摘 要：【目的】分析渭南市土地利用/覆被變化情況，為科學(xué)規(guī)劃、節(jié)約集約利用土地提供依據(jù)?！痉椒ā炕?000—2020年5期土地利用數(shù)據(jù)，通過(guò)動(dòng)態(tài)度計(jì)算與轉(zhuǎn)移矩陣等方法得出渭南市土地利用時(shí)空變化特征，并利用地理探測(cè)器明確影響其變化的驅(qū)動(dòng)力?！窘Y(jié)果】①渭南市以耕地、草地、建設(shè)用地為主，占比達(dá)全域面積的86.54%，呈現(xiàn)“南北林、中間耕”的地域分異特征。②土地利用動(dòng)態(tài)度總體呈增加態(tài)勢(shì)，其中建設(shè)用地增幅最為明顯，耕地、草地呈減少趨勢(shì)。2015年后，土地開發(fā)利用明顯加快。③坡度、年均氣溫和DEM對(duì)渭南市土地利用覆被變化的解釋力均超過(guò)65%。【結(jié)論】渭南市受地形地貌影響，土地利用以林草地主導(dǎo)山區(qū)，耕地主導(dǎo)平原，建設(shè)用地呈現(xiàn)擴(kuò)張趨勢(shì)。土地利用覆被變化受自然與社會(huì)因素共同影響且自然因素是影響土地利用變化的主要因素。

關(guān)鍵詞：渭南市；LUCC；動(dòng)態(tài)度；轉(zhuǎn)移矩陣；地理探測(cè)器

中圖分類號(hào)：F301.2" " 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A" " "文章編號(hào)：1003-5168（2025）05-0121-05

DOI：10.19968/j.cnki.hnkj.1003-5168.2025.05.023

Analysis of Spatial and Temporal Changes and Driving Forces of Land Use / Cover in Weinan City

WANG Jingyi

（School of Land Engineering， Chang 'an University， Xi'an 710000， China）

Abstract： [Purposes] This paper aims to master the land use / cover change in Weinan City， and provide basis for scientific planning and economical and intensive land use. [Methods] Based on the land use data of five periods from 2000 to 2020， the spatial and temporal variation characteristics of land use in Weinan City were obtained by means of dynamic degree calculation and transfer matrix， and the driving force of the change was determined by using the geographic detector. [Findings] ① Weinan City is dominated by cultivated land， grassland and construction land， accounting for 86.54 % of the total area， showing the regional differentiation characteristics of \"north-south areas are characterized by the" forest and intermediate areas by the tillage\". ② The dynamic degree of land use generally showed an increasing trend， among which the increase of construction land was the most obvious， and the cultivated land and grassland showed a decreasing trend. After 2015， land development and utilization have accelerated significantly.③ The explanatory power of slope， annual average temperature and DEM for land use and land cover change in Weinan City was more than 65%. [Conclusions] Due to the influence of topography and geomorphology， the land use in Weinan City is dominated by forest and grassland， and the cultivated land dominates the plain， and the construction land shows an expansion trend. The change of land use and cover is affected by both natural and social factors， and natural factors become the main factors affecting land use change.

Keywords： Weinan City; LUCC; dynamic attitude; transfer matrix; geographical detector

0 引言

生態(tài)文明建設(shè)是我國(guó)現(xiàn)代化建設(shè)的重大戰(zhàn)略之一，是人類社會(huì)發(fā)展的必然選擇［1］。面對(duì)資源約束趨緊、環(huán)境污染嚴(yán)重、生態(tài)系統(tǒng)退化的嚴(yán)峻形勢(shì)，為推動(dòng)形成人與自然和諧發(fā)展現(xiàn)代化建設(shè)新格局，促進(jìn)區(qū)域的可持續(xù)發(fā)展，必須樹立尊重自然、順應(yīng)自然、保護(hù)自然的生態(tài)理念［2］。全球環(huán)境變化的重要研究?jī)?nèi)容為土地利用/覆被變化（LUCC）［3］。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，城鎮(zhèn)化進(jìn)程加快，土地利用模式正在發(fā)生巨大變化。

