2010－2018年广丰区土地利用变化及驱动力分析

涂明程，占杨英，李思雅，祝明霞

（九江学院旅游与地理学院，江西 九江 332005）

土地利用变化是人类与环境共同作用的结果，但短期内人类的社会生产活动是土地利用变化的主导因素[1]，土地利用是区域发展和环境变化研究的重要组成部分，通过分析其时空变化规律，并探讨其对土壤保持服务功能的响应，对调节区域生态过程及改善生态环境具有重要的科学意义[2]。国内学者围绕土地利用变化做了大量的研究工作。李京忠等做了关于沈阳市土地利用与土地覆盖变化的研究，为沈阳市的土地集约化利用提供了有力的依据[3]，张瑞等对雅鲁藏布江流域土地利用时空演变格局进行了研究调查，意在提高青藏高原地区土地的合理利用度，并对青藏地区生态保护提出了合理的建议和分析[4]。土地利用度和土地利用动态度指数定量化模型的建立为我国学者研究区域内土地利用变化研究及驱动力分析奠定了坚实的基础。

本文以上饶市广丰区作为研究对象，根据中科院地理空间数据云获取的2010和2018年两幅遥感影像图进行动态分析，并通过上饶市统计年鉴和其他途径获取的相关资料，分析了广丰区土地利用变化及驱动力因素，为广丰区土地利用规划和生态保护提供参考。

1 研究区概况

广丰区地理位置为 118°01′～118°29′E，28°3′30″～28°37′N，处于武夷山北麓，是江西省上饶市的市辖区，东与浙江省衢州市接壤，南临福建省蒲城县，西部紧邻上饶市区信州区，北倚本市的玉山县。借助上饶市重要铁路枢纽的地理位置，为工业的发展和市民的出行提供了巨大的便利。在过去的十年里，广丰区在社会经济，教育及基础设施等方面获得了巨大的进步，全区坚持农村城市携手并进的理念，协调发展。2015年经国务院批准，正式撤县成为上饶市市辖区。并于2018年获得全国综合实力百强区（第81位）的称号，这对广丰的经济发展和土地利用结构变化都有重要影响。

2 数据来源与预处理

2.1 数据来源

1）2010年landsat5卫星的TM影像和2018年landsat8卫星的OLI影像图均从中科院地理空间数据云平台获取。

2)广丰区人口，GDP等其他各类数据和资料来源于广丰区人民政官网及上饶市统计年鉴，上饶市统计局。

2.2 数据处理

基于2010年和2018年广丰区地理空间数据云中的两幅影像图，先对图像进行影像校正，多波段融合，结合广丰区界矢量图运用ENVI 进行裁剪。参照国家2017年颁布的《土地利用现状分类》的一级分类，将广丰区的土地利用类型分为耕地、草地、林地、其他用地类型和建筑用地。其中建筑用地包括指工矿仓储、住宅用地、交通运输用地等。水域包括指陆地上的水体，包括河流、湖泊、坑塘、水库、沟渠等。利用各类型土地的影像亮度，色度和条纹等特点进行监督分类。建立影像分类解译标志，在ENVI5.3中进行土地利用分类和分类后处理。借助谷歌地图对随机选取50个坐标点进行分类精度检验，结果表明两期影像分类精度均高于80%，分类结果可信。

3 研究方法

3.1 土地利用动态度

土地利用动态度是反映各类土地利用在研究期内的变化程度，结合起止时期内各类土地利用类型的面积及其所占比例的分析，其计算公式为：

式中：K——土地利用动态度；

Ua——基期某一土地利用类型的数量；

Ub——期末某一土地利用类型的数量；

T——研究时段。

3.2 土地利用转移矩阵

土地利用转移矩阵是土地利用变化分析的重要方法和手段[5]。其来源于系统分析中对系统状态与状态转移的定量描述[6]。数据可以反应各类土地转出和转入的面积及其对应的比例，该数据与土地动态度均是土地利用变化的客观依据。土地利用转移矩阵利用ArcGIS10.2软件实现。

