昆明市土地利用時空變化特征分析

摘 要：利用1990年、2000年和2008年共3期昆明市土地利用現狀數據，分析昆明市土地利用時空變化特征。結果表明：昆明市土地利用類型以林地為主，其次為草地、耕地、建設用地、水域和未利用地。1990-2008年，耕地、草地和未利用地逐漸減少，而建設用地、水域和林地逐漸增加，其中變化幅度最大的是建設用地和耕地，盤龍區、五華區和官渡區土地利用變化速度最快，草地→林地，耕地→建設用地為最主要的土地利用轉換類型。

關鍵詞：昆明市；土地利用；變化特征

中圖分類號 F321.1 文獻標識碼 A 文章編號 1007-7731（2013）22-10-04

人類與地球環境的關系，已經改變了整個人類和社會的發展演變。通過全球化的經濟和信息流動，這個世界的人口比以往更緊密地連接在一起，地球陸地表面的一半已經被人類以某種方式直接利用[1]。土地利用作為人類有目的、有意識的社會經濟活動，是自然和人文環境相互作用的結果，集中體現了人地關系的特征、屬性和作用機制。隨著城市發展速度的加快，城市建設與人類活動的加強導致城市地區自然生態系統逐漸被人工生態系統所替代。城市土地利用變化是人類活動和自然環境等多種因素共同作用的結果，同時又對城市生態環境、資源利用效率、居民社會生活及經濟發展產生積極或消極的影響。改革開放以來尤其是20世紀90年代以后，昆明市的城鎮化進程不斷加快，土地利用也發生了劇烈變化。研究昆明市土地利用時空變化特征，對昆明市城鄉規劃管理、生態環境建設具有重要意義。

1 研究區概況

昆明市地處東經102°10′～103°40′、北緯24°23′～26°22′，位于中國西南邊陲、云貴高原中部，屬亞熱帶高原季風氣候，冬無嚴寒，夏無酷暑，四季如春。年均溫14～16℃，年降水量790.9～1 094.2mm。昆明市是云南省省會，是全省的政治、經濟、文化中心，也是西部地區重要的中心城市和旅游、商貿城市，是中國面向東南亞、南亞開放的門戶樞紐。昆明市域土地總面積21 012.54km2，轄6個市轄區、4個縣、3個自治縣，代管1個縣級市，即五華區、盤龍區、官渡區、西山區、呈貢區、東川區、晉寧縣、富民縣、宜良縣、嵩明縣、石林彝族自治縣、祿勸彝族苗族自治縣、尋甸回族彝族自治縣、安寧市。2011年末全市總人口648.64萬人。2011年全市實現地區生產總值2 509.58億元，第一、第二、第三產業分別占5.3%、46.3%和48.4%，人均國內生產總值達到38 690元（數據來源：昆明市統計年鑒，2012）。

2 研究方法

2.1 數據源及處理 數據源主要包括：（1）中國科學院資源環境科學數據中心1990年、2000年、2008年3期昆明市土地利用現狀矢量數據；（2）昆明市縣級行政區劃圖；（3）昆明市自然、人口、社會經濟等統計資料。

中國科學院資源環境數據中心的1990年、2000年和2008年中國土地利用數據是以美國陸地衛星TM/ETM+數據和中國資源一號衛星（（CBERS-1）的CCD等數據為信息源人工解譯完成的。大量的野外實地調查證明，土地利用和土地利用變化制圖類型的判別都具有92%以上的定性準確率[2-3]。本研究在中國科學院資源環境科學數據中心土地利用分類系統[4]的基礎上，結合研究區的實際情況，將昆明市劃分為耕地、林地、草地、水域、建設用地和未利用地6種土地利用類型。利用本研究的分類系統對1990年、2000年和2008年3期昆明市土地利用現狀矢量圖進行類型合并處理，得到1990年、2000年、2008年3期昆明市土地利用類型分布圖（見圖1）。

2.2 土地利用變化動態度分析 土地利用類型動態度可定量描述各土地利用類型變化速度，分為單一土地利用類型動態度和綜合土地利用動態度。單一土地利用類型動態度[5]可表達研究區域一定時間范圍內，某種土地利用類型變化速度的情況；綜合土地利用動態度反映了一定時間范圍內研究區域土地利用變化速度的總體情況。單一土地利用類型動態度，其表達式為：

式中，[K]為研究時段內某一土地利用類型動態度，[Ua]和[Ub]分別為研究期初及研究期末某一種土地利用類型的數量，T為研究時段長，當[T]的時段設定為年時，[K]的值就是該研究區某種土地利用類型年變化率。某一研究樣區的綜合土地利用動態度[6]可表示為：

式中[LUi]為監測起始時間第[i]類土地利用類型面積；[ΔLUi-j]為監測時段內第[i]類土地利用類型轉為非[i]類土地利用類型面積的絕對值；[T]為監測時段長度。當[T]的時段設定為年時，[LC]的值就是該研究區土地利用年變化率。本研究分別選用單一土地利用類型動態度和綜合土地利用動態度定量地分析昆明市土地利用的變化速度。