渭南市位于關(guān)中平原東部，是絲綢之路經(jīng)濟(jì)帶起點(diǎn)段的重要組成部分。近年來(lái)隨著人口增長(zhǎng)與城鎮(zhèn)化發(fā)展，渭南市耕地“非農(nóng)化”現(xiàn)象嚴(yán)重，用地性質(zhì)發(fā)生改變，糧食保護(hù)與區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展間用地矛盾日益激烈。耕地保護(hù)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展和生態(tài)保護(hù)間的“爭(zhēng)地”現(xiàn)象日益突出［4］?；诖耍芯课寄鲜型恋乩?覆被變化對(duì)地區(qū)植被覆蓋保持、土地利用結(jié)構(gòu)優(yōu)化、協(xié)調(diào)生態(tài)環(huán)境保護(hù)具有重要意義［5］，同時(shí)可為渭南市生態(tài)安全格局構(gòu)建、可持續(xù)發(fā)展決策提供理論支持和科學(xué)依據(jù)。

1 研究區(qū)概況

渭南市（108°50′～110°38′E，34°13′～35°52′N）地處黃河中段，關(guān)中東部，總面積為1.3萬(wàn)km2， 轄區(qū)內(nèi)共11個(gè)縣市。海拔在330～2 645 m，南北山脈鼓起較高，林草地占比達(dá)50%，中部一馬平川，東西視野開闊，氣候宜人，是構(gòu)成生產(chǎn)生活的主要區(qū)域。境內(nèi)流淌黃河、渭河、洛河3大河流，水資源共20億m3。

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

本研究使用的遙感數(shù)據(jù)來(lái)自中國(guó)科學(xué)院地理科學(xué)與資源研究所（http：//www.resdc.cn）（2000—2020年共5期）；GDP、人口、DEM、夜間燈光數(shù)據(jù)分別來(lái)自中國(guó)GDP、人口空間分布公里格網(wǎng)數(shù)據(jù)集、中國(guó)夜間燈光年度數(shù)據(jù)集。氣溫和降水?dāng)?shù)據(jù)來(lái)自國(guó)家青藏高原科學(xué)數(shù)據(jù)中心 （http：//data. tpdc.ac.cn）；經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)來(lái)自《渭南市統(tǒng)計(jì)年鑒》《渭南市國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展統(tǒng)計(jì)公報(bào)》。

2.2 研究方法

2.2.1 土地利用/覆被動(dòng)態(tài)度。單一的土地利用動(dòng)態(tài)度能夠定量描述土地利用/覆被變化速度，預(yù)測(cè)土地利用/覆被變化的區(qū)域差異和趨勢(shì)［6］。計(jì)算公式為式（1）。

[K=Ub?UaUa×1T×100%] （1）

式中：K為研究區(qū)某種土地利用類型的單一動(dòng)態(tài)度；Ua，Ub分別為研究初期和末期某種土地利用/覆被類型的面積；T為研究時(shí)段。

2.2.2 綜合土地利用/覆被動(dòng)態(tài)度。綜合動(dòng)態(tài)度可分析研究區(qū)土地利用整體數(shù)量變化［7］。計(jì)算公式為式（2）。

[L=i=1n?MUi?j2i=1n?MUi×1T×100%] （2）

式中：L為研究區(qū)某一研究時(shí)段土地利用/覆被類型的綜合動(dòng)態(tài)度； DMUi-j為第i類土地利用/覆被面積轉(zhuǎn)化為非i類土地利用類型面積的絕對(duì)值；DMUi為初期土地利用類型的面積；n為土地類型數(shù)；T為研究時(shí)段。

2.2.3 土地利用轉(zhuǎn)移矩陣。土地利用轉(zhuǎn)移矩陣能夠反映研究區(qū)各用地轉(zhuǎn)移方向與數(shù)量，表示土地利用時(shí)空變化［8］。計(jì)算公式為式（3）。

