蓋兆雪, 孫 萍, 張景奇

(東北大學(xué) 土地管理研究所, 沈陽(yáng) 110169)

土地利用及覆蓋變化是人類活動(dòng)對(duì)自然環(huán)境施加影響的顯著表現(xiàn)形式[1],21世紀(jì)以來(lái)，工業(yè)化、城鎮(zhèn)化、資源開(kāi)發(fā)等造成區(qū)域土地利用類型發(fā)生明顯改變，進(jìn)而影響生態(tài)環(huán)境[2-3]，不同土地利用類型通過(guò)競(jìng)爭(zhēng)相互消長(zhǎng)，最終形成土地利用變化[4]。分析土地利用變化是揭示人類活動(dòng)與自然環(huán)境變化的有效方式[5]，同時(shí)也是判斷土地利用是否合理的重要依據(jù)[6]。在社會(huì)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的階段，區(qū)域土地利用時(shí)空格局是否發(fā)生改變？如果發(fā)生改變，決定區(qū)域土地利用變化的主導(dǎo)因素又是什么？因此，掌握區(qū)域土地利用時(shí)空格局變化及形成機(jī)理，是實(shí)現(xiàn)土地可持續(xù)利用的重要基礎(chǔ)。

目前，國(guó)內(nèi)外圍繞土地利用變化進(jìn)行了大量的研究。在研究尺度上分為宏觀尺度[7-8](全國(guó)、省域)、中觀尺度[9-10](流域、市域)和微觀尺度[11](縣域)；在研究?jī)?nèi)容上，集中于空間尺度識(shí)別[12]、變化特征[13]及對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響[14]、土地利用格局優(yōu)化[15]、驅(qū)動(dòng)機(jī)制[16]；在研究方法上，采用GIS手段、RS技術(shù)以及計(jì)量模型分析等[17-19]。通過(guò)梳理文獻(xiàn)發(fā)現(xiàn)：一是目前尺度多數(shù)集中于熱點(diǎn)地區(qū)和生態(tài)稟賦脆弱區(qū)，而對(duì)于既是糧食主產(chǎn)區(qū)又急需快速發(fā)展社會(huì)經(jīng)濟(jì)的典型區(qū)域研究比較匱乏；二是影響因素的選擇過(guò)程中忽略了其在空間分布上的差異，多依賴于計(jì)量模型的構(gòu)建，其假設(shè)影響因素的決定力在空間分布上是均質(zhì)的，這與顯示情況不符。松花江流域哈爾濱段是“一帶一路”和“龍江絲路帶”國(guó)家戰(zhàn)略的中心地區(qū)，也是中國(guó)重要的商品糧生產(chǎn)基地，城市化進(jìn)程快，土地利用開(kāi)發(fā)強(qiáng)度大，水土流失、區(qū)域沙化、土壤化學(xué)污染等負(fù)效應(yīng)突出，據(jù)相關(guān)研究表明：2006—2014年研究區(qū)旱地面積減少752.07 km2，水田面積減少76.16 km2，建筑用地面積增加405.73 km2，未利用地面積減少24.25 km2，土壤侵蝕面積達(dá)到1 794.82 km2，人口密集，人均占地較少且不均衡，而且研究區(qū)土地利用程度正處于加深階段，土地利用生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)主要以中等程度為主，低、較高和高生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)區(qū)持續(xù)增加，較低、中生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)區(qū)持續(xù)減少，流域生態(tài)安全及經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展受嚴(yán)重威脅[20-21]，鑒于此，本文以松花江流域哈爾濱段為研究區(qū)，運(yùn)用轉(zhuǎn)移矩陣、土地利用圖譜、標(biāo)準(zhǔn)差橢圓法分析研究區(qū)1996—2016年土地利用數(shù)量及空間變化特征，在此基礎(chǔ)上采用地理探測(cè)器從地理空間格局分布視角探測(cè)不同時(shí)段土地利用變化分異成因及形成機(jī)理，以期為區(qū)域土地利用配置與管理提供決策參考，對(duì)土地利用結(jié)構(gòu)優(yōu)化及可持續(xù)利用具有重要的意義。

