兰州新区地表覆盖变化分析

兰州新区地表覆盖变化分析

兰州新区位于兰州市北部的秦王川盘地，规划区面积806平方公里，涉及兰州市辖区内永登县和皋兰县6个乡镇，距兰州市主城区38.5公里，距白银市区79公里。该地区区位优势明显，自古就是沟通内地、联通西部边疆和中亚地区的战略通道，是支撑“新丝绸之路经济带”的重要节点。2012年8月，兰州新区获批为国家级新区，成为继上海浦东新区、天津滨海新区、重庆两江新区、浙江舟山群岛新区后，国务院批复的第五个国家级新区，也是西北地区第一个国家级新区。

随着兰州新区的开发建设，引起了地表覆盖的急剧变化，使原有以农业为主的地表形态大规模、急速地转换为城市地表形态。本文利用遥感和地理信息系统对研究区的地表覆盖变化及进行描述和分析。

数据来源

按照地理国情普查内容与指标要求，将采集的内容分为地表形态、地表覆盖和重要地理国情要素三个方面。地表覆盖分类信息反映地表自然营造物和人工建造物的自然属性或状况，将其类型划分为耕地、园地、林地、草地、房屋建筑区、道路、构筑物、人工堆掘地、荒漠与裸露地表、水域等10种类型。遥感和地理信息系统技术在地表覆盖变化分析中的应用已相当广泛。本文利用兰州新区规划区（以下简称规划区）2010年和2013年遥感影像资料，以地理国情普查地表覆盖分类指标进行数据解译，见表1。

表1 规划区地表覆盖数据

兰州新区地表覆盖变化情况

地表覆盖类型变化情况

2010年10月至2013年5月，兰州新区地表覆盖变化主要体现为耕地、草地面积减少，人工堆掘地、道路和房屋建筑区面积的增加。其中耕地减少了1933.22公顷；草地中的自然低密度覆盖草地减少1893.42公顷，人工草地增加40公顷，合计共减少1852.48公顷；人工堆掘地共增加2483.28公顷，其中建筑工地和露天采掘场分别增加了2411.16公顷和64.75公顷，林地增加了680.31公顷，以人工幼林增加为主，占到增加面积的93.3%，道路增加290.32公顷。人工幼林、道路及建筑工地总的增加面积为3335.66公顷，占耕地与草地减少面积总和的87%。房屋建筑区增加了244.35公顷，水域增加了102.45公顷，年变化率分别为2%和9%。具体变化情况如表2。

从总体数量看，较2010年10月，2013年5月新区耕地比重从42%减小至39%，减少3个百分点，草地从43%减少至41%，减少了2个百分点，园地、房屋建筑区、构筑物、道路、略有增减，增加较明显的是人工堆掘地，即主要为建筑工地。而水域和林地各增加了一个百分点，各约8平方公里，新区地表正在经历一个由农业用地转变为非农业用地的过程，正地经历急速城镇化和工业化的发展过程。

地表覆盖转移矩阵

将2010年和2013年地表覆盖数据用空间分析方法进行空间叠加来生成2010至2013年的兰州新区地表覆盖面积转移矩阵。地表覆盖类型转移矩阵能较为全面地反映各地表类型之间的结构转换和数量转换关系，是地表类型演变的重要参照，见下表3。

根据转移矩阵，规划区内2010年至2013年共发生地表类型转移的总量为6948.84公顷，合计10.4万亩，占规划区总面积的8.6%。从转换的地表类型来看，主要有以下两个方面：

耕地和草地的转出量较大，总和为3.5万亩。耕地转化为人工堆掘地的面积最大，为1621.44公顷，其次为草地，转化面积为741.38公顷。耕地和草地转出成为人工堆掘地的总和占人工堆掘地增加面积2483.23公顷的95%。

人工堆掘地、道路、房屋建筑区的面积转入量较大，他们的转换方向主要为其他类型的转入；耕地和草地的转出量较大，面积减少较多，转换方向主要为向其他类型的转出。

表2 兰州新区地表覆盖类型及其变化（二级类）单位：公顷

表3 规划区2010-2013年地表覆盖类型转移情况 单位：公顷

地表覆盖类型变化分析

1）耕地变化

2010年耕地总量为33606.92公顷，占规划区总面积的42%，至2013年规划区耕地总量为31673.7公顷，占规划区总面积的39%，占比减少了3个百分点，面积减少了1933.22公顷，占规划区总面积的2.4%。耕地主要减少的区域是规划区南部的秦王川平原的中心地带，其地势平坦、海拔较低，主要位于红玉、西槽、北坪、倒水塘等村委会周边地区，该区域也是新区综合行政服务区的重点开发地区。耕地增加的地区主要位于西岔镇西岔村附近的开山造地所形成的耕地，面积约为250.35公顷，其余为零星地类的增加。

