典型喀斯特地區土地利用轉型的時空特征及其景觀格局演變
——以仁懷市為例

唐 放， 蔡廣鵬

(貴州師范大學地理與環境科學學院，貴陽 550025)

土地利用轉型研究是土地利用與覆被變化(LUCC)的新途徑[1]，是當前土地利用研究的新熱點。土地利用轉型是指在一定時序上，土地利用從一種形態轉變為另一種形態的過程[2]，是反映土地利用變化的形式之一[3]。隨著社會經濟不斷提高，其影響土地利用形態發生轉變，土地利用形態則反過來可以影響社會經濟的發展趨勢[4]。在一定時段內，社會經濟轉變與土地利用形態轉變是一個相互影響的過程，兩者之間都引起各自在時序上發生轉型[5]。土地利用轉型包括隱形和顯性[6]，最早是由外國專家Grainger[7]對森林為主的國家土地利用研究過程時提出來的。隨后龍花樓[8]將Gringer的森林轉型理念引入中國，中國的研究學者根據中國社會經濟與土地利用研究的實際情況，從而涌現出大量關于土地利用轉型的研究成果。研究發現中國土地利用在各個區域范圍內隨著社會經濟提高，土地利用轉型發生了顯著轉型[9]。景觀格局是指在一定區域空間內，具有一定大小和形狀不同的各景觀要素空間排列組合在一起[10]。景觀類型要素的構成在時間和空間上的復雜性和差異性，可以作為反映景觀要素在時空分布的空間異質性[11]。在一定區域內，景觀格局因受自然因素和人為因素相互作用形成差異[12]。通過定量與定性相結合，分析不同尺度的土地利用轉型特征，對判斷出區域性景觀格局演變具有重要意義。

西南喀斯特地區生態環境脆弱，社會經濟落后，以山地丘陵等復雜地貌為主，土地資源貧瘠[13]，相較于中國的平原和沿海地區土地資源利用效率極其低下[14]。近年來，隨著國家戰略逐漸向西南地區傾斜，社會經濟不斷提高，區域性土地利用開始發生顯著轉變。許爾琪等[15]研究了喀斯特山地土地利用變化的垂直分布特征，發現喀斯特地區由于地形地貌的限制，其土地利用類型呈現出垂直空間帶狀分布特征；李成志等[16]研究了喀斯特地區縣域土壤侵蝕估算及其對土地利用變化的響應，探究出喀斯特地區土層淺薄，不合理的土地利用導致嚴重的水土流失，加劇石漠化程度；王權等[17]研究了喀斯特槽谷區土地利用轉型過程對生態系統服務價值的影響，探究出喀斯特槽谷典型地貌單元土地利用轉型對生態系統造成一定的影響；胡鋒等[18]基于土地利用轉型視角的亞喀斯特區域生態環境效應研究——以黔中部分地區為例，探究了西南亞喀斯特地區土地利用轉型與生態環境效應有直接關系。前人研究主要集中在喀斯特地區，分別從喀斯特地形地貌本質出發，探究其土地利用空間分布格局和土地利用轉型對生態環境質量的影響，缺乏對喀斯特地區土地利用轉型及其地區景觀格局演變研究。

西南喀斯特地區，地形起伏大、石漠化現象嚴重、社會經濟滯后，土地利用的空間分布格局分布差異大。在當今快速城鎮化、工業化和社會經濟發展大背景影響下，深入研究典型喀斯特區域土地利用轉型，及轉型過程對景觀格局演變具有重要意義。基于此，選取貴州省仁懷市典型喀斯特地區作為研究對象，以2010年作為研究起始階段，分析近8年來仁懷市土地利用轉型以及景觀格局研究具有重要意義；揭示其在中國現階段快速城鎮化、工業化大背景下，仁懷市土地利用轉型的時空特征及其景觀格局演變規律，反映出典型喀斯特地區人口承載力和生態環境承載狀況，通過對此研究以期為喀斯特地區土地利用規劃、土地優化配置以及生態環境保護提供參考。

