新疆阿克苏灌区土地资源合理利用及变化分析

王志成 张辉 张超 刘江华 陈都都（塔里木河流域阿克苏管理局新疆阿克苏843300西南林业大学云南昆明6504）

新疆阿克苏灌区土地资源合理利用及变化分析

王志成1张辉1张超2刘江华2陈都都2
（1塔里木河流域阿克苏管理局新疆阿克苏8433002西南林业大学云南昆明650224）

阿克苏灌区土地资源和水资源的合理利用已成为当地面临的重要科学问题。本文利用5期遥感影像解译数据，分别从阿克苏灌区土地利用的时间差异性和空间差异性2方面进行定量分析，研究了阿克苏灌区1998-2014年土地利用变化的时空特征，为今后合理利用灌溉水资源提供重要依据。

土地利用；时空变化；水资源；阿克苏灌区

引言

土地利用变化是自然环境和人类社会经济活动综合作用的产物[1]。近年来，由于阿克苏河流域人口增加、社会经济快速发展和大规模农业开发，致使流域水资源供需矛盾日益突出[2]。当前，阿克苏灌区已成为新疆乃至全国重要的粮食、棉花和瓜果生产基地[3-4]。以阿克苏灌区为研究区，开展针对长时间序列的土地利用变化研究，可以总结研究时段内阿克苏灌区的土地利用变化规律[5]，发现灌区当前土地利用过程中存在的问题，并通过对现有土地利用状况的模拟实现对未来灌区土地利用空间格局和数量的预测[6-7]，为制定灌区科学合理的土地利用结构优化方案提供参考，对实现灌区水资源合理利用具有重要意义。

基于1998年、2002年、2006年、2010年和2014年6-9月成像的共5期Landsat TM/ETM/OLI遥感影像解译结果，采用土地利用程度变化模型和土地利用空间变化模型[8]，定量分析阿克苏灌区1998-2014年土地利用变化的时间差异性和空间差异性，得出阿克苏灌区今后土地资源和水资源时空配置的重要参考数据。

1 时间差异性分析

1.1 数量变化分析

从阿克苏灌区1998-2014年土地利用变化情况（表1）可以看出，近17年间阿克苏灌区草地、林地、其他土地和水域面积呈逐年减少趋势，耕地、建设用地和园地面积逐年增加。其中，其他土地变化幅度最大，面积由1998年的100.74万hm2减少到2014年的73.39万hm2，减少了12.38%；林地减少幅度较大，由1998年的16.94%减少到2014年的14.38%，减少了2.56 %；草地和水域均有小幅减少。耕地增幅最大，面积由52.54万hm2增加到73.39万hm2，增加了9.43%；园地增幅也较大，由1998年的5.17%增加到2014年的12.66%，增幅7.49%；建设用地增幅较小但保持稳步增长趋势。

表11998 -2014年阿克苏灌区土地利用变化

1.2 方向变化分析

根据土地利用综合动态度可从整体上反映阿克苏灌区土地利用的变化情况。但是，土地利用变化是一个复杂过程，不仅包含了某种地类向其他地类的转出，同时还包含了其他地类向该地类的转入。若转入部分和转出部分数量相等，则区域土地利用在其综合变化率上并不能得到真实反映。土地利用转移矩阵不仅可以反映出不同土地利用类型之间的转换方向，还可以反映它们之间的数量变化关系。因此，采用土地利用动态度双向变化率模型，结合土地利用转移矩阵对研究区1998-2014年的土地利用动态变化进行分析。

从整体来看，阿克苏灌区已变化面积占土地总面积的34.84%。其中，其他土地的变化面积占总体变化面积的35.52%，耕地的变化面积占总体变化面积的27.07%，园地的变化面积占总体变化面积的21.51%，其他几种类型的变化面积所占比重较小。阿克苏灌区近年的土地利用类型之间的变化主要表现为其他土地、耕地和园地的变化。

表21998 -2014年阿克苏灌区土地利用双向变化分析

2 空间差异性分析

2.1 耕地的转入面积较大，且主要分布于阿克苏市与阿瓦提县交界处、阿克苏市与阿拉尔市交界处以及温宿县东北部地区，其他地区如阿克苏市中部、阿拉尔市和乌什县与温宿县交界处亦有分布，但较为零散。园地转入面积较大，在乌什县与温宿县分布较为集中，阿克苏市、阿瓦提县和阿拉尔市分布零散。其他类型转入较少但分布集中，特征明显。草地转入主要分布于水库周边，水域转入主要分布于河流两侧，林地分布于阿瓦提县南部和沙雅县东部，其他土地主要分布于灌区边缘与原有的其他类型相接的地方，建设用地转入主要分布于居民区周边，尤其在阿克苏市周边居多。

