胡 慧，李偉芳，傅杰超，王 奇

（1. 寧波大學(xué)地理與空間信息技術(shù)系，浙江·寧波 315211；2. 寧波大學(xué)土木工程系，浙江·寧波 315211）

隨著城市的發(fā)展，建設(shè)用地需求日益增加，城市邊緣區(qū)的非城市建設(shè)用地也逐漸轉(zhuǎn)化為城市建設(shè)用地。為緩解土地壓力，同時(shí)保證城鄉(xiāng)建設(shè)用地能滿(mǎn)足城市發(fā)展需要，海岸帶灘涂用地便成為經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平較高地區(qū)的重點(diǎn)規(guī)劃區(qū)域。海岸帶是由陸地向海洋的過(guò)渡地帶，資源豐富，且具有很高的開(kāi)發(fā)利用價(jià)值[1-3]。近幾十年來(lái)，伴隨著城市化現(xiàn)代化的發(fā)展目標(biāo)，人類(lèi)加大了對(duì)海岸帶的利用力度，也使海岸帶生態(tài)環(huán)境的壓力日益增大。

國(guó)外學(xué)術(shù)界對(duì)海岸帶土地利用/覆蓋變化（LUCC）方面做了大量工作，Neslihan 等以庫(kù)賽達(dá)斯為研究對(duì)象，提出旅游業(yè)的發(fā)展不僅會(huì)使海岸帶建設(shè)用地?zé)o節(jié)制的擴(kuò)展，而且會(huì)使土地質(zhì)量下降[4]。Micha Gebel 等通過(guò)南非西開(kāi)普海岸帶土地利用對(duì)沉積物和營(yíng)養(yǎng)鹽轉(zhuǎn)移的影響模擬旨在發(fā)現(xiàn)土地利用對(duì)當(dāng)?shù)睾０稁У貐^(qū)水資源的影響[5]。中國(guó)目前對(duì)于海岸帶LUCC 的研究主要分為三個(gè)方面：（1）海岸帶LUCC 動(dòng)態(tài)變化監(jiān)測(cè)。如利用計(jì)算土地利用類(lèi)型動(dòng)態(tài)度、土地利用轉(zhuǎn)移矩陣、土地利用結(jié)構(gòu)信息熵和土地開(kāi)發(fā)利用強(qiáng)度綜合指數(shù)4 種指標(biāo)模型，分析象山港海岸帶1985-2015 年土地開(kāi)發(fā)利用時(shí)空變化[6]；通過(guò)不同時(shí)期的土地利用數(shù)據(jù)，分析甬臺(tái)溫地區(qū)海岸帶利用強(qiáng)度變化特征[7]；基于LUCC 遙感解譯數(shù)據(jù)，研究1980-2015 年山東省海岸帶土地利用變化并作量化分析[8]。（2）海岸帶LUCC 驅(qū)動(dòng)力研究。如采用遙感和地理信息系統(tǒng)技術(shù)對(duì)1985 年和2005年廣東省海島海岸帶土地利用進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，對(duì)海島海岸帶土地利用變化及其驅(qū)動(dòng)因子進(jìn)行分析[9]；基于遙感影像，對(duì)2000-2014 廣州南沙區(qū)土地利用變化進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析[10]；基于1978 年和2010 年兩期連云港海岸帶Landsat 影像，分析土地利用特征及其動(dòng)態(tài)變化過(guò)程，并進(jìn)行土地利用變化驅(qū)動(dòng)力分析[11]；基于ArcGIS 10.2 軟件對(duì)福建省2005-2015年LUCC 數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，并采用灰色關(guān)聯(lián)度法對(duì)其驅(qū)動(dòng)機(jī)制進(jìn)行探討[12]。（3）海岸帶LUCC 的環(huán)境響應(yīng)。如對(duì)比浙江省生態(tài)系統(tǒng)與土地利用之間的影響關(guān)系，研究驅(qū)動(dòng)土地利用強(qiáng)度和自然生態(tài)系統(tǒng)發(fā)生變化的原因[13-15]；構(gòu)建海岸帶土地發(fā)展?jié)摿υu(píng)價(jià)體系，提出杭州灣南岸經(jīng)濟(jì)—生態(tài)協(xié)同型土地利用模式[16]。

