基于GIS的达州市土地利用变化及其驱动力分析

胡文婷，魏新祎

(阿坝师范学院 资源与环境学院，四川 汶川 623002)

近年来，大批学者对土地利用变化开展了研究工作。从土地利用类型上看，草地是农牧生产的重要场所，朱晓昱等对呼伦贝尔草原地区1990—2015年的土地利用变化进行特征及驱动力分析，指出该区草地面积总体上有减少，主要受经济和农畜因素影响[1]；而人类活动的增加会进一步造成景观干扰度的增加，邸晓慧等以重庆市江津区为样本，分析其不同类型用地景观干扰的时空变化，据此得出2007—2018年景观干扰度先增后减，其中2015年为转折点[2]；董莹根据淮安市1998—2006年、2006—2018年以及1998—2018年三个时间段的Landsat 遥感影像的处理来分析土地利用的变化，分别得到淮安市这三个时期的土地呈“两增四减”“三增三减”以及“四增两减”等趋势，得出运用遥感技术方法有助于土地利用分类的研究的结论[3]；吴旭影以长春市2009—2018年的城市用地为研究对象，以土地利用动态度和土地利用结构信息熵的方法为研究手段，分析土地利用类型变化和土地利用结构的稳定性。据研究结果表明：长春市城市用地增长缓慢，土地利用类型结构渐趋于稳定[4]；李宗怡等结合南京市1995年、2000年和2010年的相关数据分析土地利用变化和驱动力，最后得出人口增长、经济发展、技术进步、政策和城市规划为影响南京市土地利用变化的主要因素[5]。本文将借助GIS技术[6]，选取土地利用动态度和主成分分析的方法分析达州市土地利用变化和其驱动力，研究达州市土地利用现状并分析其驱动因素。

1 研究区域概况

图1 达州市行政区划图

达州市属川中丘陵区，位于四川省东北部，地理位置介于北纬 30°19′40″～32°20′15″，东经 106°39′45″～108°32′11″，地处川渝鄂陕四个省市的接合部和长江上游成渝经济带，是四川省重要的交通枢纽站和工业重地以及能源基地。截至2020 年，全市实现地区生产总值 2118 亿元，增长 4.1%，其中，第一产业产值增长 5.5%，第二产业产值增长4.8%，第三产业产值增长2.9%[7]。达州市全市共7个区县，包含通川、达川、大竹、开江、宣汉、渠县、万源，市境所处的地形比较复杂，山地和丘陵地面积多，平原面积少[8]。

1.1 数据来源

从地理空间数据云中获取达州市2013年和2020年Landsat 8.OLI遥感影像数据；从四川省统计年鉴、达州市政府公开数据中获取达州市人口、经济等统计数据；《达州市土地利用总体规划(2006—2020年)》。利用MapInfo11制作达州市行政区划地图，利用ENVI5.2软件进行数据预处理，通过监督分类的方法提取达州市2013年和2020年的建设用地分布图，其Kappa系数均在99%以上，分类精度高[9]。

图2 技术路线

图3 2013年与2020年达州市建设用地分布图

1.2 研究方法

土地利用动态度。

达州市2005—2020年农用地与建设用地的土地利用动态度都为正，表明这类用地在2005—2020年期间都呈增长趋势，而未利用地动态度在这段时期内呈减少趋势。其中，建设用地动态度值较高，2005—2010年为0.76%，2010—2020年为0.67%，表明建设用地增长速度较快。总的来说，达州市这段时期处于城市扩张阶段，城市用地和规模都在增加。据达州市土地利用总体规划土地利用结构调整表，2005—2020年耕地、园地计划将减少 4 818 hm2、6 765 hm2，城乡建设用地增加约 8 280 hm2。据分析统计，达州市实际用地变化与规划用地调整趋势大体上一致。

表1 达州市2005—2020年土地利用类型及动态度

2 结果

2.1 土地利用变化

据图，达州市2013—2020年建设用地总面积呈增加的趋势；空间上，达州市城镇建设用地多沿河流分布，达州市西南地区建设用地分布较广。下表为ENVI监督分类后统计得到的各类地物数据：