2.2 其他土地转出面积最大，且分布范围广泛，主要集中于阿克苏灌区南北连接线的中部地区，水域转出亦较多，主要分布于水库或河流两侧，其他类型转出较为零散。

2.3 对比阿克苏灌区1998-2014年各土地利用类型变化中转入和转出的空间分布情况可以发现，土地利用类型分布越复杂、斑块越小的地区，发生类型变化的概率越大；相反，类型相对单一且面积较大的地区土地利用较为稳定，不易发生类型转变；此外，不同类型的交界地带也容易发生相互转变。

图1 阿克苏灌区2014年土地利用空间分布

3 结论与讨论

1998-2014年间，阿克苏灌区草地、林地、其他土地和水域面积呈逐年减少趋势，而耕地、建设用地和园地面积逐年增加。土地利用类型变化最为剧烈的类型是其他土地、耕地和园地。其中，耕地综合变化率虽较低，是由转入和转出相互抵消后的结果导致；园地变化最为剧烈，不仅大量转出为其他类型而且更有大量其他类型转入，双向变化均较显著；其他土地虽变化率较高，但主要表现为单向转出。空间变化方面，类型分布越复杂、斑块越小的区域，发生类型变化的概率越大；相反，地类相对单一且面积较大的区域土地利用较为稳定，不易发生类型转变。从整体来看，阿克苏灌区土地利用程度逐年增加，人类活动对土地利用变化的影响程度越来越大。阿克苏灌区土地利用正处在发展期且在人类活动的影响下发展速率逐渐加快。

（1）草地、林地、水域和耕地的综合变化率不大，但双向变化率较大。其中，草地的双向变化率是综合变化率的4倍，其转移速率较大；草地主要转变为耕地，另有小部分转移为其他类型；林地的双向变化率是综合变化率的3倍，主要转变为耕地和其他土地，转移为其他类型的面积较少，相对较为稳定；水域的双向变化率是综合变化率的2倍，且其转移速率较大，由水域转出的类型较多，主要转变为林地、耕地、其他土地和草地，而转变为建设用地和园地的仅有小部分；耕地的双向变化率亦达到综合变化率的2倍多，但新增速率大于转移速率，主要表现为由其他类型转入为耕地，从转移矩阵中可以看出，耕地主要由其他土地转入，其他类型亦均有不同数量的转入，耕地与其他类型间的交互作用较为强烈。

（2）其他土地的综合变化率与双向变化率相差不大，但新增速率较小且转移速率远大于新增速率，说明是单向变化，且变化方向属转出为其他类型，由土地利用转移矩阵可以看出，其他土地主要转出为耕地，由于其他土地的总面积基数大，故转出为园地和林地的部分也不容忽视。

（3）建设用地和园地的综合变化率与双向变化率均较大，但新增速率远大于转移速率，说明建设用地和园地是单向变化，且变化方向属由其他类型转入，由土地利用转移矩阵中可以看出，建设用地主要由耕地、园地和其他土地转移而来，园地主要由耕地和其他土地转入。

[1]赖明华.灌区生态需水及水资源优化配置模型研究[D].南京：河海大学，2004.

[2]王志成，张超.新疆阿克苏河流域土地利用与灌溉水资源时空变化研究[M].北京：中国林业出版社，2017.

[3]张辉.阿克苏河流域灌区水管体制改革的探讨[J].灌溉排水学报，2007（S1）：200-201.

[4]张辉.浅议阿克苏河流域水资源管理[J].河南水利与南水北调，2008（7）：26，46.

[5]曾发琛.西安市水资源供需平衡分析及优化配置研究[D].西安：长安大学，2008.

[6]张辉，徐永军，张超，等.阿克苏河灌区作物理论需水时空分布特征研究[J].水土保持通报，2016，36（6）：180-183.

[7]段建军，王彦国，王晓风，等.1957-2006年塔里木河流域气候变化和人类活动对水资源和生态环境的影响[J].冰川冻土，2009，31（5）：781-791.

[8]陈都都.新疆阿克苏灌区土地利用变化预测与优化配置研究[D].昆明：西南林业大学，2017.

新疆维吾尔自治区水利厅科技支撑项目（TGJAKS-SKS-2014-002）。

王志成（1963-），男，高级工程师，主要从事水资源管理研究。