南京仙林新市區(qū)土地利用變化特征分析

安 靜

（滁州職業(yè)技術(shù)學(xué)院 土木工程系，安徽 滁州239000）

南京仙林新市區(qū)土地利用變化特征分析

安 靜

（滁州職業(yè)技術(shù)學(xué)院 土木工程系，安徽 滁州239000）

近些年來，城市化的快速發(fā)展導(dǎo)致土地利用產(chǎn)生了巨大的變化，造成城市整體格局和環(huán)境質(zhì)量受到影響。文章以南京仙林新市區(qū)為案例區(qū)，利用2003年和2009年兩期遙感解譯數(shù)據(jù)，借助GIS空間分析功能，從三個(gè)方面定量分析了六年間南京仙林新市區(qū)的土地利用變化特征，三個(gè)指標(biāo)分別是：土地利用變化的幅度與速度、土地利用程度以及土地類型轉(zhuǎn)化方向。結(jié)果表明：六年內(nèi)隨著城市化水平的提高，研究區(qū)土地利用變化特征十分明顯，其中，耕地受人為影響變化較大，55.6%的面積消失；水塘以數(shù)量喪失為基本特征；建筑用地、未利用地、綠地、自然林地、道路面積有不同程度的增加，其中未利用地的增長速率最快。從土地利用類型的轉(zhuǎn)移變化來看，耕地的轉(zhuǎn)出率較高，主要轉(zhuǎn)變?yōu)樽匀涣值?、建筑用地和道路?/p>

土地利用；動(dòng)態(tài)變化；遙感；GIS；南京仙林新市區(qū)

城市土地作為城市生態(tài)系統(tǒng)的一個(gè)重要組成部分，是人類改造原有自然生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)果。近些年來，隨著城市化的發(fā)展，人類對(duì)土地改造程度越來越深刻，由此造成城市土地利用格局產(chǎn)生了巨大變化。國內(nèi)外很多學(xué)者對(duì)此進(jìn)行了研究，如Burak等人以統(tǒng)計(jì)資料為基礎(chǔ)對(duì)土耳其海岸地區(qū)土地覆被的變化作出細(xì)致的研究[1]；李鳴驥以黑河流域張掖市為例論證了生態(tài)環(huán)境受到城市化發(fā)展的影響[2]；另外，很多國家都創(chuàng)建了研究項(xiàng)目來研究土地利用變化特征。由此看來，土地利用變化已成為全球環(huán)境變化工作的重要組成部分，也是目前國內(nèi)外研究生態(tài)環(huán)境的熱點(diǎn)問題之一[3-6]。

南京仙林新市區(qū)作為南京重點(diǎn)發(fā)展的城區(qū)，近些年由于城市經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展導(dǎo)致大量外來人口的涌入，城市化進(jìn)程加快，人為改造土地行為日益突出，使得研究區(qū)土地需求量不斷增大，土地利用格局發(fā)生了翻天覆地的變化，城市生態(tài)環(huán)境質(zhì)量受到嚴(yán)重影響。文章利用2003年和2009年兩期Quick Bird遙感影像，定量分析六年來南京仙林新市區(qū)土地利用變化的速度和程度，旨在為政府城鄉(xiāng)規(guī)劃以及研究未來土地利用變化趨勢(shì)提供參考。

1 研究區(qū)概況

南京仙林新市區(qū)與江北、東山被南京市政府規(guī)劃為南京的三大副城，面積為86.42 km2（圖1），位于南京東北部，南至滬寧高速、北至寧鎮(zhèn)高速、西至繞城公路、東至七鄉(xiāng)河[7]，交通十分便利。該區(qū)土地利用方式最初主要以大學(xué)城為主，由于政府政策的導(dǎo)向，大型的商場(chǎng)、高檔的住宅小區(qū)、寫字樓、公園等入駐，外來人口迅速增加，目前該區(qū)人口高達(dá)約24萬，預(yù)計(jì)到2050年人口將達(dá)到50萬，城市化發(fā)展得到迅速蔓延?？傮w上該區(qū)的土地利用最突出的特點(diǎn)是城市景觀的增多和農(nóng)村景觀的相應(yīng)減少。道路網(wǎng)絡(luò)四通八達(dá)，居民用地、商業(yè)用地以及高校建設(shè)用地占據(jù)優(yōu)勢(shì)地位；林地、草地和濕地等原有類型面積不斷減少，自然景觀向人工景觀轉(zhuǎn)移，土地利用類型發(fā)生巨大變化。

