滕明塔，李旭東，方冰軻，程?hào)|亞，蘆 穎

(貴州師范大學(xué) 地理與環(huán)境科學(xué)學(xué)院，貴州 貴陽(yáng) 550025)

0 引言

地表是人類(lèi)活動(dòng)的主要場(chǎng)所，其覆蓋變化受到自然環(huán)境變化與人類(lèi)活動(dòng)變化的共同影響[1]。進(jìn)入工業(yè)革命以后，人類(lèi)活動(dòng)成為全球環(huán)境變化的主要驅(qū)動(dòng)力，將地球表層系統(tǒng)推向潛在風(fēng)險(xiǎn)區(qū)[2]。地表覆蓋作為地球表層系統(tǒng)的基本組成部分，其變化不僅展示了地表景觀的時(shí)空動(dòng)態(tài)演變，而且記錄了人類(lèi)對(duì)地表的改造過(guò)程，是揭示人地關(guān)系變化的重要途徑，也是全球環(huán)境變化與可持續(xù)發(fā)展研究的主題之一，受到國(guó)內(nèi)外學(xué)者的廣泛重視[3-6]。

當(dāng)前的地表覆蓋變化研究主要圍繞土地利用分類(lèi)[7-8]、變化監(jiān)測(cè)及預(yù)測(cè)[9-12]、生態(tài)環(huán)境影響[13-14]、驅(qū)動(dòng)因素及機(jī)制[15-16]、數(shù)據(jù)集精度評(píng)價(jià)[17-18]等方面展開(kāi)。隨著我國(guó)土地利用轉(zhuǎn)型問(wèn)題日益突出，植被破壞、水土流失、土地荒漠化等生態(tài)環(huán)境問(wèn)題日趨嚴(yán)重[19]，地表覆蓋變化及驅(qū)動(dòng)因素研究逐漸成為關(guān)注的焦點(diǎn)。研究地表覆蓋變化，對(duì)分析地表輻射能量平衡、生物地球化學(xué)循環(huán)、生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能具有積極作用[20]；研究其驅(qū)動(dòng)因素，可揭示土地利用變化規(guī)律、預(yù)測(cè)其變化趨勢(shì)，并為制定相關(guān)政策提供參考信息[21]。探究地表覆蓋變化驅(qū)動(dòng)因素的方法，主要包括主成分分析[17]、回歸分析[22-24]、相關(guān)分析[18]、灰色關(guān)聯(lián)[3]、地理探測(cè)器[25-26]等；其中地理探測(cè)器不僅能進(jìn)行單因子探測(cè)，而且也能進(jìn)行雙因子交互探測(cè)，使其在揭示地表覆蓋變化驅(qū)動(dòng)因素方面得到大量應(yīng)用[25-27]。

自“十一五”規(guī)劃提出城市群是“推進(jìn)城鎮(zhèn)化的主體空間形態(tài)”以來(lái)，城市群功能及作用愈發(fā)受到重視[28]；同時(shí)，作為人類(lèi)社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的高度集聚區(qū)，在城鎮(zhèn)化、工業(yè)化的驅(qū)動(dòng)下生態(tài)環(huán)境破壞日益嚴(yán)重[29]。由此可見(jiàn)，研究城市群地表覆蓋變化，對(duì)城市群土地資源管理、生態(tài)環(huán)境保護(hù)、區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展具有重大意義。目前以城市群作為地表覆蓋變化的研究已取得一定成果，其研究方位從地表覆蓋變化及驅(qū)動(dòng)因素[30-31]，延伸到地表覆蓋變化對(duì)碳儲(chǔ)量[32]、碳效應(yīng)[33]、熱環(huán)境[34-35]、地表徑流[36]、生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值[37-38]等的影響，以上學(xué)者的多視角研究為城市群制定生態(tài)保護(hù)政策及土地利用規(guī)劃提供了有益參考。雖然國(guó)內(nèi)對(duì)城市群的研究逐漸增多，但多選取社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的東部城市群，而對(duì)西部城市群的研究相對(duì)較少。

