王嬌嬌 羅婭 薛習(xí)習(xí) 婁晶智

(貴州師范大學(xué)地理與環(huán)境科學(xué)學(xué)院，貴州 貴陽(yáng) 555000)

引言

土地資源是人類(lèi)賴(lài)以生存的資源，人類(lèi)的一切活動(dòng)都離不開(kāi)土地資源，隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的不斷發(fā)展，土地資源的利用方式變得多樣化，而土地資源是有限的。因此，了解土地資源的變化情況，對(duì)于合理利用土地資源具有重要的指導(dǎo)意義。

目前，對(duì)于土地利用變化的研究主要集中在某一特定區(qū)域在多年間的土地利用變化，如Liu等[1]研究了全國(guó)土地利用變化情況，結(jié)果表明，全國(guó)的土地利用變化存在著區(qū)域差異。李威等[2]通過(guò)研究長(zhǎng)江流域1980—2015年的土地利用變化情況，得出長(zhǎng)江流域的農(nóng)業(yè)用地在不斷減少。伍星等[3，4]對(duì)長(zhǎng)江流域上游的土地利用進(jìn)行了研究，結(jié)果表明，2000年以后，長(zhǎng)江流域的建設(shè)用地逐漸增加。馬歡等[6]研究了赤水河流域1900—2018年的土地利用變化，結(jié)果表明，各類(lèi)用地在不同階段的變化情況不同，林地和建設(shè)用地在2015—2018年變化最為明顯，林地與旱地間的轉(zhuǎn)化在2006—2015年高于1990—2000年。

總而言之，在長(zhǎng)時(shí)間序列中，各個(gè)區(qū)域的土地利用程度或方式都會(huì)呈現(xiàn)不同程度的變化，從旱地轉(zhuǎn)化為林地，或者建設(shè)用地。但是對(duì)于用于復(fù)雜地貌的赤水河流域而言，在長(zhǎng)時(shí)間序列中的土地利用變化規(guī)律可能有所不同。原因在于赤水河流域既具有喀斯特地貌，也有非喀斯特地貌，所以研究赤水河流域的土地利用變化，對(duì)于合理利用喀斯特與非喀斯特地區(qū)的土地資源具有十分重要的研究意義。

本文旨在通過(guò)分析赤水河流域不同巖性下的土地利用變化情況，對(duì)于合理利用喀斯特和非喀斯特的土地資源具有一定的指導(dǎo)意義，也為相關(guān)部門(mén)的國(guó)土規(guī)劃提供一定的理論參考。本文主要運(yùn)用對(duì)比分析法和GIS空間分析法。

1 研究區(qū)概況與方法

1.1 研究區(qū)概況

赤水河流域位于四川、云南、貴州3省交界處，如圖1所示，赤水河流域包含了4個(gè)市和16個(gè)縣級(jí)(市、區(qū))行政單位，屬長(zhǎng)江流域的支流之一，總長(zhǎng)度為436.5km，流域總面積為2.04萬(wàn)km2[5]。

圖1 赤水河流域行政區(qū)劃[6]

貴州省段的赤水河流域坐落于貴州省北部，面積為11392km2，途經(jīng)畢節(jié)的七星關(guān)區(qū)、大方縣、金沙縣和遵義的播州區(qū)、匯川區(qū)、習(xí)水縣、赤水市、仁懷市[7]。如圖2所示，貴州段的赤水河流域呈現(xiàn)出西南高西北低、中部地勢(shì)稍平穩(wěn)的地勢(shì)地貌分布格局。

圖2 赤水河流域貴州段區(qū)位圖

如圖3所示，赤水河流域貴州段的巖性主要分為3大類(lèi)，喀斯特、亞喀斯特和非喀斯特，非喀斯特主要分布在西北部的赤水市，在仁懷市和桐梓縣等零星分布，喀斯特地區(qū)主要分在七星關(guān)區(qū)、大方縣、金沙縣等，亞喀斯特地區(qū)主要分布在習(xí)水縣、桐梓縣等。

圖3 赤水河流域的巖性分布

1.2 研究方法

本文主要采用對(duì)比法對(duì)比分析赤水河流域貴州段在2000—2005年、2005—2010年的土地利用變化的規(guī)律；空間分析法，GIS作為空間作為分析工具，對(duì)土地利用數(shù)據(jù)進(jìn)行掩膜提取分析、土地利用轉(zhuǎn)移矩陣分析等，分析了2000—2005年、2005—2010年赤水河流域(貴州段)土地利用變化的情況。

