湖南工商大學 袁夢,翟曉秀,付海芬
土地利用轉(zhuǎn)型研究是土地利用/覆被變化(LUCC)綜合研究的新途徑。其概念是指在經(jīng)濟社會變化和革新驅(qū)動下,一段時間內(nèi)與區(qū)域經(jīng)濟社會發(fā)展階段相對應(yīng)的土地利用形態(tài)的轉(zhuǎn)變過程。這一概念最早由英國利茲大學的學者Grainger于1986年首次提出,自從被引入中國后,引起了國內(nèi)學者的廣泛關(guān)注,主要應(yīng)用到城鄉(xiāng)發(fā)展、區(qū)域經(jīng)濟與生態(tài)環(huán)境的綜合研究中。在現(xiàn)有研究的基礎(chǔ)上,我們通過研究暮云片區(qū)的土地利用變化以及其生態(tài)環(huán)境效應(yīng)來分析長株潭融城地區(qū)的土地利用變化,進而擴展區(qū)域一體化發(fā)展對融城地區(qū)土地利用轉(zhuǎn)型的影響。
長株潭城市群位于長江中游,是長江中游城市群的重要組成部分。暮云片區(qū)是長株潭城市群的一個重要規(guī)劃區(qū),北至萬家麗路、南與湘潭交界、東至天心區(qū)行政邊界、西至湘江,總用地面積約43.10平方千米,城鎮(zhèn)建設(shè)用地面積為21.92平方千米,規(guī)劃范圍內(nèi)控制居住容量人口在32.85萬人以內(nèi)。
暮云片區(qū)2010年、2015年、2020年的土地利用數(shù)據(jù)來源于中國科學院資源環(huán)境科學數(shù)據(jù)中心(http://www.resdc.cn),空間分辨率為30mx30m。該數(shù)據(jù)基于美國陸地衛(wèi)星Landsat TM影像,通過人工目視解釋生成。其土地利用分類系統(tǒng)為2級,包括6個一級土地利用類型和25個二級土地利用類型。
文章采用的土地利用基礎(chǔ)數(shù)據(jù)是從土地利用覆被角度出發(fā),基于自然屬性視角進行分類。國土空間系統(tǒng)是人類社會經(jīng)濟要素與土地自然要素相互作用、相互影響形成的復雜多功能系統(tǒng)從社會經(jīng)濟要素出發(fā),我們提出了以土地利用的主導功能(生活、生產(chǎn)、生態(tài),簡稱“三生”)為依據(jù)劃分的國土三生空間分類體系。為此,考慮到國土空間的多功能性和生態(tài)用地的分類方案的提出,本文根據(jù)中國科學院土地利用分類系統(tǒng)和《第二次全國土地利用調(diào)查分類(GB/T210-2007)》,基于“三生”與土地利用主導功能的視角,通過歸并基礎(chǔ)數(shù)據(jù)中各用地類型,建立暮云片區(qū)國土三生空間分類體系。(表1)
表1 國土空間分類系統(tǒng)和土地利用分類體系
土地利用轉(zhuǎn)移矩陣來源于系統(tǒng)分析中對系統(tǒng)狀態(tài)與狀態(tài)轉(zhuǎn)移的定量描述。它可以反應(yīng)同一地區(qū)不同時期各用地類型覆蓋面積之間相互轉(zhuǎn)化的動態(tài)過程。表現(xiàn)形式如下:
式中:S為土地利用面積;i、j分別為研究期初末的土地利用功能類型;n為土地利用功能類型數(shù)量。
根據(jù)圖1可以看出,暮云三個時期中“三生”土地利用面積中,生產(chǎn)用地的面積最大,尤以農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用地為主,呈片狀覆蓋在研究區(qū)西部,其次為生態(tài)用地、生活用地,呈塊狀分散在研究區(qū)其他區(qū)域。2010-2020年期間,暮云土地利用功能總體變化趨勢表現(xiàn)為:生產(chǎn)用地和生活用地面積持續(xù)增加,生態(tài)用地面積總體減少。
圖1 暮云鎮(zhèn)歷年土地利用情況
