快速城市化背景下中山市土地利用变化研究

2017-06-11葛志鹏赵家敏黄佩

安徽农业科学 2017年21期

葛志鹏赵家敏黄佩

摘要运用RS、GIS等技术方法，解译覆盖1990、2000和2013年中山市的TM基础遥感影像数据，进一步分析其土地利用时空变化特征。结果表明，1990—2013年中山市的土地利用类型在结构、数量和变化率上发生巨大变化，建设用地需求激增，耕地资源骤减。耕地下降达40.96%，主要转出到建设用地和基塘用地，草地和林地变化不大。空间分布上，增加的建设用地主要由耕地和基塘用地转入，集中在靠近江门市区、佛山市顺德区的西北部地区、中山市城区周边地区以及靠近珠海市区的南部地区；西北部基塘用地的几何中心也逐步朝中西部、南部及东部转移，并在南朗鎮沿海处出现大面积的鱼塘。人口增长、社会经济发展和政府政策等驱动是影响中山市土地利用变化的主要因素。

关键词土地利用；RS；GIS；驱动因素；中山市

中图分类号F301.24文献标识码A文章编号0517-6611（2017）21-0184-04

Land Use Change in Zhongshan City under the Background of Rapid Urbanization

GE Zhipeng1， ZHAO Jiamin2， HUANG Pei1

（1.Guangdong Zhixin Information Engineering of Survey and Planning Co.， Ltd， Zhongshan， Guangdong 528403；2. School of Geography， Guangzhou University，Guanzghou， Guangdong 510006）

AbstractThe TM remote sensing image data in 1990， 2000 and 2013 were analyzed by some technical methods like RS and GIS， and the temporal and spatial characteristics of land use were analyzed. The results showed that the land use type of Zhongshan City had changed greatly in the structure， quantity and rate of change from 1990 to 2013. The demand for construction land had increased and the cultivated land resources had plummeted. cultivated land fell to 40.96%， mainly transferred to the construction land and pond land. Grass and woodland change lightly. In the spatial distribution， the increase in the construction of land mainly by the arable land and pond land， concentrated in the vicinity of Jiangmen City， northwest region Shunde District of Foshan City， the surrounding areas of Zhongshan City and near the southern part of Zhuhai City. Geometric centers in the northwestern pond land are gradually moving towards the central， western and eastern parts， and large areas of fish ponds appear at the coastal town of Nanglang. Population growth， socioeconomic development and government policy drive was the main factor affecting the land use change in Zhongshan City.

Key wordsLand use；RS；GIS；Driving factors；Zhongshan City

土地作為人类赖以生存和发展最根本的物质基础[1]，与人类经济社会可持续发展息息相关。人类活动干扰下，不同土地利用方式及强度对区域内地理环境产生一定演变过程，逐渐改变原有的景观格局，反映区域内的生态环境健康状况。

当前，在宏观运行环境依然偏紧的状况下，中山市正处于经济社会发展的转型期，出现土地资源紧缺，主要表现为土地供需矛盾突出，城镇建设发展不平衡，土地质量逐步退化等[2-3]。笔者根据1990、2000和2013年中山市TM遥感影像解译数据，分析了1990—2013年中山市土地利用时空变化特征，有效反映中山市土地利用的时空变化规律，分析作用于土地利用变化的影响因素，为政府部门优化土地结构和规划土地资源提供科学依据，以期实现中山市经济与生态的可持续协调发展。

1数据数据来源与研究方法

1.1研究区概况中山市位于珠江三角洲中南部，地处珠江口西岸，周边地区为均为珠三角城市发展较快和经济发展水平较高地区，毗邻澳门，与深圳、香港隔伶仃洋相望[4]。中山市地理位置处于113°09′～113°46′ E、22°11′～22°46′ N，全境总面积约1 761 km2。

1.2数据来源与处理

利用覆盖中山市1990、2000和2013年3期的Landsat TM遥感影像基础数据源，均来源于美国地质勘探局USGS，遥感卫星轨道号为122/44、122/45，影像质量较好，研究区内无云。以《广东省地图册》（2006年版）、全国1∶25万矢量边界图、《广东中山市行政区划图》（2010年版）为基础衍生数据[5-6]。

对以上遥感影像分别进行镶嵌、几何精校正与配准、辐射定标与大气校正、掩膜裁剪后，得出3期中山市遥感影像。同时，采用最大似然法对遥感影像进行监督分类。参考中国科学院资源环境数据库中的土地利用/覆被标准分类系统，结合中山市土地利用资源特征和景观类型差异等实际情况，并且结合野外实地调查，将研究区域土地分为建设用地、林地、基塘用地、草地、其他水域、耕地以及未利用地7个地类。3期的遥感影像分类结果的Kappa系数分别为 0.75、0.81、078，均大于0.7，满足分类精度的要求[5-6]。

