蘭州新區地表覆蓋變化分析

蘭州新區地表覆蓋變化分析

蘭州新區位于蘭州市北部的秦王川盤地，規劃區面積806平方公里，涉及蘭州市轄區內永登縣和皋蘭縣6個鄉鎮，距蘭州市主城區38.5公里，距白銀市區79公里。該地區區位優勢明顯，自古就是溝通內地、聯通西部邊疆和中亞地區的戰略通道，是支撐“新絲綢之路經濟帶”的重要節點。2012年8月，蘭州新區獲批為國家級新區，成為繼上海浦東新區、天津濱海新區、重慶兩江新區、浙江舟山群島新區后，國務院批復的第五個國家級新區，也是西北地區第一個國家級新區。

隨著蘭州新區的開發建設，引起了地表覆蓋的急劇變化，使原有以農業為主的地表形態大規模、急速地轉換為城市地表形態。本文利用遙感和地理信息系統對研究區的地表覆蓋變化及進行描述和分析。

數據來源

按照地理國情普查內容與指標要求，將采集的內容分為地表形態、地表覆蓋和重要地理國情要素三個方面。地表覆蓋分類信息反映地表自然營造物和人工建造物的自然屬性或狀況，將其類型劃分為耕地、園地、林地、草地、房屋建筑區、道路、構筑物、人工堆掘地、荒漠與裸露地表、水域等10種類型。遙感和地理信息系統技術在地表覆蓋變化分析中的應用已相當廣泛。本文利用蘭州新區規劃區（以下簡稱規劃區）2010年和2013年遙感影像資料，以地理國情普查地表覆蓋分類指標進行數據解譯，見表1。

表1 規劃區地表覆蓋數據

蘭州新區地表覆蓋變化情況

地表覆蓋類型變化情況

2010年10月至2013年5月，蘭州新區地表覆蓋變化主要體現為耕地、草地面積減少，人工堆掘地、道路和房屋建筑區面積的增加。其中耕地減少了1933.22公頃；草地中的自然低密度覆蓋草地減少1893.42公頃，人工草地增加40公頃，合計共減少1852.48公頃；人工堆掘地共增加2483.28公頃，其中建筑工地和露天采掘場分別增加了2411.16公頃和64.75公頃，林地增加了680.31公頃，以人工幼林增加為主，占到增加面積的93.3%，道路增加290.32公頃。人工幼林、道路及建筑工地總的增加面積為3335.66公頃，占耕地與草地減少面積總和的87%。房屋建筑區增加了244.35公頃，水域增加了102.45公頃，年變化率分別為2%和9%。具體變化情況如表2。

從總體數量看，較2010年10月，2013年5月新區耕地比重從42%減小至39%，減少3個百分點，草地從43%減少至41%，減少了2個百分點，園地、房屋建筑區、構筑物、道路、略有增減，增加較明顯的是人工堆掘地，即主要為建筑工地。而水域和林地各增加了一個百分點，各約8平方公里，新區地表正在經歷一個由農業用地轉變為非農業用地的過程，正地經歷急速城鎮化和工業化的發展過程。

地表覆蓋轉移矩陣

將2010年和2013年地表覆蓋數據用空間分析方法進行空間疊加來生成2010至2013年的蘭州新區地表覆蓋面積轉移矩陣。地表覆蓋類型轉移矩陣能較為全面地反映各地表類型之間的結構轉換和數量轉換關系，是地表類型演變的重要參照，見下表3。

根據轉移矩陣，規劃區內2010年至2013年共發生地表類型轉移的總量為6948.84公頃，合計10.4萬畝，占規劃區總面積的8.6%。從轉換的地表類型來看，主要有以下兩個方面：

耕地和草地的轉出量較大，總和為3.5萬畝。耕地轉化為人工堆掘地的面積最大，為1621.44公頃，其次為草地，轉化面積為741.38公頃。耕地和草地轉出成為人工堆掘地的總和占人工堆掘地增加面積2483.23公頃的95%。

人工堆掘地、道路、房屋建筑區的面積轉入量較大，他們的轉換方向主要為其他類型的轉入；耕地和草地的轉出量較大，面積減少較多，轉換方向主要為向其他類型的轉出。

表2 蘭州新區地表覆蓋類型及其變化（二級類）單位：公頃

表3 規劃區2010-2013年地表覆蓋類型轉移情況 單位：公頃

地表覆蓋類型變化分析

1）耕地變化

2010年耕地總量為33606.92公頃，占規劃區總面積的42%，至2013年規劃區耕地總量為31673.7公頃，占規劃區總面積的39%，占比減少了3個百分點，面積減少了1933.22公頃，占規劃區總面積的2.4%。耕地主要減少的區域是規劃區南部的秦王川平原的中心地帶，其地勢平坦、海拔較低，主要位于紅玉、西槽、北坪、倒水塘等村委會周邊地區，該區域也是新區綜合行政服務區的重點開發地區。耕地增加的地區主要位于西岔鎮西岔村附近的開山造地所形成的耕地，面積約為250.35公頃，其余為零星地類的增加。