2 結(jié)果分析

2.1 土地利用空間分布

用Argis 10.7參照土地利用分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)赤水河流域貴州段的土地利用進(jìn)行重分類(lèi)，將赤水河的土地利用類(lèi)型分為6類(lèi)，包含耕地、林地、草地、水域、建設(shè)用地和其他用地。如圖4所示，赤水河流域貴州段的林地主要分布在西北部和西南部，中部和南部有零星分布。湖泊、流域的分布情況基本呈現(xiàn)出沿著赤水河流域的分布格局，但是整體占的面積不大。建設(shè)用地主要分布在赤水河流域的中部和南部，占了很少的比例。其他用地，如旱地和裸地主要分布在中部，且占了很大的面積。總體而言，赤水河流域貴州段的土地利用主要以林地為主，其次為其他用地，湖泊流域第3，建設(shè)用地最少。

圖4 赤水河流域土地利用類(lèi)型分布

2.2 2000—2010年土地利用面積變化

如表1所示，赤水河流域自2000—2010年，耕地和林地變化的幅度最大，分別變化了489.65km2和392.96km2，即在10年間赤水河流域貴州段耕地面積減少了489.65km2，而林地增加了392.96km2，其中草地和其他用地分別增加了88.83km2和0.17km2，水域較2010年減少了0.02km2，建設(shè)用地的變化幅度不大，僅增加了0.17km2?？傮w來(lái)說(shuō)，赤水河流域在這10年土地利用變化的幅度相對(duì)較小，都是在草地、耕地、林地、水域、建設(shè)用地和其他用地這6種用地間相互轉(zhuǎn)換，并沒(méi)有新增加其他的土地利用類(lèi)型。2000—2010年林地面積呈現(xiàn)減少的趨勢(shì)，但是整體來(lái)看，赤水市和習(xí)水縣林地所占的面積是最多的。建設(shè)用地主要沿赤水河流域分布，面積上并沒(méi)有很大的變化。2000—2010年未利用地的面積在減少。

表1 2000年和2010年赤水河流域土地利用結(jié)構(gòu)

2.3 不同巖性上的土地利用分布

對(duì)赤水河流域的巖性進(jìn)行重分類(lèi)，將亞喀斯特地區(qū)納入喀斯特地區(qū)范圍類(lèi)，即將貴州段的赤水河流域分為喀斯特和非喀斯特2種巖性。如圖5所示，赤水河流域的喀斯特巖性上主要分布有耕地、林地和草地3類(lèi)，而建設(shè)用地和水域分布較少。非喀斯特巖性主要分布在貴州西北部，其建設(shè)用地、林地和草地大面積分布，但是在中部，耕地、草地和林地等都是零星分布。2000年喀斯特巖性地區(qū)的林地和草地較非喀斯特巖性地區(qū)而言都是獨(dú)立分布，并沒(méi)有成片分布，如圖5a?？λ固貛r性地區(qū)耕地所占的面積雖多，但是也都是呈分散分布，很難形成規(guī)模，建設(shè)用地主要分布在耕地較多的區(qū)域。如圖5b所示，非喀斯特地區(qū)的土地利用類(lèi)型在西北部呈現(xiàn)面狀分布，在中部和西南部呈現(xiàn)出線(xiàn)狀分布，在這些地區(qū)的耕地、林地和草地也是零星分布。

圖5 2000年赤水河流域不同巖性土地利用分布

2010年喀斯特巖性地區(qū)的林地和草地明顯增多，耕地面積有所減少，但變化不明顯，水域面積減少了0.02km2，林地面積主要在北部和西南部增加，草地面積主要在中部增加了很多，建設(shè)用地面積保持不變，如圖6a所示。在非喀斯特巖性地區(qū)，西北部和中部的耕地大面積減少，林地和草地面積增加，建設(shè)用地面積也有微小的變化。因此，從2000—2010年這10年不同巖性上的土地利用特征來(lái)看，喀斯特巖性地區(qū)的耕地較非喀斯特地區(qū)面積較大，雖然其林地和草地的面積比非喀斯特巖性地區(qū)多，但是基本上呈現(xiàn)出零星分布。對(duì)于非喀斯特巖性的地區(qū)而言，西北部的林地、草地和耕地緊密分布，建設(shè)用地也主要分布在西北部，在非喀斯特巖性地區(qū)的耕地和林地因被喀斯特巖性地區(qū)切割，而呈現(xiàn)出零星分布，如圖6b。

圖6 2010年赤水河流域不同巖性土地利用分布

2.4 土地利用轉(zhuǎn)移分析

在Arcgs 10.7中通過(guò)重分類(lèi)、柵格轉(zhuǎn)面、融合、相交、導(dǎo)出轉(zhuǎn)移矩陣，最后得出2000—2010年赤水河流域土地利用變化規(guī)律。由表2可知，草地的面積增加了88km2，主要由耕地和水域等轉(zhuǎn)化而來(lái)。耕地面積變化幅度較大，從3203.85km2減少到2174.42km2，減少了489km2，主要轉(zhuǎn)變成了林地、草地和建設(shè)用地。建設(shè)用地的面積微增，僅增加了7.91km2，由林地和水域轉(zhuǎn)化而成。林地增加了392km2，從2000年的6515.95km2增加到2010年的6908.88km2，耕地很大程度上都轉(zhuǎn)化成了林地，還有59.73km2的草地也轉(zhuǎn)化成了林地。在其他用地當(dāng)中，由于草地和耕地很少一部分面積的轉(zhuǎn)化，使得其他用地的面積有所增加，10年間增加了0.17km2。水域的面積在2000—2010年減少了0.02km2。

