雍城

（河海大學(xué)公共管理學(xué)院，江蘇南京210098）

拉薩-澤當(dāng)城鎮(zhèn)圈1985—2010年土地利用變化的基本特征及空間格局分析

雍城

（河海大學(xué)公共管理學(xué)院，江蘇南京210098）

拉薩-澤當(dāng)城鎮(zhèn)圈是西藏實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展和維護(hù)地區(qū)生態(tài)安全的核心區(qū)域，其土地利用/覆蓋變化對(duì)區(qū)域土地資源合理利用和生態(tài)環(huán)境保護(hù)有著重要的意義?；?985，2000，2010年3期Landsat TM/ETM數(shù)據(jù)，獲取拉薩-澤當(dāng)城鎮(zhèn)圈土地利用數(shù)據(jù)，對(duì)其土地利用/覆蓋變化的基本特征和空間格局進(jìn)行研究。結(jié)果表明，1985—2010年建設(shè)用地、林地持續(xù)增加，耕地、水域、未利用地先減后增，草地持續(xù)減少，變化中、高速區(qū)由雅魯藏布江和拉薩河沿岸向周邊縣域擴(kuò)展；1985—2000，2000—2010年這2段時(shí)期主要以草地、水域和未利用地類(lèi)轉(zhuǎn)化為建設(shè)用地、耕地和林地為主。

土地利用變化；空間格局；拉薩-澤當(dāng)城鎮(zhèn)圈

土地利用/土地覆蓋（LUCC）是國(guó)際地圈生物圈計(jì)劃（IGBP）與國(guó)際全球環(huán)境變化人文因素計(jì)劃（IHDP）研究全球環(huán)境變化的核心領(lǐng)域，亦是土地可持續(xù)利用的重要內(nèi)容[1-6]。LUCC研究計(jì)劃的根本出發(fā)點(diǎn)和基本目標(biāo)是：通過(guò)對(duì)人類(lèi)活動(dòng)—土地利用/覆蓋變化—全球環(huán)境反饋之間的耦合關(guān)系，尋求土地利用/覆蓋的驅(qū)動(dòng)因子，預(yù)測(cè)土地利用/覆蓋變化趨勢(shì)，從而評(píng)估生態(tài)環(huán)境的變化[7-9]。

目前，土地利用/覆蓋主要分為2個(gè)層面：全球和區(qū)域[10]。土地利用/覆蓋變化影響著區(qū)域環(huán)境變化并最終以逐步累積的方式影響著全球環(huán)境變化[11-12]。因此，對(duì)于區(qū)域土地利用/覆蓋的研究，特別是一些“熱點(diǎn)地區(qū)”、“關(guān)鍵地區(qū)”和“脆弱地區(qū)”逐漸成為研究關(guān)注的焦點(diǎn)問(wèn)題[12]，并成為新興領(lǐng)域土地變化科學(xué)（Land Change Science，LCS）研究的熱點(diǎn)[8-9，13-14]。

21世紀(jì)初，隨著地區(qū)工業(yè)化、城鎮(zhèn)化的加快和西部大開(kāi)發(fā)戰(zhàn)略的實(shí)施，土地利用/覆蓋發(fā)生了重大變化，城鎮(zhèn)建設(shè)用地、農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)用地和生態(tài)用地結(jié)構(gòu)進(jìn)行了調(diào)整。目前，我國(guó)學(xué)者對(duì)城市邊緣地區(qū)[15]、沿海地區(qū)[16-17]等熱點(diǎn)地區(qū)以及黃土地區(qū)[18-20]、干旱地區(qū)[21-22]、喀斯特地區(qū)[10]等生態(tài)脆弱地區(qū)[23-24]的土地利用/土地覆蓋變化的速率、幅度、空間結(jié)構(gòu)以及驅(qū)動(dòng)力因素等進(jìn)行了大量研究，但鮮有對(duì)西藏社會(huì)經(jīng)濟(jì)較發(fā)達(dá)地區(qū)的土地利用/覆蓋變化過(guò)程的研究。