杭州灣南岸海岸多數(shù)以平原淤泥質(zhì)為主[17-18]，資源豐富，適宜各類(lèi)產(chǎn)業(yè)布局，有很大的開(kāi)發(fā)潛力，是寧波市海洋經(jīng)濟(jì)研究的未來(lái)重要后備土地資源。因此，以杭州灣南岸沿岸海岸帶慈溪段作為研究范圍，結(jié)合相關(guān)土地政策，研究慈溪市海岸帶城鄉(xiāng)建設(shè)用地空間格局的演變及其演變特征。

1 研究區(qū)概況

浙江慈溪為縣級(jí)市，屬寧波市管轄行政區(qū)，位于杭州灣的南岸（圖1），為滬、杭、甬三角地區(qū)結(jié)合部。慈溪市的城鄉(xiāng)建設(shè)用地重心位于其市南部地區(qū)，而灘涂資源主要分布該市的北部地區(qū)。1990-2000 年慈溪市的灘涂面積都在100 km2以上，而土地用途管制實(shí)施以后，灘涂被大規(guī)模開(kāi)發(fā)，導(dǎo)致2005 年的灘涂將近減少30 km2，為72.85 km2。2006 年開(kāi)始實(shí)行的城鄉(xiāng)建設(shè)總規(guī)模控制，導(dǎo)致灘涂大量作為城鄉(xiāng)建設(shè)用地使用，灘涂面積進(jìn)一步減少至69.89 km2。

在轉(zhuǎn)移比例方面，擁有大量灘涂資源的慈溪市，灘涂轉(zhuǎn)移到城鄉(xiāng)建設(shè)用地的比例，除1995-2000 年比較低，其他各個(gè)研究時(shí)段都比較高，2005 年達(dá)到14.01%，在2010-2015 年更達(dá)到了27.36%?？梢钥闯鲈?990-2015 年期間，慈溪市灘涂面積減少，而灘涂圍墾后作為城鄉(xiāng)建設(shè)用地使用的面積和比例越來(lái)越大。

圖1 慈溪市地理區(qū)位圖Fig.1 Geographic map of Cixi city

2 數(shù)據(jù)來(lái)源及處理

2.1 數(shù)據(jù)來(lái)源

衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)主要下載杭州灣慈溪段1990年、1995年、2000 年、2005 年、2010 年和2015 年的遙感影像數(shù)據(jù)，分辨率為15 米，每年影像共6 景。地圖及其他相關(guān)參考數(shù)據(jù)主要為浙江省行政區(qū)劃圖、浙江省土地利用圖以及相關(guān)統(tǒng)計(jì)部門(mén)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)和其他土地利用數(shù)據(jù)等。本文的遙感圖像和地理信息的處理采用ENVI 5.2、ERDAS IMAGINE 8.5和ArcGIS 10.2 等軟件。

2.2 數(shù)據(jù)處理

本文主要應(yīng)用ENVI 5.2 和ArcGIS 10.2 對(duì)遙感圖像進(jìn)行處理和分析。先用ENVI 5.2 進(jìn)行波段選擇、影像處理；后在ArcGIS 10.2 中繪制研究區(qū)的范圍，實(shí)現(xiàn)柵格數(shù)據(jù)向矢量數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換，并對(duì)生成的土地利用分類(lèi)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。

運(yùn)用ENVI 5.2 遙感影像處理軟件，分別對(duì)慈溪市1990年、1995 年、2000 年、2005 年、2010 年和2015 年的圖像進(jìn)行幾何校正。采用三次多項(xiàng)式模型，選取變化小且目標(biāo)物容易識(shí)別的地物標(biāo)志（如道路的交叉點(diǎn)、橋梁的端點(diǎn)、天文臺(tái)中心等）作為地面控制點(diǎn)，每景的影像控制點(diǎn)起碼在20 個(gè)以上，并要求均勻分布。

