2008—2018年定遠縣土地利用變化分析

摘要 運用RS和GIS技術(shù)，對2008—2018年定遠縣土地利用變化進行分析。結(jié)果表明：近11年定遠縣土地利用類型的主要變化趨勢為耕地和建筑用地的持續(xù)增加，林地和未利用地的持續(xù)減少；人類活動、土地整治政策和城鎮(zhèn)化發(fā)展對定遠縣的土地利用類型變化及其空間結(jié)構(gòu)有一定的影響，土地利用率不斷提高，各地類之間存在相互轉(zhuǎn)化，同時推動定遠縣城區(qū)布局從分散的城區(qū)中心演變到集聚性城區(qū)；定遠縣整體土地利用變化逐步向空間集約化和可持續(xù)化方向發(fā)展的同時，要合理規(guī)劃設(shè)計城鎮(zhèn)建設(shè)規(guī)模，更要注重發(fā)揮和保持資源尤其是農(nóng)業(yè)資源的優(yōu)勢和產(chǎn)業(yè)地位。

關(guān)鍵詞 土地利用；變化特征；動態(tài)度；定遠縣

中圖分類號 F 301.2 文獻標識碼 A 文章編號 0517-6611（2024）20-0070-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2024.20.016

開放科學(xué)（資源服務(wù)）標識碼（OSID）：

Analysis of Land Use Change in Dingyuan County from 2008 to 2018

XU Yan， SONG Shu-ting， LI Xian-zhi et al

（School of Geographic Information and Tourism， Chuzhou University， Chuzhou， Anhui 239000）

Abstract This paper analyzed the land use changes in Dingyuan County from 2008 to 2018 by using RS and GIS technologies. The results showed that the main trend of land use types in Dingyuan County in the past 11 years was the continuous increase of arable land and construction land， and the continuous decrease of forest land and unused land.Human activities， land improvement policies and the development of urbanization had a certain influence on the changes of land use types and their spatial structure in Dingyuan County， and the land utilization rate was continuously improved， and there was a process of mutual transformation between various categories， while promoting the layout of urban areas in Dingyuan County evolved from scattered urban centers to agglomerative urban areas.While the overall land use changed in Dingyuan County gradually develop in the direction of spatial intensification and sustainability， the scale of urban construction should be reasonably planned and designed， and more attention should be paid to playing and maintaining the advantages and industrial status of resources， especially agricultural resources.

Key words Land use;Change characteristics;Dynamic degree;Dingyuan County

土地是人類生產(chǎn)生活的基礎(chǔ)物質(zhì)，隨著社會經(jīng)濟條件和自然條件的變化，土地的利用將會呈現(xiàn)出多種方式［1］。但人口的急劇增長與城市化的快速發(fā)展，加劇了對土地資源的不合理改造，容易對生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能產(chǎn)生不良干擾［2］，例如草地林地亂砍濫伐、耕地退化影響生態(tài)環(huán)境的平衡［3］；土地資源合理分配和利用方式影響著生態(tài)環(huán)境穩(wěn)定發(fā)展［4］。同時土地利用變化與結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變是人地關(guān)系中最主要的體現(xiàn)形式，地區(qū)的生態(tài)保護與城鎮(zhèn)規(guī)劃應(yīng)結(jié)合該地區(qū)土地利用格局與地區(qū)優(yōu)勢，分區(qū)治理，分區(qū)建設(shè)［5］。合理的土地規(guī)劃是區(qū)域生態(tài)文明建設(shè)的基礎(chǔ)，不合理的土地利用甚至土地擴張將給人類生活與自然環(huán)境帶來很多不可逆的影響，如水土流失嚴重、土地荒漠化、土地鹽堿化、建設(shè)用地與耕地和草地之間難以取舍平衡等問題，這些問題在未來的城市發(fā)展中將變得日益嚴峻，極大程度限制城市的生態(tài)文明建設(shè)與可持續(xù)發(fā)展理念的實施。

近些年，眾多學(xué)者對于土地利用的動態(tài)變化展開了深入分析［6-10］，如周子英等［7］利用GIS技術(shù)研究湖南省醴陵市土地利用變化規(guī)律，建立不同用地類型的多元線性回歸模型；林柳璇等［9］通過結(jié)合土地利用轉(zhuǎn)移矩陣分析法和動態(tài)度對廈門市的土地變化過程進行一定程度的動態(tài)監(jiān)測與評估分析；葉晶萍等［10］借助ArcGIS和Frgstats 4.2軟件，分析尋烏水流域土地利用動態(tài)變化及其所引起的景觀格局演變，同時運用遙感生態(tài)指數(shù)評價方法分析研究期內(nèi)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量的時空演變，并進行相關(guān)生態(tài)環(huán)境效應(yīng)的研究。