黔中城市群是中國(guó)西部典型的山地城市群，也是國(guó)家實(shí)施新型城鎮(zhèn)化、長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶和西部大開(kāi)發(fā)戰(zhàn)略的重點(diǎn)區(qū)域[39]。隨著“西部大開(kāi)發(fā)”戰(zhàn)略的實(shí)施及城鎮(zhèn)化、工業(yè)化進(jìn)程的推進(jìn)，促進(jìn)了黔中城市群土地利用轉(zhuǎn)型，但由于區(qū)內(nèi)喀斯特地貌復(fù)雜多樣、生態(tài)環(huán)境脆弱，使得生態(tài)環(huán)境問(wèn)題逐漸突出。本研究試圖用高分辨率數(shù)據(jù)揭示黔中城市群2000—2020年地表覆蓋變化，并利用地理探測(cè)器探究其驅(qū)動(dòng)因素，以期為黔中城市群國(guó)土資源空間優(yōu)化和可持續(xù)發(fā)展提供借鑒。

1 研究區(qū)概況

黔中城市群位于貴州中部，包括貴陽(yáng)市、遵義市、安順市、畢節(jié)市、黔南州、黔東南州中的33個(gè)縣區(qū)，總面積5.38萬(wàn)km2[40](圖1)。地形以巖溶高原為主，平均海拔1 197.6 m，地勢(shì)自西向東遞減。氣候溫暖濕潤(rùn)，多年平均氣溫為10～20 ℃，降水量為1 100～1 300 mm[41]。黔中城市群地形起伏較大，山坡陡峻，土層淺薄，極易發(fā)生水土流失[42]；已有研究表明，城市群有43.91%的地表存在土壤侵蝕[43]。

圖1 黔中城市群區(qū)位示意圖Fig.1 Location map of urban agglomeration in central Guizhou

2 數(shù)據(jù)來(lái)源及研究方法

2.1 數(shù)據(jù)來(lái)源與處理

地表覆蓋數(shù)據(jù)(2000年、2010年、2020年3期)來(lái)源于Globeland 30:全球地理信息公共產(chǎn)品，分辨率為30 m。GlobeLand 30共有10個(gè)一級(jí)地表覆蓋類(lèi)型，黔中城市群共包括耕地、林地、草地、灌木地、濕地、水體、人造地表等在內(nèi)的7個(gè)一級(jí)地表覆蓋類(lèi)型，由于濕地面積不足總面積的0.01%(2000年、2010年、2020年濕地面積占比分別為0.007 4%、0.000 3%、0.000 3%)，因此本研究將濕地并入水體。

2.2 研究方法

2.2.1 地表覆蓋變化動(dòng)態(tài)度分析

地表覆蓋年變化率是某一類(lèi)型土地的變化面積在初期土地面積的變化幅度，通過(guò)地表覆蓋年變化率能夠較好探究地表覆蓋的變化速度[22]。計(jì)算公式為：

(1)

式中：Ki為i類(lèi)地表覆蓋年變化率；Sia為初期第i類(lèi)地表覆蓋面積；Sib為末期第i類(lèi)地表覆蓋面積；T為間隔時(shí)間，單位為年。

2.2.2 地表覆蓋轉(zhuǎn)移分析

轉(zhuǎn)移矩陣能夠定量表現(xiàn)研究范圍內(nèi)地表覆蓋的轉(zhuǎn)移方向和轉(zhuǎn)移面積，可以較好描述地表覆蓋的變化規(guī)律[25]。計(jì)算公式為：

(2)

式中：n為地表覆蓋類(lèi)型總數(shù)；Sij(i=1,…,n,j=1,…,n)為研究期內(nèi)第i類(lèi)地表覆蓋類(lèi)型向第j類(lèi)地表覆蓋類(lèi)型轉(zhuǎn)化的總面積[44]。