1 研究區概況

仁懷市地處貴州省西北部(圖1)，隸屬貴州省遵義市，其地理位置介于106°15′36″～106°31′53″E，27°12′45″～28°26′37″N，位于西南地區赤水河中游，大婁山脈西段北側，是云貴高原向四川盆地過渡的典型的山地地帶，也是貴州北部與四川南部經濟區的紐帶連接點。全市國土面積1 788 km2，轄 15個鄉鎮、分布居住漢、苗、布依、仡佬、彝、白 等9個民族，總人口可達64.34×104人。仁懷市境內地形復雜，是地少人多的山區內陸，最高海拔1 643 m，最低海拔251 m,平均海拔高度1 000 m左右，氣候呈現垂直差異，屬中亞熱帶濕潤季風氣候，總體上分為中亞熱層和涼亞熱層，年平均氣溫16.3 ℃，年日照時數1 412 h，無霜期321 d，年降雨量700～1 200 mm。森林覆蓋率為26.67%。仁懷市基本特點是：季風氣候比較明顯，四季分明，雨熱同季；冬無嚴寒，夏無酷暑，雨量適中，分配不勻，常年干旱；氣候垂直差異較大，小氣候明顯，無霜期較長。

圖1 研究區位置及地貌Fig.1 Location and topography of the study area

2 研究數據與方法

2.1 數據來源與處理

仁懷市土地利用數據主要通過遙感影像獲得，土地利用數據采用于2010、2015、2018年共3期Landsat TM遙感影像(數據來源于地理空間數據云http://www.gscloud.cn/)，空間分別率為30 m。運用ENVI(Environment for Visualizing Images)遙感處理軟件對各期Landsat TM影像進行幾何校正，增強影像處理。在此基礎上，再根據2010、2015、2018年的各期數據進行幾何校正配準。通過ArcGIS 10.2軟件的支持下，采用人工目視解譯方法為主，計算機為輔。該論文數據先是人工解譯2010年影像得到研究區土地利用矢量圖層，并依次與2015、2018的遙感影像放在ArcGIS10.2軟件中，進行疊加顯示，采用矢量底圖影像對比判讀的方法，依次對照影像修改斑塊，分別提取2015、2018年的土地利用信息，最后得到仁懷市2010、2015、2018年的土地利用數據。在土地利用分類中參照2017年全國土地利用分類體系，將地類斑塊分為11類，土地類型為灌木林地、農村居民點、旱地、工礦用地、有林地、草地、裸地、水田、水域、道路、城鎮用地，最后得到仁懷市的2010、2015、2018年的土地利用現狀圖(圖2)。

圖2 仁懷市土地利用現狀圖Fig.2 Status map of land use in Renhuai City

2.2 研究方法

2.2.1 單一土地利用動態度

單一土地利用動態度可以分析一定時間一定區域范圍內某種土地利用類型的數量動態變化情況，它是表征一定區域范圍內單一土地利用類型在時序上的利用變化速度，對比較土地利用變化速度的區域性差異和預測未來土地利用趨勢有重要作用。其公式為

(1)

式(1)中：K為研究時段內土地利用類型動態度；Ua、Ub分別為初期及末期某一土地利用類型的面積;T為時段長度;當T的時段為年時，K的數值就是研究區某種土地利用類型的年變化率。

2.2.2 土地利用轉移矩陣

利用土地利用轉移矩陣來表征仁懷市土地利用轉出動態變化特征，土地利用轉移矩陣的變量可以是一定區域內的土地利用面積或數量；還可以用其反映區域范圍內土地利用變化的轉換概率矩陣，從而預測未來的土地利用變化趨勢。其數學模型為

(2)

式(2)中：Sij為土地利用面積，i、j分別是研究期初與研究期末的土地利用類型；n為土地利用類型數。

2.2.3 核密度估計

核密度估計是在概率論中運用其測算當前和未知的密度函數，屬于非參數性檢驗函數方法之一，運用其能夠很好測度仁懷市土地利用空間分布格局和集聚強度關系。數學函數模型為

(3)

式(3)中：f(x,y)為位于(x,y)處空間位置的密度值；h為平滑參數或帶寬，可以根據研究區的范圍及要素進行設置；di為(x,y)位置距第i個觀測位置的距離；n為觀測數值；k為核函數。