定遠縣位于安徽省中部地帶，地理區(qū)域上同時屬于江淮分水嶺地區(qū)，是全國糧食生產(chǎn)百強縣之一、全國商品糧生產(chǎn)基地，傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)力量雄厚，同時也在集中力量發(fā)展現(xiàn)代農(nóng)業(yè)。定遠縣土地資源和類型的現(xiàn)狀與變化對區(qū)域農(nóng)業(yè)、生態(tài)發(fā)展都有重要的影響。筆者運用RS技術(shù)，通過監(jiān)督分類遙感解譯獲取定遠縣2008—2018年土地利用分類數(shù)據(jù)，基于GIS技術(shù)建立定遠縣土地利用地理數(shù)據(jù)庫獲取土地利用變化信息來研究近11年定遠縣土地利用變化特征，揭示定遠縣土地利用時空演變及其規(guī)律，以期為制定合理的土地利用政策和合理利用土地資源提供參考。

1 資料與方法

1.1 研究區(qū)概況

定遠縣位于安徽省滁州市西部，地理坐標為32°12′～32°42′N、117°12′～118°05′E。截至2022年，定遠縣常住人口67.7萬，下轄22個鄉(xiāng)鎮(zhèn)，面積2 998 km2。地貌分為丘陵和平原2種類型。北部和東部是丘陵，大部分地區(qū)是波浪形平原，散布著山丘，少量平原斑塊僅分布在縣城西南部，全縣海拔在14～338 m（圖1）。

1.2 數(shù)據(jù)來源

該研究選取的數(shù)據(jù)主要包括定遠縣范圍的數(shù)字高程模型數(shù)據(jù)，2008、2013和2018年Landsat遙感影像數(shù)據(jù)。具體數(shù)據(jù)類型見表1。

1.3 研究方法

1.3.1 遙感影像解譯與分類。

根據(jù)中國科學(xué)院資源環(huán)境科

學(xué)與數(shù)據(jù)中心的全國土地利用分類系統(tǒng)，結(jié)合研究區(qū)土地資

源管理特點、利用方式和覆蓋特點等實際情況，對定遠縣2008、2013和2018年3期影像數(shù)據(jù)進行監(jiān)督分類。在保證分類精度的前提下，重點研究耕地、林地、草地、建設(shè)用地、水域和未利用地的變化；且選取的研究區(qū)內(nèi)地物光譜類別混雜現(xiàn)象比較嚴重，若將分類指標過于精細勢必將加大各類別間的混淆率，使得分類精度下降；而分為6類可以充分滿足大尺度土地利用土地覆蓋宏觀調(diào)查檢測與研究的要求。

1.3.2 土地利用動態(tài)度。

土地利用是一個動態(tài)的過程，因此不能以靜態(tài)的方式來進行相關(guān)研究，要想預(yù)測土地利用變化之間的舉證關(guān)系還需要通過一系列的定量研究來進行考察，對某區(qū)域內(nèi)土地的具體利用情況進行公式測算［11］，具體計算方式如下：

K=Ua-UbUb×1T×100%（1）

式中：K表示研究時段內(nèi)某土地利用類型動態(tài)度；Ua和Ub分別表示研究期末期、始期某土地利用類型的柵格數(shù)量；T代表研究期時長。當K＜0時，表明該土地利用類型的數(shù)量是減少的；當K＞0時，表明該土地利用類型的數(shù)量是增加的；K的絕對值越大則代表該類型的土地年變化率越大。

1.3.3 土地利用轉(zhuǎn)移變化圖譜。

土地利用和覆蓋的變化不僅會增加或減少土地利用量，還會反映土地利用空間位置的變化。該研究運用轉(zhuǎn)移變化圖譜分析了研究區(qū)土地利用類型的時空變化，并從數(shù)量變化和空間位置變化的角度探討了研究區(qū)土地利用變化特征。同時，通過圖譜分析了研究區(qū)土地利用類型的變化趨勢和強度。信息圖譜能清晰表達土地利用類型的轉(zhuǎn)移變化特征，通過地學(xué)信息圖譜法構(gòu)建地區(qū)土地利用類型轉(zhuǎn)移變化的時空分布［12］，具體計算方式如下：

G=NE=1QE10N-E（N≥3）（2）

式中：G表示研究區(qū)在多個連續(xù)時期內(nèi)土地利用演變成新的圖譜單元柵格屬性值；N表示研究的連續(xù)時期數(shù)目；E表示其序列號；QE表示研究區(qū)內(nèi)的第E個時期的土地利用柵格圖的屬性值。