2.2.3 地表覆蓋變化驅(qū)動(dòng)因素分析

根據(jù)地表覆蓋的分布及變化情況，選擇研究區(qū)內(nèi)的耕地、林地、草地、水體、人造地表等5種變化明顯的地表覆蓋進(jìn)行驅(qū)動(dòng)因素分析。地表覆蓋變化受到自然環(huán)境限制及人類(lèi)活動(dòng)的共同影響，需從多方面探究不同因素對(duì)地表覆蓋變化的影響。參考已有研究成果[22,25-27]，并根據(jù)數(shù)據(jù)的可獲得性、量化性，從地形、氣候、人口、經(jīng)濟(jì)、交通、政策等方面選擇12個(gè)二級(jí)指標(biāo)(表1)。在研究時(shí)段內(nèi)，由于黔中城市群有行政區(qū)劃調(diào)整(涉及貴陽(yáng)市花溪、觀山湖、烏當(dāng)區(qū)以及遵義市紅花崗、匯川、播州區(qū))，為保證數(shù)據(jù)的完整性與統(tǒng)一性，同時(shí)也為更好地進(jìn)行分析，以地表覆蓋2000—2020年變化率作為因變量，以2020年作為自變量的時(shí)間節(jié)點(diǎn)。

表1 驅(qū)動(dòng)因素選擇、釋義及來(lái)源Tab.1 Selection interpretation and sources of driving factors

1)因子探測(cè)：探測(cè)因變量Y的空間分異性以及自變量X對(duì)因變量Y的空間分異作用[45-46]，作用力大小用q值表示。計(jì)算公式為：

(3)

2)交互探測(cè)：識(shí)別2個(gè)自變量X對(duì)因變量Y的共同作用，共有5種交互作用類(lèi)型(表2)。

表2 交互作用類(lèi)型Tab.2 Types of interactions

3 地表覆蓋變化特征

3.1 地表覆蓋時(shí)空變化

從空間分布來(lái)看，黔中城市群以耕地、林地、草地為主，3種地表覆蓋呈細(xì)碎條帶狀交錯(cuò)分布的特征(圖2)。林地在城市群南部、西北部相對(duì)集中，耕地在西部分布范圍較廣，草地在東北部分布面積較大；水體以點(diǎn)線狀分布于河流、水庫(kù)，灌木地以散點(diǎn)狀分布于城市群西部，人造地表以點(diǎn)、塊狀集中于城市。從變化情況來(lái)看，城市群總體以耕地、林地、草地收縮，灌木地、水體、人造地表擴(kuò)張為主要趨勢(shì)(表3)。耕地、草地為連續(xù)收縮，林地為先擴(kuò)張后收縮，面積分別減少517.36 km2、644.08 km2、169.13 km2；灌木地為先擴(kuò)張后收縮，水體為先收縮后擴(kuò)張，人造地表為連續(xù)擴(kuò)張，面積分別增加7.11 km2、142.51 km2、1 180.96 km2。2000—2020年城市群水體、人造地表空間擴(kuò)張具有顯著的地域性特征，水體主要在河流周邊擴(kuò)張，人造地表主要在城市周邊擴(kuò)張(圖2)。近年城市群在河流上新建水庫(kù)、水電站，促進(jìn)了水體面積增長(zhǎng)；同時(shí)，在城鎮(zhèn)化、工業(yè)化進(jìn)程的推動(dòng)下，城市群城市建成區(qū)規(guī)模及道路交通設(shè)施發(fā)展迅速，使得人造地表在城市周邊不斷擴(kuò)張。2000—2020年人造地表增長(zhǎng)速度呈先慢后快的特征，原因?yàn)椋喝丝谠鲩L(zhǎng)及城鎮(zhèn)化進(jìn)程不同，2000—2010年人口增長(zhǎng)及城鎮(zhèn)化進(jìn)程較慢，使得人造地表增長(zhǎng)速度相對(duì)較慢；2010—2020年人口增長(zhǎng)及城鎮(zhèn)化進(jìn)程加快，促進(jìn)了人造地表快速擴(kuò)張。

圖2 2000—2020年地表覆蓋空間分布Fig.2 Spatial distribution of land cover from 2000 to 2020

表3 2000—2020年地表覆蓋變化Tab.3 Changes in land cover of urban agglomerations from 2000 to 2020