表2 2000年和2010年赤水河流域土地利用轉(zhuǎn)移矩陣

3 討論

3.1 不同巖性土地利用差異分析

由圖3可知，赤水河流域貴州段的巖性主要分為3類(lèi)，典型喀斯特、亞喀斯特和非喀斯特，在Arcgis10.7中運(yùn)用重分類(lèi)，將赤水河流域貴州段分為喀斯特和非喀斯特2種類(lèi)型。用提取和掩模處理，將喀斯特巖性地區(qū)和非喀斯特地區(qū)分開(kāi)，分別與2000年和2010年的土地利用類(lèi)型做掩模處理，得到圖5和圖6。如圖5a、圖5b所示，喀斯特地區(qū)主要分布林地和草地以及建設(shè)用地，由于喀斯特巖性地區(qū)存在獨(dú)特的巖溶干旱和地下地表二元結(jié)構(gòu)[8]，地表破碎，都呈現(xiàn)破碎狀分布。非喀斯特地區(qū)由于受到破碎的喀斯特地區(qū)的影響，其中部呈現(xiàn)破碎狀分布。在未受到喀斯特地區(qū)影響的西北部，林地、草地和建設(shè)用地均呈現(xiàn)出連續(xù)分布的格局，且占的面積較大。

3.2 赤水河流域土地利用轉(zhuǎn)化分析

2000—2010年，赤水河流域貴州段的土地利用并沒(méi)有很大的變化，均為耕地轉(zhuǎn)林地，耕地轉(zhuǎn)草地。建設(shè)用地和水域這種需要完全改變地貌格局的土地類(lèi)型的面積沒(méi)有十分明顯的增加。如表1所示，在10年間，土地利用類(lèi)型變化最大的是耕地，其次是林地，草地次之。如表2所示，在耕地減少的489.65km2中，絕大部分都轉(zhuǎn)化成了林地，其次為草地。林地增加的392.92km2中，很大部分來(lái)自耕地，少部分來(lái)自水域。在這10年間林地面積得以不斷擴(kuò)大，耕地面積不斷減少原因是國(guó)家出臺(tái)的退耕還林政策，加之喀斯特地區(qū)的土地分散，耕地很難形成形規(guī)模，單靠種植糧食很難維持當(dāng)?shù)厝说幕旧?jì)，因此，年輕人選擇外出務(wù)工，而留在家里的老年人勞動(dòng)力有限，使得大面積的耕地?zé)o人種植，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的丟荒，土地逐漸由耕地演化為草地或者林地。

3.3 不確定性

本文基于2000—2010年赤水河流域貴州段的土地利用數(shù)據(jù)和巖性數(shù)據(jù)，對(duì)研究區(qū)喀斯特與非喀斯特地區(qū)2000—2010年的土地利用變化情況進(jìn)行分析，但是研究只考慮了赤水河流域貴州段的土地利用變化情況，所得結(jié)論僅能代表貴州段赤水河流域的情況，并不能代表整個(gè)赤水河流域的土地利用情況，因此未來(lái)可能將從整個(gè)流域尺度來(lái)考慮。

3.4 運(yùn)用價(jià)值

本研究分析了赤水河流域(貴州段)2000—2010年的土地利用情況，在此基礎(chǔ)上又將赤水河流域分為喀斯特巖性地區(qū)和非喀斯特巖性地區(qū)，這樣能了解到巖性是否會(huì)影響土地利用方式，結(jié)果是顯而易見(jiàn)的，這對(duì)于國(guó)土部門(mén)因地制宜地利用土地資源具有很強(qiáng)的理論指導(dǎo)意義。

4 結(jié)論

本文借助Arcgis 10.7工具，對(duì)赤水河流域貴州段2000—2020年的土地利用進(jìn)行了分析，得到以下結(jié)論。

2000—2010年赤水河流域貴州段的土地利用面積變化最大是耕地和林地，其中耕地減少了489.65km2，林地增加了392.96km2；喀斯特巖性地區(qū)的耕地面積較非喀斯特面積較大，但是呈現(xiàn)零星分布，很難形成規(guī)模，主要分布在赤水河流域貴州段的西北部；草地和林地在非喀斯特地區(qū)的西北部連片分布，但是在中部，由于受喀斯特地區(qū)的阻隔，也呈現(xiàn)出零星分布的格局；水域、草地和其他用地沒(méi)有明顯的變化，其中建設(shè)用地在喀斯特和非喀斯特均有分布，但是都沒(méi)有成片的分布，都是零星分布于整個(gè)赤水河流域。