貴安新區(qū)土地利用變化研究*

曾召英，周長威，嚴令斌

(貴州大學 生命科學學院，貴州 貴陽 550025)

近年來，城市化的快速發(fā)展使得生態(tài)系統(tǒng)面臨越來越大的壓力甚至導(dǎo)致生態(tài)災(zāi)難，而另一方面人類對于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)福祉的提升提出了新要求，因此經(jīng)濟發(fā)展和生態(tài)保護兩者之間的矛盾越來越突出。而生態(tài)安全格局作為連接生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)和人類社會發(fā)展之間的橋梁，目前被視為區(qū)域生態(tài)安全保障和人類福祉提升的關(guān)鍵環(huán)節(jié)[1]。

人們越來越重視土地資源的生態(tài)效益，利用構(gòu)建區(qū)域生態(tài)安全格局來改善區(qū)域生態(tài)安全狀況，是目前國內(nèi)外研究的熱點[2]。而貴安新區(qū)是在2014年才被批準設(shè)立的，其發(fā)展還不成熟，且在2015年6月16—18日習近平總書記視察貴州，親臨貴安新區(qū)視察并作重要指示，為貴安新區(qū)的發(fā)展指明了方向，要堅持發(fā)展和生態(tài)兩條底線，努力把新區(qū)建成經(jīng)濟發(fā)展新高地、城鄉(xiāng)統(tǒng)籌示范區(qū)[3]。且貴安新區(qū)是黔中經(jīng)濟核心地帶，對整個貴州的發(fā)展都起著很大的作用，因此研究貴安新區(qū)的景觀格局構(gòu)建顯得格外重要。另外，由于貴安新區(qū)成立時間不長，人們對貴安新區(qū)的研究較少，目前對貴安新區(qū)的規(guī)劃方面的研究僅有王建菊[4]研究了貴安新區(qū)的月亮湖的規(guī)劃設(shè)計，對貴安新區(qū)的景觀安全格局構(gòu)建的研究為空白，所以本文在通過研究貴安新區(qū)近十年來的土地利用變化情況下，探討貴安新區(qū)的土地利用特點及是否合理，并通過分別構(gòu)建生物保護安全格局、水安全格局和游憩格局，再將這3個安全格局通過疊加組合最終構(gòu)建出貴安新區(qū)的景觀生態(tài)安全格局。希望能通過這次探討與研究能對貴安新區(qū)的規(guī)劃與發(fā)展提供一些借鑒與參考意見，使貴安新區(qū)的經(jīng)濟與生態(tài)環(huán)境保持同步、持續(xù)發(fā)展，避免在經(jīng)濟發(fā)展的同時造成生態(tài)破壞問題。

1 研究方法

1.1 研究區(qū)概況

貴安新區(qū)位于貴州省貴陽市和安順市結(jié)合區(qū)域，其位于黔中經(jīng)濟區(qū)核心地帶，區(qū)位優(yōu)勢明顯、發(fā)展?jié)摿^大，東經(jīng)106°00′～106°45′，北緯26°20′～26°40′，其范圍涉及貴陽和安順的4縣(市、區(qū))20個鄉(xiāng)鎮(zhèn)，規(guī)劃面積為1795 km2，現(xiàn)有人口密度較小，現(xiàn)狀人口73萬人，地形地貌類型多樣，地質(zhì)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，地勢平坦，平均海拔1200 m[22]。

貴陽氣候類型為亞熱帶濕潤型，風向以西風為主，森林覆蓋率達42%。全年平均氣溫不到16 ℃，全年最低氣溫出現(xiàn)在1月上旬，約5 ℃，全年最高氣溫出現(xiàn)在7月下旬，平均25 ℃。年極端最低溫度為-7.3 ℃，年極端最高溫度為35.1 ℃。夏季避暑的溫度條件十分優(yōu)越，7月平均氣溫在22.1～24.1 ℃之間。貴安新區(qū)平均總降水量為1165 mm，夜間居多，年夜間降水量占總降水量的約70%。年降雪日少，10天左右。貴陽夏季的相對濕度在76%～79%之間，年平均相對濕度為77%，空氣不干燥，四季無風沙，夏無酷暑，冬無嚴寒[4]。

