positively correlated with the diversification index.Based on the results，Gaoing District can be divided into three development areas including the eastern superior area of agricultural cultivation，the north-south superior area of forest and garden ecology，and the river-side superior area of economic construcrion.

Keywords：land use structure；diversity；degree of utilization；superior area；information entropy