3.2 地表覆蓋轉(zhuǎn)移特征

總體來(lái)看，20年間黔中城市群共有9 146.87 km2的土地發(fā)生轉(zhuǎn)移，流轉(zhuǎn)方向主要表現(xiàn)為：草地流向林地、人造地表、耕地、水體，林地流向耕地、人造地表、水體，耕地流向人造地表、水體(表4)。2000—2020年草地向林地、人造地表、耕地、水體凈流出面積(a向b凈流出面積=a向b流出面積-a向b流入面積)分別為263.52 km2、167.18 km2、141.54 km2、67.88 km2；林地向耕地、人造地表、水體凈流出面積分別為255.38 km2、149.35 km2、58.00 km2；耕地向人造地表、水體凈流出面積為825.91 km2、60.00 km2。可見(jiàn)，該時(shí)期土地流轉(zhuǎn)方向總體為：耕地、林地、草地、人造地表、水體之間相互轉(zhuǎn)換，以耕地、林地、草地流向人造地表、水體為主，其中水體主要從草地流入，人造地表主要從耕地流入。人造地表增加的面積主要從耕地流入，一是因?yàn)楦叵鄬?duì)平坦，開(kāi)發(fā)利用難度較低；二是因?yàn)楦囟喾植加谌丝诰奂瘏^(qū)附近，便于開(kāi)發(fā)利用。

從不同時(shí)段上看，城市群土地轉(zhuǎn)移面積呈先小后大的特點(diǎn)，2000—2010年發(fā)生轉(zhuǎn)移的面積為2 932.62 km2，2010—2020年發(fā)生轉(zhuǎn)移的面積為8 456.54 km2(表4)。2000—2010年地表覆蓋流轉(zhuǎn)方向主要表現(xiàn)為：草地流向林地，耕地流向灌木地。該時(shí)期受全面“退耕還林”政策影響，促進(jìn)了草地、耕地向林地、灌木地流出。2010—2020年地表覆蓋流轉(zhuǎn)方向主要表現(xiàn)為：草地流向耕地、人造地表、水體，耕地流向人造地表、水體，林地流向耕地、人造地表、草地、水體。由于該時(shí)期受修建水庫(kù)、人口增長(zhǎng)、城鎮(zhèn)化及工業(yè)化影響，不僅促進(jìn)了人造地表、水體從其他地類(lèi)流入，也導(dǎo)致地類(lèi)間相互流轉(zhuǎn)的面積大大增加。

表4 2000—2020年地表覆蓋轉(zhuǎn)移矩陣Tab.4 Land cover transition matrix from 2000 to 2020 單位：km2

3.3 地表覆蓋變化的空間異質(zhì)性特征

由于灌木地僅在個(gè)別縣區(qū)分布，再加之灌木地變化不大，因此本研究著重探究耕地、林地、草地、水體、人造地表近20年的空間變化特征。耕地為先大范圍擴(kuò)張后大范圍收縮變化，總體呈東南角擴(kuò)張其余各地收縮的特征，見(jiàn)圖3(a)。耕地在都勻、福泉、麻江、凱里等地?cái)U(kuò)張主要得益于該地海拔較低、良好的水熱組合，再加之較低的人口密度從而使得耕地?cái)U(kuò)張潛力較大。林地為先大范圍擴(kuò)張后再全域范圍收縮，總體呈北部擴(kuò)張南部收縮的特點(diǎn)，見(jiàn)圖3(b)。研究區(qū)北部地形起伏較大且為赤水河流域、烏江流域重要的生態(tài)保護(hù)地，因而林地?cái)U(kuò)張較為迅速；都勻、麻江、貴定等地則主要是由于耕地、草地?cái)U(kuò)張?jiān)斐闪值厥湛s。草地為先大范圍收縮后再全域收縮，呈整體收縮、局部擴(kuò)張的特征，見(jiàn)圖3(c)。由于城市群大量的草地向林地、人造地表、耕地、水體流出，導(dǎo)致草地在研究范圍內(nèi)整體收縮。水體為先小范圍擴(kuò)張后再大范圍擴(kuò)張，呈整體擴(kuò)張、局部收縮的特征，見(jiàn)圖3(d)。水體變化主要是由于近20年新修水庫(kù)、水電站影響，導(dǎo)致水體面積在城市群各地有不同程度增長(zhǎng)。人造地表總體為連續(xù)增長(zhǎng)，并呈全域擴(kuò)張趨勢(shì)，見(jiàn)圖3(e)。受城鎮(zhèn)化、工業(yè)化進(jìn)程的推進(jìn)，促進(jìn)了人造地表在各地區(qū)面積擴(kuò)張，但由于地區(qū)資源稟賦、地理發(fā)展區(qū)位差異，導(dǎo)致人造地表空間擴(kuò)張速度差異較大。

