魚 坤，陳學(xué)淵，韓曉靜，位佳佳，零麗斯

(中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院 農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)與發(fā)展研究所，北京 100081)

在全球環(huán)境變化及可持續(xù)發(fā)展研究中,土地利用/覆被變化是自然與人文過程交叉最為密切的問題[1]。土地利用變化研究作為揭示區(qū)域空間格局變化的重要途徑[2-3]，是當(dāng)前各國學(xué)術(shù)界的研究熱點。區(qū)域內(nèi)土地利用變化受人類土地利用活動與其所處社會經(jīng)濟(jì)條件長期共同作用[4],對區(qū)域土地利用結(jié)構(gòu)和發(fā)展規(guī)律產(chǎn)生深刻影響[5]。隨著社會經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展及城市化水平提高, 各地區(qū)土地利用有了不同程度的變化[6]。因此，開展我國廣大區(qū)域的土地利用空間信息特征及其變化特征的空間差異性分析,才能充分了解土地利用的時空演變過程[7]，掌握通過土地利用調(diào)整人地關(guān)系的有效途徑，進(jìn)一步保護(hù)土地資源、改善區(qū)域生態(tài)環(huán)境[8]。

由于中國社會經(jīng)濟(jì)快速且不均衡發(fā)展以及區(qū)域自然地形地貌迥異而形成人文與自然的“疊加差異”,導(dǎo)致各研究區(qū)域側(cè)重點不盡相同[9]。目前學(xué)者關(guān)于西北旱區(qū)土地利用的研究主要圍繞土地利用現(xiàn)狀分析[10-11]、土地利用生態(tài)效應(yīng)分析[12-13]展開，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行土地類型變化驅(qū)動因素探索[14-16]，從而進(jìn)一步對區(qū)域水土資源監(jiān)測及優(yōu)化模式進(jìn)行探討[17-19]。研究方法多采用“3S”技術(shù)[20-22]、數(shù)理模型[23-24]、空間計量[25-27]等,圍繞時間域和空間域兩個角度對區(qū)域土地利用變化及其驅(qū)動機(jī)制進(jìn)行定量研究[28-29]?，F(xiàn)階段，尺度多樣化、區(qū)域差異化及方法綜合化成為土地利用動態(tài)變化研究的重要發(fā)展方向[2]，目前從多維角度對西北旱區(qū)典型縣域土地利用變化進(jìn)行的綜合研究稍顯薄弱，仍需進(jìn)一步探索。

強(qiáng)化區(qū)域耕地數(shù)量保護(hù)和質(zhì)量提升，扎實推進(jìn)重點生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)和修復(fù)是我國“十四五”規(guī)劃的重要內(nèi)容。我國自然資源與社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展空間差異顯著,特別是隨著近年來的經(jīng)濟(jì)發(fā)展,區(qū)域土地資源顯現(xiàn)出更為明顯的區(qū)域特點[30]。西北旱區(qū)是中國重要的糧食生產(chǎn)和耕地資源后備基地[31]，也是生態(tài)脆弱區(qū)。隨著城市化、工農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化進(jìn)程的不斷加快, 水土資源短缺、質(zhì)量退化等問題已成為制約西北旱區(qū)社會經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的瓶頸[32]?；诖耍狙芯恳躁兾縻~川耀州區(qū)為例，從土地利用的程度、過程及空間變化3個維度對西北旱區(qū)土地利用狀況進(jìn)行綜合分析，以期準(zhǔn)確反映西北旱區(qū)典型縣域土地利用現(xiàn)狀，洞悉其發(fā)展態(tài)勢，為區(qū)域耕地保護(hù)、生態(tài)與經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)發(fā)展及相關(guān)部門制定符合本地區(qū)發(fā)展的土地利用規(guī)劃提供科學(xué)依據(jù)。

1 方法與數(shù)據(jù)