1 研究區(qū)概況

松花江流域哈爾濱段(125°42′—130°10′E，44°04′—46°40′N)位于黑龍江省南部，地處松嫩平原，是黑龍江省重要的糧食生產(chǎn)基地，同時(shí)也是東北地區(qū)城鎮(zhèn)化進(jìn)程發(fā)展較快的流域。包括一個(gè)干流和兩個(gè)一級(jí)支流——呼蘭河、阿什河。該區(qū)域平原遼闊，土地資源豐富，土地利用類型多樣，耕地面積比重較大，土壤類型較多。土地面積7 067 km2，人口為471.4萬(wàn)人。土地利用程度持續(xù)強(qiáng)化，土地利用生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)持續(xù)增加。

2 數(shù)據(jù)來(lái)源與研究方法

2.1 數(shù)據(jù)來(lái)源與處理

土地利用數(shù)據(jù)來(lái)源于1996年、2006年、2016年3期Landsat TM/OLI遙感影像數(shù)據(jù)，分辨率均為30 m。選取月份區(qū)間為6—9月云覆蓋率小于10%的遙感影像，通過(guò)幾何糾正、圖像增強(qiáng)等預(yù)處理，進(jìn)行監(jiān)督分類、人工目視解譯及野外調(diào)查，確定研究區(qū)土地利用類型。土地利用類型包括耕地、林地、草地、水域、建設(shè)用地、未利用地6大類，同時(shí)對(duì)分類結(jié)果進(jìn)行精度檢驗(yàn)(Kappa系數(shù)均超過(guò)0.88)，解譯結(jié)果滿足研究需要，最終建立松花江流域哈爾濱段土地利用數(shù)據(jù)庫(kù)；氣象數(shù)據(jù)來(lái)源于中國(guó)科學(xué)院資源環(huán)境科學(xué)數(shù)據(jù)中心(http:∥www.resdc.cn)；DEM數(shù)據(jù)來(lái)源于中國(guó)科學(xué)院計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信息中心地理空間數(shù)據(jù)云平臺(tái)(http:∥www.gscloud.cn)，在高程數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上提取坡度、坡向、地形起伏度數(shù)據(jù)。利用ArcGIS 10.2軟件中的3D Analyst工具提取坡度圖和坡向圖，采用臨界坡度分級(jí)法將其分為5個(gè)等級(jí)：0°～2°，2°～6°，6°～15°，15°～25°，25°～68°；坡向分為4個(gè)等級(jí)：0°～45°，315°～360°(北坡)，45°～135°(東坡)，135°～225°(南坡)，225°～315°(西坡)。地形起伏度的提取采用ArcGIS 10.2軟件的鄰域分析分別求取DEM最大值和最小值，并利用柵格計(jì)算器計(jì)算差值獲得地形起伏度，根據(jù)國(guó)際通用的五級(jí)制，將本文的地形起伏度分為3個(gè)等級(jí)：0～20 m(微起伏)，20～75 m(小起伏)，75～135 m(中起伏)。運(yùn)用GIS軟件提取城鎮(zhèn)中心點(diǎn)、鄉(xiāng)級(jí)以上道路、水域矢量數(shù)據(jù)，采用歐式距離法進(jìn)行空間化，獲得到點(diǎn)、線、面狀距離；社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)來(lái)源于《哈爾濱統(tǒng)計(jì)年鑒》和《哈爾濱年鑒》，通過(guò)Kriging空間插值對(duì)人口、GDP數(shù)據(jù)進(jìn)行空間化。由于本文數(shù)據(jù)基礎(chǔ)是建立在柵格數(shù)據(jù)上，但各圖件包括矢量和柵格數(shù)據(jù)，因此需要進(jìn)行柵格化處理，均重采樣到30 m×30 m。

2.2 研究方法

運(yùn)用土地利用轉(zhuǎn)移矩陣和土地利用變化圖譜法分別分析土地利用數(shù)量結(jié)構(gòu)和空間格局變化，標(biāo)準(zhǔn)差橢圓法揭示土地利用變化的空間格局特征，地理探測(cè)器用于提取土地利用變化主控因子，并對(duì)因子進(jìn)行定量分析。