2.2.4 景觀格局指標選取和計算

景觀格局通常是指由自然或人為形成的，一系列大小、形狀各異，排列不同的景觀鑲嵌體在景觀空間的排列，既是景觀異質性的具體表現，又是包括干擾在內的各種生態過程在不同尺度上作用的結果[19]。景觀格局指數能夠定量表示景觀在空間上的組成及其分布特征，根據研究區的實際情況，為反映仁懷市景觀格局破碎度和多樣性的空間差異特征，選取景觀水平指標對其景觀格局進行分析。選取斑塊密度(PD)、景觀形狀指數(LSI)、蔓延度指數(CONTAG)、聚集度指數(AI)、Shannon’s多樣性指數(SHDI)和Shannon’s均勻度指數(SHEI)來表征景觀多樣性狀況和空間異質性。在選取以上景觀指標的基礎上利用ArcGIS10.2軟件的柵格轉換工具對土地利用景觀矢量數據柵格化，然后導入Fragstats 4.2軟件進行各景觀指標計算并統計，得到研究區景觀指數數值。

3 結果分析

3.1 仁懷市土地利用結構及數量分析

仁懷市土地利用類型結構主要是以灌木林地、有林地、旱地、水田為主，其次是農村居民用地、草地和城鎮用地(圖3)。2010—2018年，該區域的灌木林地、有林地、旱地、水田的平均面積分別為34 358.43、69 791.68、56 094.73、15 008.53 hm2；農村居民用地、草地、城鎮用地的平均面積分別為4 011.81、4 917.18、2 489.65 hm2。其中灌木林地從2010年的17.99%降低到2015年的17.80%，再由2015年的17.80%增加至2018年的18.55%；有林地由2010年的36.70%降低到2018年的36.28%；旱地由2010年的29.84%降低到2018年的28.36%；水田由2010年的8.02%降低到2015年的7.61%，再由2015年的7.61%增加到2018年的7.86%；農村居民用地由2010年的1.79%增加到2018年的2.36%；草地由2010年的2.58%降低到2015年的2.50%，再由2015年的2.50%增加至2018年的2.61%；城鎮用地由2010年的0.63%增加至2018年的1.77%。根據以上數據顯示，研究區有林地、灌木林地、旱地和水田都呈現減少趨勢，而城鎮用地和農村居民點的面積呈現持續增加趨勢。這說明，地區人民經濟水平提高的同時，城鎮建設用地擴張，居民擴建民房，從而犧牲林地、旱地和水田作為城鎮居民用地主要土地來源；林地和耕地資源減少，對地區生態安全和糧食安全極有可能帶來安全隱患，因此需當地有關部門協調進行因地制宜的科學規劃。

圖3 仁懷市土地利用結構Fig.3 Land use structure of Renhuai City

3.2 仁懷市土地利用數量的動態分析

隨時間的發展，社會經濟的提高，仁懷市土地利用轉型動態幅度和動態速度都呈現出顯著變化。根據圖4(a)可知，土地利用類型動態幅度在三個階段時期，變化幅度較大的是有林地、城鎮用地、農村居民用地和旱地，其中有林地動態幅度變化三個階段值分別為-0.52%、-3.38%、-4.32%，城鎮用地動態幅度值為別為0.90%、1.11%、1.13%，農村居民用地值分別為0.34%、0.36%、0.38%，旱地動態幅度值分別為-0.37%、-3.83%、-4.64%。這說明，仁懷市有林地、旱地的利用動態幅度處于增加趨勢，但是變化面積是處于減少的趨勢；城鎮用地和農村居民用地動態變化大，其變化面積呈現增加趨勢。

由圖4(b)可知，2010—2015年，仁懷市土地利用動態變化速度最大的是城鎮用地、道路，最大動態變化速度值分別為28.58%、56.89%；2015—2018年，所有土地利用類型動態變化速度都處于穩定狀態；2010—2018年總體時期得出，地區土地利用類型動態速度與2010—2015年和2015—2018年兩個時期基本吻合。原因是2010—2015年時期，貴州省進行縣域經濟規劃，打造縣域地區經濟特色，城鄉一體發展政策和全省進行縣縣通高速的項目工程，因此在該時期，仁懷市城鎮用地擴張和道路的變化速度達到最快。