圖3 2000—2020年不同地表覆蓋年變化率空間分布示意圖Fig.3 Spatial distribution of different land cover change rates from 2000 to 2020

4 地表覆蓋驅(qū)動(dòng)因素分析

4.1 因子探測(cè)結(jié)果

黔中城市群地表覆蓋變化受地形、氣候、人口、經(jīng)濟(jì)、交通、政策等因素的共同影響和制約，但不同因素對(duì)地表覆蓋影響強(qiáng)度有差異(表5)。

表5 2000—2020 年黔中城市群地表覆蓋變化因子探測(cè)Tab.5 Detection of land cover change factors of urban agglomeration in central Guizhou from 2000 to 2020

耕地變化受到多因素的共同影響，從q值來(lái)看，城鎮(zhèn)化率(0.595)>坡度(0.555)>公路密度(0.544)>人口密度(0.526)>二三產(chǎn)業(yè)占比(0.448)，說(shuō)明城鎮(zhèn)化率是導(dǎo)致耕地變化的主導(dǎo)因素，其次為坡度、公路密度、人口密度、二三產(chǎn)業(yè)占比。社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展是目前城市群耕地變化的主要驅(qū)動(dòng)力，城鎮(zhèn)化率、二三產(chǎn)業(yè)占比的提高促進(jìn)了城鄉(xiāng)人口結(jié)構(gòu)及經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變，公路密度、人口密度的上升對(duì)耕地施加巨大的壓力，以上因素均會(huì)加速耕地向建設(shè)用地轉(zhuǎn)型。地形地貌狀況是耕地變化的基礎(chǔ)條件，坡度是影響地區(qū)開(kāi)展生產(chǎn)活動(dòng)的重要因素，研究區(qū)山地廣布，坡度總體較高，導(dǎo)致耕地變化受坡度影響較大。

林地變化主要受地區(qū)生產(chǎn)總值、坡度影響，作用力大小為：地區(qū)生產(chǎn)總值(0.798)=坡度(0.798)，說(shuō)明地區(qū)生產(chǎn)總值、坡度共同主導(dǎo)了林地變化。經(jīng)濟(jì)發(fā)展在不同階段對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響不同，當(dāng)?shù)貐^(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平較低時(shí)，生態(tài)環(huán)境效益會(huì)放在次要位置，在社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展過(guò)程中會(huì)對(duì)林地造成一定負(fù)面影響。坡度是影響地區(qū)水土保持的重要因素，在坡度較高的區(qū)域進(jìn)行退耕還林、植樹(shù)造林等生態(tài)保護(hù)措施會(huì)促進(jìn)林地?cái)U(kuò)張，因而坡度對(duì)林地變化起到一定正向影響。黔中城市群社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展相對(duì)落后，并且山地廣布，坡度較高，因而林地變化受地區(qū)生產(chǎn)總值、坡度的影響最大。

草地變化受人口總數(shù)、二三產(chǎn)業(yè)占比、坡度影響，作用力大小為：人口總數(shù)(0.532)>二三產(chǎn)業(yè)占比(0.494)>坡度(0.470)，說(shuō)明人口是草地面積減少的主導(dǎo)因素，其次為產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)水平、坡度。地區(qū)人口增長(zhǎng)及產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)水平的提高會(huì)促進(jìn)人造地表與耕地?cái)U(kuò)張，一方面，為滿足社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的需要會(huì)新增大量人造地表；另一方面，為滿足日益增加的人口需求會(huì)促進(jìn)耕地?cái)U(kuò)張，因此人口增長(zhǎng)及產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)水平的提高會(huì)促使草地面積減少。坡度則通過(guò)對(duì)人類(lèi)的生產(chǎn)、生活及對(duì)地區(qū)水土保持的影響，從而對(duì)草地變化施加作用。