2.2.1 土地利用轉(zhuǎn)移矩陣 土地利用轉(zhuǎn)移矩陣[22]是指在一定時(shí)間內(nèi)各土地利用類型之間隨時(shí)間不斷轉(zhuǎn)化的過(guò)程，它能夠反映研究區(qū)土地利用類型數(shù)量的分布特征及相互轉(zhuǎn)化的流向，本文用它分析研究區(qū)土地利用數(shù)量結(jié)構(gòu)變化特征，其公式為：

(1)

式中：Aij為研究初期與末期土地利用類型變化；n為土地利用類型。

2.2.2 土地利用圖譜 將3期土地利用矢量數(shù)據(jù)進(jìn)行疊加分析，復(fù)合成不同時(shí)期土地利用變化圖譜，將其分為穩(wěn)定型(1996—2016年土地利用類型未發(fā)生變化)、前期變化型(僅1996—2006年土地利用類型發(fā)生變化)、后期變化型(僅2006—2016年土地利用類型發(fā)生變化)、反復(fù)變化型(2次變化，且1996年、2016年土地利用類型相同)和持續(xù)變化型(1996—2016年土地利用類型不同)5類[23]，實(shí)現(xiàn)對(duì)土地利用類型變化信息的空間可視化表達(dá)與分析，進(jìn)而定量、直觀分析土地利用空間格局演化歷程。

2.2.3 標(biāo)準(zhǔn)差橢圓法 標(biāo)準(zhǔn)差橢圓(SDE)能夠精確地揭示對(duì)象空間分布的多面性[24]。它能夠從多角度反映土地利用格局分布的特征，通過(guò)對(duì)比橢圓之間的差異性，分析土地利用格局分布范圍的狀態(tài)；SDE的長(zhǎng)軸和短軸分別代表研究對(duì)象的主要與次要趨勢(shì)方向，其重心的遷移反映土地利用格局特征，其公式為：

(2)

(3)

2.2.4 地理探測(cè)器分析方法 地理探測(cè)器是探測(cè)空間分異性以及揭示其背后驅(qū)動(dòng)力的一組統(tǒng)計(jì)學(xué)方法[25]。被用于探測(cè)社會(huì)經(jīng)濟(jì)、生態(tài)環(huán)境等相關(guān)領(lǐng)域[26]，它能夠反映其分異成因及形成機(jī)理，本文利用地理探測(cè)器的因子探測(cè)法定量評(píng)估影響研究區(qū)土地利用變化的因素及影響強(qiáng)度，具體公式如下：

(4)

3 結(jié)果與分析

3.1 土地利用變化分析

3.1.1 土地利用數(shù)量變化 1996—2006年，耕地轉(zhuǎn)化為其他類型土地面積為432.36 km2，占轉(zhuǎn)出總比重的36.01%，其中17.62%的耕地轉(zhuǎn)為建設(shè)用地，10.91%的耕地轉(zhuǎn)為林地，而其他類型土地轉(zhuǎn)為耕地的面積僅為391.22 km2，轉(zhuǎn)入量小于轉(zhuǎn)出量，導(dǎo)致耕地面積減少41.14 km2；建設(shè)用地轉(zhuǎn)入249.35 km2，轉(zhuǎn)出212.05 km2，建設(shè)用地面積增加37.3 km2，其中轉(zhuǎn)入量主要來(lái)源于耕地，說(shuō)明城市擴(kuò)張以占用耕地為主；其他類型土地發(fā)生轉(zhuǎn)移面積大小不一，其中水域、未利用地轉(zhuǎn)入量小于轉(zhuǎn)出量，面積分別減少207.63，17.92 km2，歸因于自然因素和人類社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的影響；草地、林地轉(zhuǎn)入面積大于轉(zhuǎn)出面積，草地、林地面積分別增加了186.34，43.05 km2，源于退耕還林、還草工程政策的實(shí)施(表1)。