2 結(jié)果與分析

2.1 土地利用類型動態(tài)度分析

該研究通過遙感影像解譯獲得了2008、2013和2018年3期的土地利用分類結(jié)果，Kappa精度檢驗系數(shù)均大于0.7，土地利用類型分布如圖2所示。

定遠縣土地利用類型多樣，利用結(jié)構(gòu)復(fù)雜，近年來土地利用結(jié)構(gòu)發(fā)生了很大變化。對3個階段的土地利用類型數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，得出土地利用變化幅度（圖3）。從圖3可以看出，耕地與林地的面積在研究區(qū)所占比重較大，建筑用地、水域面積次之，草地、未利用地面積較小。2008—2018年耕地面積呈現(xiàn)上升趨勢，林地面積呈現(xiàn)下降趨勢，建筑用地面積的增加速度最快，水域、草地變化幅度較??；未利用地不斷得到利用，面積減少明顯。

根據(jù)公式（1）計算了研究區(qū)單一土地利用類型的動態(tài)度，發(fā)現(xiàn)2008—2018年定遠縣土地利用類型中面積增加的是建筑用地和耕地，其動態(tài)度分別為0.086%、0.016%；面積減少的是草地、水域、林地、未利用地，其動態(tài)度分別為-0.003%、-0.002%、-0.037%、-0.088%；變化幅度較大的是未利用地、建筑用地和林地。

通過以上分析可以得出，2008—2018年定遠縣土地利用變化主要有以下特點：

①農(nóng)用地中，由于地處江淮地區(qū)，地形、地貌、氣候及水資源等因素優(yōu)越，生產(chǎn)條件好，投入水平大，定遠縣農(nóng)用地發(fā)展狀況良好，占全縣面積的84%。11年間耕地面積增加了234 km2，年增幅為1.6%；林地面積減少了364 km2，年減幅為3.7%。

②建筑用地面積持續(xù)增加，動態(tài)度變化劇烈，面積增加了207 km2，年增幅為8.6%。隨著定遠縣城鎮(zhèn)化率的提升（2008年城鎮(zhèn)化率15.60%，2018年城鎮(zhèn)化率41.40%，2021年城鎮(zhèn)化率46.25%），預(yù)計建筑用地面積將繼續(xù)增加，且幅度會更大。

③未利用地面積在持續(xù)減少，減少面積約為71 km2，年減幅為8.8%，其中大部分被開發(fā)為林地、草地和建筑用地，提高了區(qū)域土地利用率。

綜上所述，定遠縣土地利用正處于快速發(fā)展階段，土地利用類型多樣，分布較均衡。隨著定遠縣經(jīng)濟的快速發(fā)展，城市化進程加快，人口進一步向縣中心集中，對建設(shè)用地和耕地的需求壓力進一步加大，在此過程中，定遠縣的林地、草地等生態(tài)用地面積可能進一步減少，將會加劇定遠縣的生態(tài)承載能力，需加大對未利用土地的開發(fā)力度，避免毀壞過多農(nóng)業(yè)用地與生態(tài)用地，維護地區(qū)生態(tài)平衡。

2.2 土地利用變化圖譜分析

通過土地利用類型變化圖譜對定遠縣土地利用類型分布情況進行定量變化分析，探討研究區(qū)土地利用時空變化特征及其規(guī)律。

分析定遠縣土地利用轉(zhuǎn)移圖譜（圖4）發(fā)現(xiàn)，2008—2013年，面積增加的有耕地、建筑用地，其中耕地面積增幅最大，主要由林地、草地和未利用地轉(zhuǎn)入；面積縮小的有林地、草地、水域、未利用地，其中林地面積縮小幅度最大。定遠縣多為平坦開闊的平原地區(qū)，因此該區(qū)域人們加強對林地的開墾，使大量林地向耕地和建筑用地轉(zhuǎn)變，林地、草地和未利用地主要轉(zhuǎn)出為耕地，轉(zhuǎn)出的耕地大部分分布于縣北和縣東地區(qū)，其中林地轉(zhuǎn)入耕地集中出現(xiàn)在東北地區(qū)，未利用地轉(zhuǎn)入的耕地廣泛分布于定遠縣境內(nèi)。經(jīng)濟快速發(fā)展帶動交通、住宅等建筑用地的急劇擴張，加上地勢相對平坦開闊，大量林地轉(zhuǎn)變?yōu)榻ㄔO(shè)用地。

