番禺区城市建设用地的廊道效应分析

张亦汉， 曾湛荆

(1.广东财经大学地理与旅游学院，广州 510320； 2.云南大学城市建设与管理学院，昆明 650000)

0 引言

在城市发展过程中，交通网络对城市格局有重要影响，而城市格局也会反作用于交通网络[1]。许多学者认为，交通网络是影响城市土地利用的最重要因素，因此有不少学者研究交通网络与土地利用之间的关系，其中比较典型的问题是交通网络的“廊道效应”。城市廊道可分为人工廊道和自然廊道，人工廊道以交通网络为主，自然廊道则以河流为主。廊道效应有流通效应和场效应，场效应最为普遍，即城市交通网络对城市土地利用的影响[2-3]。城市交通网络产生的廊道效应是围绕交通网存在着一定影响范围的场效应，而效应大小由中心轴线向外逐步递减，并遵循随距离增大而衰减的准则，也可用一个对数衰减函数来表示[2-4]。

廊道效应是代杰夫等对美国大都市的城市扩张进行研究时提出的[5]。随后，Forman 等[5]研究了不同距离范围内的湿地、河流、外来植物、驼鹿、麋鹿、两栖类以及鸟类等的分布情况。宗跃光[1]指出，廊道效应是指廊道产生的各种自然、经济和社会综合效应，而且廊道效应由中心向外逐步衰减，遵循随距离增大而衰减规律。周华荣等[3]研究了塔里木河中下游河流对农田、林地和沼泽等的廊道效应。周俊等[6]研究了上海市轨道交通的廊道效应，并分析了在其影响下的城市土地利用变化情况。还有一些学者研究了城市化加速过程中道路网络与建成区景观扩展的互动关系[3,7-8]。但是现有的研究并没有考虑到人们出行越来越多采用的交通工具——地铁，关于地铁产生的廊道效应也鲜有报道。

因此，本文在前人研究的基础上，选取在地铁影响下土地利用变化剧烈的广州市番禺区作为研究对象，运用GIS和RS手段，对番禺区地铁周围的土地利用情况进行缓冲区分析，分别提取距地铁500 m，1 000 m和2 000 m范围内的土地利用信息，研究广州地铁沿线土地利用空间分异情况，从而探讨并分析广州地铁对城市及周边土地利用分异的影响。研究结果表明，到目前为止，广州地铁线对番禺区的土地利用还没有明显的廊道效应，但广州地铁站点却对番禺区土地利用具有明显的分异作用。

1 研究区概况

本文选用广州市番禺区作为研究区，位于珠江三角洲的核心地区，总面积为786.2 km2。目前，番禺区由于经济和人口不断增长，经历了快速的土地利用变化。本研究选用该区1999年和2008年获取的TM遥感图像，采用ENVI软件先对图像进行大气校正和几何纠正，再通过查找同名点对2个时相的图像进行几何配准。挑选了训练和测试2组样本，其中训练样本用于监督分类，将全区分为城市用地、开发用地、耕地、林地、基塘、水体和园地； 测试样本则用于检查分类结果。检查结果显示，测试样本的分类精度可达到92%，完全能满足后续研究与分析等要求[9]。根据TM遥感图像的土地利用分类结果，番禺城市用地面积1999年为134.60 km2，2008年增至255.59 km2，年增长率高达6.8%。有关统计数据显示，我国城市用地的平均年扩张率为3%，而GDP的平均年增长率在10%左右[10]。根据番禺区的经济增长速度推算，其土地消耗的增长明显高于全国水平，显然是不正常的。因此，本文选择这个典型区域作为研究区有着特别的意义。

从1999—2008年番禺区土地利用类型变化图(图1)中可以看出，1999年番禺区的城乡建设用地占总用地的17.4%，而耕地、林地、基塘和水域分别占总用地的49.5%，5.4%，10.6%和11.7%，其他用地占5.5%。这说明在当时番禺区大规模的城市建设还未开始，城乡建设用地大多集中在市桥附近，整体上比较分散。到2008年，番禺区城市建设用地占总用地的比例增加到33.0%，而耕地和林地都有相应减少，尤其是耕地由原来的383.76 km2减少到256 58 km2，减少了16%； 开发用地也有少量增加，由原来的4.72 km2增加到13.29 km2； 基塘和水域面积基本维持不变。因而可以推断，城乡建设用地的增加基本上以耕地的减少为依托。

(a) 1999年番禺土地利用图(b) 2008年番禺土地利用图(c) 1999—2008年新增城市用地

图1番禺区土地利用类型变化图

Fig.1ChangesoflandusetypesinPanyuDistrict

1999—2008年番禺区土地利用类型变化数据如表1所示。

表1 1999—2008年番禺区土地利用类型变化情况

从表1和图1可以看出，番禺区在这10 a间城乡建设用地由原来的134.60 km2增加到255.59 km2，占总用地面积的比例由原来的17.4%增加到33.0%，说明番禺区在这10 a中发展迅速。同时，耕地由原来的383.76 km2减少到256.58 km2，占总用地面积比例由原来的49.5%减少到33.1%，耕地减少比较明显。此外，开发用地也由原来的4.72 km2增加到13.29 km2，占总用地面积的比例由原来的0.6%增加到1.7%。除此之外，基塘、水域和园地的变化不是很明显。由此可以推断，2008年的城乡建设用地和开发用地的增加主要以耕地的减少为依托。