3 結(jié)果分析

3.1 建設(shè)用地宏觀數(shù)量變化

1990 年到2015 年慈溪市的城鄉(xiāng)建設(shè)用地面積一直保持增長(zhǎng)（圖2）?？梢悦黠@看出，在1990-2000 年之間，面積增長(zhǎng)速度保持一個(gè)比較低速的狀態(tài)，而進(jìn)入2000 年以后，城鄉(xiāng)建設(shè)用地迅速增加，增長(zhǎng)速度明顯加快，在政策調(diào)控下，2005-2010 年為1990-2015 年研究時(shí)段內(nèi)的最低增長(zhǎng)速度，之后城鄉(xiāng)建設(shè)用地增長(zhǎng)速度又明顯上升。

圖2 慈溪市不同年份城鄉(xiāng)建設(shè)用地面積Fig.2 Urban and rural construction land area of Cixi city in different years

不同時(shí)段慈溪市城鄉(xiāng)建設(shè)用地的數(shù)量變化及其受土地政策的影響概述如下：

（1）1990-1995 年，該時(shí)間段內(nèi)城鄉(xiāng)建設(shè)用地面積增加34.95 km2，增長(zhǎng)速度為6.69 km2/年。這個(gè)時(shí)間段內(nèi)政策剛起步，對(duì)城鄉(xiāng)建設(shè)用地的使用沒(méi)有過(guò)多的約束和鼓勵(lì)，城鄉(xiāng)建設(shè)用地增長(zhǎng)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展協(xié)調(diào)發(fā)展。

（2）1995-2000 年，該時(shí)間段內(nèi)城鄉(xiāng)建設(shè)用地面積增加26.36 km2，增長(zhǎng)速度為5.27 km2/年。該時(shí)期的土地政策相對(duì)而言較為穩(wěn)定，土地使用權(quán)出租權(quán)等的出讓和流轉(zhuǎn)開(kāi)始正規(guī)化和模式化，積極的政策讓土地投資商看到有利可圖，多股資金進(jìn)入土地市場(chǎng)。期間的土地相關(guān)制度也使地方政府獲得較多的財(cái)政收入，所以地方政府的態(tài)度也非常積極。1995 年《自然保護(hù)區(qū)土地管理法》《建設(shè)用地計(jì)劃管理辦法》等相關(guān)土地政策的頒布，逐步引導(dǎo)城市發(fā)展。1998 年國(guó)家開(kāi)始實(shí)行土地用途管制制度，該制度的實(shí)行對(duì)城鄉(xiāng)建設(shè)用地增加有抑制作用。

（3）2000-2005 年，該時(shí)間段內(nèi)城鄉(xiāng)建設(shè)用地面積增加100.96 km2，增長(zhǎng)速度為20.19 km2/年。2000 年開(kāi)始土地市場(chǎng)基本形成，合理規(guī)范的土地市場(chǎng)對(duì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展起到積極作用，也讓政府和投資商合作更加密切。之后幾年出臺(tái)的相關(guān)土地政策，重點(diǎn)涉及的就是土地出讓。其中招拍掛制度成為獲得經(jīng)營(yíng)性建設(shè)用地的唯一途徑，導(dǎo)致土地出讓量和建設(shè)用地面積大幅度增加。期間，慈溪市產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，政府為增加GDP，積極打造各類(lèi)產(chǎn)業(yè)園區(qū)，也間接導(dǎo)致城鄉(xiāng)建設(shè)用地面積增加。