1.3研究方法

土地利用变化幅度计算公式如下：

土地利用面积变化值（km2）=研究后期土地面积-研究初期土地面积

土地利用变化率（%）=土地面积变化值/研究初期土地面积×100%

2结果与分析

2.1中山市土地利用/覆被动态变化特征

2.1.1土地资源数量变化特征。

探究研究区不同时序的土地类型总量变化和相对数量变化率，能剖析研究区的土地利用类型空间结构变化、变化特征及土地利用总体变化趋势[7]。根据TM影像解译结果，1990、2000和2013年研究区土地利用面积及所占比例见表1。各地类面积变化幅度见表2。

表1中，在土地利用结构方面，1990年中山市的土地用地类型主要为耕地，占主导地位，达到总面积41.65%。其次，基塘用地和林地的比例也分别占18.84%、16.98%。当地人主要利用现有的鱼塘等自然资源，工业刚起步，受人类活动影响较小，土地利用结构较为单一。2000年耕地所占的比重有所降低，占总面积的22.76%，建设用地、基塘用地的比重大幅度增加，分别达到17.09%、27.58%，而林地比例稍下降，但变化不大。2013年建设用地居绝对优势，占总面积26.17%，基塘用地比重稍下降，占总面积24.26%，与耕地占有量相近。林地占有量依然下降，但幅度不大。表2中，在土地利用变化的幅度及变化率方面，1990—2000年建设用地需求面积急增，增加257.77 km2，变化率为583.00%。其次，基塘用地也有所增加，上升46.43%。其他的土地利用类型面积比例都下降不少，其中，耕地占有量减少尤为明显，减少45.35%，水域和未利用地也分别减少24.61%、20.64%。2000—2013年建设用地需求相对有所减缓，但仍然增加16014 km2，变化率为53.14%。耕地用地面积也上涨803%，未利用地减少幅度最大，下降变化率为85.85%。同时草地也减少32.45 km2，即下降35.13%。

1990—2013年中山市的建设用地幅度变化显著，面积共增加417.36 km2，土地利用变化率达到945.97%。其次，基塘用地面积也增加95.7 km2，变化率为28.82%。其他土地利用类型的变化率都有所下降，未利用地的变化幅度最为显著，变化率达到88.77%，林地变化影响最小。

安徽农业科学2017年

2.1.2土地利用类型转移分析。

仅利用以上得到的各土地类型面积变化的统计数据，不能说明各土地利用类型间的转换关系，而土地利用转移矩阵能够有效地描述不同时期的土地利用类型空间相互转化情况[8]。该研究利用ENVI 5.0中的Change Detection Statistics工具对中山市3个不同时期的土地利用面积进行转移矩阵计算，结果见表3、4。

由表3、4可知，1990—2013年中山市各土地利用类型转换变化过程。在数量上，中山市的建设用地转入主要以耕地为主，基塘用地次之，部分未利用地也转变为建设用地。林地主要转入源和转出源的土地类型相对比较均衡，转入源以草地为主，主要转化为耕地，面积变化不大。1990—2000年，大量耕地转为基塘用地，转入面积为221.66 km2；2000—2013年，耕地与基塘用地间转入转出量相差不大。其他水域都演变成基塘用地。

由于中山市的城市化进程加快，人口膨胀，用地需求量增大，大量耕地、基塘用地、未利用地转为建设用地。在空间上，增加的建設用地主要集中在靠近江门市区和佛山顺德区的西北部地区、中山城区周边地区以及靠近珠海市区的南部地区。同时，由于原本占主要优势的耕地出现大面积的减少，人们不得不向河流、部分基塘要地。中山市的农业产业结构得到调整，地势比较平坦地区的耕地变为养殖水面，南朗镇沿海处的水域被开发为基塘用地，因此，基塘用地有所增加。由于经济快速发展，原大部分位于西北部的基塘用地已被建设用地所覆盖，基塘用地的几何中心也逐渐朝中西部、南部及东部移动，并在南朗镇沿海处出现大面积的鱼塘。由于中山市政府对生态加强保护，所以无论在数量上还是在空间上林地变化不大，特别是五桂山林区内部几乎不受影响。由于中山市的横门水道、磨刀门水道处于三角洲入海口，河流流速缓慢，导致该处河流堆积作用明显，滩涂面积有所增加，大部分用作耕地。目前，大部分未利用地已被开发为建设用地和耕地，所占面积极少。