1.1 研究區(qū)概況

耀州區(qū)地處銅川市西南部，地理位置位于東經(jīng)108°34′-109°06′、北緯34°50′-35°20′，東西寬約43 km，南北長約56 km，全區(qū)總面積約1 622 km2。耀州區(qū)位于關(guān)中平原與渭北高原的接壤地帶，自西北向東南依次從山地、丘陵、黃土塬向起伏平原過渡，土地利用類型豐富多樣，各區(qū)域土地利用差異明顯。全區(qū)植被覆蓋率平均41%，北部山區(qū)森林覆蓋率較高，其中廟灣鎮(zhèn)香山及其周圍地區(qū)森林覆蓋率達(dá)85%以上，是天然植被保存完整的典型次生林區(qū)。耀州區(qū)屬暖溫帶大陸性半干旱、半濕潤、易旱區(qū)氣候，年平均日照2 356.6 h，年均降水量554.5 mm，年均氣溫8.4～12.3 ℃，光、熱資源比較豐富，水資源則較匱乏。作為傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)縣區(qū)，全區(qū)形成了以蘋果、干雜果為主的種植業(yè)和“兩牛一羊”為主的養(yǎng)殖業(yè)及以蘋果加工為主的農(nóng)副產(chǎn)品加工業(yè)模式。

1.2 數(shù)據(jù)來源

根據(jù)耀州區(qū)土地利用的特點和遙感影像數(shù)據(jù)的可獲取性，本研究以Landsat遙感影像為主要數(shù)據(jù)源,從中國科學(xué)院地理空間數(shù)據(jù)云平臺分別獲取2000年5月、2008年7月的Landsat5 TM遙感影像和2015年8月的Landsat8 OLI_TIRS 3個不同時期的土地利用類型信息(30 m分辨率)。根據(jù)土地資源及其利用、自然屬性狀況，利用數(shù)據(jù)處理平臺ENVI 5.0軟件和Arcgis 10.2軟件，將研究區(qū)土地利用類型進(jìn)行歸類處理，共分為7種類型，分別是林地、耕地、草地、農(nóng)村居民點、城鎮(zhèn)用地、其他建設(shè)用地和水庫坑塘(圖1)。數(shù)據(jù)精度驗證結(jié)果顯示，空間數(shù)據(jù)總體解譯精度約91.5%，其中耕地解譯精度為93%，林地解譯精度為92.3%。

圖1 陜西銅川耀州區(qū)2000，2008和2015年的土地利用情況Fig.1 Land use in Yaozhou District,Tongchuan,Shaanxi in 2000,2008 and 2015

1.3 研究方法

研究主要基于2000，2008和2015年3期土地利用空間格局?jǐn)?shù)據(jù)，從土地利用變化特征、過程、空間3個維度，定量探索西北旱區(qū)典型縣域耀州區(qū)土地利用的時空變化規(guī)律及空間分異特征。首先，在變化程度方面，采用土地利用程度指數(shù)及變化量進(jìn)行分析；其次，在變化過程方面，采用土地利用轉(zhuǎn)移矩陣來分析其動態(tài)轉(zhuǎn)移數(shù)量及方向；最后，在空間變化方面，采用土地利用重心遷移模型對其空間格局進(jìn)行探索。

1.3.1 土地利用程度 (1)土地利用程度綜合指數(shù)。對研究期內(nèi)區(qū)域土地利用程度的變化進(jìn)行分析，可以揭示人類生產(chǎn)活動對研究區(qū)土地利用開發(fā)所產(chǎn)生的影響。土地利用程度綜合指數(shù)的計算公式為：

(1)

式中：L為土地利用程度綜合指數(shù)，Ai為區(qū)域內(nèi)第i級土地利用程度分級指數(shù)，Pi為區(qū)域內(nèi)第i級土地利用程度分級面積百分比，n為土地利用程度分級數(shù)(本研究中n=4)。為了與其他分類系統(tǒng)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，土地利用分類主要參照莊大方和劉紀(jì)遠(yuǎn)[33]的方法，將土地利用程度分為4級，每級對應(yīng)的相應(yīng)分級指數(shù)見表1。

表1 不同土地利用程度的分級指數(shù)Table 1 Classification index of different land use degrees

(2)土地利用程度變化量。其計算公式為：

(2)