（4）2005-2010 年，該時(shí)間段內(nèi)城鄉(xiāng)建設(shè)用地面積增加9.52 km2，增長(zhǎng)速度為1.90 km2/年。這個(gè)時(shí)期，國(guó)家已意識(shí)到土地資源緊缺，建設(shè)用地增加無(wú)度且效益低下，耕地受到嚴(yán)重侵害，由此決定用土地政策進(jìn)行宏觀調(diào)控。在此期間出臺(tái)了一系列抑制建設(shè)用地增長(zhǎng)的政策，如城鄉(xiāng)建設(shè)用地總規(guī)模作為約束性指標(biāo)來(lái)控制、促進(jìn)節(jié)約集約用地、嚴(yán)格建設(shè)用地轉(zhuǎn)批以及對(duì)各類(lèi)建設(shè)用地的限制政策，極大抑制了城鄉(xiāng)建設(shè)用地的增長(zhǎng)面積和增長(zhǎng)速度。

（5）2010-2015 年，該時(shí)間段內(nèi)城鄉(xiāng)建設(shè)用地面積增加87.71 km2，城鄉(xiāng)建設(shè)用地平均增加速度為14.62 km2/年。國(guó)際國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)形勢(shì)的穩(wěn)定讓土地政策退出宏觀調(diào)控的手段，但出于對(duì)建設(shè)用地發(fā)展過(guò)快的考慮，土地政策還是抑制建設(shè)用地增長(zhǎng)。受制于城鄉(xiāng)建設(shè)用地總規(guī)模，海岸帶地區(qū)城市開(kāi)始圍墾沿海灘涂，為城鄉(xiāng)建設(shè)用地增加和建設(shè)用地置換提供新的途徑，在此背景下，城鄉(xiāng)建設(shè)用地面積的增速又逐步加快。

3.2 城市重心坐標(biāo)轉(zhuǎn)移分析

以慈溪市1990 年的建設(shè)用地圖層為基礎(chǔ)，計(jì)算每個(gè)研究年份內(nèi)的城鄉(xiāng)建設(shè)用地重心，即作為城市在該時(shí)期的重心，從而得出城市重心的地理坐標(biāo)以及兩個(gè)時(shí)期城市中心之間的移動(dòng)距離。

（1）城市重心坐標(biāo)

重心轉(zhuǎn)移指數(shù)通常用來(lái)描述土地空間分布的有效單一量算量，表示某一固定時(shí)期內(nèi)的重心位置，以此來(lái)反映不同時(shí)期內(nèi)的土地重心分布變化情況。本文運(yùn)用ArcGIS 10.2軟件對(duì)杭州灣南岸慈溪段在不同時(shí)期的城鄉(xiāng)建設(shè)用地圖層進(jìn)行方向分布分析，計(jì)算出重心坐標(biāo)，進(jìn)而分析重心轉(zhuǎn)移情況。計(jì)算公式如下：

式中：Xt、Yt分別為t 時(shí)城市用地重心坐標(biāo)；Xi、Yi為第i 塊城市用地的幾何中心坐標(biāo)；Cti為第i 個(gè)片區(qū)面積。

（2）城市轉(zhuǎn)移距離

依據(jù)城市重心坐標(biāo)，計(jì)算兩個(gè)不同時(shí)期內(nèi)的城市建設(shè)用地重心的轉(zhuǎn)移距離，再對(duì)城市重心轉(zhuǎn)移特點(diǎn)進(jìn)行定量描述。計(jì)算公式如下：

式中：D 是城市重心之間的轉(zhuǎn)移距離；X1、Y1是城鄉(xiāng)建設(shè)用地初期的重心坐標(biāo)；X2、Y2是城鄉(xiāng)建設(shè)用地后期的重心坐標(biāo)。