2 廊道效应分析

2.1 地铁沿线的缓冲分析

本文对广州地铁沿线分别建立不同尺度缓冲区，研究各缓冲区内新增城市建设用地的增长情况。选用ArcGIS软件中Arctoolbox工具箱中的“缓冲”工具，先设定500 m，1 000 m和2 000 m这3种缓冲距离，生成对应的3个缓冲区； 再在Arctoolbox工具箱中选用“按掩模提取”工具，提取出被缓冲区覆盖的番禺区土地利用数据； 然后通过ArcGIS分类统计分析得出距地铁[0，500)m、[500，1 000)m和[1 000，2 000]m带状地区的新增城乡建设用地的情况[11-12](图2和表2)。

(a) 500 m缓冲区内的新增城市用地(b) 1 000 m缓冲区内的新增城市用地

(c) 2 000 m缓冲区内的新增城市用地(d) 不同距离范围内的新增城市用地

图2 番禺区地铁沿线的缓冲分析

Fig.2 Buffer analysis along metro in Panyu District

表2 不同缓冲区范围内城乡建设用地变化情况

从图2和表2可以看出： 距地铁[0，500) m内的新增城乡用地为13.25 km2； [500，1 000)m内的新增城乡用地为14.81 km2； [1 000，2 000]m内的新增城乡用地为24.54 km2。它们分别占总用地面积的23.9%，26.0%和22.0%。这种比例并没有体现逐渐递减的特点，说明城乡建设用地并没有随着与地铁距离的增加而逐渐减少，即没有体现明显的廊道效应。

通过调查与分析，本文认为产生这种情况的原因主要有： ①城乡建设用地既包括对城市轨道交通依靠程度较高的居住区、商业和公共服务设施，也包括工业及仓储物流等依靠码头、高速公路和城际轨道交通的用地类型，所以廊道效应不明显； ②地铁为地下交通，依托站点与地面建立联系。番禺区不像广州市中心那样城市功能齐全而地铁站点密集，往往很远距离才有一个地铁口，地铁线路在地下可能会经过—长段地面上不很热闹的地带，才能到达较为繁华的站点。所以本文认为以整条地铁线路为对象做缓冲区分析，就不可避免地会出现上述情况。

2.2 地铁站点的缓冲分析

考虑到番禺区地铁线路在地下会经过地面城乡建设用地较为稀少的地带，而站点往往设立在城乡建设用地较多、人口相对集中的地点，因此本文以地铁站点为对象，分别建立距地铁站500 m，1 000 m和2 000 m的缓冲区，通过整理可以得到图3和表3。

(a) 500 m缓冲区内的新增城市用地(b) 1 000 m缓冲区内的新增城市用地

(c) 2 000 m缓冲区内的新增城市用地(d) 不同距离范围内的新增城市用地

表3 地铁站点周围不同距离的城乡建设用地变化情况

从图3和表3分析可以看出，新增城乡用地在距地铁站点[0，500) m内为4.13 km2，在[0，1 000) m内为14.60 km2，在[0，1 500) m内为26.61 km2，在[0，2 000) m内为39.57 km2； 且在距地铁站点[500，1 000)m范围内新增城乡用地为10.47 km2，在[1 000，1 500)m范围内新增城乡用地为12.02 km2； 在[1 500，2 000]m范围内新增城乡用地为12.96 km2。由各种用地占总用地的比例可以看出，新增城市用地在距地铁站点[0，500)m，[500，1 000)m，[1000，1500)m和[1 500，2 000]m范围内新增百分比分别为32.9%，28.7%，22.7%和22.6%。这种随距离增大而建设用地新增比例减少的特征正是廊道效应的集中体现。因此可以认为，地铁的吸引作用使得近几年城乡建设用地在地铁站点附近聚集。城市地铁的开通对城乡建设用地的发展具有重要影响。目前，番禺区已开通和在建的地铁线路长、运载量大，运行快捷准时，与地面其他交通网衔接方便，吸引众多居民(包括外来务工人员)来番禺区居住在地铁站点附近，有力地带动了当地经济和社会的发展。

3 结论

通过研究广州地铁对番禺区土地利用空间分异情况的影响，可得出如下结论：

1)运用RS和GIS手段，可以非常方便地分析在地铁影响下城市土地利用的变化情况，探讨地铁对周边土地利用的廊道效应。

2)在对广州市番禺区地铁进行缓冲区分析中，分别提取并统计了距地铁500 m，1 000 m和2 000 m范围内的土地利用信息，发现到目前为止，广州地铁线还没有对番禺区的土地利用产生典型的分异作用和廊道效应。

3)通过对番禺区地铁站点缓冲区的分析和统计，新增城市建设用地在距地铁站点[0，500) m，[500，1 000)m，[1000，1500)m和[1 500，2 000]m范围内新增百分比分别为32.9%，28.7%，22.7%和22.6%，具有较明显的廊道效应。

4)本文着重分析了地铁线路和站点对城乡建设用地变化的效应，下一步将全面探讨对其他土地利用类型的分异作用和廊道效应。

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