式中：ΔLb-a為土地利用程度變化量，La和Lb分別為a時間和b時間的區(qū)域土地利用程度綜合指數(shù)，Pia和Pib分別為a時間和b時間第i級土地利用程度的面積比。若ΔLb-a>0，則該區(qū)域內(nèi)b時段土地利用程度綜合指數(shù)大于a時段土地利用程度綜合指數(shù)，表明該區(qū)域土地利用處于發(fā)展時期；反之，則處于衰退或調(diào)整期。

(3)土地利用程度變化率。其計算公式為：

(3)

式中：R為各個時期土地利用程度變化率。

1.3.2 土地利用轉(zhuǎn)移矩陣 土地利用面積轉(zhuǎn)移矩陣可表征區(qū)域土地利用變化的結(jié)構(gòu)特征，揭示土地利用變化方向和數(shù)量[34]。首先利用ArcGIS 10.2軟件地理處理模塊下的intersect工具將2000，2008以及2015年的土地利用類型圖進(jìn)行疊加分析，求得交集并輸出相交后結(jié)果，再利用EXCEL數(shù)據(jù)透視功能分別得到研究區(qū)不同時間段內(nèi)土地利用轉(zhuǎn)移矩陣，進(jìn)而對耀州區(qū)各土地利用類型間的轉(zhuǎn)化作出分析。其計算公式為：

(4)

式中：i、j分別代表研究初期與末期的土地利用類型,S為土地類型面積,n為土地利用類型數(shù)量。

1.3.3 土地利用重心遷移模型 (1)土地利用類型重心坐標(biāo)。土地利用重心遷移模型能有效反映土地利用類型在時空上的演變過程，通過將重心轉(zhuǎn)移的方向、距離與區(qū)域社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展趨勢和地方政策相聯(lián)系，從而更好地揭示研究區(qū)土地利用空間變化特征[35]，有助于了解人類對土地利用方式進(jìn)行改造和利用的軌跡，其計算公式為：

(5)

式中：Xt和Yt分別表示第t年某土地利用類型分布重心的經(jīng)度和緯度，Ati表示第t年第i個斑塊的面積，Xi和Yi分別為第i個斑塊幾何中心的經(jīng)度和緯度。

(2)土地利用類型重心轉(zhuǎn)移距離。

(6)

式中：m和n分別表示兩個不同的年份；Dm-n表示第m至第n年某土地利用類型重心遷移的距離；C為常數(shù)，取值為111.111，是將地理坐標(biāo)單位(經(jīng)緯度)轉(zhuǎn)化為平面距離的系數(shù)[36]；Xm、Ym表示第m年某土地利用類型的經(jīng)度和緯度；Xn、Yn表示第n年某土地利用類型的經(jīng)度和緯度。

2 結(jié)果與分析

2.1 土地利用程度變化分析

由表2可知，2000，2008及2015年耀州區(qū)土地利用程度綜合指數(shù)依次為252.65，247.69和250.66，其中，2000-2008年耀州區(qū)土地利用程度變化量為-4.97，變化率為-0.02，土地開發(fā)利用程度變化不大，處于調(diào)整期，說明研究區(qū)域土地利用的廣度和深度還有較大的上升空間，土地開發(fā)利用力度有待進(jìn)一步提高；2008-2015年，耀州區(qū)土地利用程度變化量為2.97，變化率為0.01，處于發(fā)展期，表明耀州區(qū)土地利用程度不斷加強(qiáng)，受城市發(fā)展需求影響，人們對土地的開發(fā)利用程度逐漸加大；2000-2015年，耀州區(qū)土地利用程度變化量為-2.00，變化率為-0.01，表明在15年間，耀州區(qū)土地利用處于調(diào)整期，土地利用程度處于較低水平，未來可通過政策趨勢導(dǎo)向，優(yōu)化耀州區(qū)土地利用結(jié)構(gòu)，提升土地利用程度。

表2 2000-2015年陜西銅川耀州區(qū)土地利用程度的變化Table 2 Change of land use degree in Yaozhou District,Tongchuan,Shaanxi during 2000-2015