本研究以西藏自治區(qū)拉薩-澤當(dāng)城鎮(zhèn)圈為研究區(qū)域，該區(qū)域是在國(guó)家“十一五”綱要提出的全國(guó)主體功能區(qū)規(guī)劃布局基礎(chǔ)上提出的，擔(dān)負(fù)著帶動(dòng)西藏自治區(qū)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的責(zé)任，是全區(qū)城鎮(zhèn)化建設(shè)的核心地區(qū)，也是生態(tài)脆弱地區(qū)。利用1985，2000，2010年遙感數(shù)據(jù)影像，基于Erdas和ArcGIS軟件平臺(tái)，采用人機(jī)交互解譯的方式，獲取3期研究區(qū)的土地利用情況，應(yīng)用單一土地利用動(dòng)態(tài)度、綜合土地利用動(dòng)態(tài)度和土地利用轉(zhuǎn)移矩陣等模型，分析其25 a間土地利用/覆蓋變化的基本特征和空間格局。

1 研究區(qū)域概況

研究區(qū)主要位于西藏中南部的核心地區(qū)，包括拉薩市的1個(gè)區(qū)5個(gè)縣，山南地區(qū)的3個(gè)縣，總面積188.43萬(wàn)hm2，占全區(qū)總面積的12.83%。研究區(qū)主要為藏南的高原河谷區(qū)，海拔在3 500～4 000 m，由于降水稀少、氣候干燥，土壤侵蝕脆弱性很高，山區(qū)的土壤保持、水源涵養(yǎng)功能十分重要，可利用土地資源比例較低，但由于人口不多，人均可利用土地資源較豐富。

2 數(shù)據(jù)與方法

2.1 數(shù)據(jù)來(lái)源

拉薩-澤當(dāng)城鎮(zhèn)圈的土地?cái)?shù)據(jù)主要來(lái)源于1985，2000，2010年3期的Landsat TM/ETM數(shù)據(jù)，分辨率為30 m，應(yīng)用Erdas平臺(tái)分別對(duì)3個(gè)時(shí)段影像數(shù)據(jù)采用近紅外、紅光與綠光波段進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)假彩色合成，將單幅影像拼接后以1985年TM數(shù)據(jù)作為基準(zhǔn)對(duì)MSS數(shù)據(jù)進(jìn)行幾何校正，然后在ArcGIS平臺(tái)上，通過(guò)人機(jī)交互的方式，根據(jù)影像的色調(diào)、紋理等特征，并結(jié)合野外調(diào)查的數(shù)據(jù)，對(duì)圖像進(jìn)行解譯，并對(duì)圖像查錯(cuò)修改，空間分割和合并、面積平差計(jì)算，形成拉薩-澤當(dāng)城鎮(zhèn)圈土地利用數(shù)據(jù)庫(kù)。

將研究區(qū)土地利用類(lèi)型進(jìn)行歸并處理，共分為6種類(lèi)型進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，這6種類(lèi)型分別為耕地、林地、草地、水域、建設(shè)用地、未利用地。依據(jù)20世紀(jì)80年代末期其他遙感數(shù)據(jù)為信息源，對(duì)1985年數(shù)據(jù)解譯成果進(jìn)行驗(yàn)證，共選取驗(yàn)證點(diǎn)107個(gè)，解譯精度為90.6%；通過(guò)考察126個(gè)野外驗(yàn)證點(diǎn)，對(duì)2000年數(shù)據(jù)解譯成果進(jìn)行驗(yàn)證，解譯精度達(dá)到91.5%；同樣通過(guò)考察120個(gè)野外驗(yàn)證點(diǎn)，對(duì)2010年解譯數(shù)據(jù)進(jìn)行驗(yàn)證，其解譯精度為94.3%。