2）林地变化

从林地各类的变化量上看，规划区具有人工幼林的大面积种值和绿化林地的增多，而其它各类基本持平的特征，这一特点明显地反映了新区生态建设的主要方面，即退耕还林和大面积改造荒草地为林地及城市内部生态林地建设的持续推进。至2013年5月，林地增加的主要的区域位于纬三路以南的约4至5公里的低矮丘陵地的南坡，其人工造林面积超过万亩，其次是在引大入秦东干渠延线附过，形成了林地的带状结构。而林地的转出主要在规划区南部林地转为了草地，这种转换很大程度上是由于退耕还林后，由于林木干枯而致使林地退化为草地。

3）草地变化

2010年草地的总量为34602.76公顷，占规划区总面积的43%，2013年草地变为32750.28公顷，占规划区总面积41%，相比2010年减少了1852.48公顷，约合2.8万亩，减少的总量与耕地减少的总量2.9万亩基本相当。从减少的结构来看，天然草地减少了1893.42公顷，合2.84万亩，与此同时，2010年比2013年人工草地的面积总量大幅增加，较2010年增加了62%，2013年人工草地的面积为106.5公顷，合1600亩。这也反映了在新区建设中注重提高绿化地表的数量和质量以此改善生态环境的思路和政策，从另一方面，在天然草地中低植被覆盖草地实际上占有相当大的面积，减少低密度植被草地的覆盖是新区土地开发整理、用地集约化和提高土地利用率的必然选择和要求。

4）房屋建筑区变化

从建筑用地变化的空间位置上看，房屋建筑区的增加主要集中于新区城市中心建设过程中已成形的用于生产生活的房屋建筑，但其增加的主要位于秦王川中部的平原地区，而且分布相对分散。房屋建筑区的转出主要位于规划区在建或已建成的经六、经十等道路的附近，这是规划后，形成了原有居民居住区的搬迁，由于规模并不大，所以其线路还不明显。

图1 兰州新区地表覆盖变化图

5）建筑工地变化

在地理国情普查中建筑工地是属人工推掘地中的指标。而人工推掘地是指被人类活动形成的弃置物长期覆盖或经人工开掘、正在进行大规模土木工程而出露的地表。采集的最小图斑对应的面实地积为400平方米。由于新区原本为耕地和荒草地为主的地表覆盖，自2012年8月新区被批准为国家级新区时起，就开始了大规模的建设时期，所以建筑工地的规模和数量是最直接反映新区开发和建设的指标，也代表了新区城市化初期地表急速转换的过程。

到2013年建筑工地的规模达到2952.93公顷，而2010年建筑工地的规模仅为541.77公顷，两年多的时间内增加了5倍之多。从比重上看，2010年建筑工地占整个人工堆掘地的58%，到2013年建筑工地占整个人工堆掘地的86%，上升了近30%，而与此同时，露天采掘场由原来的30%减少到10%，2013年为345.43公顷，比2010年增加了975亩。堆放物，指人工长期堆积的各种矿物、尾矿、弃渣、垃圾、垃圾沙土、岩屑等覆盖的地表。采集的最小图斑对应的地面实地积为400平方米。堆放物的面积基本持平，为120公顷。因此，由于新区的大面积建设，使建筑工地的面积大为增加，而致使人工堆掘地的面积变化较大，而其它采掘场、堆放物在基本稳定的同进略有增加。这也反映了新区地表在大面积建设的同时并未带来过多的用于采掘和堆放的闲置地，控制并减少了土地资源的浪费。

6）城市道路变化

从道路长度计算中可知，城市道路里程增加了193公里。规划区要建设快速、便捷的交通体系，形成“三纵一横”交通网络，道路的面积和里程将会近一步的增加，值得注意的是道路的年递增率为7%，这与林地年递增率8%相近。道路主要增加的是规划区新建设的水秦路、纬一路、纬三路、经十三路等，其主要占用的是耕地。

5.结语

兰州新区在政策和城市规划的推动下地表形态正在快速发生变化，两年多的时间内有近70平方公里的土地类型发生了转移，总的趋势是耕地和低覆盖度草地转换为建筑工地、道路及生态用地。按照统一指标对其地表覆盖进行可持继化的跟踪和监测，将更有利于其生态保护和社会经济可持继发展。

10.3969/j.issn.1001- 8972.2016.21.030