由表2可知， 2000-2015年，耕地利用程度變化量為-22.34，負(fù)向變動最大，且在2000-2008,2008-2015年兩個階段中均為負(fù)值，表明其開發(fā)利用水平較低，呈衰退趨勢；林地利用程度變化量為10.58，總體呈發(fā)展趨勢；其他建設(shè)用地、農(nóng)村居民點及城鎮(zhèn)用地的利用程度變化量分別為5.45，3.30，2.16，且在2000-2008、2008-2015兩個階段中均呈持續(xù)增長的趨勢，處于快速發(fā)展階段；水庫坑塘和草地的利用程度變化量的絕對值均較低，其中水庫坑塘總體來看呈發(fā)展趨勢，草地則呈衰退趨勢。以上結(jié)果表明，2000-2015年耀州區(qū)土地利用結(jié)構(gòu)變動較為劇烈。

2.2 土地利用轉(zhuǎn)移矩陣

(1)第一階段：2000-2008年。2000-2008年陜西銅川耀州區(qū)土地利用轉(zhuǎn)移矩陣見表3。

表3 2000-2008年陜西銅川耀州區(qū)土地利用轉(zhuǎn)移矩陣Table 3 Land use transfer matrix of Yaozhou District,Tongchuan,Shaanxi during 2000-2008 hm2

由表3可知，2000-2008年，耀州區(qū)不同土地利用類型之間發(fā)生轉(zhuǎn)移面積(轉(zhuǎn)出/轉(zhuǎn)入總面積)為23 362.44 hm2，占土地利用總面積的14.42%；未發(fā)生轉(zhuǎn)移面積為138 606.08 hm2，占土地利用總面積的85.58%，各土地類型均進(jìn)行了一定程度的相互轉(zhuǎn)移。在轉(zhuǎn)出方面，耕地和林地轉(zhuǎn)出面積居前兩位，分別為15 544.89，4 772.55 hm2，二者轉(zhuǎn)出面積之和占耀州區(qū)總轉(zhuǎn)出面積的86.97%，其次依次為草地、農(nóng)村居民點、其他建設(shè)用地、城鎮(zhèn)用地和水庫坑塘，轉(zhuǎn)出面積分別為1 385.78，1 179.91，198.47，184.19和96.66 hm2，分別占耀州區(qū)總轉(zhuǎn)出面積的5.93%，5.05%，0.85%，0.79%和0.41%；在轉(zhuǎn)入方面，林地轉(zhuǎn)入面積居首位，為14 609.68 hm2，耕地轉(zhuǎn)入面積居其次，為6 467.29 hm2，二者轉(zhuǎn)入面積之和占耀州區(qū)總轉(zhuǎn)入面積的90.22%，其次依次為農(nóng)村居民點、其他建設(shè)用地、城鎮(zhèn)用地、草地和水庫坑塘，轉(zhuǎn)入面積分別為1 238.40，459.84，380.62，154.35和52.28 hm2，分別占耀州區(qū)總轉(zhuǎn)入面積的5.30%，1.97%，1.63%，0.66%和0.22%。

由表3可知，2000-2008年，耕地主要轉(zhuǎn)出為林地，轉(zhuǎn)出面積達(dá)到13 699.10 hm2，占耕地總轉(zhuǎn)出面積的88.13%，這主要受退耕還林政策影響所致；其次耕地轉(zhuǎn)出為農(nóng)村居民點用地、城鎮(zhèn)用地、其他建設(shè)用地及草地，轉(zhuǎn)出面積分別為1 125.94，342.89，241.32和116.63 hm2，這是因為在西部大開發(fā)機(jī)遇下，城鎮(zhèn)化進(jìn)程加快，城鎮(zhèn)及農(nóng)村居民點建設(shè)用地需求迅速擴(kuò)張，耕地作為新增建設(shè)用地的主要來源被大量占用。林地、農(nóng)村居民點和其他建設(shè)用地的主要轉(zhuǎn)出類型均為耕地，轉(zhuǎn)出為耕地的面積分別為4 511.96，1 079.90和97.53 hm2。草地主要轉(zhuǎn)出為耕地和林地，其中轉(zhuǎn)出林地面積最多，達(dá)到731.39 hm2；草地共轉(zhuǎn)入154.35 hm2，主要由耕地轉(zhuǎn)入，轉(zhuǎn)入面積為116.63 hm2，占草地總轉(zhuǎn)入面積的75.56%。這一結(jié)果的出現(xiàn)主要和研究區(qū)域調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，大面積種植林木有關(guān)。水庫坑塘主要轉(zhuǎn)出為耕地和林地，轉(zhuǎn)出面積相當(dāng)，分別為36.40和38.43 hm2，分別占水庫坑塘總轉(zhuǎn)出面積的37.66%和39.76%。

