長(zhǎng)沙市城鎮(zhèn)化進(jìn)程中的土地利用變化研究*

張琪婷，許睿敏，方武生*

（1．湖南農(nóng)業(yè)大學(xué) 資源環(huán)境學(xué)院，湖南 長(zhǎng)沙 410128；2.云南三耳科技有限公司，云南 昆明 650000）

長(zhǎng)沙市是湖南省的省會(huì)城市，我國(guó)長(zhǎng)江中游地區(qū)重要的中心城市，全國(guó)“兩型社會(huì)”綜合配套改革試驗(yàn)區(qū)，中國(guó)重要的糧食生產(chǎn)基地。如何在維持經(jīng)濟(jì)不斷增長(zhǎng)和城市化有序發(fā)展的同時(shí)，充分、合理利用土地資源，是長(zhǎng)沙市當(dāng)下亟待解決的問(wèn)題之一。

1 長(zhǎng)沙市土地利用變化分析

1.1 長(zhǎng)沙市土地利用總體特征分析

1.1.1 土地利用數(shù)量結(jié)構(gòu)特征分析

由各年的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可以看出，長(zhǎng)沙市的主要土地利用類型為林地，其占土地利用總面積的60%左右，耕地比例位居第二，約占土地利用總面積的30%[1]。但隨著城鎮(zhèn)化進(jìn)程的加快，除建設(shè)用地面積在不斷增加，其他類型的土地利用面積也在隨著城市的發(fā)展不斷下降。

1.1.2 土地利用空間格局特征分析

從長(zhǎng)沙市2010年的土地利用現(xiàn)狀圖（圖1）可以看出，地表景觀覆蓋主要以林地及耕地為主，林地主要分布于東西兩側(cè)，瀏陽(yáng)市占據(jù)絕大多數(shù)的林地面積，耕地則主要集中于中部地區(qū)。草地主要分布于林地及耕地的邊緣；建設(shè)用地大部分位于主城區(qū)的芙蓉、雨花以及天心三區(qū)，靠近湘江分布且相對(duì)較為聚集。而在各縣市中，建設(shè)用地則較為零散地分布在各縣市的中心地區(qū)及臨近主城區(qū)的邊緣地帶；水域部分主要為中部的湘江及湘江的支流，以及部分零星分布的湖泊、水庫(kù)。

圖1 長(zhǎng)沙市2010年土地利用現(xiàn)狀圖

從長(zhǎng)沙市2015年的土地利用現(xiàn)狀圖（圖2）看，整個(gè)長(zhǎng)沙市的地表景觀覆蓋仍以林地及耕地為主，林地依舊主要分布于東西兩側(cè)，耕地主要分布于中部地區(qū)的望城區(qū)及長(zhǎng)沙縣；水域也依舊是集中于中部的湘江及其支流的流經(jīng)區(qū)域；建設(shè)用地主要分布于城區(qū)的芙蓉區(qū)、雨花區(qū)和天心區(qū)，并在此基礎(chǔ)上向外擴(kuò)張。

圖2 長(zhǎng)沙市2015年土地利用現(xiàn)狀圖

從長(zhǎng)沙市2019年土地利用現(xiàn)狀圖（圖3）看，長(zhǎng)沙市在被大面積林地和耕地覆蓋的同時(shí)，建設(shè)用地在瀏陽(yáng)市、長(zhǎng)沙縣和寧鄉(xiāng)市正在以點(diǎn)為中心放射狀發(fā)展，在主城區(qū)的芙蓉區(qū)、雨花區(qū)和天心區(qū)集中連片覆蓋。

圖3 長(zhǎng)沙市2019年土地利用現(xiàn)狀圖

1.2 土地利用變化特征

1.2.1 土地利用類型面積變化特征

土地利用變化首先反映在各類土地利用面積的變化及其占比的改變上，通過(guò)土地利用類型面積及所占比例的變化，可以充分了解研究區(qū)土地利用變化的趨勢(shì)及結(jié)構(gòu)變化特征[2]。

選取2010、2015、2019年的長(zhǎng)沙市土地利用面積數(shù)據(jù)，通過(guò)分析對(duì)比得到2010-2015年、2015-2019年土地利用面積的凈變化量，由土地利用變化幅度公式（公式1），并結(jié)合長(zhǎng)沙市城鎮(zhèn)化發(fā)展的不同階段特點(diǎn)，分析得出土地利用變化的原因。

其中，R表示土地利用變化幅度，Ua指研究初期某類型土地面積，Ub指研究末期某類型土地面積[3]。從各土地利用類型面積的凈變化量角度出發(fā)，研究2010-2015年及2015-2019年兩個(gè)階段長(zhǎng)沙市的耕地、林地、草地、水域及建設(shè)用地的變化量（見(jiàn)表1）。