3 結果分析

3.1 土地利用類型空間分布特征 如圖2和表1所示，2008年昆明市土地利用類型以林地為主，約占昆明市的45.6%，其中，西北部的祿勸彝族苗族自治縣林地比例和面積最大；其次為草地和耕地，分別占昆明市總面積的29.1%和20%，其中，東川區草地比例最高，占東川區總面積的54.14%，尋甸回族彝族自治縣草地面積最大，達1 386.39km2，富民縣耕地比例最高，占富民縣總面積的34.6%，祿勸彝族苗族自治縣耕地面積最大，達608.69km2；建設用地約占昆明市總面積的2.75%，盤龍區、五華區和官渡區建設用地的比例最高，分別為18.45%、16.04%和15.61%；水域約占昆明市總面積的2.27%，主要分布在西山區、晉寧縣和呈貢區；未利用地主要分布昆明市北部的東川區、尋甸回族彝族自治縣和祿勸彝族苗族自治縣。

不同土地利用類型面積和比例

3.2 土地利用變化特征 從表1中可以看出，從1990-2008年，耕地、草地和未利用地逐漸減少，而建設用地、水域和林地逐漸增加；從表2可以看出，變化幅度最大的是建設用地和耕地。比較昆明市14個縣級行政區域，1990-2000年建設用地擴張速率最快的為盤龍區，耕地減少速率最快的為五華區，而2000-2008年建設用地擴張速率最快的為安寧市，耕地減少速率最快的為五華區。1990-2008年昆明市林地面積小幅增加，除五華區、盤龍區、官渡區、東川區和安寧市林地減少外，其他縣級行政區域林地增加。1990-2008年昆明市水域面積增加，其中，宜良縣增加幅度最大，未利用地略有減少。比較昆明市14個縣級行政區域的綜合動態度，我們發現，1990-2000年盤龍區、五華區和安寧市土地利用變化速度最快，2000-2008年盤龍區和官渡區土地利用變化速度最快，1990-2008年盤龍區、五華區和官渡區土地利用變化速度最快。

為了分析昆明市各土地利用類型之間的轉換特征，在對3期土地利用矢量數據做疊加分析之后，利用EXCEL的透視表得到昆明市各時段土地利用變化轉移矩陣（見表3）。從表3可以看出，1990-2008年，草地→林地，耕地→建設用地，林地→草地，耕地→林地，草地→耕地為最主要的轉換類型；1990-2000年，草地→林地，林地→草地，耕地→建設用地，耕地→林地，草地→耕地為最主要的轉換類型；2000-2008年，耕地→建設用地，草地→林地，草地→建設用地，耕地→林地，林地→草地為最主要的轉換類型。

4 結論

4.1 昆明市土地利用類型空間分布 昆明市土地利用類型以林地為主，其次為草地、耕地、建設用地、水域和未利用地。林地分布最為集中而且分布廣泛，從林地面積來看，西北部的祿勸彝族苗族自治縣和尋甸回族彝族自治縣分布最為集中，從林地所占比例來看，除東川區和呈貢區之外，其他縣級行政區域林地所占比例都超過40%；草地最主要分布在尋甸回族彝族自治縣、祿勸彝族苗族自治縣和東川區，而且昆明市未利用地也主要分布在這3個區域；耕地比例最高的區域主要分布于昆明市主城區周邊的區縣，其中富民縣耕地比例最高，占富民縣的34.6%；建設用地約占昆明市的2.75%，盤龍區、五華區和官渡區建設用地的比例最高，分別為18.45%、16.04%和15.61%；水域約占昆明市的2.27%，主要分布在西山區、晉寧縣和呈貢區。

4.2 昆明市土地利用變化 1990-2008年耕地、草地和未利用地逐漸減少，而建設用地、水域和林地逐漸增加，其中變化幅度最大的是建設用地和耕地。1990-2000年建設用地擴張速率最快的為盤龍區，耕地減少速率最快的為五華區，而2000-2008年建設用地擴張速率最快的為安寧市，耕地減少速率最快的為五華區。從土地利用綜合動態度來看，1990-2000年盤龍區、五華區和安寧市土地利用變化速度最快，2000-2008年盤龍區和官渡區土地利用變化速度最快，1990-2008年盤龍區、五華區和官渡區土地利用變化速度最快。從土地利用類型相互轉換特征來看，1990-2000年，草地→地，林地→草地，耕地→建設用地為最主要的轉換類型；2000-2008年，耕地→建設用地，草地→林地，草地→建設用地為最主要的轉換類型；1990-2008年，草地→林地，耕地→建設用地為最主要的轉換類型。

參考文獻

[1]Will Steffen，A. Sanderson，Peter D. Tyson，et al. Global Change and the Earth System：A Planet Under Pressure[M]. Springer Berlin Heidelberg，2005.

[2]劉紀遠，劉明亮，莊大方，等.中國近期土地利用變化的間格局分析[J].中國科學.D輯，2002，32（12）：1 031-1 041.

[3]劉紀遠，張增祥，莊大方. 20世紀90年代中國土地利用變化時空特征及其成因分析[J].地理研究，2003，22 （1）：1-12.

[4]徐新良，劉紀遠，莊大方.國家尺度土地利用/覆被變化遙感監測方法[J].安徽農業科學，2012，4：2 365-2 369.

[5]王秀蘭，包玉海.土地利用動態變化研究方法探討[J].地理科學進展，1999，01：83-89.

[6]陳述彭等.遙感信息機理研究[M].北京：科學出版社，1998.

（責編：陶學軍）