[Bij=B11…B1n???Bn1…Bnn] （3）

式中：Bij為研究初期與末期由i類土地轉(zhuǎn)化為j類土地的面積；n為土地利用/覆被類型數(shù)。

2.2.4 地理探測(cè)器。地理探測(cè)器是探究空間數(shù)據(jù)分異性與驅(qū)動(dòng)力的統(tǒng)計(jì)模型［9］。計(jì)算公式為式（4）。

[q=1?1Nσ2h=1LNhσ2h] （4）

式中：h=1，…，N和Nh分別為全市和分層樣本數(shù)量；L為驅(qū)動(dòng)因子的分層數(shù)量；[σ2]和[σ2h]分別為全市和分層的Y值方差；q為驅(qū)動(dòng)因子對(duì)土地利用的影響力值，取值為［0，1］。q值越大，該驅(qū)動(dòng)因子對(duì)土地利用變化的解釋力越強(qiáng)，反之越弱。交互作用可探測(cè)兩驅(qū)動(dòng)因子共同作用對(duì)土地利用變化的解釋力增加或減少，相較于單因子探測(cè)，有更全面的補(bǔ)充作用。

3 結(jié)果與分析

3.1 2000—2020年土地利用/覆被空間變化

渭南市土地利用以耕地為主，林草地為輔。從空間分布來(lái)看（如圖1所示），呈現(xiàn)“南北林、中間耕”的“凹”字形格局。其中北部為韓城與黃龍交界的梁狀山嶺，南部秦嶺北麓為華山所在地，具有重要的生態(tài)功能，林草地占比最大。中部地區(qū)為關(guān)中平原，地勢(shì)平坦易于耕作，以農(nóng)業(yè)生產(chǎn)為主，耕地面積最大。大片未利用地為大荔縣于1955—1956年發(fā)現(xiàn)的“沙苑文化”遺址 ［10］，現(xiàn)建設(shè)為荔沙緣沙漠景區(qū)［11］。未利用地面積因此增加。

建設(shè)用地主要分布在各區(qū)縣所在地，形成“大散小聚”的格局。臨渭區(qū)作為渭南市主城區(qū)，建設(shè)用地主要分布在渭河以南；韓城市規(guī)劃建設(shè)為黃河沿岸區(qū)域性中心城市，集中在黃河西部，建設(shè)用地?cái)U(kuò)張明顯且符合人們臨水而居的思想，表明水系影響土地利用變化。

水域?yàn)榫硟?nèi)3條水系，分別為東部南北走向的黃河，中南部東西走向的渭河與其支流洛河。隨著黃河與渭河生態(tài)保護(hù)與修復(fù)意識(shí)的加強(qiáng)，逐漸促進(jìn)水域面積發(fā)生變化。

3.2 2000—2020年土地利用/覆被動(dòng)態(tài)度

渭南市不同時(shí)期土地利用存在明顯差異（見表1）。單一土地利用動(dòng)態(tài)度由高到低為建設(shè)用地、水域、未利用地、草地、耕地、林地。其中耕地、草地面積減少，其余土地利用類型面積增加。

耕地面積呈現(xiàn)先減后增、整體減少的趨勢(shì)。2000—2015年單一動(dòng)態(tài)度均為負(fù)值，表明渭南市耕地向其他地類轉(zhuǎn)出較明顯。自1998年國(guó)家實(shí)行“退耕還林”政策起，截至2018年，渭南市累計(jì)完成退耕還林工程造林任務(wù)1 729.27 km2。隨著保護(hù)基本農(nóng)田意識(shí)的加強(qiáng)，2015年后耕地面積略有上升，表明政策一定程度上影響土地利用變化。

草地面積逐漸減少，2000年-2020年單一動(dòng)態(tài)度均為負(fù)值，表明草地面積轉(zhuǎn)出明顯。林地面積呈現(xiàn)“先增后減、總體增加”的趨勢(shì)。表明隨著生態(tài)保護(hù)理念深入人心，生態(tài)文明建設(shè)促進(jìn)草地面積轉(zhuǎn)移與林地面積增加。