按二級地類分,2010-2020年期間。暮云各土地利用功能類型的面積變化呈現(xiàn)“三減四增”態(tài)勢,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用地、林地生態(tài)系統(tǒng)、草地生態(tài)系統(tǒng)用地面積減少,工礦生產(chǎn)用地、城鎮(zhèn)生活用地、水域生態(tài)用地、農(nóng)村生活用地面積增加(表2)。具體來說,隨著長株潭融城發(fā)展,暮云國土空間格局相應(yīng)出現(xiàn)了變化,人們對于城鎮(zhèn)生活用地、工礦生產(chǎn)用地的需求不斷擴大,城鎮(zhèn)化得到了進一步發(fā)展。具體來看,2010-2015年期間,在暮云土地利用面積變化表中,減少的主要為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用地,凈變化量為-1.7397,主要增加的為工礦生產(chǎn)用地,凈增加為2.4768。同樣的在2015-2020期間,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用地和工礦生產(chǎn)用地的凈變化量分別為-2.4057和3.2562,說明暮云在城鎮(zhèn)化道路中,日益增長的工礦建設(shè)用地主要來源于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用地,主要為耕地。
表2 不同時期暮云土地利用功能類型面積及其變化
為了探討暮云鎮(zhèn)各土地利用功能類型間的相互轉(zhuǎn)換規(guī)律,基于3個時期土地利用現(xiàn)狀圖,利用ArcGIS10.3空間分析功能分別獲取了研究區(qū)2010-2015年、2015-2020年土地利用轉(zhuǎn)移矩陣(表3、表4),明確了2個時期不同土地利用功能轉(zhuǎn)型的轉(zhuǎn)化方向和面積大小。
表3 2010-2015年暮云土地利用轉(zhuǎn)移矩陣/
表4 2015-2020年暮云土地利用轉(zhuǎn)移矩陣/
2010-2015年期間,暮云鎮(zhèn)林地生態(tài)用地面積減少量最大,達4.2596平方千米,其中主要轉(zhuǎn)化為城鎮(zhèn)生活用地和農(nóng)村生活用地;再觀增加量,城鎮(zhèn)生活用地面積增加量最大,達5.0556平方千米,該用地主要由林業(yè)、工礦生態(tài)用地和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用地轉(zhuǎn)化而來。由上可知,隨著經(jīng)濟和城市的不斷發(fā)展,越來越多的各類型生態(tài)用地被用于城鎮(zhèn)的建設(shè)與發(fā)展,部分用于農(nóng)村生活和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。2015-2020年期間,暮云鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用地面積減少量最大,達6.31412平方千米,其中,主要轉(zhuǎn)化為城鎮(zhèn)生活用地和農(nóng)村生活用地;再觀增加量,城鎮(zhèn)生活用地面積增加量最大,達5.92123平方千米,該用地主要由農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用地和工礦生態(tài)用地轉(zhuǎn)化而來。與上階段相比較,面積減少量最大的是由林地生態(tài)用地轉(zhuǎn)向農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用地,可見隨著經(jīng)濟的進一步發(fā)展和城市化進程的不斷推進,除林地生態(tài)用地外,更多的土地被用作城鎮(zhèn)建設(shè)與發(fā)展,與上階段相似,各類型的生態(tài)用地均有不同程度的減少,而歸還于生態(tài)用地的仍舊是寥寥無幾。
利用遙感和地理信息系統(tǒng)技術(shù),結(jié)合國內(nèi)外相關(guān)研究,對暮云片區(qū)2010-2020年基于“三生”的土地利用轉(zhuǎn)型與生態(tài)環(huán)境效應(yīng)進行分析。結(jié)果表明:2010-2020年,暮云片區(qū)基于“三生空間”的土地利用轉(zhuǎn)型主要表現(xiàn)為生產(chǎn)生活用地的增加、生態(tài)用地的減少。按照二級地類來看,林地生態(tài)用地是主要的轉(zhuǎn)出用地類型,工礦生產(chǎn)用地、農(nóng)村生活用地和城鎮(zhèn)生活用地是主要的轉(zhuǎn)入用地類型。
本文基于2010年、2015年、2020年3期遙感影像解譯獲取土地利用變化數(shù)據(jù),借助地理信息系統(tǒng)技術(shù)而進行分析,但由于數(shù)據(jù)源的空間分辨率為30mx30m,且研究單元尺度過小,因此存在精度問題。同時文本缺乏對土地利用功能轉(zhuǎn)型的影響機制分析。