表1 2010-2019年長(zhǎng)沙市土地利用分類面積統(tǒng)計(jì)表

1.2.2 土地利用類型數(shù)量變化特征

以上是對(duì)2010-2015年、2015-2019年各類土地利用類型面積變化的研究分析。下面將對(duì)2010-2019年這十年間的土地資源數(shù)量累計(jì)變化進(jìn)行研究，通過(guò)對(duì)單一土地利用動(dòng)態(tài)指標(biāo)進(jìn)行描述。

單一土地利用動(dòng)態(tài)度是指某研究區(qū)在一定時(shí)間范圍內(nèi)某種土地利用類型的數(shù)量變化情況[4]。其測(cè)算公式為：

其中，K表示單一土地利用動(dòng)態(tài)度，即某一類土地利用面積的年變化率；Ua、Ub分別表示研究期初和期末某一土地利用類型面積；T為研究期的年數(shù)。

根據(jù)計(jì)算分析得到長(zhǎng)沙市2010-2019年各類土地利用類型單一動(dòng)態(tài)度。其中，耕地年變化率為-0.84%，林地年變化率為-0.26%，草地年變化率為-0.08%，建設(shè)用地年變化速度最大為7.51%，水域變化率為0.20%，未利用地有所減少，變化率為-2.63%，以此得到圖4。

圖4 單一土地利用動(dòng)態(tài)度圖

從分析出的數(shù)據(jù)和柱狀圖都可以看出用地面積增多的地類包括建設(shè)用地和水域，面積減少的有耕地、林地、草地和未利用地。其中，建設(shè)用地表現(xiàn)出較高的單一土地利用動(dòng)態(tài)度，說(shuō)明建設(shè)用地面積相較于其他用地類型有大幅的增加，長(zhǎng)沙市的城鎮(zhèn)化進(jìn)程在此階段內(nèi)有一定程度的發(fā)展。其余地類的絕對(duì)值都小于5%。

2 長(zhǎng)沙市城鎮(zhèn)化率與土地利用變化

城鎮(zhèn)化進(jìn)程與土地利用變化之間的關(guān)系較為復(fù)雜，通過(guò)收集2010-2019年長(zhǎng)沙市的城鎮(zhèn)化率，建立一元線性回歸方程進(jìn)行回歸分析。將2010-2019年的長(zhǎng)沙市耕地面積占比和建設(shè)用地面積占比數(shù)據(jù)導(dǎo)入SPSS進(jìn)行線性回歸分析，建立回歸方程：

其中，Y表示某一類用地類型占比，X表示城鎮(zhèn)化率，a為自變量，b為因變量[5]，見(jiàn)表2。

表2 城鎮(zhèn)化率與耕地及建設(shè)用地占比的線性回歸分析

一般認(rèn)為，P＜0.05則具有顯著性[6]?；貧w結(jié)果顯示，耕地面積占城市總面積的比例隨著城鎮(zhèn)化水平的提升而降低，呈顯著線性負(fù)相關(guān)；而建設(shè)用地占城市總面積的比例隨著城鎮(zhèn)化水平的提升而明顯增加，呈顯著線性正相關(guān)。由此可以看出，隨著城市的不斷發(fā)展，城鎮(zhèn)化的不斷提升會(huì)直接導(dǎo)致農(nóng)用地的面積減少[7]，見(jiàn)表3。

表3 城市化率與土地利用類型面積回歸結(jié)果

隨著長(zhǎng)沙市城市化水平逐年上升，城市化進(jìn)程不斷加快，城市人口比重的加重對(duì)城市空間提出了更高的要求，城市需要占用周邊其他用地，導(dǎo)致土地利用結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，建設(shè)用地增加，農(nóng)用地面積減少[8]。

3 結(jié)論

以長(zhǎng)沙市2010、2015、2019年三的遙感影像圖作為切入點(diǎn)，并通過(guò)后期的分析得出2010、2015、2019年長(zhǎng)沙市包含耕地、林地、草地、建設(shè)用地、水域和未利用地六種用地類型的土地利用數(shù)據(jù)，并以此為基礎(chǔ)來(lái)研究長(zhǎng)沙市在研究期內(nèi)的土地利用變化情況。建設(shè)用地的面積呈現(xiàn)出不斷上漲的趨勢(shì)，變化區(qū)間大體相似。從城鎮(zhèn)化與土地利用變化的相關(guān)性可以看出，城鎮(zhèn)化與耕地之間為明顯的負(fù)相關(guān)關(guān)系，但是其與建設(shè)用地呈現(xiàn)出顯著正相關(guān)，由此可見(jiàn)城鎮(zhèn)化的發(fā)展對(duì)土地利用的變化有直接影響。