貴安新區(qū)河流湖泊縱橫交錯，濕地面積占24%，地表河流域面積占80%[4]，其中面積最大的是東北部的紅楓湖，從紅楓湖西南部流出的那條河最長，流經(jīng)貴安新區(qū)的大部分區(qū)域，主要流經(jīng)夏云鎮(zhèn)、高峰鎮(zhèn)、羊昌鎮(zhèn)、黃臘鄉(xiāng)、劉官鄉(xiāng)、舊州鎮(zhèn)，還有一條從紅楓湖的南部流出為巖孔大河，流經(jīng)高峰鎮(zhèn)。另外，其他較大的湖泊水庫還有百花水庫、豺狗洞水庫、大松山水庫、蛾頂水庫、花溪水庫、凱城水庫、凱掌水庫、克酬水庫、樂壩水庫、松柏山水庫、汪官水庫、下壩水庫、小干河水庫、洋西水庫。

1.2 數(shù)據(jù)來源及處理

選取近十年的三期云量低于10%的、同一季節(jié)的、時間間隔相同的分辨率30 m的Landstat遙感影像，利用ERDAS軟件進行波段組合進行圖像增強，使圖像更清晰；通過ERDAS軟件進行監(jiān)督分類，將貴安新區(qū)的土地利用類型分為5類，誤差矩陣值小于80%，計算每期每種類型的土地面積，然后再進行交叉列表分析，得出貴安新區(qū)近十年來的土地利用類型轉(zhuǎn)換情況。

2 結(jié)果與分析

2.1 土地利用數(shù)量結(jié)構(gòu)變化分析

通過ERDAR軟件對2006年、2010年、2016年三期遙感影像進行解譯將土地利用類型分為五類：林地、農(nóng)田、水域、城鎮(zhèn)、草地，得出貴安新區(qū)近十年的土地利用類型分布圖，用ArcGIS 10.2軟件分析貴安新區(qū)近十年來的土地利用變化情況。2006年、2010年、2016年貴安新區(qū)土地利用類型具體分布情況分別見圖1、圖2和圖3。表1為貴安新區(qū)近十年來具體的土地變化情況。

圖1 貴安新區(qū)2006年土地利用類型分布圖Fig.1 Distribution of land use types in Gui’an District in 2006

圖2 貴安新區(qū)2010年土地利用類型分布圖Fig.2 Distribution of land use types in Gui’an District in 2010

圖3 貴安新區(qū)2016年土地利用類型分布圖Fig.3 Distribution of land use types in Gui’an District in 2016

表1 貴安新區(qū)近十年的土地利用類型面積Tab.1 Area of different land use types in Gui’an District from 2006 to 2016

由圖4、圖5和表1可以看出，貴安新區(qū)2006年—2016年中，農(nóng)田面積在減少，其中2006—2010年變化不大，2010—2016年減少明顯，2006年貴安的農(nóng)田面積為618.45 km2，占比為32.7%，2010年保持相對穩(wěn)定，其面積為607.77 km2，占比為32.09%，僅下降10.68 km2，但2016年下降面積較明顯，其面積僅有170.41 km2，占比為9%，下降了437.36 km2，2006—2016年這十年內(nèi)下降了448.04 km2；2006—2016年林地面積較平穩(wěn)，持續(xù)保持增加，這十年里增加了67.22 km2，其中，2006年的面積為291.80 km2，占比為15.41%，到2010年其面積為324.09 km2，占比為17.11%，其變化不大，增加了32.29 km2，2016年的面積為359.02 km2，占比為18.96%，2010—2016年增加了34.92 km2；2006—2016年這十年間，草地面積先減少后增加，2006年的面積為770.67 km2，占比為40.69%，2010年的面積為725.14 km2，占比為38.29%，2006—2010年減少了45.53 km2，2016年的面積為840.53 km2，占比為44.38%，2010—2016年增加了115.39 km2，2006—2016年總體增加了69.86 km2；2006—2016年這十年間，城鎮(zhèn)面積在增加，其中，2006年的面積為145.58km2，占比為7.69%，2010年的面積為192.82 km2，占比為10.18%，2006—2010年間增加了47.27 km2，2016年的面積為471.70 km2，占比為24.91%，2010—2016年的增加很明顯，增加了278.84 km2；2006—2016年這十年內(nèi)總體增加了326.12 km2；水域面積變化不明顯，具體為先減少后增加，2006年的面積為67.38 km2，占比為3.56%，2010年的面積為44.02 km2，占比為2.32%，2006—2010年減少了23.36 km2，2016年的面積為52.23 km2，占比為2.76%，2010—2016年增加了8.21 km2，2006—2016年總體減少了15.15 km2。

圖4 貴安新區(qū)2006年—2016年土地利用類型比例圖Fig.4 Proportions of land use types in Gui’anDistrict from 2006 to 2016

