樊勇，胡春湘，王亮，陳文婷，郭建華，張真

(1.信陽師范學(xué)院 地理科學(xué)學(xué)院，河南 信陽 464000； 2.武漢大學(xué) 資源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院，湖北 武漢 430079； 3.廣東省佛山市南海區(qū)土地測繪所，廣東 佛山 528200； 4.75838部隊(duì)，廣東 廣州 510515； 5.武漢縱橫天地空間信息技術(shù)股份有限公司，湖北 武漢 430223)

近30年信陽市建設(shè)用地?cái)U(kuò)張規(guī)律研究

樊勇1，2*，胡春湘1，王亮3，陳文婷4，郭建華5，張真1

(1.信陽師范學(xué)院 地理科學(xué)學(xué)院，河南 信陽 464000； 2.武漢大學(xué) 資源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院，湖北 武漢 430079； 3.廣東省佛山市南海區(qū)土地測繪所，廣東 佛山 528200； 4.75838部隊(duì)，廣東 廣州 510515； 5.武漢縱橫天地空間信息技術(shù)股份有限公司，湖北 武漢 430223)

為進(jìn)一步探索城市建設(shè)用地的擴(kuò)張規(guī)律，本研究利用Landsat TM遙感影像與社會(huì)經(jīng)濟(jì)相關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，通過地理空間分析技術(shù)與方法，對(duì)1983—2014年信陽市建設(shè)用地?cái)U(kuò)張規(guī)模、擴(kuò)張方向和擴(kuò)張速度三個(gè)方面的分析。研究發(fā)現(xiàn)：近30年信陽市建筑用地?cái)U(kuò)張驅(qū)動(dòng)力包括社會(huì)因素和自然因素，其中社會(huì)因素引導(dǎo)建設(shè)用地?cái)U(kuò)張快慢，自然因素對(duì)建設(shè)用地?cái)U(kuò)張方向起指引作用。

建設(shè)用地；擴(kuò)張規(guī)律；景觀指數(shù)；驅(qū)動(dòng)力；信陽市

1 引 言

2010年政府工作報(bào)告指出城鄉(xiāng)建設(shè)都要堅(jiān)持最嚴(yán)格的耕地保護(hù)制度和最嚴(yán)格的節(jié)約用地制度[1]，《全國土地利用總體規(guī)劃綱要2006年—2020年》強(qiáng)調(diào)“從嚴(yán)控制建設(shè)用地總規(guī)模”等[2]，這些政策制度都表明對(duì)城市建設(shè)用地的擴(kuò)張進(jìn)行研究具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。

由于地理空間分析技術(shù)的發(fā)展，關(guān)于城市化過程導(dǎo)致的建設(shè)用地?cái)U(kuò)張問題已有較多研究，主要集中在建設(shè)用地?cái)U(kuò)張規(guī)模、強(qiáng)度和空間分異特征[3～5]以及城市景觀格局的演變、模擬與預(yù)測等方面[6，7]．這些研究為定量分析建設(shè)用地的擴(kuò)張過程提供了重要的研究思路與技術(shù)手段。遙感技術(shù)以其探測范圍大、受地面限制少、獲取數(shù)據(jù)快速、周期短等優(yōu)點(diǎn)受到城市學(xué)研究者的青睞。景觀格局和城市化水平之間存在一定的響應(yīng)，而地理信息系統(tǒng)則充分發(fā)揮了其空間分析和決策能力，與景觀生態(tài)學(xué)相結(jié)合，也使得城市景觀結(jié)構(gòu)、格局等方面得到快速發(fā)展。本文基于1983年～2014年之間的7幅Landsat TM遙感影像，運(yùn)用地理空間分析技術(shù)、景觀擴(kuò)張指數(shù)對(duì)信陽市建設(shè)用地?cái)U(kuò)張規(guī)律進(jìn)行研究分析，以期為城市規(guī)劃和管理提供參考。

2 研究區(qū)域概況

信陽市位于河南省南部，東邊與安徽相鄰，南邊與湖北相接，為三省通衢，是江淮河漢間的戰(zhàn)略要地，市區(qū)面積 3 672 km2，市區(qū)人口123萬人。地勢南高北低，是崗川相間、形態(tài)多樣的階梯地貌。信陽區(qū)位優(yōu)越，交通便利，處于武漢經(jīng)濟(jì)圈、皖江城市帶、京廣、京九“兩縱”經(jīng)濟(jì)帶的腹地。