圖4 仁懷市土地利用變化幅度和速度Fig.4 Range and speed of land use change in Renhuai City

3.3 仁懷市土地利用轉型分析

3.3.1 仁懷市土地利用類型轉移分析

土地利用類型轉移是指隨著社會經濟發展，一定區域范圍內人類通過自身活動對土地進行生產生活，使其土地利用方式發生轉變，即一種土地利用類型轉換為另一種土地利用類型的過程[20]。根據表1、表2可知，仁懷市于2010—2015年和2015—2018年2個時期土地利用類型發生了顯著轉變。其中2010—2015年，城鎮用地、農村居民用地、旱地、水田的轉移面積顯著，其他用地轉為城鎮用地、農村居民用地、道路和旱地的面積最明顯。灌木林地、有林地、草地、農村居民用地、水田和旱地轉為城鎮用地的面積分別為153.61、537.24、18.53、73.05、418.28、589.67 hm2；灌木林地、有林地、草地、水田、旱地轉為農村名居民用地的面積分別為69.89、179.68、9.54、197.13、317.07 hm2；灌木林地、有林地、草地、水田、旱地轉為道路的面積分別為62.79、152.13、8.51、113.26、223.43 hm2；灌木林地、有林地、草地、農村居民用地、裸地轉為旱地的面積分別為46.41、3.34、200.90、32.75、292.42 hm2。

2015—2018年，仁懷市各土地利用類型轉換較廣泛，但土地利用類型之間轉換面積相較于2010—2015年時期不太顯著。根據表4可知，仁懷市土地利用類型轉換面積較大的是有林地和旱地轉為灌木林地，其轉換面積分別為7.09、15.49 hm2；旱地轉為有林地、草地、城鎮用地和農村居民用地，其轉換面積分別為31.31、22.03、72.43、13.04 hm2；灌木林地轉為有林地、農村居民用地、水田、旱地的面積分別為6.54、1.37、2.12、14.81 hm2；水田轉為有林地、農村居民用地和旱地的面積分別為6.82、1.31、3.90 hm2。仁懷市在該2個階段時期土地利用類型面積發生劇烈轉換的主要原因是仁懷地區是茅臺酒廠的生產地，地方社會經濟發展迅速，導致城市區經濟擴張，茅臺酒廠建設用地擴建，從而征收大面積的土地進行規模生產。

表1 2010—2015年仁懷市土地利用轉移矩陣Table 1 Land use transfer matrix of Renhuai City from 2010 to 2015 /hm2

表2 2015—2018年仁懷市土地利用轉移矩陣Table 2 Land use transfer matrix of Renhuai City from 2015 to 2018 /hm2

3.3.2 仁懷市土地利用空間轉移分析

為了更加清楚分析仁懷市2010—2018年期間土地利用類型轉換的空間演變趨勢，故對仁懷市進行2010—2015年和2015—2018年兩個階段進行探討。通過利用ArcGIS10.2軟件對3期數據分為兩個階段進行疊加分析，從而得出仁懷市土地利用類型轉換的空間轉換圖(圖5)。由圖5可見，2010—2015年時期， 仁懷市土地利用類型轉換主要集中于中部城區和茅臺鎮，其北部區域土地利用類型轉換也有分布；從而得出，該地區土地利用轉換主要是中部地區向北部遷移。原因是該片區地形起伏小且地勢平坦開闊，集鎮分布多，人居環境復雜，可為當地人民利用的土地資源豐富；其中城鎮用地、農村居民用地、道路轉換占主導作用，旱地轉換有輕微現象。相較于2010—2015年時期，2015—2018年仁懷市地區土地利用類型空間轉變現象相對不明顯，只有中部向北部城鎮用地的轉入顯著。

