不同时段土地利用时空格局变化及影响因素分析——以重庆璧山区为例

万 强, 方义强, 刘伯云

(1. 璧山区丁家街道办事处, 重庆 402764; 2. 西南大学 资源环境学院, 重庆 400715)



不同时段土地利用时空格局变化及影响因素分析
——以重庆璧山区为例

万 强1, 方义强1, 刘伯云2

(1. 璧山区丁家街道办事处, 重庆 402764; 2. 西南大学 资源环境学院, 重庆 400715)

对璧山区土地利用变化进行分析,以2000、2005、2010、2015年4期的遥感影像为数据源,将土地利用类型分为5大类,利用2000—2015年璧山区土地变更调查数据及统计年鉴数据,计算土地利用类型变化量。利用GIS和地统计学,分析研究期间土地利用变化趋势,分析得出其变化驱动因子。旨在解决当前璧山区经济发展与用地矛盾问题,为璧山区土地可持续利用与发展以及城市建设规划提供借鉴。

璧山; 土地利用; 变化趋势; 空间格局

0 引 言

土地利用/覆被变化(LUCC)与全球生态系统的变化紧密相连,对区域的可持续发展起着基础性支撑作用[1-2]。未来人类发展所面临的发展和环境相关问题都与土地利用/覆被变化紧密相关,因此土地利用/覆被变化已成为全球变化问题研究的核心主题之一[3]。自改革开放以来,由于人口增长,经济发展带来的对土地管理政策变化,从而影响土地利用时空格局的变化[4]。为了应对此科研问题,国际上在LUCC研究方面强调大规模、跨学科和综合性,建立了许多不同内容、不同尺度的分析模型[5-8]。

目前LUCC的数据来源于3个方面:通过“3S”技术获取的有关LUCC的不同精确度的海量数据、统计年鉴在内的历年统计资料及历史图件、国土资源部门的土地详查变更资料。璧山区各个土地利用类型的数量受到自然、社会、经济、技术、政策等要素的综合影响。土地利用时空格局的变化成了影响区域可持续发展的一个重要因素,而县域尺度的研究还未见太多。本文以重庆市璧山区为研究区域,利用2000—2015年土地利用变更调查数据,对璧山土地利用时空格局变化情况进行深入研究分析,探讨了引起土地利用变化的驱动力因素,希望对璧山土地资源集约利用,未来城市规划起到一定的作用。

1 研究区概况

璧山区位于重庆市西部,东经106.02′～106.20′,北纬29.17′～29.53′。东西宽15.5 km,南北长66.5 km,区域面积915 km2。东邻沙坪坝区、九龙坡区,南界江津区,西连铜梁区、永川区,北接合川区、北碚区。璧山地处重庆西大门,是渝西地区到重庆主城区的交通要道。地形处于四川盆地和山地过渡地带,地势以丘陵为主。最高海拔1 027 m,最低138 m,多在200～800 m之间。2014年5月2日,经国务院批准撤销璧山县,设立重庆市璧山区。全区幅员面积915 km2,辖6个街道、9个镇,户籍人口63.5万,常住人口72.5万。

图1 研究区的区位图

2 研究方法

2.1 数据来源

本文以璧山区2000—2015年土地利用变更调查数据为基础,选取2000、2005、2010这3个时期的重庆璧山区土地利用图,结合重庆市统计信息之统计年度公报,整理形成土地利用变化研究的数据库。以ArcGIS 10.2为支撑,对璧山区的不同时期的遥感图进行解译,得到3期不同时段的土地覆被图,然后统计不同时期的土地利用的面积和响应,最后对3期景观格局进行分析。

2.2 研究方法

本研究过程是先获取相关的土地覆被信息后,然后对其生态系统类型进行分类,最后将生态系统分类结果通过空间分析方法进行相关分析,并检验分类结果的精度[9]。从土地利用空间格局变化的研究角度,建立一个相应的土地利用指标判断模型,从数量、动态和空间变化等方面分析璧山区近10年的土地利用特征。

为了进一步研究土地利用变化带来的各类效应,通过各种土地利用类型的变化幅度和速度,采用动态度分析土地利用数量变化。本文采用不同时段璧山区的土地利用变化值来分析土地利用数量变化,通过这些分析,不仅可得到区域土地利用变化的速率[10-11],也可表征研究区一定时间范围内的各种土地利用变化的情况。

3 结果与分析

3.1 璧山区土地利用构成与空间格局的变化

在土地分类中参考中国常用土地分类标准和文献[12],并结合实际情况,将3个时期重庆市璧山区的土地分为5大类:森林、水体、农田、城镇、草地。利用ArcGIS得各期空间分布,如图2所示。运用土地统计学方法对研究区土地利用类型进行了面积变化统计。其2000年、2005年和2010年土地利用类型在数量上的变化主要变现为:从构成来看:在土地利用类型中主要以森林、农田为主,其次为灌草和草地,城镇以及裸地面积最小。从空间布局来看:森林覆盖面积主要集中在研究区的两侧,增加趋势明显,说明当地的生态修复工程取得了很大的成效。东部地带的森林覆盖率较好,这可能和降雨量以及人口稀少等因素相关。农田生态系统比例也较大,主要分布在丘陵地带。从比例上来看,农田和森林生态系统占了璧山区的大部分,也可以说农田和森林生态系统构成了璧山区生态系统的基底。草地呈带状分布,主要集中在河流附近。城镇集中在南部和中部,城镇附近都有河流通过。