圖1 研究區(qū)位置

2 研究方法

2.1 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)來源和處理

本文數(shù)據(jù)采用分辨率為0.61m的Quick Bird影像為基礎(chǔ)信息源，經(jīng)過精確的RS和GIS圖像處理，對(duì)南京仙林新市區(qū)2003年和2009年兩期的遙感影像進(jìn)行土地利用的判譯；另外，通過細(xì)致的野外調(diào)查，對(duì)初步的遙感解譯進(jìn)行修正，提高了解譯精度。本文將研究區(qū)土地利用分為10個(gè)類型：自然林地、水塘、草地、河流、耕地、綠地、建筑用地、道路、養(yǎng)殖塘和未利用地（圖2）。

2.2 分析方法

本文采用土地利用變化量和年變化量來說明土地利用變化程度；采用動(dòng)態(tài)度來體現(xiàn)各土地利用類型某一時(shí)段內(nèi)速度變化快慢特征。根據(jù)具體計(jì)算方法，得出結(jié)果如表1和表2所示。

圖2 區(qū)域土地利用類型變化圖

2.2.1 土地利用變化量 土地利用類型的面積變化從某種程度上體現(xiàn)了該區(qū)土地利用的總體態(tài)勢(shì)，面積的變化可以反映該區(qū)的城市化發(fā)展程度，公式如下：

其中，S1表示研究區(qū)內(nèi)2003—2009年期間土地利用類型變化總量，S2表示土地利用類型年均變化量，Ua、Ub分別表示2003年和2009年某土地利用類型的面積，N為間隔時(shí)間。

2.2.2 土地利用動(dòng)態(tài)度 由于自然因素和人為因素的綜合作用，使得研究區(qū)土地利用類型變化的趨勢(shì)產(chǎn)生差異，各類型的變化速度可以更好的體現(xiàn)各類型變化的劇烈程度。本文利用動(dòng)態(tài)度這一指標(biāo)來表達(dá)各類型在這一時(shí)段類變化的速度快慢。動(dòng)態(tài)度從另一種角度還可以表示土地利用的相對(duì)穩(wěn)定程度，土地利用類型的穩(wěn)定度和其值的大小成正比關(guān)系。公式如下：

其中，K表示研究區(qū)單一土地利用類型動(dòng)態(tài)度，Ua、Ub分別表示2003年和2009年某土地利用類型的面積，T為間隔時(shí)間。

3 結(jié)果與分析

3.1 土地利用總體特征

通過表1可以看出，南京仙林新市區(qū)土地利用類型多樣，大致劃分為10種類型，結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜。結(jié)果統(tǒng)計(jì)分析顯示：2003年研究區(qū)耕地面積為49.6%，是主導(dǎo)土地利用類型；2009年研究區(qū)的土地利用以自然林地、建筑用地和耕地為主，所占面積比例相差不大，分別是 25.52%、23.18%和22.00%；其余的土地利用類型的面積比例相對(duì)較小，總體不超過30%。數(shù)量上以水塘數(shù)量最為突出（1092個(gè)）；建筑用地?cái)?shù)量居次（289個(gè)）；未利用地?cái)?shù)量居于第三，為108個(gè)。

表1 2003—2009年各時(shí)段土地利用變化量和年變化率

3.2 土地利用結(jié)構(gòu)變化特征

本文通過兩個(gè)指標(biāo)分別是土地利用變化面積數(shù)量和速度兩個(gè)指標(biāo)來揭示研究區(qū)土地利用結(jié)構(gòu)變化特征，從而了解城市化影響下南京仙林新市區(qū)土地利用變化發(fā)展態(tài)勢(shì)。

由表1和圖3可知，2003—2009年間，土地利用類型面積變化最為突出的是耕地的急劇減少，六年來面積減少了 2382.33hm2，年均變化量為397.06hm2，耕地的減少主要是由于城鎮(zhèn)用地?cái)U(kuò)張?jiān)斐傻?，如上文提及，大學(xué)城、工礦用地、居住區(qū)、商場(chǎng)等占用了很多耕地，并且耕地的減少和各片區(qū)的發(fā)展程度呈正比關(guān)系，仙鶴片區(qū)最為突出，另外，由于人為因素造成土質(zhì)下降，農(nóng)作物產(chǎn)量大不如前，很多土地都被閑置；與此同時(shí)面積減少的還有水塘和養(yǎng)殖塘，由于研究區(qū)內(nèi)人類活動(dòng)不斷加強(qiáng)，生活用水和生產(chǎn)用水?dāng)?shù)量普遍增多，加之自然因素的影響，研究區(qū)水塘面積減少，尤其是數(shù)量急劇下降，六年間面積減少了82.73hm2。另外，由于城市化的發(fā)展和人類的改造，自然林地、建筑用地、人工綠地、未利用地和道路的面積都有不同程度的增加，其中，建筑用地面積增加579.83hm2，年均增長量為96.64hm2；2003—2009年期間，很多耕地閑置的已被規(guī)劃的土地暫時(shí)未被利用，所以未利用地面積急劇增加，六年來增加861.59hm2，年均增加量為143.60hm2；道路由于城市的擴(kuò)展變得發(fā)達(dá)、復(fù)雜；由于政府保護(hù)得當(dāng)，林地面積增加也較為明顯，年均增長量為55.03hm2；本文所指的綠地是人工種植的草地，大學(xué)城、公園的入駐，增加很多人工綠地，六年間共增加353.22hm2。草地和河流面積相對(duì)變化不是十分明顯。