2000-2008年耀州區(qū)7種土地利用類型的主要轉(zhuǎn)出土地類型的空間分布狀況如圖2所示。

圖2 2000-2008年陜西銅川耀州區(qū)不同土地利用類型之間轉(zhuǎn)移狀況分布Fig.2 Distribution map of land use changes among different land use types in Yaozhou District, Tongchuan,Shaanxi during 2000-2008

從圖2可以看出，耕地向林地的轉(zhuǎn)移區(qū)域多分布于耀州區(qū)東北部山地峽谷區(qū)；耕地向林地的轉(zhuǎn)移區(qū)域多分布于中部丘陵區(qū)；草地向林地的轉(zhuǎn)移范圍包括耀州區(qū)中南大部分區(qū)域以及西南少部分區(qū)域；農(nóng)村居民點向耕地的轉(zhuǎn)移范圍較廣，涵蓋了耀州區(qū)中東部及南部大部分地區(qū)；城鎮(zhèn)用地、水庫坑塘和其他建設(shè)用地的發(fā)生轉(zhuǎn)移區(qū)域均分布于耀州區(qū)南部臺塬川道區(qū)。

(2)第二階段：2008-2015年。由表4可知，2008-2015年，耀州區(qū)不同土地利用類型之間發(fā)生轉(zhuǎn)移面積(轉(zhuǎn)出/轉(zhuǎn)入總面積)為21 579.20 hm2，占土地利用總面積的13.32%，較2000-2008年有所減少；未發(fā)生轉(zhuǎn)移面積為140 388.40 hm2，占土地利用總面積的86.68%。2008-2015年，耀州區(qū)發(fā)生轉(zhuǎn)移的土地利用類型仍主要集中在耕地和林地，轉(zhuǎn)出面積分別為11 543.93，8 723.94 hm2，二者轉(zhuǎn)出面積之和占耀州區(qū)總轉(zhuǎn)出面積的93.92%；轉(zhuǎn)入面積分別為8 559.65，7 450.53 hm2，分別占耀州區(qū)總轉(zhuǎn)入面積的39.67%和34.53%。其余土地利用類型轉(zhuǎn)出面積從大到小依次為農(nóng)村居民點、草地、其他建設(shè)用地、城鎮(zhèn)用地和水庫坑塘，轉(zhuǎn)出面積分別為790.70，190.21，163.58，120.07和46.77 hm2，分別占耀州區(qū)總轉(zhuǎn)出面積的3.66%，0.88%，0.76%，0.56%和0.22%；其余土地利用類型轉(zhuǎn)入面積從大到小依次為其他建設(shè)用地、農(nóng)村居民點、城鎮(zhèn)用地、草地和水庫坑塘，轉(zhuǎn)入面積分別為2 107.73，2 068.79，796.40，495.97和100.12 hm2，分別占耀州區(qū)總轉(zhuǎn)入面積的9.77%，9.59%，3.69%，2.30%和0.46%。

表4 2008-2015年陜西銅川耀州區(qū)土地利用轉(zhuǎn)移矩陣Table 4 Land use transfer matrix of Yaozhou District,Tongchuan,Shaanxi during 2008-2015 hm2