經(jīng)過(guò)計(jì)算得到慈溪市重心轉(zhuǎn)移方向和轉(zhuǎn)移距離（表1），制圖得到重心轉(zhuǎn)移圖（圖3）。

（3）城市重心轉(zhuǎn)移結(jié)果

從表1 和圖2 中可以看出，慈溪市城市重心轉(zhuǎn)移方向有三種：1990-1995 年向東南轉(zhuǎn)移，2000-2005 年向東北轉(zhuǎn)移，其余時(shí)段內(nèi)都是向西北轉(zhuǎn)移。慈溪市的城鄉(xiāng)建設(shè)用地一方面在市中心增長(zhǎng)，另一方面在海岸灘涂地區(qū)增長(zhǎng)。除了1990-1995 年，其余研究時(shí)段重心都向北移動(dòng)。從移動(dòng)距離來(lái)看，2010-2015 年移動(dòng)距離最大，為1.39 km，且移動(dòng)距離是增長(zhǎng)趨勢(shì)，直接反映了城鄉(xiāng)建設(shè)用地重心向有大面積海岸灘涂的北部地區(qū)轉(zhuǎn)移。2005-2010年移動(dòng)距離最小，為0.59 km。在1990-2015 年25 年間，城市重心總共向東北方向轉(zhuǎn)移了2.72 km。

表1 慈溪市不同年份城市重心及其轉(zhuǎn)移Table 1 City center and its transfer in different years of Cixi city

圖3 慈溪市城市重心分布圖Fig.3 Distribution of regional centers of gravity in Cixi city

3.3 空間演變特征分析

以1990 年和2015 年的城鄉(xiāng)建設(shè)用地圖層為基礎(chǔ)，利用ArcGIS 10.2 繪制慈溪市海岸帶城市的空間擴(kuò)展過(guò)程圖，可更加具體和明顯地表示過(guò)去25 年間慈溪市海岸帶城市空間擴(kuò)展的具體變化和范圍（圖4、圖5）。

通過(guò)對(duì)比發(fā)現(xiàn)，藍(lán)色區(qū)域擴(kuò)展規(guī)律是在中心城區(qū)和海岸灘涂區(qū)域同時(shí)擴(kuò)展，2005 年之前中心城區(qū)擴(kuò)展速度較快，2005 年之后海岸灘涂地區(qū)擴(kuò)展速度較快。2010-2015 年，慈溪市大規(guī)模開(kāi)發(fā)灘涂圍墾地區(qū)，將許多工業(yè)區(qū)和產(chǎn)業(yè)園區(qū)在此開(kāi)發(fā)，城市空間擴(kuò)展方式為中心向四周外延式和外圍填充式。

3.4 海岸帶城鄉(xiāng)建設(shè)用地?cái)U(kuò)展與灘涂利用分析

以1990 年城鄉(xiāng)建設(shè)用地為基礎(chǔ)，再以慈溪市的灘涂圖層為基礎(chǔ)，計(jì)算下個(gè)研究年份灘涂轉(zhuǎn)移為城鄉(xiāng)建設(shè)用地的面積，從而得出慈溪市灘涂轉(zhuǎn)移到城鄉(xiāng)建設(shè)面積總量（表2）。

圖4 慈溪市不同時(shí)段城市擴(kuò)展過(guò)程圖Fig.4 Urban expansion process of Cixi city in different periods

圖5 慈溪市不同時(shí)段城市擴(kuò)展面積及比例Fig.5 Urban expansion area and incremental ratio of Cixi city in different periods

表2 慈溪市灘涂轉(zhuǎn)移到城鄉(xiāng)建設(shè)用地面積Table 2 Area of tidal flat transferred to urban and rural construction land in Cixi city

在城鄉(xiāng)建設(shè)用地?cái)U(kuò)展與灘涂分布分析中，可以看出灘涂面積變化和灘涂轉(zhuǎn)移到城鄉(xiāng)建設(shè)用地的面積比例，用地類(lèi)型從灘涂轉(zhuǎn)移到城鄉(xiāng)建設(shè)用地的面積越來(lái)越大。在1995-2000 年之間，受到土地用途管制制度影響，灘涂轉(zhuǎn)移到城鄉(xiāng)建設(shè)用地的面積和轉(zhuǎn)移比例有明顯下降。2000 年以后，灘涂被大面積使用。到2005 年，灘涂面積都有不同程度減少。2006 年開(kāi)始實(shí)行城鄉(xiāng)建設(shè)用地總規(guī)?？刂疲认袊Ｔ黾訛┩棵娣e，灘涂仍被大規(guī)模轉(zhuǎn)移到建設(shè)用地上。因此，土地用途管制制度在一定程度上引導(dǎo)了海岸帶城鄉(xiāng)建設(shè)用地得空間格局。