圖5 仁懷市土地利用空間轉變圖Fig.5 Land use space transformation map of Renhuai City

3.4 仁懷市土地利用空間分布格局的集聚動態分析

運用核密度估計法對仁懷市土地利用空間分布格局的集聚特征進行系統分析，判斷其土地利用空間在時序上集聚的演變特征。結合研究區土地利用的分布面積狀況，在核密度估計工具中，設置輸出像元大小為50 m和搜索半徑為2 500 m，從而得到仁懷市土地利用核密度空間分布格局(圖6)。根據圖6可見，2010、2015、2018年3個時期，仁懷市土地利用分布主要集聚在中部主城區和北部區域的高大坪、大壩鎮、二合鎮、合馬鎮、三合鎮和火石崗6個鄉鎮區域，其2010、2015、2018年的最高密度值分別為16.46、16.88、17.32 hm2，于仁懷市西南部的長崗鎮、魯班鎮、五馬鎮、毛壩鎮和九倉鎮等5個鄉鎮區域有輕微的集聚現象，但總體上來說，其土地利用的空間密度集聚變化不大。出現仁懷市南北土地利用空間集聚分布差異是因為地形地貌導致，在北部區域相較于南部的高程、坡度低，且分布鄉鎮多，在仁懷市相關社會經濟發展不平衡下，政策等各個因素驅動不一，北部區域人為對土地利用擾動明顯高于西南部，因此土地利用空間集聚格局出現了明顯差異性。從空間密度集聚程度上看，2015年和2018年的集聚程度明顯高于2010年時期。原因是貴州省2010年以來，特別重視縣域經濟提高，因此在各人為因素和政策影響作用下，使得2010—2015年時期，土地利用擾動強。

圖6 仁懷市土地利用空間集聚演變Fig.6 Evolution of land use space agglomeration in Renhuai City

3.5 仁懷市土地轉型的景觀格局演變

根據仁懷市土地利用景觀斑塊的空間分布狀況，從而選取景觀斑塊密度、景觀形狀指數、蔓延度指數和聚集度指數來表征仁懷市景觀格局斑塊類型破碎團聚程度。根據表3得出，2010—2018年，仁懷市的景觀斑塊密度、景觀形狀指數、蔓延度指數和聚集度指數都呈現出增加態勢，說明仁懷市景觀斑塊類型逐漸增多，斑塊破碎化大，斑塊蔓延連通性強，空間集聚程度隨著時間的發展較集中，空間異質性強[21]。

Shannon’s多樣性指數和Shannon’s均勻度指數均可反映一定區域范圍內景觀多樣性隨著時間的變化狀況，然而Shannon’s多樣性指數主要是對景觀斑塊類型信息的貢獻，反映其景觀異質性。利用該兩個指數來反映仁懷市近年來景觀多樣性的演變情況。根據表3得出，隨著時間變化Shannon’s多樣性指數和Shannon’s均勻度指數都是呈現增加的變化，Shannon’s多樣性指數相對于Shannon’s均勻度指數變化較大，這說明仁懷地市景觀斑塊在時空上分布增加，景觀斑塊呈現多樣化，其空間景觀斑塊也逐漸趨于均勻分布態勢，斑塊融合較強[22]。

表3 仁懷市景觀格局指數Table 3 Landscape pattern index of Renhuai City

4 討論

4.1 仁懷市土地利用轉型的影響因素

仁懷市土地利用轉型及其景觀格局演變受多重因素的影響，是地區自然環境因素和地方人為活動相互作用的結果。仁懷市土地利用轉型及其景觀變化問題表征出地區人地關系矛盾的現象。在現階段，社會經濟快速發展驅動下，仁懷市土地利用轉型及其景觀演變的驅動因素主要是人為因素及社會經濟因素占主導作用。在仁懷市不同時期，土地利用轉變驅動影響因素的時空格局不同，通過仁懷市地方統計數據資料和相關調查發現，驅動其土地利用轉型也與國家政策方針相一致(圖7)。根據研究區實際情況分析，進而對導致仁懷市土地利用發生轉型的自然因素、人口因素、社會經濟因素和政策因素進行探討。

圖7 主要事件對仁懷市土地利用轉型及景觀格局演變的驅動因素Fig.7 Main events on the land use transformation and its landscape pattern evolution of Renhuai City

4.1.1 自然因素

仁懷市屬斜坡地帶，地形復雜，其最高海拔1 653 m，最低海拔351 m，平均海拔1 000 m。最大坡度為82°，在高山區域，坡度垂直分異明顯，仁懷市以高山丘陵地帶為主，地形起伏大，形成各種峰叢高山丘陵的地帶發育較陡，氣候垂直差異明顯，從而對仁懷市土地資源在地形地貌上的分布造成直接影響。從海拔的分異上，高海拔地區以灌木林地、有林地和草地為主，雖經過生態的修復，但裸露巖地現象仍然較為顯著，因此需要地方相關部門加大對陡坡區域的退耕力度；海拔較低的地帶分布旱地、水田、農村居民點、城鎮聚落。因此仁懷市的地形地貌也對土地利用變化差異有決定性影響。

