长沙市城镇化进程中的土地利用变化研究*

张琪婷，许睿敏，方武生*

（1．湖南农业大学 资源环境学院，湖南 长沙 410128；2.云南三耳科技有限公司，云南 昆明 650000）

长沙市是湖南省的省会城市，我国长江中游地区重要的中心城市，全国“两型社会”综合配套改革试验区，中国重要的粮食生产基地。如何在维持经济不断增长和城市化有序发展的同时，充分、合理利用土地资源，是长沙市当下亟待解决的问题之一。

1 长沙市土地利用变化分析

1.1 长沙市土地利用总体特征分析

1.1.1 土地利用数量结构特征分析

由各年的统计数据可以看出，长沙市的主要土地利用类型为林地，其占土地利用总面积的60%左右，耕地比例位居第二，约占土地利用总面积的30%[1]。但随着城镇化进程的加快，除建设用地面积在不断增加，其他类型的土地利用面积也在随着城市的发展不断下降。

1.1.2 土地利用空间格局特征分析

从长沙市2010年的土地利用现状图（图1）可以看出，地表景观覆盖主要以林地及耕地为主，林地主要分布于东西两侧，浏阳市占据绝大多数的林地面积，耕地则主要集中于中部地区。草地主要分布于林地及耕地的边缘；建设用地大部分位于主城区的芙蓉、雨花以及天心三区，靠近湘江分布且相对较为聚集。而在各县市中，建设用地则较为零散地分布在各县市的中心地区及临近主城区的边缘地带；水域部分主要为中部的湘江及湘江的支流，以及部分零星分布的湖泊、水库。

图1 长沙市2010年土地利用现状图

从长沙市2015年的土地利用现状图（图2）看，整个长沙市的地表景观覆盖仍以林地及耕地为主，林地依旧主要分布于东西两侧，耕地主要分布于中部地区的望城区及长沙县；水域也依旧是集中于中部的湘江及其支流的流经区域；建设用地主要分布于城区的芙蓉区、雨花区和天心区，并在此基础上向外扩张。

图2 长沙市2015年土地利用现状图

从长沙市2019年土地利用现状图（图3）看，长沙市在被大面积林地和耕地覆盖的同时，建设用地在浏阳市、长沙县和宁乡市正在以点为中心放射状发展，在主城区的芙蓉区、雨花区和天心区集中连片覆盖。

图3 长沙市2019年土地利用现状图

1.2 土地利用变化特征

1.2.1 土地利用类型面积变化特征

土地利用变化首先反映在各类土地利用面积的变化及其占比的改变上，通过土地利用类型面积及所占比例的变化，可以充分了解研究区土地利用变化的趋势及结构变化特征[2]。

选取2010、2015、2019年的长沙市土地利用面积数据，通过分析对比得到2010-2015年、2015-2019年土地利用面积的净变化量，由土地利用变化幅度公式（公式1），并结合长沙市城镇化发展的不同阶段特点，分析得出土地利用变化的原因。

其中，R表示土地利用变化幅度，Ua指研究初期某类型土地面积，Ub指研究末期某类型土地面积[3]。从各土地利用类型面积的净变化量角度出发，研究2010-2015年及2015-2019年两个阶段长沙市的耕地、林地、草地、水域及建设用地的变化量（见表1）。

表1 2010-2019年长沙市土地利用分类面积统计表

1.2.2 土地利用类型数量变化特征

以上是对2010-2015年、2015-2019年各类土地利用类型面积变化的研究分析。下面将对2010-2019年这十年间的土地资源数量累计变化进行研究，通过对单一土地利用动态指标进行描述。

单一土地利用动态度是指某研究区在一定时间范围内某种土地利用类型的数量变化情况[4]。其测算公式为：

其中，K表示单一土地利用动态度，即某一类土地利用面积的年变化率；Ua、Ub分别表示研究期初和期末某一土地利用类型面积；T为研究期的年数。

根据计算分析得到长沙市2010-2019年各类土地利用类型单一动态度。其中，耕地年变化率为-0.84%，林地年变化率为-0.26%，草地年变化率为-0.08%，建设用地年变化速度最大为7.51%，水域变化率为0.20%，未利用地有所减少，变化率为-2.63%，以此得到图4。

图4 单一土地利用动态度图

从分析出的数据和柱状图都可以看出用地面积增多的地类包括建设用地和水域，面积减少的有耕地、林地、草地和未利用地。其中，建设用地表现出较高的单一土地利用动态度，说明建设用地面积相较于其他用地类型有大幅的增加，长沙市的城镇化进程在此阶段内有一定程度的发展。其余地类的绝对值都小于5%。

2 长沙市城镇化率与土地利用变化

城镇化进程与土地利用变化之间的关系较为复杂，通过收集2010-2019年长沙市的城镇化率，建立一元线性回归方程进行回归分析。将2010-2019年的长沙市耕地面积占比和建设用地面积占比数据导入SPSS进行线性回归分析，建立回归方程：

其中，Y表示某一类用地类型占比，X表示城镇化率，a为自变量，b为因变量[5]，见表2。

表2 城镇化率与耕地及建设用地占比的线性回归分析

一般认为，P＜0.05则具有显著性[6]。回归结果显示，耕地面积占城市总面积的比例随着城镇化水平的提升而降低，呈显著线性负相关；而建设用地占城市总面积的比例随着城镇化水平的提升而明显增加，呈显著线性正相关。由此可以看出，随着城市的不断发展，城镇化的不断提升会直接导致农用地的面积减少[7]，见表3。

表3 城市化率与土地利用类型面积回归结果

随着长沙市城市化水平逐年上升，城市化进程不断加快，城市人口比重的加重对城市空间提出了更高的要求，城市需要占用周边其他用地，导致土地利用结构发生变化，建设用地增加，农用地面积减少[8]。

3 结论

以长沙市2010、2015、2019年三的遥感影像图作为切入点，并通过后期的分析得出2010、2015、2019年长沙市包含耕地、林地、草地、建设用地、水域和未利用地六种用地类型的土地利用数据，并以此为基础来研究长沙市在研究期内的土地利用变化情况。建设用地的面积呈现出不断上涨的趋势，变化区间大体相似。从城镇化与土地利用变化的相关性可以看出，城镇化与耕地之间为明显的负相关关系，但是其与建设用地呈现出显著正相关，由此可见城镇化的发展对土地利用的变化有直接影响。