2006—2016年土地利用類型轉(zhuǎn)移與1996—2006年相比轉(zhuǎn)移趨勢(shì)差異顯著。建設(shè)用地、耕地轉(zhuǎn)移情況最為突出，其中建設(shè)用地轉(zhuǎn)入量(517.83 km2)大于轉(zhuǎn)出量(144.42 km2)，建設(shè)用地面積大幅度增加，增加了373.41 km2。而耕地轉(zhuǎn)入量(330.53 km2)小于轉(zhuǎn)出量(584.06 km2)，耕地面積減少了253.53 km2，土地利用類型轉(zhuǎn)移主要是建設(shè)用地與耕地之間的轉(zhuǎn)移，由于農(nóng)村居民點(diǎn)的整理建設(shè)用地轉(zhuǎn)移面積的36.61%轉(zhuǎn)為耕地，耕地轉(zhuǎn)移面積的77.20%轉(zhuǎn)為建設(shè)用地，17.08%轉(zhuǎn)為未利用地，可見(jiàn)建設(shè)用地的快速擴(kuò)張，導(dǎo)致大量耕地非農(nóng)化、生態(tài)用地減少。其次水域和草地變化較為明顯，草地轉(zhuǎn)入量(54.51 km2)小于轉(zhuǎn)出量(248.41 km2)，水域轉(zhuǎn)入量(220.68 km2)大于轉(zhuǎn)出量(44.30 km2)?？傮w來(lái)看，1996—2016年研究區(qū)土地利用數(shù)量結(jié)構(gòu)變化顯著，土地利用類型以耕地為主，面積均占總面積的59%以上，說(shuō)明研究區(qū)以農(nóng)業(yè)為主，符合該區(qū)域社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式，土地利用變化特征為耕地的非農(nóng)化(表2)。

表1 1996-2006年松花江流域哈爾濱段土地利用轉(zhuǎn)移矩陣 km2

表2 2006-2016年松花江流域哈爾濱段土地利用轉(zhuǎn)移矩陣 km2

3.1.2 土地利用變化圖譜分析 借助ArcGIS 10.2軟件平臺(tái)，通過(guò)疊加分析獲取松花江流域哈爾濱段土地利用變化圖譜(圖1)，并統(tǒng)計(jì)各類圖譜面積及比例(表3)，掌握土地利用空間格局變化規(guī)律。結(jié)果顯示：5 種圖譜變化類型中，穩(wěn)定型占總面積的比重最大，為75.01%，其次為后期變化型(8.01%)，說(shuō)明2006—2016年土地利用變化較為劇烈。穩(wěn)定型圖譜散布于整個(gè)研究區(qū)域，面積達(dá)到5 300 km2，其他類型變化圖譜主要集中在松花江和呼蘭河沿岸附近，面積均小于600 km2，可見(jiàn)研究區(qū)用地結(jié)構(gòu)較為穩(wěn)定，其中穩(wěn)定型圖譜中“耕地—耕地—耕地”圖譜最大，占該圖譜面積的69.76%，表明研究區(qū)以種植業(yè)為主；后期變化型中最大圖譜類型為“耕地—耕地—建設(shè)用地”，占該圖譜面積的50.89%，可見(jiàn)隨著哈西新區(qū)、群力新區(qū)、哈南工業(yè)新城等開(kāi)發(fā)區(qū)的興建，周邊耕地非農(nóng)化速度加速；前期變化型圖譜為“耕地—建設(shè)用地—建設(shè)用地”，占該圖譜面積的29.87%，隨著農(nóng)業(yè)人口非農(nóng)化進(jìn)程的加快，大量耕地被占用；反復(fù)變化型主要是“建設(shè)用地—耕地—建設(shè)用地”圖譜，由于1996—2006年大量人口涌入城市，部分村屯合并將閑置地開(kāi)墾為耕地，但是經(jīng)濟(jì)的加速發(fā)展，老工業(yè)基地向周邊郊區(qū)遷移，致使2006—2016年郊區(qū)耕地被占用為建設(shè)用地；整體來(lái)看研究區(qū)空間格局變化主要是耕地與建設(shè)用地之間的轉(zhuǎn)變，除穩(wěn)定型圖譜外，其他類圖譜最終土地利用類型均為建設(shè)用地，導(dǎo)致建設(shè)用地面積持續(xù)增加，可見(jiàn)耕地非農(nóng)化主要形式為轉(zhuǎn)變?yōu)榻ㄔO(shè)用地。