2.2土地利用/覆被变化的驱动因素分析

土地利用/覆被变化是一个非常复杂的过程，受到众多因素的影响和制约，例如自然因素、社会经济因素、政策因素等，并且这些因素作用于土地利用的方式和强度截然不同[9]。

2.2.1自然因素。

中山市境内地势中高四周平展，以平原为主要地形，呈现出自西北向東南倾斜，属南亚热带海洋性季风气候，年均温是21.8 ℃，年均降水量1 800 mm[10]。全境以赤红壤为主要土壤类型，动植物类型丰富多样，地质构造体系属于华南褶皱束的粤中凹陷[11]。从时间尺度上而言，自然因素作用于土地是一个长期的影响过程，因此，自然因素对土地利用的影响是逐渐趋向平稳。

2.2.2人口增长因素。

一直以来，人口因素引起土地利用变化影响深远，两者间的关系是土地利用变化机制研究的重要课题之一[12]。人口增长与区域土地利用变化间也呈现强烈的相关性[13]。人口数量激增，在一定程度上，可导致人类居住用地向外扩展及土地系统产出的产品需求量增加，基础设施急剧建设，进而使得耕地资源数量日益减少，区域的土地利用方式和结构加剧发生改变。因此，人口增长因素是区域土地利用变化最根本的驱动因子。

目前，中山市城镇化水平较高，基本实现了城乡一体化发展，现代城市体系已初步形成。根据中山市统计年鉴数据可知，1990年以来，中山市的总人口呈现持续上升的态势。

从图1可以看出，1990—2013年，中山市总人口增加了19247万，增加了1.54倍，其中，非农业人口增加了5462万。随着中山市的城市化进程加速，城镇经济的发展，人口剧增，居住用地需求量增加，城镇不断扩展，部分闲置土地改变用途，大量的农用地逐渐转化为建设用地，围海造陆的需求激增，沿海生态问题越发严重。

2.2.3社会经济发展因素。

区域经济发展不断推进，尤其体现在对土地利用的需求总量增加，但土地利用的结构和用地方式也随之发生转变。在改革开放初期，中山大部分城镇属于典型的农业经济镇。20世纪90年代以来，中山市政府着力调整农业生产结构，建立起商品生产基地，并着重以轻工业为主体的经济发展战略，注重工业园区的建设，着力推动工业的集约化发展。由于经济高速发展，建设用地需求量剧增，大量的耕地和基塘用地转化为建设用地，从而不得不向耕地“要地”。原大部分位于西北部的基塘用地已被建设用地所覆盖，基塘用地的几何中心发生转移现象。中山市政府因地制宜，相继放开糖、粮政策，优化农业发展模式，专注水产养殖[14]，因此，基塘用地面积也随之增加，相应的耕地面积有一定的减少。

2.2.4政策因素。

在我国，政策因素对區域的土地利用变化的响应最为明显，可成为土地利用变化的直接决定性因素。一直以来，中山市政府切实为人民生活谋福利，致力于生态环境保护，在城市生态规划建设方面位于中国城市的前列。1990—2013年中山市的经济高速发展，但其林地的覆盖率减少缓慢，所占的总土地利用面积的比例变化不大。这是因为中山市非常重视五桂山生态环境保护，鼓励农民种植经济林，加强生态建设，提高五桂山的森林覆盖率，保护其郁闭度，林地的景观结构较为稳定。2016年12月，深中通道项目正式动工，此工程建成后将成为珠江东西两岸重要的交通枢纽[15]。机遇与挑战并存，中山市可借此推动产业结构升级、吸纳人才、实现珠三角区域经济一体化，但不可避免会改变土地利用结构，更多的耕地、基塘用地演变成建设用地，围海造陆，这给当地生态环境带来严峻的考验。

3结论

该研究借助ENVI、ArcGIS等软件工具，分类解译中山市1990、2000和2013年3个时期的遥感影像数据，分析其土地利用变化过程，并利用转移矩阵方法，剖析各土地利用类型间的转换关系，得出中山市的土地利用的时空变化特征，进一步分析影响和制约土地利用的驱动因素。

1990—2013年中山市土地利用类型在结构、数量和变化率上发生巨大变化，建设用地需求激增，耕地资源骤减。耕地下降达40.96%，主要转出到建设用地和基塘用地。林地占有量稍有下降，变化不大。在空间分布上，增加的建设用地主要由耕地和基塘用地转入，集中在靠近江门市区和佛山市顺德区的西北部地区、中山市城区周边地区以及靠近珠海市区的南部地区，西北部基塘用地的几何中心也逐步朝中西部、南部及东部转移，并在南朗镇沿海处出现大面积的鱼塘。人口增長、社会经济发展和政府政策等驱动是影响中山市土地利用变化的主要机制。

参考文献

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