圖3 2003—2009年間土地利用類型面積變化

由表2可知，水塘、耕地和養(yǎng)殖塘的動(dòng)態(tài)度值為負(fù)值，即2003—2009年期間總面積減少；而自然林地、草地、河流、綠地、建筑用地、未利用地和養(yǎng)殖塘的動(dòng)態(tài)值為正值，面積增加，但是由動(dòng)態(tài)度的差異可知，各類型的面積變化速度也存在著顯著的差異。其中，未利用地動(dòng)態(tài)度最大為1.712，表明六年間未利用地面積的增長速度最快，穩(wěn)定程度最差；其次是道路，動(dòng)態(tài)度為0.406；而草地的增速是最慢的，相對(duì)較穩(wěn)定。在面積減少的土地利用類型中，以養(yǎng)殖塘的減少速率最快，動(dòng)態(tài)度達(dá)到-0.113；其次是耕地和水塘。

表2 2003—2009年研究區(qū)各土地利用類型的動(dòng)態(tài)度

3.3 土地利用類型的轉(zhuǎn)換特征

土地利用變化研究中，對(duì)于各土地利用各類型間的相互轉(zhuǎn)化的研究能深刻反映土地利用類型變化特性[8]。本文利用GIS技術(shù)，利用兩期遙感影像制作轉(zhuǎn)移矩陣，有效的揭示了各土地利用類型的轉(zhuǎn)移趨勢(shì)（表3）。

由表3可知，2003—2009年間，研究區(qū)總體格局發(fā)生很大變化，不同的土地利用類型的動(dòng)態(tài)變化也有顯著差異。

表3 2003—2009年土地利用類型轉(zhuǎn)移面積（hm2）

（1）自然林地的轉(zhuǎn)移分析

由于研究區(qū)是以生態(tài)良好著稱以及政府對(duì)林地的監(jiān)管得當(dāng)，2003—2009間，自然林地的變化不是十分明顯，高達(dá)76.5%的林地依然保留，16.4%的林地面積轉(zhuǎn)化為耕地。從表3中原數(shù)據(jù)以及計(jì)算可知，2009年自然林地面積65%由本身轉(zhuǎn)移而來，其次是由耕地轉(zhuǎn)入為主，轉(zhuǎn)入率高達(dá)28.3%，其他的土地利用類型向自然林地轉(zhuǎn)入相對(duì)較少。造成這種自然林地略有增加的原因是“退耕還林”的措施起很大成效，很多耕地被閑置，慢慢形成自然林地。

（2）水體的轉(zhuǎn)移分析

研究區(qū)一個(gè)突出的特點(diǎn)是水體眾多、零星分布，數(shù)量優(yōu)勢(shì)性十分明顯。本文將研究區(qū)的水體分為水塘和養(yǎng)殖塘以及河流。其中水塘總體面積減少，2003—2009年期間，占總面積22.8%的水塘保留，向耕地轉(zhuǎn)出最為突出，轉(zhuǎn)出率高達(dá)28%，這是由于位于耕地周圍的水塘，由于本身面積較少以及灌溉消耗水資源，水塘漸漸消失退化成耕地；向水塘轉(zhuǎn)入的土地利用類型也是耕地，這是由于耕地的閑置造成的。由于城市化的發(fā)展，養(yǎng)殖塘總體面積呈減少的趨勢(shì)，多數(shù)退化成水塘。河流包括研究區(qū)內(nèi)包含的九鄉(xiāng)河和七鄉(xiāng)河，六年間基本不發(fā)生變化。

（3）草地和人工綠地的轉(zhuǎn)移分析

從表3中可以看出，草地向耕地和林地轉(zhuǎn)化率較高，分別是37.4%和29.4%，轉(zhuǎn)出率相對(duì)較??；由耕地轉(zhuǎn)入的部分所占比例較為突出，高達(dá)42.%。研究區(qū)中心位于仙鶴片區(qū)的大成名店，城市化逐漸向四周擴(kuò)展，大學(xué)城的集中、商業(yè)區(qū)以及居住小區(qū)的入駐，研究區(qū)綠化得到人們的重視，人工綠地面積顯著增加。2009年43.4%的綠地由耕地轉(zhuǎn)化而來，其次是由于農(nóng)村居民點(diǎn)的減少和消失，20.5%的建筑用地轉(zhuǎn)化為綠地。