圖1 1996-2016年土地利用變化圖譜及標(biāo)準(zhǔn)差橢圓

從多角度分析松花江流域哈爾濱段土地利用變化圖譜的空間分布特征(圖1)。結(jié)果表明，5種類型圖譜的標(biāo)準(zhǔn)差橢圓均分布在松花江流域附近，呈現(xiàn)西北—東南向分布格局，其重心集中分布在南部，說(shuō)明研究區(qū)土地利用變化集中分布在南部，歸因于群力新區(qū)、哈西新區(qū)、哈南工業(yè)新城、空港新區(qū)的新建或擴(kuò)張，土地利用變化強(qiáng)烈。通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)差橢圓分析，得到不同類型圖譜標(biāo)準(zhǔn)差橢圓屬性，通過(guò)公式(2)—(3)計(jì)算可知，穩(wěn)定型圖譜分布范圍最小，方位角為53.02°，長(zhǎng)軸標(biāo)準(zhǔn)差為41.71 km，短軸標(biāo)準(zhǔn)差為15.28 km，形狀指數(shù)為0.37，扁率最大，向心力強(qiáng)，方向性最明顯，說(shuō)明穩(wěn)定型分布最集中，后期變化型、反復(fù)變化型、持續(xù)變化型標(biāo)準(zhǔn)差橢圓均較為寬廣，可見(jiàn)其分布均較為分散，其中持續(xù)變化型最為寬廣，長(zhǎng)軸標(biāo)準(zhǔn)差為38.53 km，短軸標(biāo)準(zhǔn)差為25.45 km，形狀指數(shù)為0.66，扁率最小，方向特征不明顯，離散程度大，持續(xù)變化型分布最為分散。

3.2 土地利用變化形成機(jī)理分析

3.2.1 土地利用變化成因分析 土地利用變化是自然條件和社會(huì)經(jīng)濟(jì)條件共同作用的結(jié)果，本文根據(jù)研究區(qū)土地利用變化特征并結(jié)合相關(guān)理論分析，綜合考慮自然和社會(huì)經(jīng)濟(jì)因素，兼顧指標(biāo)選取的難易程度，遴選自然因子包括高程、坡度、坡向、地形起伏度、年平均氣溫、年降水量；距離因子包括與城鎮(zhèn)中心距離、與水域距離、與鄉(xiāng)級(jí)以上道路距離；社會(huì)經(jīng)濟(jì)因子包括GDP、人口，進(jìn)行土地利用變化形成機(jī)理分析。首先利用ArcGIS 10.2軟件將各因素進(jìn)行空間化，并轉(zhuǎn)為柵格數(shù)據(jù)，重新采樣到30 m×30 m，其次將研究區(qū)土地利用變化與影響因素進(jìn)行空間匹配，進(jìn)而進(jìn)行形成機(jī)理探測(cè)(表4)。