水體變化主要受海拔、坡度、年降水量、人口總數(shù)、人口密度、公路密度、生產(chǎn)總值、政策影響，其中政策是主導(dǎo)驅(qū)動(dòng)因素(0.821)，坡度(0.508)、海拔(0.506)、人口密度(0.409)、公路密度(0.398)、地區(qū)生產(chǎn)總值(0.375)、年降水量(0.334)、人口總數(shù)(0.188)是次要因素?！拔鞑看箝_(kāi)發(fā)”戰(zhàn)略的實(shí)施促進(jìn)“西電東送”工程的開(kāi)展，推動(dòng)了貴州烏江、北盤(pán)江上游區(qū)域水電開(kāi)發(fā)，新建了諸如洪家渡、構(gòu)皮灘、引子渡等水電站，致使城市群水體面積增長(zhǎng)。坡度、海拔對(duì)水體變化也具有重要影響，主要是由于修建水庫(kù)受地形條件限制影響較大。

人造地表變化受坡度、地區(qū)生產(chǎn)總值影響，其中坡度是主要驅(qū)動(dòng)因素(0.398)，地區(qū)生產(chǎn)總值是次要驅(qū)動(dòng)因素(0.317)。坡度是影響人類(lèi)宜居選址以及開(kāi)展生產(chǎn)建設(shè)活動(dòng)的重要因素，隨坡度上升對(duì)人類(lèi)活動(dòng)的限制性作用不斷增強(qiáng)；經(jīng)濟(jì)發(fā)展是人造地表擴(kuò)張的重要驅(qū)動(dòng)力，經(jīng)濟(jì)發(fā)展越快會(huì)促進(jìn)人造地表增長(zhǎng)越快。坡度對(duì)人造地表的影響大于地區(qū)生產(chǎn)總值，說(shuō)明地形的限制性作用大于經(jīng)濟(jì)發(fā)展的促進(jìn)性作用，地形是制約黔中城市群人造地表擴(kuò)張的主要障礙。

4.2 交互作用結(jié)果

2000—2020年，黔中城市群各地表覆蓋變化驅(qū)動(dòng)因素交互探測(cè)結(jié)果多數(shù)為增強(qiáng)效果，表明因素間的交互作用對(duì)城市群地表覆蓋變化有不同程度增強(qiáng)，是地形、氣候、人口、經(jīng)濟(jì)、交通、政策等因素疊加作用的結(jié)果(圖4)。耕地變化中，交互作用類(lèi)型以雙因子增強(qiáng)及非線性增強(qiáng)為主，表明相較于單因素，因素間的交互作用對(duì)耕地影響有一定加強(qiáng)，同時(shí)也表明耕地變化是多種因素疊加作用的結(jié)果[25]。在交互作用中，坡度與人口總數(shù)交互作用的q值最大，為0.816，說(shuō)明在地形條件及人口活動(dòng)的共同作用下，主導(dǎo)了該時(shí)期耕地變化；同時(shí)也說(shuō)明，地形條件及人口活動(dòng)對(duì)耕地影響最顯著。林地變化中，交互作用類(lèi)型的增強(qiáng)效果與減弱效果數(shù)量大體一致，并且減弱效果主要分布在海拔、坡度、氣溫、經(jīng)濟(jì)總量與其他因素交互作用中；表明在海拔、坡度、氣溫、經(jīng)濟(jì)總量的作用下，減弱了其他因素對(duì)林地的影響。在交互作用中，城鎮(zhèn)化率與人均GDP交互作用的q值最大，為0.589，說(shuō)明該時(shí)期受城鄉(xiāng)人口轉(zhuǎn)型及經(jīng)濟(jì)發(fā)展的影響，主導(dǎo)了該期林地的變化。草地變化中，交互類(lèi)型多為雙因子增強(qiáng)及非線性增強(qiáng)，表明因素間的交互作用對(duì)草地影響有一定增強(qiáng)，將會(huì)加劇草地變化。在交互作用中，坡度、人口總數(shù)與其他因素的交互作用的q值相對(duì)較高，說(shuō)明坡度、人口總數(shù)在交互作用中主導(dǎo)了草地變化；其中人口總數(shù)和公路密度交互作用的q值最大，為0.814，表明人類(lèi)的社會(huì)活動(dòng)是造成城市群草地面積減少的最重要原因。水體變化中，交互類(lèi)型多數(shù)為雙因子增強(qiáng)及非線性增強(qiáng)，但政策與其他因素的交互作用結(jié)果對(duì)水體影響多呈減弱效果，一方面說(shuō)明水體變化受政策主導(dǎo)，另一方面說(shuō)明政策減弱了其他因素對(duì)水體的影響。在交互作用中，坡度與政策交互作用的q值最大，為0.925，主要是由于修建水庫(kù)受到地貌條件限制及政策的共同影響，因而兩者的交互作用對(duì)水體變化影響最大。人造地表變化中，交互作用多為增強(qiáng)效果，而q值交互作用減弱區(qū)主要集中在地形與其他的因素交互作用中，說(shuō)明地形減弱了其他因素對(duì)人造地表的影響。在交互作用中，氣溫與人均GDP交互作用的q值最大，為0.735，說(shuō)明氣候與經(jīng)濟(jì)的交互作用主導(dǎo)了該時(shí)期人造地表的變化。