圖5 貴安新區(qū)土地利用面積變化情況Fig.5 Changes of land use types in Gui’an District

由以上數(shù)據(jù)分析，可總結(jié)貴安新區(qū)近十年的土地利用變化的具體情況為：農(nóng)田面積在減少，且2010—2016年間減少很明顯，這可能跟退耕還林還草的政策、城市發(fā)展占地等有關(guān)；林地面積變化不大，增長不明顯，這可能與退耕還林還草政策、護林工作的重視、濕地轉(zhuǎn)為旱地等有關(guān)；草地的變化也不很明顯，其變化趨勢為先減少后增加，這可能與退耕還林還草等政策、森林退化為草地、濕地演化為陸地等有關(guān)；城鎮(zhèn)面積呈增長的趨勢，且2010—2016年增長很明顯，城市經(jīng)濟發(fā)展、人口增長等原因必將造成城鎮(zhèn)面積增長；水域的面積變化不明顯，呈下降趨勢，可能與濕地演化為陸地、城鎮(zhèn)建設(shè)占用濕地等有關(guān)。

2.2 貴安新區(qū)土地利用類型轉(zhuǎn)換分析

土地類型轉(zhuǎn)換是指土地具有空間位置的穩(wěn)定性，但由于人類活動使得將其改變用途，而導(dǎo)致的區(qū)域用地結(jié)構(gòu)變化的狀況[5]。利用ArcGIS 10.2做交叉列表分析，分析貴安新區(qū)2006年與2010年、2010年與2016年土地利用類型轉(zhuǎn)換關(guān)系，其具體轉(zhuǎn)換情況如表2、表3所示。

2.2.1 2006—2010年貴安新區(qū)土地利用類型轉(zhuǎn)換分析

從表2縱向看可知貴安新區(qū)2006年各土地利用類型的流出與其流出的具體面積。2006年貴安新區(qū)農(nóng)田面積總618.45 km2，其中流出面積為323.63 km2，其主要流向為草地和城鎮(zhèn)，其面積為242.95 km2、66.6 km2，小部分流向林地和水域；2006年貴安新區(qū)林地總面積為291.80 km2，其中流出的面積為94.28 km2，主要流向為草地和農(nóng)田，面積分別為44.83 km2、44.63 km2，小部分流向城鎮(zhèn)和水域；2006年貴安新區(qū)草地總面積為770.67 km2，其中流出面積為408.24 km2，主要流向為農(nóng)田、林地和城鎮(zhèn)，面積分別為240.61 km2、102.06 km2和60.50 km2，少部分流向水域；2006年貴安新區(qū)城鎮(zhèn)總面積為145.58 km2，其中流出面積為93.65 km2，主要流向草地和農(nóng)田，面積分別為63.37 km2和26.75 km2，少部分流向水域和林地；2006年貴安新區(qū)水域總面積為67.38 km2，其中流出面積為36.84 km2，主要流向城鎮(zhèn)、林地和草地，其流出面積分別為12.57 km2、11.76 km2和11.55 km2，少部分流向農(nóng)田。

表2 貴安新區(qū)2006年—2010年土地利用類型面積轉(zhuǎn)移矩陣(km2)Tab.2 Transition matrix of land use types in Gui’an District from 2006 to 2010

從表2橫向看就可知貴安新區(qū)2010年各土地利用類型的來源及其具體面積。2010年貴安新區(qū)農(nóng)田總面積為607.77 km2，其中流入面積為312.995 km2，其主要來源于草地、林地和城鎮(zhèn)，其流入面積分別為240.61 km2、44.63 km2和26.75 km2，少部分來源于水域；2010年貴安新區(qū)林地總面積為324.09 km2，其中流入面積為126.57 km2，其主要來源于草地、農(nóng)田和水域，其流入面積分別為102.06 km2、12.56 km2和11.76 km2，少部分來源于城鎮(zhèn)；2010年貴安新區(qū)草地總面積為725.14 km2，其中流入面積為362.71 km2，主要來源于農(nóng)田、城鎮(zhèn)和林地，其流入面積分別為242.95 km2、63.37 km2和44.83 km2，少部分來源于水域；2010年貴安新區(qū)城鎮(zhèn)總面積為140.93 km2，其中流入面積為140.93 km2，主要來源于農(nóng)田、草地，流入面積分別為66.6 km2、60.50 km2，少部分來源于水域和林地；2010年貴安新區(qū)水域總面積為44.02 km2，其中流入面積為13.48 km2，主要來源于草地和林地，流入面積分別為5.07 km2和3.56 km2，少部分來源于城鎮(zhèn)和農(nóng)田。