表3 各圖譜類型面積及比例

表4 土地利用變化影響因素探測(cè)結(jié)果

1996—2006年自然因子對(duì)研究區(qū)土地利用變化的影響最強(qiáng)，其次為社會(huì)經(jīng)濟(jì)因子。自然因子中年平均氣溫、年降水量、高程的解釋力值相對(duì)較高，分別為0.143，0.136，0.131，可見(jiàn)平均氣溫、年降水量、高程為土地利用變化的主控因子，這符合研究區(qū)土地利用類型的特點(diǎn)。適宜的水溫條件是植被形成的關(guān)鍵，高程決定各類用地的分布，研究區(qū)土地利用類型以耕地、林地為主，且地勢(shì)較為平坦，因此水溫條件差、低高程的區(qū)域土地利用變化可能性增強(qiáng)；距離因子中與城鎮(zhèn)中心距離(0.039)對(duì)土地利用變化的影響相對(duì)較大。與城鎮(zhèn)中心距離越近，尤其是城市郊區(qū)，城市擴(kuò)張嚴(yán)重，土地利用類型轉(zhuǎn)換頻繁；社會(huì)經(jīng)濟(jì)因子中GDP(0.048)的解釋力相對(duì)最高，源于研究區(qū)為了追求更大的經(jīng)濟(jì)效益，大量增設(shè)工業(yè)用地，導(dǎo)致建設(shè)用地面積增加，土地利用變化顯著。2006—2016年土地利用變化的主控因子發(fā)生改變。自然因子中高程(0.091)、年平均氣溫(0.072)的解釋力最高，對(duì)研究區(qū)土地利用變化的影響較大，可見(jiàn)氣溫條件和高程是制約著土地利用變化的重要自然因素；距離因子中與水域距離(0.058)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)因子中GDP(0.080)對(duì)土地利用變化的影響顯著，由于GDP的增加導(dǎo)致土地利用開(kāi)發(fā)強(qiáng)度大，土地利用變化概率增加。

綜上，1996—2006年、2006—2016年2個(gè)時(shí)段影響研究區(qū)土地利用變化的關(guān)鍵性因子有相同之處，但也存在差異，自然因子是研究區(qū)土地利用變化的主控因子，其中高程、年平均氣溫是土地利用變化的共性影響因子，但影響強(qiáng)度呈下降趨勢(shì)；距離因素中與水域距離因子的影響強(qiáng)度差異性較大，2006—2016年時(shí)最強(qiáng)；社會(huì)經(jīng)濟(jì)因素中GDP的影響程度逐漸增強(qiáng)，2006—2016年成為主控因子；其他影響因子影響程度錯(cuò)綜復(fù)雜?？傮w來(lái)看，1996—2006年影響因子對(duì)土地利用變化的影響力明顯高于2006—2016年，說(shuō)明1996—2006年各因子對(duì)土地利用變化的影響強(qiáng)度大。

3.2.2 不同土地利用類型變化形成機(jī)理 進(jìn)一步分析不同土地利用類型轉(zhuǎn)換的形成機(jī)理解釋力，揭示不同土地利用類型變化的形成機(jī)理，分析1996—2006年和2006—2016年研究區(qū)土地利用類型變化影響因子的解釋力(表5)。

表5 不同土地利用類型形成機(jī)理解釋力

耕地變化受自然因子的影響最強(qiáng)，其中高程、年平均氣溫是耕地變化的主控因子，1996—2006年影響力值最高，分別為0.398，0.632。在低高程地帶，適宜人類進(jìn)行生活及生產(chǎn)活動(dòng)，進(jìn)而加速耕地非農(nóng)化，氣候變暖促進(jìn)耕地類型發(fā)生轉(zhuǎn)變；其次坡度、年降水量對(duì)耕地變化也有顯著影響。距離因子中與水域距離、與鄉(xiāng)級(jí)以上道路距離的影響程度逐漸增強(qiáng)；社會(huì)經(jīng)濟(jì)因子中GDP的影響強(qiáng)度逐漸減弱，由0.495減少到0.037，表明研究區(qū)在經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的同時(shí)也注重耕地的保護(hù)。

林地的變化受自然因子的影響最強(qiáng)，其中高程、地形起伏度、年平均氣溫是林地變化的主控因子。但高程、地形起伏度的影響程度不斷減少，分別由0.640，0.971減少到0.534，0.413，表明高程、地形起伏度對(duì)林地轉(zhuǎn)移的限制減弱。而年平均氣溫的制約程度增強(qiáng)，在較低海拔的地帶隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，林地被開(kāi)墾為其他類型土地的機(jī)率增加；距離因子中與城鎮(zhèn)中心距離、與水域距離的解釋力相對(duì)較高，解釋力分別由0.471，0.452增加到0.534，0.994，可見(jiàn)這兩個(gè)因子對(duì)林地變化的解釋力逐漸增加；社會(huì)經(jīng)濟(jì)因子中GDP的影響相對(duì)較大。