由表4可知，與2000-2008年相比，2008-2015年耕地的轉(zhuǎn)出面積減少，轉(zhuǎn)入面積增加，主要轉(zhuǎn)出土地利用類型仍為林地，轉(zhuǎn)出面積為7 321.00 hm2，占耕地總轉(zhuǎn)出面積的63.42%，其次轉(zhuǎn)出為農(nóng)村居民點、其他建設(shè)用地和城鎮(zhèn)用地，轉(zhuǎn)出面積分別為1 875.60，1 417.76，和730.44 hm2，分別占耕地總轉(zhuǎn)出面積的16.25%，12.28%和6.33%。與2000-2008年相比，2008-2015年林地的轉(zhuǎn)出面積增加，轉(zhuǎn)入面積減少，主要轉(zhuǎn)出土地利用類型仍為耕地，轉(zhuǎn)出面積為7 528.53 hm2，占林地總轉(zhuǎn)出面積的86.30%。與2000-2008年相比，2008-2015年農(nóng)村居民點的轉(zhuǎn)出面積減少，轉(zhuǎn)入面積增加，主要轉(zhuǎn)出土地利用類型仍為耕地，轉(zhuǎn)出面積為704.30 hm2，占農(nóng)村居民點總轉(zhuǎn)出面積的89.07%。與2000-2008年相比，2008-2015年草地的轉(zhuǎn)出面積大幅減少，主要轉(zhuǎn)出土地利用類型從雙地類(耕地與林地)轉(zhuǎn)變?yōu)閱我坏仡?耕地)，轉(zhuǎn)出耕地面積達(dá)162.86 hm2，占草地總轉(zhuǎn)出面積的85.62%;在轉(zhuǎn)入方面，主要轉(zhuǎn)入類型由耕地轉(zhuǎn)變?yōu)榱值?，林地轉(zhuǎn)入面積309.42 hm2，占草地總轉(zhuǎn)入面積的62.39%。與2000-2008年相比，2008-2015年其他建設(shè)用地轉(zhuǎn)出面積無較大變動，而在城市化發(fā)展進(jìn)程下，轉(zhuǎn)入面積增長更為劇烈，主要由耕地和林地轉(zhuǎn)入，轉(zhuǎn)入類型和面積均較為集中。與2000-2008年相比，2008-2015年城鎮(zhèn)用地和水庫坑塘轉(zhuǎn)移類型及面積基本無明顯改變，僅局部發(fā)生少量轉(zhuǎn)移。

2008-2015年耀州區(qū)7種土地利用類型的主要轉(zhuǎn)出土地類型的空間分布狀況如圖3所示。圖3顯示，與2000-2008年相比，2008-2015年耀州區(qū)土地利用類型轉(zhuǎn)移空間分布情況有部分差異，其中耕地向林地的重點轉(zhuǎn)移區(qū)域從北部變?yōu)橹胁?，而耕地向林地的重點轉(zhuǎn)移區(qū)域則從中部變?yōu)楸辈?。草地發(fā)生轉(zhuǎn)移范圍縮小，集中于耀州區(qū)南部，農(nóng)村居民點向耕地的轉(zhuǎn)移范圍持續(xù)向東北部擴(kuò)張。城鎮(zhèn)用地、水庫坑塘以及其他建設(shè)用地發(fā)生轉(zhuǎn)移區(qū)域變化不顯著，仍主要位于南部臺塬川道區(qū)。

圖3 2008-2015年陜西銅川耀州區(qū)不同土地利用類型之間轉(zhuǎn)移狀況分布Fig.3 Distribution of land use changes among different land use types in Yaozhou District, Tongchuan,Shaanxi during 2008-2015

2.3 土地利用重心遷移

由表5和圖4～5可知，在2000-2015年，耀州區(qū)各土地利用類型重心均進(jìn)行了一定程度的空間遷移。其中，林地廣泛分布于耀州區(qū)北部地區(qū)。從遷移距離來看，2000-2008年耀州區(qū)林地重心向東北方向轉(zhuǎn)移，轉(zhuǎn)移距離較小，為248.45 m；2008-2015年，林地重心又轉(zhuǎn)移至108°47′50.791″ E，35°05′19.631″ N，遷移距離為598.35 m，該變化主要受退耕還林政策影響，但由于耀州區(qū)林地面積基數(shù)大，變化較不明顯。