4 结果与分析

4.1 土地利用总体特征分析

运用2.2中的数据处理方法，得到2010年与2018年研究区的土地利用分类图 （如图1所示）和各类土地利用面积及占比（见表1）。

图1 广丰区2010－2018年土地利用分类图

由图1可知，广丰区的主要土地利用类型为林地和耕地，林地主要位于其南部和东部，耕地则分布于其中部和北部，研究期间建设用地显著增加，而水域和其他用地面积较小。

表1 2010年2018年广丰区土地利用面积及比重

由于广丰区地处赣闽交界的武夷山脉北麓，东临浙江江郎山系，属于丘陵多山地区。且从20世纪70年代以来，当地政府大力推行植树造林政策，鼓励全民植树，故林地面积在广丰占比最大，为总面积的一半以上（表1）。其次便是耕地，两者占所有土地利用面积的85%以上，八年间林地数量大量减少，主要用于耕地的补偿。其中最变化最明显的是建筑用地面积，八年间增长了81.09km2，这与近几年社会经济的发展和广丰区大力招商引资有重要关系。此外，最大的动因应是广丰县2015年撤县设区的政府决策，后面会做具体分析。其他用地类型面积有所增加，增加量为5.48km2，这表明城市化进程对土地造成了不合理的利用，水域面积的减少也可以反应出来。

4.2 土地利用动态度分析

由公式（1）计算可得到广丰区土地利用动态度（表 2）。

表2 广丰区土地利用动态度/ %

由表2可知，广丰区近八年来土地利用变化显著。土地利用动态度对于描述土地利用变化差异以及预测未来土地利用方向具有重要的指导作用[7]，上表中可以看出建筑用地的变化率是最大的，动态度为16.73%，说明广丰区近年来社会经济发展迅速，建设用地扩张明显。这一方面也依托于撤县设区的政府决策，加快了城市化的进程；森林面积大量减少，主要用于补给耕地转换成建筑用地的那部分损失；其他用地类型面积有所增加，但不是特别明显，在土地利用规划时应稍加注意；说明人类生产生活在水资源利用方面存在不合理的现象，必须引起重视。在城市化建设进程中需要注重合理利用土地资源，保护生态环境，形成稳定发展的城市生态空间系统[8]。

4.3 土地利用转移矩阵分析

利用ArcGIS10.2对2010年和2018年的土地利用分类结果进行土地利用转移矩阵分析（见表3）。

表3 广丰区2010－2018年土地利用转移矩阵/km2

由表3可知，建筑用地主变化趋势明显，新增的建筑用地主要由耕地转变而来，其次再是林地。2010年至2018年有86.33km2的耕地转入建设用地，其余新增建筑用地主要来自林地9.26km2和其他用地4.64km2。此外林地向耕地转化了86.33km2，向其他用地转换了4.72km2。耕地面积由于大量转出成建设用地，为了保证耕地红线，转出建设用地的那部分耕地主要由林地来补给。另外水域有少部分转换成耕地，面积为4.64km2。

4.4 土地利用变化驱动力分析

研究某地区近期时段内的土地利用变化并分析其主要的驱动力因素，是区域生态保护和社会经济发展的重要保障[9]。通常土地利用变化的分析主要考虑人文和自然两大方面因素，一般情况下自然因素对土地利用的变化需在较长的时段内才能显现，本文研究时段较短，故重点从人文因素进行分析[10]。

4.4.1 人口增长对土地利用变化的影响

根据2010年全国第六次人口普查数据，广丰区户籍人口总数为752939人，而由广丰区政府网提供的数据，广丰区户籍总人口数量达到974367人。在此时段内人口数量猛增了20多万，这一时期广丰区人口的增加量相当于一个小规模县城的人口总数。人口数量的剧增导致对建设用地需求的增加，从图3中可以看出建设用地都是在原来的基础上向外扩张，这一现象在城区尤为明显，这也反映了广丰区城市化进程的惊人速度，而由此带来的是林地和耕地的不断缩减。