草地變化受高程、與水域距離、年降水量的影響較大，但影響強(qiáng)度呈下降趨勢(shì)，分別由0.633，0.634，0.631減少到0.419，0.363，0.200，可見(jiàn)這幾個(gè)因子對(duì)研究區(qū)草地變化的影響逐漸減弱，在高高程、遠(yuǎn)水區(qū)域草地發(fā)生轉(zhuǎn)變的概率較大，同時(shí)降水量低，草地極易萎縮，造成草地面積減少。

建設(shè)用地變化受距離因子的影響最大，尤其是與城鎮(zhèn)中心、與水域距離，但解釋力均逐漸減小，表明距離因子對(duì)建設(shè)用地變化的限制減少，但其影響程度仍相對(duì)較大。其中與水域距離解釋力減少幅度最大，由0.995減少到0.203；社會(huì)經(jīng)濟(jì)因子中人口對(duì)建設(shè)用地變化的影響逐漸增強(qiáng)，表明人口對(duì)建設(shè)用地的限制增大，隨著城市化進(jìn)程的不斷加快，部分人口涌入城市導(dǎo)致宅基地閑置，建設(shè)用地轉(zhuǎn)變概率增加。

水域變化受與水域距離、年降水量影響最大，其解釋力逐漸增加，分別由0.350，0.334增加到0.617，0.359，其中與水域距離影響因子變化幅度最大，水域周圍大多為沼澤地、灘涂用地，與水域距離越近、降水量逐漸減少，其水域轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌愋屯恋氐母怕试黾?，年平均氣溫?duì)水域的影響也較大，但其解釋力逐漸減少。

未利用地受高程、坡度、地形起伏度、與城鎮(zhèn)中心距離、與水域距離的影響較大，但除與水域距離的影響逐漸增加外，其他影響強(qiáng)度均不斷減少，表明未利用地轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌恋乩妙愋椭饕l(fā)生在低高程、低坡度、低地形起伏度、與城鎮(zhèn)中心、水域距離近的區(qū)域。

4 討論與結(jié)論

(1) 松花江流域哈爾濱段土地利用類型以耕地為主，耕地、草地、林地、未利用地、水域面積的減少伴隨著建設(shè)用地面積的增加，2006—2016年土地利用變化幅度明顯大于1996—2006年，且土地利用類型轉(zhuǎn)移主要是建設(shè)用地與耕地之間的轉(zhuǎn)移，其中2006—2016年耕地、建設(shè)用地轉(zhuǎn)入量分別為330.53，517.83 km2，轉(zhuǎn)出量分別為584.06，144.42 km2，這與自然社會(huì)經(jīng)濟(jì)因素及《哈爾濱城市總體規(guī)劃》、濱水城市建設(shè)和北躍發(fā)展戰(zhàn)略等政策的扶持有一定關(guān)系。

(2) 松花江流域哈爾濱段土地利用變化圖譜呈現(xiàn)西北—東南向分布格局，以穩(wěn)定型圖譜為主，分布最集中，其中“耕地—耕地—耕地”圖譜最大，而后期變化型、反復(fù)變化型、持續(xù)變化型分布均較為分散，且變化主要集中在松花江和呼蘭河沿岸附近，土地利用變化顯著。

(3) 1996—2006年、2006—2016年自然因子是土地利用變化的主控因子，社會(huì)經(jīng)濟(jì)因子其次，其中耕地變化主要受高程、年平均氣溫的影響最大；高程、地形起伏度、年平均氣溫對(duì)林地的變化影響顯著；草地、建設(shè)用地、水域變化主要受與水域距離因子影響；高程對(duì)未利用地的變化產(chǎn)生劇烈影響。不同時(shí)段土地利用變化的主控因子有差異，各因子作用方向與強(qiáng)度不盡相同。

(4) 松花江流域哈爾濱段土地利用變化受自然因素、社會(huì)經(jīng)濟(jì)因素、距離因素、政策因素等共同作用的結(jié)果。本文從自然、社會(huì)經(jīng)濟(jì)和距離因素進(jìn)行形成機(jī)理分析，未將政策因素納入，未來(lái)將政策因素進(jìn)行空間量化，更加全面考慮各因素對(duì)土地利用變化的影響，是今后研究的重點(diǎn)內(nèi)容。