4.1.2 人口因素

根據仁懷市統計年鑒數據可得，隨著時間發展，地區常住人口和戶籍人口均呈現出增加趨勢(圖8)。其中常住人口由2010年的54.46×104人增加到2018年的56.09×104人，增長率為49.26%；當地戶籍人口由2010年的64.88×104人增加至2018年的71.55×104人，增長率為47.55%。每年常住人口與戶籍人口都是呈現倍數增長，表明仁懷市每年人口密度與土地利用變化速率成正相關，說明人口增長速度越快，土地利用轉型變化越快。仁懷市總人口和從事非農產業勞動者群體的數量增多，導致城鎮居民用地、各種基礎設施等用地的需求增加，鄉村旱地和水田閑置乃至被拋荒現象突出。隨著時間發展，仁懷市吸引外來人口增加，常住人口和戶籍人口基數逐漸增大，這些必然會導致仁懷市旱地、水田和其他土地利用類型被建筑用地侵占開發利用。在鄉村區域以柴薪、莊稼秸稈等生活供能為主的農村人口的增長，對地區生態環境也影響較大[23]。

圖8 仁懷市人口增長Fig.8 Population growth of Renhuai City

4.1.3 經濟因素

近8年來，隨著社會經濟不斷發展，仁懷市社會經濟水平呈現顯著性變化(圖9)，地區生產總值從2010年的159.63×108元增加到2018年的640.77×108元。從圖8可得，提高仁懷市社會經濟主要是以第二產業為主導，其次是第三產業。其中第一產業由2010年的9.72×108元增加至2018年的28.76×108元，第二產業由2010年的96.59×108元增加至2018年的447.45×108元，第三產業由2010年的53.31×108元增加至164.32×108元。地區人均生產總值與產業結構正相關。地方政府吸引外來投資項目的涌入，城鎮化速率加快，地區產業結構產生了顯著變化，地區基礎設施不斷完善，加大了仁懷市對建筑用地的需求。一方面使得建設用地需求規模不斷加大，導致對地區林地、旱地和水田的占用以及草地等開發的力度增大；另一方面，隨著地方人均收入不斷提高，地方人民對農村居民點進行擴建，修建民房，鄉村居民用地侵占現象突出，從而導致仁懷市土地利用演變速度和幅度較大。

圖9 仁懷市產業結構Fig.9 Industrial structure of Renhuai City

4.1.4 政策因素

政策驅動也是影響土地利用轉型機制演變的主要因素之一。仁懷市屬于西南喀斯特重點區域，石漠化現象嚴重，裸露巖石遍及，土地資源貧瘠。2010年以來，該地區一直實施石漠化治理工程、退耕還林政策，許多地區實行封山育林，禁止砍伐的政策，在短時期，仁懷市林地增加，耕地處于收縮狀態。2013年以來，國家實施土地整治工程和精準扶貧政策，生態移民搬遷，農村居民從原居住遷出至城區生活，必然會導致鄉村土地棄耕，雖然棄耕對生態環境修復具有重要作用，但是大量優質土地資源被浪費，因此需要地方政府部門出臺有效措施來盤活鄉村土地，對其進行合理規劃布局。

4.2 仁懷市土地利用轉型演變模式

根據土地利用相關指標計算得出，仁懷市土地利用在近8年來出現了顯著轉型，地類之間轉換現象顯著，轉換面積大。從轉換空間格局得出，仁懷市土地利用空間轉型演變主要集中于仁懷市主城區和茅臺鎮主城區，轉變模式主要為城中心向四周擴張演變型。貴州省自2008年進行規劃全省縣縣通高速的工程實施以來，地區道路通達度逐漸變好，仁懷市也進行地區道路交通擴張建設，道路網絡連通性好，從而導致仁懷市土地利用演變模式朝著道路指向性延伸型。根據土地利用類型的空間集聚演變得出，仁懷市土地利用演變在8年的時間中都集中于仁懷市北部區域，是因為在仁懷市北部區域地形地貌條件較南部區域好，地勢平坦開闊，從而造成仁懷市土地利用演變模式具有空間區位型。從仁懷市景觀格局演變指數可見，該地區景觀斑塊類型逐漸增多，空間破碎化越來越強，集聚效應也在增加，多樣性指數和均勻度指數增大，因此地區土地利用景觀演變模式呈現多樣集聚化型。