3 數(shù)據(jù)來源與方法

3.1 數(shù)據(jù)來源

本文研究信陽市近30年的城市建設(shè)用地?cái)U(kuò)張規(guī)律，采用Landsat4、5、7遙感影像數(shù)據(jù)，以5年為一個(gè)變化時(shí)相，選取了1983年8月、1990年9月、1995年5月、2000年9月、2005年5月、2010年9月、2014年5月(數(shù)據(jù)原因，無法找到1985年相關(guān)數(shù)據(jù)，故用1983年ETM影像代替)7幅TM遙感影像；結(jié)合相關(guān)的統(tǒng)計(jì)年鑒，對(duì)研究區(qū)內(nèi)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理與總結(jié)。

3.2 數(shù)據(jù)處理方法

Landsat TM遙感影像數(shù)據(jù)的處理流程與分析。首先，在ENVI中進(jìn)行影像的校正、合成等預(yù)處理操作，選取合成效果好的波段進(jìn)行合成，再完成影像的裁剪；其次，對(duì)裁剪好的影像進(jìn)行增強(qiáng)，以便更有利于影像的分類；最后，將研究區(qū)土地利用劃分為四類，分別為建設(shè)用地(城鄉(xiāng)居民地、道路、工礦用地等)、林地、農(nóng)用地和水體。3.3 景觀指數(shù)法

城市化深刻的改變一個(gè)地區(qū)的自然景觀，并對(duì)城市及其周邊地區(qū)的自然、生態(tài)、社會(huì)經(jīng)濟(jì)過程產(chǎn)生影響[8]，并且城市化水平通常以非農(nóng)業(yè)人口占總?cè)丝诘谋壤齺肀硎?，但是從景觀格局安全角度考慮，以城鎮(zhèn)用地比例來表示城市化水平更為貼切[9]。根據(jù)景觀指數(shù)定量分析建設(shè)用地?cái)U(kuò)張中的規(guī)律，來表達(dá)景觀布局與生態(tài)過程之間的聯(lián)系。因此，本文選用景觀分析指數(shù)對(duì)研究區(qū)建設(shè)用地?cái)U(kuò)張規(guī)律進(jìn)行分析。其中選取的景觀指數(shù)有：景觀面積、最大景觀斑塊所占景觀面積、景觀形狀指數(shù)[10]。

4 景觀格局演變

4.1 景觀面積

由圖1可看出，景觀面積的值總體上在不斷增大，說明研究區(qū)的建設(shè)用地面積在近30年間總體呈現(xiàn)增長趨勢。由圖2可知：在1990年～2000年間，1990年～1995年的建設(shè)用地的增長速率為30.31%，1995年～2000年的建設(shè)用地的增長速率為38.23%，總體表現(xiàn)為持續(xù)增長，且增長速率變快的趨勢，這可能與改革開放后，國家政策的引導(dǎo)與經(jīng)濟(jì)發(fā)展有關(guān)；從2000年～2005年，建筑用地面積的擴(kuò)張速率高到77.79%，是前5年的增長速率的兩倍，這與研究區(qū)新規(guī)劃的城區(qū)——羊山新區(qū)的規(guī)劃、動(dòng)工密切相關(guān)。羊山新區(qū)于2003年進(jìn)行規(guī)劃，2004年動(dòng)工，2005年大發(fā)展；2005年～2010年，建筑用地面積的增長速率為54.71%，較前5年的增長速率有所減緩，但總體還是處于一個(gè)快速增長階段，這與國家政策的宏觀調(diào)控與市場的飽和程度有關(guān)；2010年～2014年，研究區(qū)建設(shè)用地面積擴(kuò)張速率增長到一個(gè)峰值，約為79.45%，2009年，信陽市城鎮(zhèn)化率僅為31.40%，低于全省同期的40%的平均水平，根據(jù)信陽市未來經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)調(diào)整目標(biāo)，到2020年，信陽的城鎮(zhèn)化率達(dá)到50%以上。

圖1 1983年～2014信陽市建設(shè)用地?cái)U(kuò)張示意圖

圖2 近30年信陽市建設(shè)用地?cái)U(kuò)張變化折線

4.2 最大景觀斑塊所占景觀面積

最大景觀斑塊所占景觀面積(LPI)是某一景觀類型中最大拼塊面積所占整個(gè)景觀面積的比例，該值的變化可以體現(xiàn)干擾的強(qiáng)度和頻率，同時(shí)也反映了人類活動(dòng)的方向和強(qiáng)弱。從圖3可知，從1983年～2014年之間，LPI的數(shù)值一直呈現(xiàn)增加的趨勢，而且增長速率越來越快，這說明，研究區(qū)隨著年份的增加，研究區(qū)域內(nèi)建設(shè)用地?cái)U(kuò)張受人為影響比較大，城市化進(jìn)程在加快，區(qū)域內(nèi)建筑用地面積的最大斑塊在增大，建設(shè)用地逐漸聚合連接起來。而且從2000年以后，LPI的值明顯比2000年以前變化的大，這也正說明，隨著政府政策的引導(dǎo)，研究區(qū)內(nèi)建筑用地的形狀與規(guī)模在趨向于板塊化、集中化，也符合城市增長相位理論中認(rèn)為城市的發(fā)展包含擴(kuò)散、聚合兩種相位[10]。

