大连金石滩土地利用时空分异研究

管敦颐，冯 雨，雷 磊

（辽宁师范大学，自然地理与空间信息科学辽宁省重点实验室，辽宁大连116029）

大连金石滩土地利用时空分异研究

管敦颐，冯 雨，雷 磊

（辽宁师范大学，自然地理与空间信息科学辽宁省重点实验室，辽宁大连116029）

以1992、1998、2004、2009年的金石滩地区土地利用数据为基础，运用GIS软件的叠置分析，空间分析对研究区土地变化时空分异研究。本文通过单一土地利用动态度和综合土地动态度分析研究区内图地类型变化的速度和趋势，同时将土地利用扩展强度指数带入分析土地利用规模的变化，以此探究其土地利用变化的驱动因素。研究表明，土地利用数量变化模式呈现耕地面积大量减少，建设用地迅速增加：1992-2013年各土地利用类型单一动态度中耕地和未利用地减少速度相对较快，分别为-4.36%和-4.37%；城乡建设用地增加最快，为21.37%，其次为交通水利用地，为17.99%；1998-2004年综合土地利用动态度最大，为3.63%，这期间土地利用变化最为迅速，旅游开发活动剧烈。扩展强度指数计算各土地类型得出，耕地的扩展强度指数最低，为-1.48，城乡建设用地的扩展强度指数最高，为1.42%。研究结果可信。

土地利用变化；时空分异；金石滩；GIS

1 引言

土地是十分重要的自然资源，是人类生存和发展的最基本物质基础之一[1]。由于自然因素与人文社会经济的影响，土地利用以及土地资源的质量不断发生变化，进而影响区域生态环境和经济社会发展[2]。因此，区域土地利用变化过程、规律以及驱动因素的分析研究在国内外也是调控人类活动的科学决策依据。日本国立科学院全球环境研究中心的“为全球环境保护的土地利用变化研究（UJ/GEC）”项目，着眼于亚太地区可持续的土地利用，并采用遥感和地理信息系统监测以及空间模型分析方法来研究土地利用的空间结构及驱动机制[3]。国内目前的研究内容主要着重于土地利用—土地覆盖的分类系统、动态监测和驱动机制—环境影响评价等3个方面[4]。土地利用变化存在明显地区差异的主要原因是人类活动的区域差异和土地位置的空间性[5]。通过对金石滩地区土地利用空间分异变化的处理，本文将对影响研究区内土地利用类型变动的驱动因素进行概括分析，为今后金石滩的社会经济发展战略的决策和生态环境的管理提供了科学依据。

2 研究区概况

研究区域金石滩地处辽东半岛南端、大连东北端的黄海之滨，海岸线全长30km，拥有海域面积58km2，陆地面积62km2。2005年1月25日正式更名为金石滩街道，辖满家滩、庙上、陈家、什字街、龙山、葡萄沟、河咀七个行政村，是典型的沿海旅游小镇（图1）。

3 研究方法

3.1 数据来源及处理

土地利用研究数据的基础信息源为金石滩地区1992、1998、2004、2009和2013年的土地利用现状图。根据收集信息，创建图形数据库和属性数据库，将图形数据和属性数据关联确定1992、、1998、2004、2009和2013年五个时期的土地利用现状，对土地利用现状矢量图层叠加建立转移矩阵。通过利用ArcGIS软件技术对各土地类型进行重分类统计处理，得到13年间五年土地类型占地面积的统计数据。

3.2 土地变化时空分异研究

3.2.1 土地类型确定和归类统计

在参考《土地利用现状分类》（GB/T 21010-2007）标准的基础上，并结合研究区域土地利用特点，将研究区土地类型分为耕地、园地、林地、其他农用地、城乡建设用地、交通水利用地、水域及滩涂沼泽和未利用土地9类。

图1 研究区地理位置图

利用GIS软件对金石滩地区1992、1998、2004、2009和2013年的土地利用现状图进行重分类和叠置分析，统计出这五年研究区各土地类型占地面积的数据，详见表1。

3.2.2 土地利用动态度研究

单一土地利用类型动态度表达了研究区某一时间范围内某种土地利用类型的数量变化情况。它能够从微观的角度，具体的反映出每一种土地利用类型的变化状况，进而使得不同土地利用类型之间具有了可比性[6]。单一土地利用类型动态度可以从不同方面定量地表达某研究区一定时间内的土地利用类型的变化速度，其表达式为：

式（1）中，K为研究时段内某一土地利用类型动态度；Ua和Ub分别为研究期初及研究期末某一种土地利用类型的数量；T为研究时段长，当T的时段设定为年时，K的值就是该研究区某种土地利用类型年变化率。

综合土地利用动态度[7]描述研究区域内所有土地利用类型在某一特定时间段内总体变化情况：

式（2）中，LC表示研究区综合土地利用动态度；LUi为研究期初至期末时段内第i类土地利用类型面积；△LUi-j为研究时段内第i类土地利用类型转为非i类土地利用类型面积的绝对值；T为研究时段长度。当T设定为年时，LC的值就表示该研究区的土地利用年变化率。