4.3 仁懷市土地利用轉型的景觀生態意義

仁懷市屬于典型喀斯特區域，地形地貌復雜，研究其土地利用轉型出現時空分布格局和時序上演變模式具有差異性。通過對仁懷市土地利用轉型時空格局分析和景觀格局演變，探究出該地區土地利用轉型發生了顯著性變化，在時序上景觀格局呈現破碎化，空間異質性逐漸增強。揭示出了在快速城鎮化、工業化社會經濟背景下，仁懷市在開發土地利用的同時，人地矛盾關系較突出。地方相關部門應該協調好人地關系及生態環境耦合協調方向進行可持續發展。土地利用應朝著以生態環境、土地資源保護為方向。在國家出臺一系列政策因素作用下，一定程度上使仁懷市鄉村農民利益與土地質量保護政策融合一起，在保障農民集體耕種利益不受影響下，調動農民種植積極性、增強土地保護意識[24]；同時，大力宣傳農民的生態環境保護意識和提高種植技術具有重要意義。

5 結論

通過對仁懷市的土地利用轉型幅度和速度以及土地利用轉移的時空變化特征和景觀格局演變分析，研究發現仁懷市在近8年來，土地利用轉型存在時空差異性，轉型過程對景觀格局演變具有影響。主要結論如下。

(1)構成仁懷市土地利用類型結構的主要是以灌木林地、有林地、旱地、水田為主，其次是農村居民用地、草地和城鎮用地；在2010—2018年時期，仁懷市土地利用轉型幅度最大的是有林地、城鎮用地、農村居民用地和旱地，最大動態轉型幅度比例分別-4.32%、1.13%、0.38%、-4.64%，其轉型幅度階段呈現：2015—2018年>2010—2015年；土地利用轉型速度最大的是城鎮用地、道路，最大動態變化速度比例分別為28.58%、56.89%，其轉型速度階段呈現：2010—2015年>2015—2018年。

(2)2010—2015年時期，仁懷市土地利用類型轉換面積較大的是城鎮用地、農村居民用地、旱地、水田，其他用地轉為城鎮用地、農村居民用地、道路和旱地的面積最明顯。2015—2018年時期，轉換面積較大的地類是有林地、旱地、水田、灌木林地、草地、城鎮用地和農村居民用地。從空間上，2010—2015年時期，土地利用轉換主要集中于仁懷市中部主城區，其土地利用轉換向北部遷移。2015—2018年，仁懷市地區土地利用類型轉變現象不明顯。

(3)仁懷市土地利用空間集聚格局主要在主城區和北部區域的高大坪、大壩鎮、二合鎮、合馬鎮、三合鎮和火石崗6個鄉鎮區域，其2010年、2015年和2018年的最高密度分別為16.46、16.88、17.32 hm2，于仁懷市西南部的長崗鎮、魯班鎮、五馬鎮、毛壩鎮和九倉鎮等5個鄉鎮區域有輕微的集聚現象。

(4)仁懷市的景觀斑塊密度、景觀形狀指數、蔓延度指數和聚集度指數都呈現出增加態勢，景觀斑塊類型逐漸增多，斑塊破碎化大，空間集聚程度集中，空間異質性強；隨著時間發展，Shmannon’s多樣性指數和Shmannon’s均勻度指數都呈現增加的趨勢，景觀斑塊在時空上分布增加，景觀斑塊呈現多樣化，其空間景觀斑塊也逐漸趨于均勻分布態勢，斑塊融合較強。

(5)仁懷市土地利用轉變的空間演變模式主要為城區擴張型、道路指向型、區位型和斑塊多樣型，驅動其土地利用轉型及其景觀格局演變的影響因素是自然因素、人口因素、社會經濟因素和政策因素相互作用的結果。