圖3 最大景觀斑塊所占景觀面積

4.3 景觀形狀指數(shù)

景觀形狀指數(shù)反映斑塊的聚合程度，值越小說明發(fā)展越緊湊，值越大說明發(fā)展越分散。由圖4可以看出1983年～2000年間，景觀形狀指數(shù)整體略有增長，但變化不大，波動(dòng)較為平穩(wěn)，說明城市建設(shè)用地的發(fā)展比較緩慢，整體是圍繞老城區(qū)邊緣發(fā)展，形狀比較緊湊；而從2000年以后，景觀形狀指數(shù)不斷增大，而且增大的幅度比1983年～2000年間的幅度大，這也與2003年信陽市政府規(guī)劃的羊山新區(qū)的發(fā)展有密切關(guān)聯(lián)，同時(shí)信陽工業(yè)區(qū)的發(fā)展也起到了至關(guān)重要的作用；從2005年～2010年，研究區(qū)羊山新區(qū)建設(shè)用地大范圍的擴(kuò)充動(dòng)工基本完成，所以從2005年～2010年，建設(shè)用地的擴(kuò)充進(jìn)入施工階段，所以在這五年中，景觀形狀指數(shù)有所下降；從2010年～2014年，景觀形狀指數(shù)又有了較大幅度的增大，這也與信陽到2010年～2020年實(shí)現(xiàn)城鎮(zhèn)化率達(dá)到50%有關(guān)，城鎮(zhèn)化水平速度加快，又引起了建設(shè)用地的擴(kuò)張。

5 影響因素分析

社會(huì)因素和自然因素共同影響著建設(shè)用地?cái)U(kuò)張，其中社會(huì)因素中分為經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、人口的增長、交通的發(fā)展、規(guī)劃的制定和政策的引導(dǎo)幾個(gè)方面，這些因素影響著建設(shè)用地?cái)U(kuò)張速度的快慢；自然因素中地形，河流走向，氣候等因素則對(duì)建設(shè)用地的擴(kuò)張起到了指向作用。

(1)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展

研究區(qū)為典型的勞務(wù)經(jīng)濟(jì)大市，自2000年以來，信陽市政府大力發(fā)展勞務(wù)經(jīng)濟(jì)，推動(dòng)了信陽市城鎮(zhèn)化的進(jìn)程。一方面，經(jīng)濟(jì)的快速增長會(huì)增大對(duì)的建設(shè)用地的需求量；另一方面，隨著人們經(jīng)濟(jì)收入的增加，人們對(duì)服務(wù)業(yè)和制造業(yè)的需求會(huì)增加，而服務(wù)業(yè)與制造業(yè)的增加又需要更多地勞動(dòng)力作為支撐，進(jìn)而又促進(jìn)了人們收入的增多，拉動(dòng)了經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，進(jìn)一步導(dǎo)致建設(shè)用地的大幅度增加。

(2)人口的增長

人口作為一個(gè)獨(dú)特的因素，是最具有活力的土地利用與覆被變化影響因素之一，人口的增加會(huì)對(duì)建設(shè)用地產(chǎn)生重要影響。城鎮(zhèn)化表現(xiàn)為人口從農(nóng)村向城市的轉(zhuǎn)移、而產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)活動(dòng)則由農(nóng)業(yè)活動(dòng)轉(zhuǎn)化為非農(nóng)活動(dòng)，這種現(xiàn)象會(huì)導(dǎo)致大量的農(nóng)用地向城市用地流轉(zhuǎn)和城市建設(shè)用地的增加，伴隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和溫飽問題的解決，人的需求也已經(jīng)從以前的物質(zhì)需求轉(zhuǎn)化為更高的精神需求，這也就促生了更多層面的消費(fèi)，直接導(dǎo)致基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)用地面積的增加，同時(shí)也拉動(dòng)了經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