表1 研究区土地利用分类体系和统计面积

3.2.3 土地利用规模变化评价

对于土地利用规模变化的表征指标，采取扩展强度指数（M），用以表征不同研究时期各用地扩展的强弱、快慢和速度[8，9]。公式：

式（3）中，M为某土地利用类型在一段时期内的扩展强度指数；U为某土地利用类型转化为其他用地的面积；A为研究区总面积；T为变化时间。

4 结果与分析

4.1 土地利用动态度研究

在GIS软件支持下，对研究区1992、1998、2004、2009年这四个时间点的耕地、园地、林地、其他农用地、城乡建设用地、交通水利用地、水域及滩涂沼泽和未利用土地九类土地利用类型进行土地利用动态度计算，得到1998-2013年金石滩地区单一土地利用动态图以便参考研究，如图2所示。

通过公式1的带入计算，由图2可知：1992-2013年各土地利用类型单一动态度中耕地和未利用地减少速度相对较快，分别为-4.36%和-4.37%，其次为园地，单一动态度为-2.21%；水域、滩涂沼泽和林地的年变化率分别为-1.33%、-0.53%和0.38%；城乡建设用地增加最快，为21.37%，其次为交通水利用地和其他农用地，其年变化率分别为17.99%、11.80%。

选取表1中研究区一级分类标准分析金石滩综合土地利用动态度。根据公式2得到金石滩综合土地利用动态度（见图3），以此研究该区域土地利用变化剧烈程度。研究区1992-2013年综合土地利用动态度为2.31%；其中，1992-1998年为1.27%，1998-2004年为3.63%，2004-2009年为1.76%，2009-2013年为2.09%。通过数理比较可知，1998-2004年综合土地利用动态度最大，其次为2009-2013年。

4.2 土地利用规模变化评价

将金石滩1992-2013年土地类型的数据导入空间数据库中，进行叠置分析，带入公式3计算可得金石滩地区1992-2013年土地利用类型的扩展强度指数（表2）。由表可知，耕地的扩展强度指数最低，为-1.48，城乡建设用地的扩展强度指数最高，为1.42%；园地、林地、其他农用地、交通水利用地、未利用地、水域和滩涂沼泽的扩展强度指数分别为-0.07、-0.15、0.47、0.12、-0.13、-0.01、-0.03，处于缓慢扩展状态。

图2 金石滩1998-2013年单一土地利用动态

图3 金石滩地区1992-2013年综合土地利用动态

4.3 土地利用变化驱动因素分析

就土地利用类型面积变化的幅度和速率来看，耕地和城乡建设用地变化最为剧烈。金石滩作为典型的沿海旅游小镇，根据总体规划政策，基础设施建设和旅游用地建设的需要促使城乡建设用地在这十几年的扩展速度和强度不断加大；而耕地面积的急剧减少，通过转移矩阵的数理分析，耕地减少面积大部分转化为城乡建设用地，占耕地减少面积的67.52%，分析居民区占地位置和农耕占地位置的区域关系，可以看出，农耕区域远离居住区域，这也是导致弃耕的一个因素。结果表明：经济社会的快速发展、城镇化的推进、人口的持续增长、大量基础设施建设以及旅游建设用地开发是该地区土地利用变化的主要原因；地形因素是这一转变的最主要内在因素。

表2 金石滩地区1992-2013年土地利用类型的扩展强度指数

5 结语

为了加快金石滩旅游业为代表的第三产业的发展，建设大量的基础设施和旅游用地以满足社会经济发展的迫切需要，促使城乡建设用地的占地面积和耕地的减少面积急剧上升，农业结构调整以及生态建设的政策改变导致土地类型在1998-2004年间变化剧烈，反应出该区域土地利用受到人类活动影响强烈。本文借助GIS技术，利用土地利用动态度和扩展强度指数分析了金石滩地区1992、1998、2004、2009和2013年的土地利用状况，并从多角度概括解释了土地利用变化的驱动因素，为今后金石滩地区的社会经济发展战略的决策和生态环境的管理提供了科学依据，以便当局科学合理地开发使用土地资源。

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[2]袁俊.湖北省土地利用变化及其驱动力分析[J].国土与自然资源研究，2003（04）：33-36.

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Analyzing spatio-temporal differentiation of land use in Jinshitan,Dalian

GUAN Dun-yi et al
(Liaoning Key Laboratory of Physical Geography and Geomatics, Liaoning Normal University,Dalian 116029,China)

Using land use data in 1992,1998,2004 and 2009 Jinshitan area as the basis,using GIS software overlay analysis, spatial analysis of land in the study area of different spatial temporal changes of points.In this paper,we study the dynamics and trend of land use change by analyzing the dynamic degree of single land use and the comprehensive land dynamic degree.At the same time,the land use expansion intensity index is taken into the analysis of the change of land use scale to explore its land use change driving factor.The results showed that the land use change pattern showed that the area of cultivated land was decreased and the land used for construction increased rapidly. Thelandusetypein1992-2013showedarelativelyfast decrease rate of-4.36%and-4.37%respectively.The most rapid increase was in urban and rural construction land,which was 21.37%,followed by 17.99%.The most dynamic land usewas 3.63%during 1998-2004,during which the land use change was the most rapid and the tourism development was violent.The expansive intensity index of cultivated land was the lowest,which was-1.48,and the expansion intensity index of urban and rural construction land was the highest,which was 1.42%.The results are credible.

Land use changes;Spatio-temporal differentiation;Jinshitan District;GIS

F301.24

A

管敦颐（1992-），女，主要从事人文地理研究。

（2016-10-26收稿S编辑）

1003-7853（2016）06-0033-04

国家自然科学基金项目（41471140）；辽宁省高等学校杰出青年学者成长计划（LJQ2015058）资助