表5 2000-2015年陜西銅川耀州區(qū)各土地利用類型重心坐標(biāo)Table 5 Barycenter coordinates of land use types in Yaozhou District,Tongchuan,Shaanxi during 2000-2015

由表5和圖4可知，2000年耕地重心坐標(biāo)為108°51′24.818″ E、35°01′18.367″ N，2008年耕地重心坐標(biāo)遷移至108°51′57.408″ E、35°00′30.924″ N，2000-2008年耕地重心由東南方向轉(zhuǎn)移，轉(zhuǎn)移距離為1 756.82 m；2008-2015年耀州區(qū)耕地重心向北部轉(zhuǎn)移，轉(zhuǎn)移距離為1 242.26 m?？傮w來看，耕地利用重心位于耀州區(qū)中心位置，2000-2008年耕地重心遷移主要是由于退耕還林工程的影響，導(dǎo)致北部山地峽谷地區(qū)大量零散耕地轉(zhuǎn)化成林地，從而使重心南移；而2008-2015年耕地重心遷移則由于東北部區(qū)域建設(shè)用地及農(nóng)村居民點迅猛擴(kuò)張所致。

由表5和圖4可知，2000年農(nóng)村居民用地重心坐標(biāo)為108°55′41.091″ E、34°58′14.716″ N，2008年坐標(biāo)為108°54′50.812″ E、34°58′32.626″ N，2000-2008年農(nóng)村居民點重心向西北方向遷移，遷移距離1 617.80 m；2008-2015年遷移至108°55′04.378″ E、34°57′34.837″ N，整體向東南方向遷移1 724.91 m。總體來看，農(nóng)村居民用地在初期主要分布在南部臺原川道區(qū)，隨后向中部地區(qū)蔓延，而隨著南部地區(qū)城鎮(zhèn)迅速發(fā)展，農(nóng)村居民點擴(kuò)張成為必然趨勢。

圖4 2000-2015年陜西銅川耀州區(qū)6類主要土地利用類型的重心轉(zhuǎn)移圖Fig.4 Shifts of gravity centers of 6 major land use types in Yaozhou District,Tongchuan,Shaanxi during 2000-2015

圖5 2000-2015年陜西銅川耀州區(qū)水庫坑塘的重心轉(zhuǎn)移圖Fig.5 Shift of gravity center of reservoir ponds in Yaozhou District,Tongchuan,Shaanxi during 2000-2015

由表5和圖4可知，2000年耀州區(qū)城鎮(zhèn)用地重心坐標(biāo)為108°56′54.405″ E、34°55′39.707″ N，2008年坐標(biāo)為108°56′43.551″ E、34°55′33.133″ N，2015年坐標(biāo)為108°55′50.487″ E、34°55′49.746″ N，城鎮(zhèn)用地重心2000-2008年遷移距離400.62 m，2008-2015年遷移距離為1 618.80 m。城鎮(zhèn)用地重心遷移表現(xiàn)為2000-2008向西南遷移，2008-2015向西北遷移；整體向西北移動，且遷移距離較小。

由表5和圖4可知，2000年耀州區(qū)草地重心坐標(biāo)為108°57′11.692″ E、34°56′51.312″ N，2000-2008年整體變化趨勢是向東南方向遷移，遷移距離為4 708.80 m，而在2008-2015年耀州區(qū)草地重心向東北方向轉(zhuǎn)移，轉(zhuǎn)移距離達(dá)5 448.97 m。草地主要分布在研究區(qū)南部，但隨著草地退化、生態(tài)功能的下降等問題，以及林地面積擴(kuò)張占有草地，使得草地重心逐漸發(fā)生轉(zhuǎn)移。與林地和耕地相比，草地是研究區(qū)較為匱乏的土地利用類型，由于其面積相對較小，面積小規(guī)模變化即可對重心的遷移造成顯著變化，因此在遷移距離上，草地呈現(xiàn)出較大的變化趨勢。