（4）耕地的轉(zhuǎn)移分析

2003年耕地是研究區(qū)占主導(dǎo)作用的土地利用類型，到了2009年，耕地面積減少一半以上，并且呈現(xiàn)出由北向南、由東向西大片的消失。耕地主要轉(zhuǎn)化為建筑用地、未利用地、自然林地、綠地和道路等等土地利用類型，其中，向建筑用地、自然林地和未利用地轉(zhuǎn)移最為顯著，轉(zhuǎn)出率分別是17.1%、14.6%和13.8%。另外，耕地的轉(zhuǎn)入主要是由水體的轉(zhuǎn)化而成。

（5）建筑用地的轉(zhuǎn)移分析

隨著城市化的發(fā)展，建筑用地面積劇增，2003年建筑用地面積除了少部分的城市用地，大部分是農(nóng)村居民點(diǎn)，到了2009年土地基本是被城市建筑覆蓋，如學(xué)校、商服用地、居住小區(qū)等。六年間，農(nóng)村的居民點(diǎn)轉(zhuǎn)化最多的是未利用地、綠地和耕地，轉(zhuǎn)出率分別是11.2%、8.7%和8.1%。向建筑用地轉(zhuǎn)入的土地利用類型較多，其中最突出的是耕地，轉(zhuǎn)入率達(dá)36.7%。

（6）未利用地

2003—2009 年間，研究區(qū)面積變化速率最快的土地利用類型是未利用地，主要是由于耕地的閑置以及部分未利用地已被規(guī)劃，暫時(shí)沒有被開發(fā)造成的。六年間未利用地主要向綠地轉(zhuǎn)出，轉(zhuǎn)出率為86.1%；而向未利用地轉(zhuǎn)入的土地利用類型主要是耕地和建筑用地，轉(zhuǎn)入率分別為62.6%和16.9%。

（7）道路

由于城市的發(fā)展，道路也是面積激增的土地利用類型，2003—2009年間，道路轉(zhuǎn)出較少，轉(zhuǎn)入面積較多。主要是由耕地轉(zhuǎn)入最為明顯，轉(zhuǎn)入率為49.2%。這些特征和城市的發(fā)展都是相適應(yīng)的。

4 結(jié)論

（1）2003年，研究區(qū)主要以耕地為主導(dǎo)土地利用類型，占總面積的49.6%。到了2009年，由于人類活動(dòng)的影響，研究區(qū)的主要土地利用類型是自然林地、建筑用地和耕地，所占比例分別是25.5%、23.2%和22.0%。

（2）從土地利用類型面積變化的數(shù)量上來看，耕地面積減少最多，減少了2382.33hm2；未利用地、建筑用地、綠地和自然林地增加明顯，年均增加為143.6hm2、96.64hm2、58.87hm2和55.03hm2；河流、草地變化不大；道路變得完善、復(fù)雜。

（3）從土地利用類型的變化速度來看，六年間變化速度最快的是未利用地，動(dòng)態(tài)度高達(dá)1.712，其次是道路，動(dòng)態(tài)度為0.40，土地利用變化較為劇烈。變化度最小的是自然林地和河流，兩者的穩(wěn)定度較高。

（4）從土地利用類型的轉(zhuǎn)移變化來看，研究區(qū)各土地利用類型都有不同程度的相互轉(zhuǎn)化。其中建筑用地、自然林地、未利用地、道路、綠地面積增加，轉(zhuǎn)入部分主要是耕地的轉(zhuǎn)變；水塘面積的減少主要向耕地轉(zhuǎn)移。

本文研究可以看出，城市化的發(fā)展帶來的土地利用變化是無法避免的，如何使城市的土地利用更加合理，景觀配置更加優(yōu)越，生態(tài)環(huán)境良性的發(fā)展是政府規(guī)劃必須考慮的因素。其中，林地、草地等自然景觀必須得到政府和市民的大力保護(hù)；耕地面積符合可持續(xù)發(fā)展政策；城鎮(zhèn)建設(shè)的有序發(fā)展等等都是促進(jìn)城市土地利用健康發(fā)展的有效措施。

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[責(zé)任編輯：李榮富]

K901

A

1674-1104(2014)03-0061-04

10.13420/j.cnki.jczu.2014.03.018

2014-03-11

安靜(1987-)，女，安徽滁州人，滁州職業(yè)技術(shù)學(xué)院土木工程系助教，碩士，主要從事城市景觀生態(tài)研究。