2.2 土地利用變化速度

2.2.1 單一土地利用變化動(dòng)態(tài)度單一土地利用動(dòng)態(tài)度是表示不同土地利用類(lèi)型在一定時(shí)期內(nèi)土地利用的變化速度和幅度的指標(biāo)[25]。

式中，K表示研究區(qū)域某一時(shí)段內(nèi)某一土地利用類(lèi)型變化速率；Si，Sj表示監(jiān)測(cè)開(kāi)始和結(jié)束時(shí)某一土地利用類(lèi)型的面積；T為研究時(shí)段，當(dāng)T的時(shí)段設(shè)為年時(shí)，K的值就是研究區(qū)域某一土地利用類(lèi)型的年變化率。

2.2.2 綜合土地利用變化動(dòng)態(tài)度其用來(lái)定量地研究區(qū)域某時(shí)段的土地利用變化速率[26]，是可預(yù)測(cè)未來(lái)土地變化趨勢(shì)的指標(biāo)。

式中，L表示研究區(qū)域某一時(shí)段內(nèi)土地利用變化速率；ΔSi－j表示監(jiān)測(cè)開(kāi)始至結(jié)束時(shí)段內(nèi)第i類(lèi)土地利用類(lèi)型的土地轉(zhuǎn)化為其他類(lèi)型土地面積總和；T為研究時(shí)段，當(dāng)T的時(shí)段設(shè)為年時(shí)，L的值就是研究區(qū)域土地利用年變化率。

2.2.3 土地利用轉(zhuǎn)移矩陣土地利用轉(zhuǎn)移矩陣是土地利用類(lèi)型間相互轉(zhuǎn)化的數(shù)量和方向定量研究的主要方法，它能夠具體地反映土地利用變化的結(jié)構(gòu)特征和各類(lèi)型間的轉(zhuǎn)移方向，從而更好地揭示土地利用格局的時(shí)空演化過(guò)程。土地利用轉(zhuǎn)移矩陣的數(shù)學(xué)表達(dá)式為：

式中，Sij為研究期內(nèi)第i類(lèi)土地向第j類(lèi)土地轉(zhuǎn)化的面積；i為監(jiān)測(cè)期初時(shí)土地類(lèi)型；j為監(jiān)測(cè)期末土地利用類(lèi)型；n為土地利用類(lèi)型數(shù)量。利用土地利用轉(zhuǎn)移矩陣分析1985—2010年研究區(qū)各類(lèi)土地利用類(lèi)型的轉(zhuǎn)移方向和數(shù)量。

3 結(jié)果與分析

3.1 土地利用/覆蓋動(dòng)態(tài)度變化

3.1.1 研究區(qū)單一土地利用動(dòng)態(tài)度從圖1、表1可以看出，1985—2000年，單一土地利用動(dòng)態(tài)度最大的是建設(shè)用地，達(dá)到1.58%，其他用地變化均不足1%。2000—2010年，單一土地利用動(dòng)態(tài)度最大的則變?yōu)榱值兀_(dá)到16.26%，其次是耕地，達(dá)到3.02%，草地為-2.10%。

3.1.2 研究區(qū)綜合土地利用動(dòng)態(tài)度1985—2000年，綜合研究區(qū)土地利用動(dòng)態(tài)度為0.56%，土地利用變化速度較慢。2000—2010年，綜合土地利用動(dòng)態(tài)度上升到23.87%（表1）。

為了研究土地利用動(dòng)態(tài)變化的空間特征，將采用500m×500m的網(wǎng)格作為統(tǒng)計(jì)單元，計(jì)算1985—2010年拉薩-澤當(dāng)城鎮(zhèn)圈的土地利用變化動(dòng)態(tài)度，并且形成2期土地利用綜合動(dòng)態(tài)度的空間分布格局。

