重庆市土地利用变化特征研究

孙 敖

(重庆财经学院,重庆 401320)

1.引言

土地既是人类生存和发展的基本自然资源，也是重要的物质基础。人类活动对自然环境的影响愈发深远，土地利用变化则是这种影响的重要表征之一， 其结果是地表覆被状况的转变。研究重庆市土地利用类型时空演变特征，揭示土地演变过程的数量关系及其空间结构特征，有助于构建合理有序的国土空间保护开发秩序。

2.研究区概况

重庆位于我国西南地区，地跨105o11'～110o11'E、28o10'～32o13'N之间的青藏高原与长江中下游平原的过渡地带，总面积82396.64km2。地貌以丘陵、山地为主，其中山地占76%。属中亚热带季风性湿润气候，降水量充沛，时空分配不均。境内河流纵横，形成向心的、不对称的网状水系。是国家重要中心城市、长江上游地区经济中心、国家重要先进制造业中心。2020年常住人口为3205.42万人，常住人口城镇化率为69.46%，地区生产总值25002.79亿元，三次产业结构比为7.2:40.0:52.8。

3.数据来源与研究方法

3.1 数据来源

土地利用数据和行政区划数据均来自中国科学院资源环境科学与数据中心（https://www.resdc.cn），基于ArcGIS软件对数据进行预处理，将数据划分为耕地、林地、草地、水域、建设用地和未利用地等6种土地利用类型，通过分类误差及Kappa系数检验，土地利用类型分类总体精度均达到85%以上，满足研究所需数据精度要求。

3.2 研究方法

3.2.1 土地利用变化幅度

土地利用变化幅度可展示研究区域土地利用变化的总体态势和结构特征。公式为：

式中：△U为研究时段内某种土地利用类型面积的变化幅度；Ua，Ub分别为研究期初和期末某种土地利用类型的面积。

3.2.2 单一土地利用动态度

单一土地利用动态度可以定量展示研究时间段内研究区域内耕地面积的变化速度，表征耕地利用变化的趋势，有利于对比土地利用变化的区域差异和预测未来土地利用变化趋势。公式为：

式中：K为研究时段内某种土地利用类型的动态度；Ua，Ub为研究区域内初期与末期耕地面积；T为研究时间段，当设定为年时，K表示研究区域耕地利用的年变化率。当K为0时，只能说明区域该土地利用类型转入转出保持平衡，并不代表不存在土地利用类型的局部变化。

3.2.3 土地利用转移矩阵

土地利用转移矩阵是表示各土地利用类型之间的转移方向和转移变化量的主要方法。通过将土地利用类型转移面积以矩阵的形式列出，作为用地结构与变化方向分析的基础，可定量体现各土地利用类型之间的相互转化关系，揭示转移前后各土地利用类型的结构特征。公式为：

式中，S为面积，n为转移前后的土地利用类型数；i，j（i，j=1,2，…,n）分别为转移前和转移后的土地利用类型；Sij表示i地类转换成j地类的面积。

4.结果与分析

4.1 土地利用类型数量变化特征

199 0-2020年，重庆市土地利用类型变化显著，土地利用变化整体上呈现“三增三减”态势，即林地、水域、建设用地呈增加趋势，耕地、草地、未利用地面积呈减少趋势。耕地和林地面积比重长期保持在80%以上，表明重庆市土地利用类型以耕地和林地为主，且比重不断上升，由84.07%上升至86.65%，构成了重庆市土地利用的基本格局。虽然耕地比重不断下降，但林地比重不断上升。主要原因是随着重庆市深入推进退耕还林工程、《重庆市林地保护管理条例》的实施，林地得到有效保护，面积不断增长。

各土地利用类型具体变化情况为：林地面积从1990年的30475.59km2增加到2020年的33784.81 km2，面积增加3309.22 km2，增幅为10.86%，是研究时间段内面积增加最多的土地利用类型；水域面积从1990年的916.97 km2增加到2020年的1213.35 km2，面积增加296.38 km2，增幅为32.32%；建设用地面积从1990年的417.52 km2增加到2020年的2134.64 km2，面积增加1717.12 km2，增幅高达411.27%，是研究时间段内变化速度最快的土地利用类型；耕地面积从1990年的38797.00 km2下降至2020年的37611.81 km2，面积减少1185.19 km2，降幅为3.05%，是研究时间段内变化幅度最慢的土地利用类型；草地面积从1990年的11771.96 km2下降至2020年的7641.52 km2，面积减少4130.44 km2，降幅为35.09%，是研究时间段内面积变化最大同时也是面积减少最多的土地利用类型；未利用地面积从1990年的17.60 km2下降至2020年的10.51 km2，面积减少7.09 km2，降幅为40.28%，是研究时间段内面积变化最小的土地利用类型。

综上所述，1990-2020年，重庆市草地面积急剧减少，林地和建设用地面积显著增加，耕地面积明显减少，土地利用变化剧烈。

根据公式计算出1990-2020年各土地利用类型土地利用动态度，由土地利用动态度可知，林地、水域和建设用地的动态度为正，按照大小排序为建设用地＞水域＞林地，表明建设用地、水域和建设用地总体呈增加趋势，其中建设用地的扩张速度最快，扩张速度高达13.71%，林地的扩张速度最慢，仅为0.36%；耕地、草地和未利用地的动态度为负，按照大小排序为未利用地＞草地＞耕地，表明耕地、草地和未利用地总体呈减少趋势，其中未利用地缩减速度最快，达到了1.34%，耕地最慢，仅为0.10%；表明重庆市耕地保护成效显著，有效遏制了耕地缩减速度。