由表5和圖4可知，2000-2008年其他建設(shè)用地重心坐標(biāo)由108°56′41.346″ E、34°59′36.205″ N遷移至108°58′0.628″ E、34°58′35.629″ N，向東南方向轉(zhuǎn)移，轉(zhuǎn)移距離為3 022.55 m；2008-2015年重心又遷移至108°54′13.352″ E、34°58′59.263″ N，重心向西北方向轉(zhuǎn)移7 031.67 m，其重心轉(zhuǎn)移趨勢為東南-西北方向。

由表5和圖5可知，2000年耀州區(qū)水庫坑塘用地重心坐標(biāo)為108°51′51.606″ E、34°57′56.294″ N，2008年坐標(biāo)為108°52′31.026″ E、34°58′15.143″ N，2015年坐標(biāo)為108°51′17.577″ E、34°58′51.882″ N，水庫坑塘用地重心2000-2008年遷移距離為1 342.56 m，2008-2015年遷移距離為2 484.52 m，其重心轉(zhuǎn)移趨勢為東北-西北方向。

3 結(jié) 論

以西北旱區(qū)典型縣域陜西銅川耀州區(qū)作為研究區(qū)，利用2000，2008，2015年3期土地利用數(shù)據(jù)，從土地利用變化的程度、過程及空間3個維度對其空間分異特征進(jìn)行了分析，主要結(jié)論如下：

(1)從土地利用變化程度來看，2000-2015年耀州區(qū)土地利用程度綜合指數(shù)變化波動較大，土地利用開發(fā)程度從2000-2008年的調(diào)整期過渡至2008-2015年的發(fā)展期，但在2000-2015年間土地利用程度變化量為-2.00，總體仍處于調(diào)整期，土地利用程度較低。2000-2015年耀州區(qū)各土地利用類型中，耕地的利用程度變化量絕對值較大，水庫坑塘和草地的利用程度變化量絕對值均較低，耕地和草地利用呈衰退趨勢，其余土地利用類型均呈持續(xù)發(fā)展趨勢。耀州區(qū)土地利用總體處于調(diào)整期，仍有較大開發(fā)利用空間。

(2)從土地利用變化過程來看，2000-2015年耀州區(qū)土地利用類型的轉(zhuǎn)移趨勢主要是耕地與林地相互轉(zhuǎn)移及耕地向農(nóng)村居民點、其他建設(shè)用地、城鎮(zhèn)用地等人類生產(chǎn)生活用地轉(zhuǎn)移。林地和耕地發(fā)生轉(zhuǎn)移區(qū)域覆蓋范圍最大，廣泛分布于耀州區(qū)北部山地峽谷區(qū)和中部丘陵區(qū)。農(nóng)村居民點發(fā)生轉(zhuǎn)移區(qū)域主要分布于耀州區(qū)中東部及南部大部分地區(qū)，后期逐漸向東北部擴(kuò)張。草地發(fā)生轉(zhuǎn)移區(qū)域呈縮減趨勢，由先前的分散于中部和南部區(qū)域轉(zhuǎn)變?yōu)榧杏谀喜?。其余土地利用類型發(fā)生轉(zhuǎn)移區(qū)域均分布于南部臺塬川道區(qū)，且轉(zhuǎn)移面積變化不明顯。

(3)從土地利用空間變化趨勢來看，2000-2015年耀州區(qū)各土地利用類型的重心發(fā)生了明顯遷移，其中其他建設(shè)用地和草地重心轉(zhuǎn)移距離均較大，林地重心轉(zhuǎn)移距離最小。林地和農(nóng)村居民點用地重心遷移呈“先北后南，整體西移”態(tài)勢；耕地和草地重心遷移呈“先南后北，整體東移”態(tài)勢；其他建設(shè)用地重心轉(zhuǎn)移呈“先東后西，整體南移”態(tài)勢；城鎮(zhèn)用地和水庫坑塘重心轉(zhuǎn)移軌跡則表現(xiàn)出較強(qiáng)的趨勢性，其中城鎮(zhèn)用地重心持續(xù)向西部遷移，水庫坑塘重心持續(xù)向北部遷移。