2013—2018年，面積增加的有耕地、水域、建筑用地，其中建筑用地面積增幅最大，主要由林地轉(zhuǎn)入；面積縮小的有林地、未利用地、草地，其中林地面積縮小幅度最大，主要轉(zhuǎn)出為建筑用地。林地、草地和未利用地主要轉(zhuǎn)出為建筑用地，轉(zhuǎn)出的建筑用地大部分分布于縣中和縣南地區(qū)，其中未利用地轉(zhuǎn)入耕地集中出現(xiàn)在西北地區(qū)，林地減少主要來源于開墾林地為耕地和建筑用地，表明未利用地和林地減少是受到人類活動的影響造成的。

2008—2018年，面積增加的有耕地、建筑用地，其中建筑用地的面積增幅最大，主要由未利用地和林地轉(zhuǎn)入；面積明顯縮小的有林地、草地、未利用地，其中林地面積縮小幅度最大，主要轉(zhuǎn)出為建筑用地。轉(zhuǎn)出的建筑用地大部分分布于縣中和縣南地區(qū)，其中“林地→建設(shè)用地”圖譜類型

最為顯著，空間分布密集地區(qū)不再局限于定遠縣中部地區(qū)，其余鄉(xiāng)鎮(zhèn)周邊均呈現(xiàn)明顯擴張，說明該階段定遠縣工業(yè)化和城鎮(zhèn)化進程得到較快發(fā)展，從而加快了林地非農(nóng)化速度。該時期不同土地利用類型之間的轉(zhuǎn)移面積幅度較大，表明該時期土地利用變化受到人類活動的影響較大。近11年水域面積略有減小，變化不明顯。

3 結(jié)論與討論

基于定遠縣土地利用變化數(shù)據(jù)和社會經(jīng)濟統(tǒng)計數(shù)據(jù)，分析了定遠縣2008—2018年土地利用時空變化特征，揭示了土地利用變化的規(guī)律，其結(jié)論主要如下：

（1）2008—2018年定遠縣建筑用地和未利用地的面積動態(tài)度較大。建筑用地面積呈逐年上升趨勢，年增幅為8.6%；未利用地面積逐年減少，年減幅為8.8%；其他地類中，耕地面積呈緩慢增長趨勢，年增幅為1.6%，林地、草地和水域面積均呈現(xiàn)小幅下降趨勢，年增幅分別為3.7%、0.3%和0.2%。定遠縣土地利用結(jié)構(gòu)以耕地和林地為主，二者占研究區(qū)的總面積在70%以上。近11年定遠縣土地利用類型的主要變化趨勢為耕地和建筑用地的持續(xù)增加，林地和未利用地的持續(xù)減少，草地先略微增加而后小幅減少，水域用地變化不明顯。

（2）從各地類變化的空間分布上看，2008—2018年土地利用轉(zhuǎn)移圖譜以林地與耕地之間的相互轉(zhuǎn)換以及建設(shè)用地占用林地和未利用地為主。林地、未利用地轉(zhuǎn)變?yōu)楦刂饕l(fā)生在定遠縣中部地勢相對平緩的平原地帶，林地、未利用地轉(zhuǎn)變?yōu)榻ㄔO(shè)用地主要集中分布于定遠縣城區(qū)周邊經(jīng)濟相對發(fā)達區(qū)域。 定遠縣城鎮(zhèn)總體規(guī)模發(fā)展相對較快，近11年定遠縣土地利用率在逐步提高，該時期不同土地利用類型之間的轉(zhuǎn)移面積幅度相對較大，該時期土地利用變化受人類活動的影響較大。

（3）定遠縣農(nóng)業(yè)物產(chǎn)富饒，是全國糧食生產(chǎn)百強縣之一，同時也是全國商品糧生產(chǎn)基地，這是定遠縣耕地面積不斷增加和得到保護的主要原因之一。另外，土地整治政策和城鎮(zhèn)化的發(fā)展對定遠縣土地利用空間結(jié)構(gòu)有一定的影響，推動定遠縣城區(qū)布局從分散的城區(qū)中心演變到集聚性城區(qū)，政策因素決定了土地利用空間結(jié)構(gòu)和發(fā)展方向。

（4）在研究時間段內(nèi)，定遠縣整體土地利用變化逐步向空間集約化和可持續(xù)化方向發(fā)展。為保障定遠縣農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)的特色定位，在定遠縣未來土地利用規(guī)劃和土地資源配置過程中，合理規(guī)劃設(shè)計城鎮(zhèn)建設(shè)規(guī)模同時，更要注重發(fā)揮和保持資源尤其是農(nóng)業(yè)資源的優(yōu)勢和產(chǎn)業(yè)地位。

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