(3)交通的發(fā)展

京廣、京九兩大干線鐵路在信陽交會(huì)、并軌運(yùn)行，使信陽站成為我國中部一處重要的旅客換乘中心；京珠、大光與滬陜高速在信陽交會(huì)；106國道、107國道與312國道在信陽形成“公路十字交叉”，發(fā)達(dá)的交通網(wǎng)絡(luò)，是信陽成為重要的公路、鐵路交通樞紐城市之一。交通的便利帶來了人流量的增多，促進(jìn)了經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，增大了對(duì)建設(shè)用地的需求。

(4)規(guī)劃的制定

羊山新區(qū)是信陽市委、市政府加快城市化進(jìn)程，全面建設(shè)小康社會(huì)的重大戰(zhàn)略舉措。羊山新區(qū)與2003年進(jìn)行了規(guī)劃，2004年開始動(dòng)工，2005年得到了全面發(fā)展，使研究區(qū)建設(shè)用地的擴(kuò)張速度迅速增加；在信陽市土地利用總體規(guī)劃(2010年～2020年)中：到2020年，要率先成為社會(huì)主義新型農(nóng)村社區(qū)，全市城鎮(zhèn)化率達(dá)到50%以上。該規(guī)劃帶動(dòng)了建設(shè)用地的擴(kuò)張與發(fā)展。

(5)政策的引導(dǎo)

建設(shè)用地的擴(kuò)張很大一部分用于住宅區(qū)的開發(fā)，在國家政策的引導(dǎo)下，房地產(chǎn)行業(yè)得到了蓬勃的發(fā)展，導(dǎo)致建設(shè)用地面積的增加速度加快，這也產(chǎn)生了一些不好的現(xiàn)象：城市蔓延，一部分地區(qū)甚至出現(xiàn)“空城”現(xiàn)象，造成了土地的大量浪費(fèi)，也阻礙了城市的健康發(fā)展。所以國家又出臺(tái)相關(guān)政策來控制減緩了建設(shè)用地的發(fā)展速度，以建設(shè)資源節(jié)約型社會(huì)為目標(biāo)，嚴(yán)格執(zhí)行建設(shè)用地的定額標(biāo)準(zhǔn)，提高土地利用效率，推動(dòng)土地利用方式由外延擴(kuò)張向內(nèi)涵挖掘、由粗放低效向集約高效轉(zhuǎn)變。

(6)自然因素

自然因素相比社會(huì)因素對(duì)建設(shè)用地的擴(kuò)張快慢影響在一段時(shí)期內(nèi)比較小，但自然因素對(duì)建設(shè)用地的擴(kuò)張方向則有很大的指向作用。地形、河流走向與氣候等因素都對(duì)建設(shè)用地的擴(kuò)張方向、擴(kuò)張幅度有著不可忽視的作用。

近30年信陽市的建筑用地?cái)U(kuò)張受社會(huì)因素和自然因素共同驅(qū)動(dòng)，其中社會(huì)因素引導(dǎo)建設(shè)用地?cái)U(kuò)張快慢，自然因素對(duì)建設(shè)用地?cái)U(kuò)張起指引作用。

[1] 2010年政府工作報(bào)告(全文)[R]. 2010-03-15

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Research on Expansion Regular of Construction Land in Xinyang City in Recent 30 Years

Fan Yong1，2，Hu Chunxiang1，Wang Liang3，Chen Wenting4，Guo Jianhua5，Zhang Zhen1

(1.Xinyang Normal University，Xinyang 464000，China； 2.Wuhan University，Wuhan 430079，China； 3.Foshan City Nanhai District Land Survey Institute，F(xiàn)oshan 528200，China； 4.75838 Troops，Guangdong 510515，China； 5.Wuhan sky and ground vertical and horizontal space information technology co.，Ltd，Wuhan 430223，China)

In order to explore the regular pattern of urban construction land expansion，landsat TM remote sensing image data and socio-economic statistical data has been used to this study，Xinyang city construction land expansion regular of scale，direction from 1983 to 2014 have been analyzed by geospatial analysis technology. The results show that the driving forces of construction land expansion in Xinyang in recent 30 years include social factors and natural factors，in which social factors guide the expansion of construction land，and natural factors play a guiding role in the expansion of construction land.

construction land；expansion regular；landscape index；driving force；Xinyang City

1672-8262(2017)02-37-04

P208.2，P236

A

2016—10—17

樊勇(1983—)，男，博士研究生，講師，主要研究方向?yàn)橥恋乩门c土地覆蓋變化及地理信息系統(tǒng)應(yīng)用。 基金項(xiàng)目：教育部人文社科項(xiàng)目(14YJCZH028)，河南省社科項(xiàng)目(2016BJJ047)