图2 重庆市璧山区土地利用覆盖图

3.2 璧山区土地利用变化量

从变化量来看:草地、农田逐年较少,森林、城镇、水体用地呈上升趋势,其中:灌草的面积减少最大,且减少幅度逐年增大,2000—2005年总体减少了2 293公顷,2005—2010年减少了2 873公顷,2010年以后,减少量达到6 000公顷, 总减少面积为10 249公顷。各种生态系统变化的特点:灌草生态系统的面积大幅度减少,特别是2005以后缩小的面积更加明显,这主要是因为实施生态工程,其次是植被的自然恢复。农田面积的逐年减少,这主要是因为实施森林生态工程,占去了大量的农田面积。农田变化面

图3 不同时段璧山区的土地利用变化值

积和森林、城镇面积的变化趋势相反。整体来讲, 灌草、农田、草地的变化一致, 呈逐年减少的趋势。

可以看出,璧山区的土地利用水平呈上升趋势,水域、草地、农田面积在减少,而森林、城镇等建设用地在急剧扩张,这种趋势是现今西部大开发政策和当地政府行为的结果。任何一种土地资源的开发活动都是在一定的经济利益驱动和政策背景下进行的。以区县为单元的土地利用中受经济系统、政策水平以及制度影响很大。人口的增多,引导制度与政策的改变,制度与政策又反过来促进社会的发展,进一步改变着区域土地利用格局。

4 结 论

研究表明,自2000年以来,璧山区的城市发展比较迅速,主要是城市用地增加和农田面积的减少。璧山区农田的减少是该区显著的土地利用特征,大部分的农田被森林用地和城镇用地占据。人类活动加强导致农田、灌草生态系统向城镇生态系统、旅游等其他建设用地转换,成为璧山区土地利用类型间转化的热点。

不同地类空间分布特征有差别。农田和森林用地分布广泛且用地面积大;城镇用地主要集中在中部河流地带,沿河沿江呈带状布局。草地呈现零星分布趋势,主要分布在河流附近,且所占比例较小。水域东西南北穿越整个区域。2000年以来璧山区土地利用集约利用水平呈现上升趋势,森林面积的增大使得生态基底保持完整,可以说这种趋势是适应生态城市发展的过程。

在西部大开发的背景下,璧山区将进入城市化加速发展阶段,更应该关注山地城市发展的状况,建立土地利用和区域生态环境的直接影响关系。同时,璧山区也应该综合考虑人文、社会和生态环境等其他因素的关系,合理的优化生态空间格局,充分发挥当地的土地利用效率,生态文明建设是今后璧山开发的重点。

[1]高义,苏奋振,刘晓宇,等. 珠江口滨海湿地景观格局变化分析[J]. 热带地理, 2010,30(3):215-220.

[2]FRANOISE B, J aeques B. Landscape ecology: concepts,methods and applications[M]. New Hampshir: Science Publishers, Inc, 2003:206-210.

[3]陈佑启,杨鹏.2001.国际上土地利用/覆被变化研究的新进展[J]. 经济地理, 21(1):95-100.

[4]李飞雪,李满春,刘永学,等. 建国以来南京城市扩展研究[J]. 自然资源学报, 2007,22(5):524-535.

[5]VON H B, MOTZKIN G. Historical land use and environmental determinants of nonnative plant distribution in coastal southern New England[J]. Biological Conservation, 2006,75(4):175-186.

[6]BOHNET I C, MOORE N. Demographic change in Australia’s Rural Landscape implications for society and the environment[M]. dor-drecht: Springer Science, 2010.

[7]刘彦随,彭留英,王大伟. 东南沿海地区土地利用转换态势与机制分析[J]. 自然资源学报, 2005(3):333-339.

[8]高义,苏奋振,刘晓宇,等. 珠江口滨海湿地景观格局变化分析[J]. 热带地理, 2010,30(3):215-220.

[9]刘勇, 尹京苑,张红. 基于遥感的区域土地利用格局动态分析[J]. 测试技术学报, 2007,21(3):256-261.

[10]刘纪元,布尔敖斯尔. 中国土地利用变化现代过程时空特征的研究[J]. 第四纪研究, 2000,20(3):229-239.

[11]王思远,刘纪元,张增祥,等. 中国土地利用时空特征分析[J]. 地理学报, 2001,56(6):631-639.

[12]汪权方,李家永,陈百明. 基于地表覆盖物光谱特征的土地覆被分类系统----以鄱阳湖流域为例[J]. 地理学报, 2006,61(4):359-368.

Study on land-use change and its spatial distribution in the different periods: a case study in bishan

WANQiang1,FANGYiqiang1,LIUBoyun2

(1. Dingjia Street Committee of Bishan District, Chongqing 402764, China; 2. College of Resources and Environment, Southwest University, Chongqing 400715, China)

By the land use change of spatio-temporal of Bishan. Bishan area was divided into five categories of land use types, based on TM images of the years of 2000, 2005,2010 and 2015 . Bishan land change survey and statistical year book data form 2000 to 2015 were analyzed based on the calculations of variation of each use type with the GIS software and statistics. The results show the tendency of land use changes and their driving forces in order to solve the current economic development and land use in Bishan, and provide reference for sustainable use of land and planning for urban.

Bishan; land use; variation tendency; spatial patterns

2016-07-08。

国家自然科学基金资助项目(31004034)。

万 强(1975-),男,重庆人,重庆市璧山区丁家街道水利工程师。

1673-5862(2016)04-0437-04

P951

A

10.3969/ j.issn.1673-5862.2016.04.012