1985—2000年城鎮(zhèn)圈的土地利用綜合動(dòng)態(tài)度介于0～13.33%。中速區(qū)主要集中在城關(guān)區(qū)拉薩河沿岸和乃東縣、扎囊縣、貢嘎縣的雅魯藏布江沿岸。低速區(qū)大部分仍分布在城關(guān)區(qū)、乃東縣、扎囊縣和貢嘎縣，少部分零星分布在曲水縣和達(dá)孜縣拉薩河沿岸。

2000—2010年，城鎮(zhèn)圈內(nèi)土地利用綜合度介于0～46.2%。高速區(qū)分布在城關(guān)區(qū)的中南部，城關(guān)區(qū)、曲水縣和堆龍德慶縣交匯處，達(dá)孜縣西部，貢嘎縣中東部和乃東縣澤當(dāng)鎮(zhèn)。中速區(qū)大部分位于研究區(qū)中部和東北部。低速區(qū)分布于達(dá)孜縣東部、墨竹工卡縣西南部、曲水縣和堆龍德慶縣西部地區(qū)。

表1 1985—2010年拉薩-澤當(dāng)城鎮(zhèn)圈不同土地利用類(lèi)型的變化

3.2 土地利用空間變化和轉(zhuǎn)移方向

1985—2010年拉薩-澤當(dāng)城鎮(zhèn)圈西藏土地利用轉(zhuǎn)移方向變化表現(xiàn)為以下特點(diǎn)（表2，3）。

3.2.1 耕地變化特征研究區(qū)耕地主要分布在拉薩河和雅魯藏布江沿岸的河谷地區(qū)。前15 a中耕地空間變化以不變?yōu)橹?，僅在城關(guān)區(qū)有401.86 hm2轉(zhuǎn)化為其他地類(lèi)土地，其中有66.65%轉(zhuǎn)為建設(shè)用地。后10 a新增耕地主要來(lái)源于草地，其次來(lái)源于未利用土地和林地；耕地減少3.38萬(wàn)hm2，主要流向草地、林地。

3.2.2 建設(shè)用地變化特征1985—2000年新增建設(shè)用地1 291.69 hm2的79.26%由草地轉(zhuǎn)變而來(lái)。2000—2010年新增建設(shè)用地3 385.84 hm2，主要來(lái)源于鄉(xiāng)鎮(zhèn)周邊的耕地，占新增面積的58.4%，其次是草地，占23.48%，其余由林地、水域和未利用土地轉(zhuǎn)化而來(lái)；建設(shè)用地減少3 035.94 hm2，主要流向耕地，其次是草地和林地，剩余來(lái)自水域和未利用土地。

3.2.3 林地變化特征前15 a其他地類(lèi)轉(zhuǎn)化為林地的面積有7 808.94 hm2，新增林地64.62%由水域轉(zhuǎn)化而來(lái)，其次是草地和未利用土地，同時(shí)期林地轉(zhuǎn)換為其他地類(lèi)的面積僅有0.02 hm2。后10 a中，其他地類(lèi)轉(zhuǎn)化為林地面積有27.54萬(wàn)hm2，其中89.57%由草地轉(zhuǎn)化而來(lái)，其次是未利用土地和耕地，林地轉(zhuǎn)化為其他地類(lèi)的面積有7.27萬(wàn)hm2，主要流向草地，其次是未利用地、耕地和水域。

3.2.4 草地變化特征2000年前研究區(qū)內(nèi)草地幾乎沒(méi)有變化，有0.29 hm2其他地類(lèi)轉(zhuǎn)化為草地，草地轉(zhuǎn)化為其他地類(lèi)的面積為2 925.53 hm2，主要流向林地、建設(shè)用地。2000年之后，有15.67萬(wàn)hm2其他地類(lèi)轉(zhuǎn)化為草地，主要由未利用地、林地和耕地轉(zhuǎn)化而來(lái)，其中，未利用地所占比例最高。草地轉(zhuǎn)為其他地類(lèi)的面積為43.92萬(wàn)hm2，林地和未利用地是草地的主要流向。