2）林地變化

從林地各類的變化量上看，規劃區具有人工幼林的大面積種值和綠化林地的增多，而其它各類基本持平的特征，這一特點明顯地反映了新區生態建設的主要方面，即退耕還林和大面積改造荒草地為林地及城市內部生態林地建設的持續推進。至2013年5月，林地增加的主要的區域位于緯三路以南的約4至5公里的低矮丘陵地的南坡，其人工造林面積超過萬畝，其次是在引大入秦東干渠延線附過，形成了林地的帶狀結構。而林地的轉出主要在規劃區南部林地轉為了草地，這種轉換很大程度上是由于退耕還林后，由于林木干枯而致使林地退化為草地。

3）草地變化

2010年草地的總量為34602.76公頃，占規劃區總面積的43%，2013年草地變為32750.28公頃，占規劃區總面積41%，相比2010年減少了1852.48公頃，約合2.8萬畝，減少的總量與耕地減少的總量2.9萬畝基本相當。從減少的結構來看，天然草地減少了1893.42公頃，合2.84萬畝，與此同時，2010年比2013年人工草地的面積總量大幅增加，較2010年增加了62%，2013年人工草地的面積為106.5公頃，合1600畝。這也反映了在新區建設中注重提高綠化地表的數量和質量以此改善生態環境的思路和政策，從另一方面，在天然草地中低植被覆蓋草地實際上占有相當大的面積，減少低密度植被草地的覆蓋是新區土地開發整理、用地集約化和提高土地利用率的必然選擇和要求。

4）房屋建筑區變化

從建筑用地變化的空間位置上看，房屋建筑區的增加主要集中于新區城市中心建設過程中已成形的用于生產生活的房屋建筑，但其增加的主要位于秦王川中部的平原地區，而且分布相對分散。房屋建筑區的轉出主要位于規劃區在建或已建成的經六、經十等道路的附近，這是規劃后，形成了原有居民居住區的搬遷，由于規模并不大，所以其線路還不明顯。

圖1 蘭州新區地表覆蓋變化圖

5）建筑工地變化

在地理國情普查中建筑工地是屬人工推掘地中的指標。而人工推掘地是指被人類活動形成的棄置物長期覆蓋或經人工開掘、正在進行大規模土木工程而出露的地表。采集的最小圖斑對應的面實地積為400平方米。由于新區原本為耕地和荒草地為主的地表覆蓋，自2012年8月新區被批準為國家級新區時起，就開始了大規模的建設時期，所以建筑工地的規模和數量是最直接反映新區開發和建設的指標，也代表了新區城市化初期地表急速轉換的過程。

到2013年建筑工地的規模達到2952.93公頃，而2010年建筑工地的規模僅為541.77公頃，兩年多的時間內增加了5倍之多。從比重上看，2010年建筑工地占整個人工堆掘地的58%，到2013年建筑工地占整個人工堆掘地的86%，上升了近30%，而與此同時，露天采掘場由原來的30%減少到10%，2013年為345.43公頃，比2010年增加了975畝。堆放物，指人工長期堆積的各種礦物、尾礦、棄渣、垃圾、垃圾沙土、巖屑等覆蓋的地表。采集的最小圖斑對應的地面實地積為400平方米。堆放物的面積基本持平，為120公頃。因此，由于新區的大面積建設，使建筑工地的面積大為增加，而致使人工堆掘地的面積變化較大，而其它采掘場、堆放物在基本穩定的同進略有增加。這也反映了新區地表在大面積建設的同時并未帶來過多的用于采掘和堆放的閑置地，控制并減少了土地資源的浪費。

6）城市道路變化

從道路長度計算中可知，城市道路里程增加了193公里。規劃區要建設快速、便捷的交通體系，形成“三縱一橫”交通網絡，道路的面積和里程將會近一步的增加，值得注意的是道路的年遞增率為7%，這與林地年遞增率8%相近。道路主要增加的是規劃區新建設的水秦路、緯一路、緯三路、經十三路等，其主要占用的是耕地。

5.結語

蘭州新區在政策和城市規劃的推動下地表形態正在快速發生變化，兩年多的時間內有近70平方公里的土地類型發生了轉移，總的趨勢是耕地和低覆蓋度草地轉換為建筑工地、道路及生態用地。按照統一指標對其地表覆蓋進行可持繼化的跟蹤和監測，將更有利于其生態保護和社會經濟可持繼發展。

10.3969/j.issn.1001- 8972.2016.21.030