2.2.2 2010年—2016年貴安新區(qū)土地利用類型轉(zhuǎn)換分析

從表3縱向看就可知貴安新區(qū)2010年各土地利用類型的流出及其具體面積。2010年貴安新區(qū)農(nóng)田面積總607.77 km2，其中流出面積為491.40 km2，其主要流向為草地、城鎮(zhèn)和林地，其流出面積分別為272.32 km2、140.21 km2和78.54 km2，小部分流向水域；2010年貴安新區(qū)林地總面積為324.09 km2，其中流出面積為83.76 km2，主要流向為草地，面積為77.24 km2，小部分流向城鎮(zhèn)、農(nóng)田和水域；2010年貴安新區(qū)草地總面積為725.14 km2，其中流出面積為283.00 km2，主要流向為城鎮(zhèn)、農(nóng)田和林地，面積分別為203.14 km2、40.39 km2和37.72 km2，少部分流向水域；2010年貴安新區(qū)城鎮(zhèn)總面積為192.86 km2，其中流出面積為69.71 km2，主要流向草地和農(nóng)田，面積分別為48.01 km2和12.63 km2，少部分流向水域和林地；2010年貴安新區(qū)水域總面積為44.02 km2，其中流出面積為1.38 km2，主要流向草地，其流出面積為0.82 km2，少部分流向林地和城鎮(zhèn)。

從表3橫向看就可知貴安新區(qū)2016年各土地利用類型的來源及其具體面積。2016年貴安新區(qū)農(nóng)田總面積為170.41 km2，其中流入面積為54.03 km2，其主要來源于草地和城鎮(zhèn)，其流入面積分別為40.39 km2、12.63 km2，少部分來源于林地；2016年貴安新區(qū)林地總面積為359.02km2，其中流入面積為118.69 km2，其主要來源于農(nóng)田和草地，其流入面積分別為78.54 km2、37.72 km2，少部分來源于城鎮(zhèn)和水域；2016年貴安新區(qū)草地總面積為840.53km2，其中流入面積為398.39 km2，主要來源于農(nóng)田、林地和城鎮(zhèn)，其流入面積分別為272.32 km2、77.24 km2和48.01 km2，少部分來源于水域；2016年貴安新區(qū)城鎮(zhèn)總面積為471.70 km2，其中流入面積為348.55 km2，主要來源于草地和農(nóng)田，流入面積分別為203.14 km2、140.21 km2，少部分來源于林地和水域；2016年貴安新區(qū)水域總面積為52.23 km2，其中流入面積為9.59 km2，主要來源于城鎮(zhèn)和草地，流入面積分別為6.94 km2和1.75 km2，少部分來源于林地和農(nóng)田。

表3 貴安新區(qū)2010年—2016年土地利用類型面積轉(zhuǎn)移矩陣(km2)Tab.3 Transition matrix of land use types in Gui’anDistrict from 2010 to 2016

從貴安新區(qū)2006年至2016年的土地利用類型變化情況來看，在城鎮(zhèn)發(fā)展過程中，在城鎮(zhèn)面積增加的情況下沒有使林地面積急劇下降反而稍微呈增加的趨勢，表明城鎮(zhèn)發(fā)展規(guī)劃較為合理，但不明確是否有一些土地的利用影響到了貴安新區(qū)的景觀生態(tài)安全格局，為以后的發(fā)展規(guī)劃提供一些指導(dǎo)建議。

3 結(jié)論

本文基于ERDAS 9.2和ArcGIS 10.2軟件解譯貴安新區(qū)2006年、2010年、2016年三期的遙感圖像，分別得出這三年的土地利用分類的具體分布圖。從數(shù)量結(jié)構(gòu)上進行分析得出，貴安新區(qū)從2006年至2016年間農(nóng)田面積在減少，且2006年至2010年減少不明顯，但2010年至2016年減少很明顯；林地面積變化不大，總體呈增加的趨勢；草地面積的變化也不大，呈先增加后減少的趨勢；城鎮(zhèn)面積在增加，且2010年至2016年增加很明顯；水域面積變化不大，總體呈減少的趨勢。從類型轉(zhuǎn)換上分析得出，城鎮(zhèn)增加的面積主要來自于農(nóng)田和草地，各類型之間都有相互轉(zhuǎn)換，但轉(zhuǎn)換面積尤以農(nóng)田和草地轉(zhuǎn)換為城鎮(zhèn)最為顯著。