未利用地面積表現(xiàn)為“先減后增”，依托景區(qū)開發(fā)建設(shè)，隨著景區(qū)的人工化、商業(yè)化，在促進(jìn)當(dāng)?shù)刂赂辉鍪盏耐瑫r(shí)，也使自然度下降明顯。水域面積呈現(xiàn)“動(dòng)態(tài)增加”態(tài)勢(shì)，表明與水源保護(hù)、降雨量增減有關(guān)［12］。

建設(shè)用地面積逐漸增加，單一動(dòng)態(tài)度處于較高水平，2000—2015年為土地利用中變化最快的地類。由第七次全國(guó)人口普查數(shù)據(jù)可知，20年間渭南市城鎮(zhèn)化率由15.56%增長(zhǎng)至49.31%，由156.16億元增長(zhǎng)到1 866.27億元。表明渭南市城鎮(zhèn)化與經(jīng)濟(jì)發(fā)展促進(jìn)了建設(shè)用地面積的增加。

2000—2020年渭南市綜合土地利用動(dòng)態(tài)度呈增加趨勢(shì)，2010年后明顯增加表明人類活動(dòng)促使渭南市土地利用開發(fā)進(jìn)程加快，并在2015年達(dá)到峰值。

3.3 2000—2020年土地利用/覆被類型轉(zhuǎn)換

2000—2020年渭南市土地利用/覆被轉(zhuǎn)移矩陣如圖2所示。由圖2可知，渭南市2000—2015年土地利用變化情況均不明顯，地類轉(zhuǎn)換基本實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)平衡。耕地在2010年前主要轉(zhuǎn)為建設(shè)用地和水域，2010年后向建設(shè)用地轉(zhuǎn)出比例增加，但整體力度較低；建設(shè)用地幾乎未發(fā)生轉(zhuǎn)出，主要由耕地轉(zhuǎn)入。草地主要轉(zhuǎn)出為耕地，林地零星轉(zhuǎn)出為其他地類。水域與未利用地多轉(zhuǎn)出為耕地，2010—2015年幾乎未發(fā)生轉(zhuǎn)移。

2015—2020年土地利用類型發(fā)生較大程度轉(zhuǎn)移，呈現(xiàn)“多入多出”的轉(zhuǎn)換特點(diǎn)。其中耕地大幅轉(zhuǎn)出為建設(shè)用地和草地，反映了生態(tài)建設(shè)與城市擴(kuò)張對(duì)耕地的侵占。建設(shè)用地大幅轉(zhuǎn)出為耕地，零星轉(zhuǎn)為其他地類，表明渭南市存在明顯的建設(shè)用地格局置換。草地大幅轉(zhuǎn)出為耕地，部分轉(zhuǎn)出為林地。林地主要轉(zhuǎn)出為草地和耕地，水域主要轉(zhuǎn)出為耕地，未利用地零星轉(zhuǎn)入除建設(shè)用地外的其他地類。表明2015年后，渭南市土地利用程度顯著增加。

3.4 土地利用/覆被變化驅(qū)動(dòng)力分析

3.4.1 因子探測(cè)。根據(jù)數(shù)據(jù)的可獲得性及科學(xué)性，在前人研究基礎(chǔ)上，結(jié)合渭南市實(shí)際狀況，選取DEM（X1）、坡度（X2）、坡向（X3）、年均氣溫（X4）、年均降水（X5）、人口（X6）、夜間燈光（X7）、GDP（X8）、城鎮(zhèn)化率（X9）等9個(gè)指標(biāo)，并消除單位影響進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理。

單因子探測(cè)結(jié)果見表2，解釋力從大到小為X2gt; X4gt; X1gt; X5gt; X6gt; X7。坡度、年均氣溫、DEM為土地利用變化的主要因素，解釋力均在65%以上；年均降水與人口的解釋力均超過(guò)45%，為影響土地利用變化的次要因素；夜間燈光解釋力在30%以上，對(duì)土地利用變化起一定作用。坡向、GDP與城鎮(zhèn)化率解釋力均不足30%，亦未通過(guò)顯著性檢驗(yàn)，表明對(duì)土地利用影響力較小。