表2 土地利用动态监测计算结果

2.2 土地利用变化驱动力分析

2.2.1 社会经济因素

根据达州市相关数据，选取达州市年末总人口、区域人均GDP、公共财政收入、社会固定投资、人均可支配收入、城镇居民人均可支配收入与农村居民人均城镇化率等7个因素，借助SPSS26采用主成分分析的进一步深入分析达州市土地利用变化的主要驱动因素[11]。

截至2020年，达州市近年地区生产总值都呈增长态势，第一、二、三产业发展势头强劲，结构不断优化调整[12]。这为达州市的建设提供了丰厚的物质支持[13]。此外，城市的扩张与社会经济的发展有着密切的联系，城镇建设用地规模扩大是城镇化的重要标志之一。2020年达州市城市化水平达47%以上，仍在持续增长。此外，产业结构的调整也对推动着土地利用的变化起着不可缺少的作用。且达州市交通便捷，陆空交通线密集，是连接西部地区的重要交通枢纽站。基于此，达州市城市用地也在不断的规划调整，包括交通道路建设、新建水利、能源开发等大型项目，都会占用大量土地，导致城市土地的变化。

表3 总方差解释成分总计初始特征值方差百分比累积(%)总计提取载荷平方和方差百分比累积(%)15.96185.16085.1605.96185.16085.16021.00414.34999.5091.00414.34999.50930.0230.33299.84140.0070.09999.94050.0030.04899.98960.0010.01099.99977.971E-50.001100.00提取方法:主成分分析法。表4 旋转成分矩阵a成分12年末总人口(万人)0.2690.963人均GDP0.9790.157社会固定资产投资0.985-0.161公共财政收入0.9980.025城镇居民人均可支配收入0.996-0.079农村居民人均可支配收入0.992-0.103城镇化率0.994-0.099提取方法:主成分分析法。a.提取了2个成分。

2.2.2 人口数量的增多

近十年以来，达州市总人口、城镇人口以及城市化率都在增加，推动着城市建设用地的扩张[14]。据第七次全国人口普查统计，达州市常住人口已超538万，位居四川第三，人口总数大。人口的快速增加使得人口与土地资源的压力进一步增大，推动着城市基础设施等的建设力度加大，扩张城市用地。

2.2.3 政策

达州市国土资源局《土地利用总体规划(2006—2020年)》从宏观上对土地进行了长期的规划和布局，对于集中解决土地利用的突出问题，提高城市土地资源的利用效率，优化城市土地空间利用结构具有重要意义[15]。此外，政府在城市的发展与建设中起着指导性作用，推动城市的科学规划与建设[16]。

达州市在“十四五”发展目标中指出短期发展的核心任务仍是加快发展，以全面建设社会主义现代化达州。针对城乡规划建设，达州市政府强调要突出主城区建设和管理，统筹推进城乡建设和治理，加强城乡规划和建设，促进区域协同发展，同时坚持以人为本，优化布局，调整用地结构，协调城乡一体化发展，加快形成城市发展新格局[17]。

3 结论

根据达州市2013年和2020年的遥感影像数据进行监督分类处理后，得到达州市两个时期的建设用地与非建设用地分布图，运用土地利用动态度的研究方法分析了2005—2020年的土地利用类型的变化，利用获得的监督分类影像图分析了达州市土地利用类型的空间变化特征。结合所得数据和相关资料，从社会经济发展、人口增长和政策三方面分析达州市土地利用变化的驱动因素。最终结论如下：

①通过2005—2020年的土地利用动态度分析可知，这段时期内增长速度最快的土地利用类型是建设用地，而非利用土地类型呈负增长，表明城市建设用地在扩张。通过监督分类影像图分析可知，达州市建设用地空间上在西南分布密集，且多沿河分布。

②从达州市土地利用变化我们可以发现其主要的影响因素是社会经济发展、人口增长和政策等方面。而随建设用地的逐年扩张，对土地利用做出可持续发展规划，提高土地资源的的利用效率。

随城市化进程的加快，城市人口增长，人们对城市用地需求增加，推动城市进一步扩张，而经济是城市扩张的基础，生态环境也是人类生存的重要条件，因此，在尊重社会发展规律的前提下，倡导可持续发展，经济与生态并重；合理控制人口增长，维持一个合理的人口容量，对经济发展、城市建设、生态环境保护都有重要意义；此外，政府作为决策主体，要对城市建设以及各土地类型的利用做一个科学的规划，及时管理，促进土地资源合理分配利用。