4.4.2 产业结构因变化对土地利用变化的影响

伴随着社会经济的发展，广丰区GDP值由2010年的151.02亿元猛增至2018年的403.1亿元，是全市唯一一个突破400亿元的县（市、区），特别是在2015年撤县设区后，其国内生产总值更是突出增长。经济的增长往往带来的是产业结构的升级，也意味着居民生活水平的提高，社会的发展以及城市化进程的加快[11]，10年间产业结构变化明显（如图2所示），第一产业所占比例下降近5%，第三产业所占比例进一步扩大，由2010年的36.27%增加到2018年的43.85%。

图2 广丰区2010－2018年产业结构比例图

第二产业在产业结构比中的比值虽然有所下降，但是其实际却是一直处于高速发展状态。广丰区主要有两个大型工业园区和一个生态创意园，分别为广丰工业园区、广丰经济开发区和广丰电子商务生态创意园。跟随着中国改革开放和经济全球化的步伐，广丰区近年来招商引资成效显著，工业发展的同时意味着大量的厂房兴建和扩张，而广丰的工业园区均位于城郊，大量耕地被占用，这也是近年来耕地面积大量转为建筑用地的原因之一。所以政府在大力发展工业的同时，也需考虑农田环境等其它诸多方面。其中广丰工业园区是江西省十大工业园区之一，并于2014年12月正式被江西省人民政府批准更名为“广丰经济开发区”，并且借助这个机会大力招商引资。目前园区现有规划面积25 km2，远远大于原来工业园区规模，这在一定程度上加剧了建筑用地面积的向外扩张，加剧耕地对建筑用地的转换。

由于城市化进程的推进，广丰区第三产业高速发展，2017年，总投资20亿元的龙华世纪广场项目已完成主体工程建设，另广丰国际商贸城项目已完成一期25万m2主体工程建设，天虹国际、红星美凯龙两个大型商场正式签约落户。人们生活水平的不断提高，娱乐设施，旅游饭店的不断新建和扩张，铜拔山等旅游景区旅游业的兴起，促进了土地的集约化利用。

4.4.3 政策因素对土地利用变化的影响

2015年广丰区经国务院批准正式成为上饶市市辖区，因为上饶此前仅有信州区一市辖区，其面积仅为339km2，而上饶是江西省重要的地级市，也是全国重要的铁路枢纽。为了摆脱过小的城区面积对城市的发展的束缚，中央政府决定将广丰划入市辖区，广丰面积为信州的四倍，为上饶市第一经济强县 （区），撤县设区后被作为上饶市的重点发展区，所以广丰区建筑面积的扩张速度惊人。广丰融入市中心城区后，层级提高，城市化进程不断加快，有利于更多的发展要素聚集。广丰与主城区的政策差距消除，同时，市里从发展的角度出发，千方百计引导全市生产要素向广丰合理流动。2013年全年共引进规模以上工业企业40家，增量居全省第一，截止2018年，全区共有规模以上工业企业182家。这一系列的改变都导致对建设用地需求猛增，并改变土地利用变化。

为了加快城市化的步伐和融入上饶中心城区，政府拉大城区的空间布局，并且加大力度投入下属乡镇街道的改造和建设步伐，大量建设保障性住房、积极推进老年公寓等其他民生工程的建设。2018年，广丰政府大力推行新农村改造项目，共完成了1428户的新建任务，新修建农村道路213公里，这都在一定程度上加剧了林地和耕地的缩减。

5 结论

本文在3S的技术下，充分利用ENVI软件的监督分类与人工目视解译相结合的方法。按照国家一级分类标准体系，将上饶市广丰区的土地分类为5大类，分别是耕地，林地，其他用地，水域，建筑用地。其中林地，耕地和建筑用地的变化最明显。林地和耕地主要转出为建设用地，建设用地是变化最大的地类，主要原因是城市化的进程和撤县设区的政府政策导致建筑用地的急速扩张。水域面积主要转出为耕地和建筑用地，其他地类转入水域面积较少。在较短的时间内，自然因素发挥的作用是极小的。因此本文主要利用定性的方法进行研究，根据各类经济指标的分析，从人口变化，产业结构比的变化和政策三个因素对广丰区进行驱动力研究。人口、经济增长与城市面积扩张息息相关，退耕还林、集约利用土地，大力发展第三产业，优化生产结构等是广丰区的未来土地利用的主要方向。