3.2.5 水域和未利用地特征水域用地變化分布在拉薩河和雅魯藏布江2條水系上。2000年前，水域變化以轉(zhuǎn)向林地為主，有5 046.18 hm2水域變?yōu)榱值亍?000年后，有2.44萬(wàn)hm2其他地類(lèi)轉(zhuǎn)為水域，主要來(lái)源于草地和未利用土地。水域轉(zhuǎn)為其他地類(lèi)面積為1.16萬(wàn)hm2，主要流向耕地和草地。

1985—2000年，未利用土地變化面積小且分布散亂，以未利用土地向林地轉(zhuǎn)變?yōu)橹鳌?000年之后，其他地類(lèi)轉(zhuǎn)為未利用地面積15.29萬(wàn)hm2，退化的林地和草地是未利用地的主要來(lái)源，而未利用土地轉(zhuǎn)為其他土地面積9.99萬(wàn)hm2。

表2 1985—2000年拉薩-澤當(dāng)城鎮(zhèn)圈土地利用類(lèi)型轉(zhuǎn)移矩陣hm2

表3 2000—2010年拉薩-澤當(dāng)城鎮(zhèn)圈土地利用類(lèi)型轉(zhuǎn)移矩陣hm2

4 結(jié)論

土地利用是研究全球環(huán)境變化的核心問(wèn)題之一，本研究從土地利用結(jié)構(gòu)、變化動(dòng)態(tài)度、轉(zhuǎn)移方向等方面，對(duì)拉薩-澤當(dāng)城鎮(zhèn)圈土地利用進(jìn)行定量分析，并在此基礎(chǔ)上研究拉薩-澤當(dāng)城鎮(zhèn)圈土地利用變化的空間格局與時(shí)空特征。結(jié)果表明，近25 a來(lái)，拉薩-澤當(dāng)城鎮(zhèn)圈土地利用變化速度逐步加快，特別是近10 a來(lái)，各類(lèi)用地增減變化明顯，隨著社會(huì)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展和生態(tài)保護(hù)工程的開(kāi)展，研究區(qū)建設(shè)用地、耕地和生態(tài)用地的增加，中、高速區(qū)由拉薩河和雅魯藏布江沿岸向周邊縣域擴(kuò)展。1985—2000，2000—2010年這2段時(shí)期主要以草地、水域和未利用地類(lèi)轉(zhuǎn)化為建設(shè)用地、耕地和林地為主。區(qū)域內(nèi)農(nóng)用地和建設(shè)用地向各縣重點(diǎn)城鎮(zhèn)聚集，生態(tài)用地則向外圍擴(kuò)散。

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Analysis on the Basic Characteristics and Spatial Patterns of Land Use Changes in Lhasa-Tsedang Town Circle from 1985 to 2010

YONGCheng
（College ofPublic Administration，Hohai University，Nanjing210098，China）

Lhasa-Tsedang town circle is the core area of achieving leapfrog development and maintenance of ecological safety.It has an important significance in land use/land cover change on regional land rational use of resources and environmental protection. Based on the data obtained from Lhasa-Tsedang land use data from 1985,2000 and 2010 three Landsat TM/ETMdatabases,its land use/land cover spatial pattern and basic characteristics were studied.The results showed that for years from 1985 to 2010,construction land,forest land continued to increase.As for arable land,waters and unused land,they decreased first and then increased.Grassland continued to shrink.The high-speed zone and mid-speed zone extended from the Yalu Tsangpo River area and the Lhasa River area to the surrounding counties.In both periods,land use was mainly based on changing grassland,waters and unused land into construction land,arable land and forest land.

land use change;spatial pattern;Lhasa-Tsedangtown circle

F301.24

A

1002-2481（2016）04-0536-05

10.3969/j.issn.1002-2481.2016.04.29

2015-12-21

雍城（1990-），男，江蘇常州人，在讀碩士，研究方向：土地利用規(guī)劃與管理。