圖4 2000—2020年黔中城市群地表覆蓋變化驅(qū)動(dòng)因子交互探測(cè)結(jié)果Fig.4 Interaction detection results of driving factors of land cover change in the urban agglomeration in central Guizhou from 2000 to 2020

5 結(jié)論、討論與建議

5.1 結(jié)論

1)耕地、林地、草地為黔中城市群主要地表覆蓋類(lèi)型，期內(nèi)以耕地、林地、草地收縮，灌木地、水體、人造地表擴(kuò)張為主要變化趨勢(shì)；其中水體主要在河流周邊擴(kuò)張，人造地表主要在城市周邊擴(kuò)張。

2)地表覆蓋轉(zhuǎn)移面積呈現(xiàn)出先小后大特征，2000—2010有2 932.62 km2的地表覆蓋發(fā)生轉(zhuǎn)移，2010—2020年有8 456.54 km2發(fā)生轉(zhuǎn)移；20年間共有9 146.87 km2的地表覆蓋發(fā)生轉(zhuǎn)變，流轉(zhuǎn)方向總體表現(xiàn)為：草地流向林地、人造地表、耕地、水體，林地流向耕地、人造地表、水體，耕地流向人造地表。

3)耕地呈東南角擴(kuò)張其余各地收縮的空間變化特征，林地為北部擴(kuò)張南部收縮的特點(diǎn)，草地在空間上呈整體收縮、局部擴(kuò)張的特征，水體為整體擴(kuò)張、局部收縮，人造地表呈全域擴(kuò)張趨勢(shì)。

4)黔中城市群地表覆蓋變化受自然條件與社會(huì)經(jīng)濟(jì)因素的共同作用。耕地變化受地形、人口、經(jīng)濟(jì)、交通等的影響，并且驅(qū)動(dòng)因素間的交互作用起增強(qiáng)效果，其中坡度與人口總數(shù)交互作用的q值最大。林地、人造地表變化受地形與經(jīng)濟(jì)影響，并且驅(qū)動(dòng)因素的交互作用以增強(qiáng)為主；交互作用中，林地受城鎮(zhèn)化率與人均GDP的交互影響最大，人造地表受氣溫與人均GDP的交互作用影響最大。草地變化受地形、人口、經(jīng)濟(jì)影響，驅(qū)動(dòng)因素間的交互作用對(duì)草地的影響總體呈加強(qiáng)狀態(tài)，其中人口總數(shù)和公路密度的交互作用對(duì)草地影響最大；水體變化受政策影響最大，但地形、氣候、人口、經(jīng)濟(jì)等因素也對(duì)水體變化起到一定作用，因素間的交互作用總體呈增強(qiáng)效果，但政策與其他因素的交互作用對(duì)水體的作用強(qiáng)度有一定減弱，而坡度與政策的交互作用對(duì)水體變化的影響最顯著。

