基金项目：国家重点研发计划（2016YFC0502301-7）阶段性成果

贵阳市生态用地时空演变特征分析

阳思思 赵宇鸾（贵州师范大学地理与环境科学学院  贵州贵阳  5500012）

摘 要：利用2000、2005、2010年3期的土地利用类型数据，通过计算土地利用类型的变化率、动态度、转移矩阵、重要值以及“不稳定”图斑的空间分布等时空指标，分析贵阳市的生态用地时空演变特征规律。结果表明：（1）2000~2010年贵阳市生态用地整体呈持续增长趋势，共增加280.34km2。平均图斑面积由2000年的0.1917 km2，细化为2010年的0.1906 km2。生态用地的系统景观破碎度增加，景观完整性稍有减弱。（2）10年间，贵阳市的土地利用类型变化速度快，生态用地和非生态用地的年变化率达0.60%和-0.75%。耕地转为生态用地和耕地转为建设用地成为贵阳市2000至2010年土地类型转化的主要方向，重要值分别为：13.304和4.2。（3）空间上，贵阳市各县区生态用地面积10年内总量在增加。生态用地持续增加的区县其生态用地面积在整个县区总面积中的占比大于50%，生态用地持续减少的县区的生态用地在全县总面积中的占比较小，两极分化严重，比重大的在增加，比重小的在减少。（4）贵阳市“不稳定图斑”的类型主要集中在耕地、建设用地和生态用地，尤以耕地最为显著。2000~2005年，这种“不稳定图斑”在空间上呈全市”遍地开花“状态；2005-2010年，呈以老城区为中心向外辐射状，且南部明显多于北部，分化明显。未来，应充分遵循生态用地的演变特征规律，优化城市土地利用结构，建设生态文明城市。

关键字：土地利用类型；生态用地；时空演变；贵阳市

一、引言

生态用地是指那些在空间上具有重要生态服务功能的区域和空间，最早是由我国学者董雅文^[1]在1999年提出。此后，岳键、张雪梅等^[2]对我们土地利用分类问题进行了研究；邓小文^[3]等提出了我国城市生态用地问题；苏伟忠^[4]等对生态用地破碎度与城市化的关系进行了探讨；邓红兵^[5]等对区域生态用地的概念及分类进行了更深一步的探究；李晓丽^[6]等以长沙市为例对其城市生态用地进行了定量分析及优化；王世东^[7]等运用RS与 GIS技术对辽宁省大洼县的生态用地进行了评价分析。这些研究分别从不同的角度和层次对生态用地的概念、内涵等进行了深入的研究和阐述。在此基础之上，本文通过大量的数据研究分析贵阳市在2000-2010年的生态用地的数量结构和时空分布特征，辅助当地政府针对市情科学有效地制定关于土地规划管理的政策法规。

二、研究区概况与方法

1研究区概况

贵阳市（106°07′-107°17′E, 26°11′-26°55′N）位于贵州省中部，国土面积约8034km²，地势西南高、东北低，地貌属于以山地、丘陵为主的丘原盆地，平均海拔在1100m左右。贵阳市属于亚热带湿润温和型气候，夏无酷暑，冬无严寒，雨热同期，年平均气温为15.3℃。土壤类型以红壤、黄壤、黄棕壤和石灰土为主。充沛的雨热条件和肥沃的土壤，使得贵阳市森林覆盖率达39.19%。截止2015年，贵阳市全年实现生产总值2891.16亿元，比上年增长12.5%。贵阳市新型城镇化步伐也取得巨大成就，城镇化率达到72.1%。

2.数据来源

2000年、2005年及2010年3个时期的卫星遥感解译数据来自贵州省山地资源与环境遥感应用重点实验室。

3.研究方法

（1）土地利用类型分类

参照国家标准《土地利用现状分类标准》（GB-T21010-2007）及研究的需要，根据土地利用类型分类体系，选取林地、湿地、草地为生态用地。对应的二级类即森林、灌木、草地和湿地为生态用地。

（2）土地利用类型变化率和动态度

土地利用变化率表示某一具体土地利用类型（例如，耕地）在一定区域和时间内范围内的面积变化比率^[8]。它反映的是在一段时间范围内某一确定土地利用类型整体的变化趋势和速度。其计算公式为：

     (1)

式（1）中，K_s为某一土地利用类型的在T时间内的变化比率；A_b和A_a分别为T时间间隔的结束时间和时间的某一土地利用类型的面积；T为时间间隔。

动态度是指在某一时间范围内某一具体土地利用类型的绝对变化量占总的面积比^[10]。他可以表达土地利用变化过程中的具体情况，直观反映详细变化趋势。计算公式为：

  (2)

式（2）中，L_s为某一土地利用类型的在T时间内的动态度；|L_s|是指在T时刻内某一土地利用类型变化的绝对值；A_a为初设时间的某一土地利用类型的面积；T为时间间隔。

（3）土地利用类型变化转移矩阵

转移矩阵方法指在一定时间范围，同一研究区内土地利用类型的相互转换关系。它不但包括静态的一定区域时间点的各地类面积数据，而且含有更为丰富的初期各地类面积转出和期末各地类转入的信息^[9]。通用形式为：

          (3)

式（3）中，S代表面积；n代表转移前后的土地利用类型数；i,j(i,j=1,2,…,n)分别代表转移前与转移后的土地利用类型；S_ij表示转移前的i地类转换后的j地类的面积。

（4）土地利用类型变化的重要值

重要值表示土地利用变化类型对区域的重要程度,重要值是用某类土地利用转化类型的多度和面积比综合计算表示的,多度即某种土地利用转化类型的图斑数在研究区内的图斑总数中所占的比例。面积比即该类土地利用转化类型面积占总面积的占比^[10]。

计算公式为：

（4）

式（4）中，V_s为某一土地利用类型变化的重要值；D某种土地利用转化类型在区域内的数量；B为该土地利用转化类型的面积比。

三、结果与分析

1.生态用地数量变化

利用ArcGIS软件的空间分析和统计工具，计算出研究区3期的各类土地利用类型的面积、占比和图斑数。分析发现：2000-2010年间生态用地在研究区所有土地利用类型中占比超过50%，所占比例分别为：52.5%，54.53%，55.63%，保持增长趋势，10年间，研究区生态用地面积共增加280.34km²。在生态用地增长的内部结构中，森林面积共增加面积199.95 km²，占生态用地增加面积的71.32%，占绝对主导地位，灌丛面积一直处于减少态势，草地和湿地面积稍有增加。贵阳市生态用地平均图斑面积由2000年的0.1917 km²，细化为2010年的0.1906 km²。生态用地的系统景观破碎度在增加，景观完整性稍有减弱。

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