这主要是由于研究时间段内重庆市经济社会发展迅速，城市发展缺乏有效规划控制，城市规模急剧扩张，导致建设用地规模激增，草地和耕地面积锐减；三峡大坝等水利基础设施的建成投用，导致水域面积迅速扩张；退耕还林还草等政策的落实，重庆市林地面积剧增，生态文明建设成效显著

4.2 土地利用类型转移特征

本文基于1990年和2020年两期重庆市土地利用数据，在ArcGIS软件中进行空间叠加分析并将数据导出至Excel中制作出重庆市土地利用转移矩阵表，以分析重庆市土地利用时空格局变化特征。

199 0-2020年重庆市土地利用转移呈现以下特征：1990-2020年，重庆市共计有11835.49 km2土地面积发生土地利用类型变化，占重庆市土地总面积的14.63%。研究时间段内，土地利用类型之间的相互转化主要表现为林地、草地向耕地，耕地、草地向林地，耕地向建设用地等主要转移态势。其中，林地、草地和耕地之间的转化关系占据主导地位，占发生土地利用变化面积的74.02%。

具体而言（见表 1），1990-2020年重庆市耕地总体呈净减少态势，净减少1185.20km2。研究时间段内，减少耕地4291.68km2，减少的耕地主要去向为林地、建设用地和草地，分别为2035.09 km2、1513.91 km2和557.34 km2，占减少耕地的95.68%；由于退耕还林还草工作的深入推进和社会经济的快速发展，导致大量耕地转变为林地、草地和建设用地，其中转变为林地和草地的耕地占研究时间段内减少耕地的60.41%。新增耕地面积3106.48 km2，新增耕地主要来源于林地和草地，分别增加了1687.96 km2、1357.35 km2，占新增耕地的98.03%，表明林地和草地的开发利用是耕地的主要来源。

表1 1990-2020年重庆市土地利用转移矩阵（单位：km2）

林地呈净增加态势，是研究时间段内重庆市净增加面积最多的土地利用类型，净增加3309.23 km2。研究时间段内，减少林地主要转化为耕地、草地和建设用地，分别为1687.96 km2、393.02 km2和167.84 km2；新增林地5654.37 km2，主要来源于草地和耕地，分别为3600.87 km2和2035.09 km2。

草地呈净减少态势，是研究时间段内重庆市净减少面积最多的土地利用类型，净减少4130.44 km2。减少草地5086.08 km2，主要转化为林地和耕地，分别为3600.87 km2和1357.35 km2；增加草地955.64 km2，主要来源于耕地和林地，分别为557.34 km2和393.02 km2。

水域呈净增加态势，净增加296.38 km2。研究时间段内，减少水域64.22 km2，主要转化为耕地、林地和建设用地，分别为38.12 km2、12.05 km2和9.76 km2；增加水域360.60 km2，主要来源于耕地、林地和草地，分别为184.05 km2、96.13 km2和63.09 km2。

建设用地呈净增加态势，净增加1717.12km2。研究时间段内，减少建设用地39.57 km2，主要转化为耕地和水域，分别为20.94 km2和13.12km2；增加建设用地1756.69km2，主要来源于耕地、林地和草地，分别为1513.91 km2、167.84km2和64.77 km2。研究时间段内，随着重庆市社会经济的快速发展，建设用地规模扩张迅速，大量占用耕地和林地面积。

未利用地呈净减少态势，净减少7.09 km2。研究时间段内，减少未利用地8.80km2，主要转化为耕地和水域，分别为2.11km2和4.21km2；增加未利用地1.71km2，主要来源于耕地。

5.结论

综合运用土地利用变化幅度、土地利用动态度和土地利用转移矩阵等研究方法，研究了1990-2020年重庆市土地利用变化特征，得出如下结论：

5.1 1990-2020年，耕地和林地面积比重长期保持在80%以上，表明重庆市土地利用类型以耕地和林地为主，且比重不断上升，由84.07%上升至86.65%，构成了重庆市土地利用的基本格局。

5.2 研究时间段内，重庆市土地利用类型变化显著，土地利用变化整体上呈现“三增三减”态势，即林地、水域、建设用地呈增加趋势，耕地、草地、未利用地面积呈减少趋势。

5.3 重庆市草地面积急剧减少，林地和建设用地面积显著增加，耕地面积明显减少，土地利用变化剧烈。

5.4 林地是研究时间段内面积增加最多的土地利用类型，建设用地是研究时间段内变化速度最快的土地利用类型，耕地是研究时间段内变化幅度最慢的土地利用类型，草地是研究时间段内面积变化最大同时也是面积减少最多的土地利用类型，未利用地是研究时间段内面积变化最小的土地利用类型。

5.5 重庆市总计有11835.49 km2土地面积发生土地利用类型变化，占重庆市土地总面积的14.63%。研究时间段内，土地利用类型之间的相互转化主要表现为林地、草地向耕地，耕地、草地向林地，耕地向建设用地等主要转移态势。其中，林地、草地和耕地之间的转化关系占据主导地位，占发生土地利用变化总面积的74.02%。

5.6 研究时间段内重庆市社会经济发展迅速，城市规模急剧扩张，导致建设用地规模激增，草地和耕地面积锐减；三峡大坝等水利基础设施的建成投用，导致水域面积迅速扩张；退耕还林还草等政策的落实，重庆市林地面积剧增，生态文明建设成效显著。