5.2 討論

地表覆蓋變化受到自然環(huán)境變化及人類(lèi)活動(dòng)變化的共同影響，但隨著人類(lèi)開(kāi)發(fā)改造能力不斷增強(qiáng)，人類(lèi)活動(dòng)逐漸成為地表覆蓋變化的主要原因。自然環(huán)境是塑造黔中城市群地表覆蓋的基礎(chǔ)條件，黔中城市群海拔較高、山地廣布、水熱條件較好適合林地、草地分布。但近年來(lái)，由于社會(huì)經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展，促進(jìn)了人造地表空間擴(kuò)張，由此導(dǎo)致草地、林地等生態(tài)用地顯著減少，說(shuō)明該地的生態(tài)環(huán)境有惡化趨勢(shì)，與李俐瓏[47]等學(xué)者的研究基本一致。但與李俐瓏不同的是，本研究的林地呈減少趨勢(shì)而非增加趨勢(shì)，主要為數(shù)據(jù)分辨率及土地分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)不同，因此與其研究結(jié)果有所區(qū)別。

地表覆蓋變化是環(huán)境變化的縮影，是生態(tài)系統(tǒng)評(píng)估、氣候變化模擬、地理國(guó)情監(jiān)測(cè)、宏觀調(diào)控分析等必不可少的參考信息[19]。文章基于地表覆蓋數(shù)據(jù)，分析黔中城市群2000—2020年地表覆蓋變化及驅(qū)動(dòng)因素，為該地生態(tài)環(huán)境狀況評(píng)估，生態(tài)保護(hù)、土地利用規(guī)劃政策制定提供了一定借鑒。但文章也有些許不足，雖然從政策中選擇了“西電東送”政策，但并未對(duì)其他政策進(jìn)行選擇。黔中城市群是“西部大開(kāi)發(fā)”戰(zhàn)略的重點(diǎn)區(qū)域，也是我國(guó)實(shí)施退耕還林進(jìn)行生態(tài)保護(hù)的重點(diǎn)地區(qū)，不同政策均會(huì)對(duì)該區(qū)地表覆蓋產(chǎn)生變化，未來(lái)有必要探索不同政策對(duì)黔中城市群地表覆蓋變化的影響，以期為政策制定及評(píng)估提供參考。

5.3 建議

通過(guò)探究發(fā)現(xiàn)，地形對(duì)耕地、林地、草地、水體、人造地表的變化均具有重要影響，在黔中城市群地表覆蓋變化中起到重要作用，因此在區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展過(guò)程中需更加重視地形地貌條件。建議：1)將退耕還林補(bǔ)助方式多元化、完善退耕還林補(bǔ)助標(biāo)準(zhǔn)的價(jià)值評(píng)估體系，深入推進(jìn)退耕還林還草工程[48]；2)合理安排生態(tài)、生產(chǎn)、生活用地的空間分布，加強(qiáng)烏蒙山—苗嶺、大婁山生態(tài)屏障建設(shè)，持續(xù)發(fā)揮城鎮(zhèn)在區(qū)域發(fā)展中的生產(chǎn)與生活功能；3)融入可持續(xù)發(fā)展理念，劃定城市群開(kāi)發(fā)邊界，控制城市的用地規(guī)模與用地強(qiáng)度；4)加強(qiáng)城市間的協(xié)同，加強(qiáng)城市間的生態(tài)環(huán)境治理，促進(jìn)中小城市社會(huì)經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)發(fā)展；5)在開(kāi)發(fā)重大建設(shè)項(xiàng)目前需向有關(guān)專家進(jìn)行論證，并對(duì)生態(tài)環(huán)境影響進(jìn)行評(píng)估，堅(jiān)持生態(tài)保護(hù)優(yōu)先的開(kāi)發(fā)理念。