因子交互探測(cè)結(jié)果如圖3所示。任意兩因子的交互作用均大于單因子的q值，即呈現(xiàn)雙因子增強(qiáng)或非線性增強(qiáng)，表明渭南市土地利用變化受多個(gè)因素共同影響。各交互作用中最強(qiáng)的因子是氣溫∩夜間燈光（0.860），表明自然與社會(huì)因素的共同影響對(duì)土地利用變化的影響更明顯。同時(shí)，由氣溫、坡度、DEM三個(gè)因素參與的q值都比較高，解釋力超過(guò)70%，表明自然因素對(duì)土地利用變化起主導(dǎo)作用。交互作用最弱的是夜間燈光∩GDP（0.379），說(shuō)明僅經(jīng)濟(jì)因素對(duì)土地利用變化影響較小。

3.4.2 驅(qū)動(dòng)力分析。將渭南市土地利用變化驅(qū)動(dòng)因素概括為自然因素與人類活動(dòng)因素，兩者對(duì)渭南市土地利用變化具有重要作用。

①自然因素。渭南市所處的關(guān)中平原為巨型斷陷帶，沿?cái)鄬泳€南北山脈抬升，中部地區(qū)下降地勢(shì)平坦［13］。隨著坡度與DEM的增加，開發(fā)建設(shè)成本的增加與生活便利性的降低，使得對(duì)林草地轉(zhuǎn)為耕地與建設(shè)用地的驅(qū)動(dòng)力受限，中部河流有利于灌溉，四季分明日照充足，是建設(shè)用地?cái)U(kuò)張的主要區(qū)域，由此造就了其“南北林，中間耕”的土地利用格局。溫度與降水造成水資源分配與宜居性差異，從而改變土地利用格局。

②人類活動(dòng)因素。根據(jù)第七次全國(guó)人口普查數(shù)據(jù)，2020年渭南市城鎮(zhèn)常住人口較2000年增長(zhǎng)了184.27%，城鎮(zhèn)化率增長(zhǎng)了3倍，由此帶來(lái)的建設(shè)用地?cái)U(kuò)張對(duì)耕地、林草地的占用造成土地利用格局發(fā)生變化，也使人地矛盾日益突出。截至2020年GDP增長(zhǎng)了10倍，城鄉(xiāng)居民人均可支配收入增長(zhǎng)了4倍，經(jīng)濟(jì)發(fā)展與用地需求的增加促進(jìn)生產(chǎn)生活范圍擴(kuò)張，最終促使土地利用發(fā)生變化。表明人口遷移與城市化發(fā)展對(duì)土地利用變化有較大影響。

4 結(jié)論

①渭南市主要土地利用類型為耕地、草地和建設(shè)用地，土地利用類型存在明顯地域分異，呈現(xiàn)“南北林、中間耕”的格局。建設(shè)用地集中分布在各區(qū)縣城區(qū)，水域?yàn)榱鹘?jīng)境內(nèi)的3條水系，景區(qū)發(fā)展未利用地主要分布在大荔縣與華山。

②渭南市耕地、草地面積減少，其余地類面積增加。建設(shè)用地面積增加最為明顯，人類活動(dòng)促進(jìn)渭南市土地利用變化速率加快。

③渭南市土地利用類型在2000—2015年間轉(zhuǎn)移較緩，2015年后地類間轉(zhuǎn)換力度明顯加強(qiáng)，其中耕地、草地、林地較為劇烈。城市化建設(shè)促進(jìn)各區(qū)縣建設(shè)用地比例明顯增加，表明隨城鎮(zhèn)化發(fā)展，政策和社會(huì)經(jīng)濟(jì)不可避免影響土地流轉(zhuǎn)，造成土地類型轉(zhuǎn)移頻繁。

④渭南市土地利用受自然因素和社會(huì)經(jīng)濟(jì)因素影響且二者的共同作用大于單一因素的影響，自然條件為主要因素，社會(huì)因素也一定程度影響了區(qū)域土地利用變化。

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