4 結(jié)論

（1）從時(shí)間特征來(lái)看，階段性的土地政策影響了城鄉(xiāng)建設(shè)用地面積的增長(zhǎng)趨勢(shì)，經(jīng)歷了快速—高速—低速—高速的發(fā)展過(guò)程。1990-2015 年間慈溪市城鄉(xiāng)建設(shè)用地增長(zhǎng)了227.33 km2，年均增長(zhǎng)8.74 km2。1998 年國(guó)家實(shí)行土地用途管制制度之后，慈溪市城鄉(xiāng)建設(shè)用地面積擴(kuò)展速度明顯小于1990-1995 年。而在2000 年之后，慈溪市產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展，建設(shè)用地?cái)U(kuò)展速度先急劇增長(zhǎng)后較慢增長(zhǎng)。其中，在1995-2000 年之間，受到土地用途管制制度影響，灘涂轉(zhuǎn)移到城鄉(xiāng)建設(shè)用地的面積和轉(zhuǎn)移比例都有明顯下降。2000 年后，灘涂被大面積使用。2006 年實(shí)行城鄉(xiāng)建設(shè)用地總規(guī)?？刂?，灘涂資源仍被大規(guī)模轉(zhuǎn)移到城鄉(xiāng)建設(shè)用地上，利用圍海來(lái)增加城鄉(xiāng)建設(shè)用地可使用面積。

（2）從空間特征來(lái)看，城鄉(xiāng)建設(shè)用地重心整體沿東北方向移動(dòng)，進(jìn)一步形成了中心向四周外延式和外圍填充式兩種模式，且與土地資源更新方向一致。1990-2005 年間，城市中心向外擴(kuò)展強(qiáng)度劇烈，主要是外延式擴(kuò)展，擴(kuò)展面積達(dá)162.27 km2，占城鄉(xiāng)建設(shè)增長(zhǎng)總面積的71.4%；2005年以后主要以外圍填充式為主，由于土地制度的管制，慈溪市政府大規(guī)模開(kāi)發(fā)灘涂圍墾地區(qū)，形成填充式發(fā)展模式，尤其是2010-2015 年，總擴(kuò)展面積達(dá)87.71 km2，占增長(zhǎng)總面積的38.6%。

（3）土地用途管制制度在一定程度上引導(dǎo)了海岸帶城鄉(xiāng)建設(shè)用地空間格局，使海岸帶用地類(lèi)型轉(zhuǎn)向城鄉(xiāng)建設(shè)用地。目前為了協(xié)調(diào)城市和農(nóng)村建設(shè)用地發(fā)展，土地制度的政策核心是抑制城鄉(xiāng)建設(shè)用地過(guò)快增加。2000 年之前，土地制度抑制了灘涂轉(zhuǎn)向城鄉(xiāng)建設(shè)用地的趨勢(shì)。2000-2005 年灘涂被大面積的使用。直到2006 年實(shí)行城鄉(xiāng)建設(shè)用地總規(guī)模控制，限制海岸帶城鄉(xiāng)建設(shè)用地面積。雖在此土地制度下，增加面積有所下降，但填海造地面積過(guò)大，用地類(lèi)型仍從灘涂轉(zhuǎn)移到城鄉(xiāng)建設(shè)用地。因此，在制訂土地制度時(shí)，應(yīng)該有前瞻性和可控性，在保持現(xiàn)有土地資源的前提下，更好地促進(jìn)城市空間發(fā)展。