長沙市城鎮化進程中的土地利用變化研究*

張琪婷，許睿敏，方武生*

（1．湖南農業大學 資源環境學院，湖南 長沙 410128；2.云南三耳科技有限公司，云南 昆明 650000）

長沙市是湖南省的省會城市，我國長江中游地區重要的中心城市，全國“兩型社會”綜合配套改革試驗區，中國重要的糧食生產基地。如何在維持經濟不斷增長和城市化有序發展的同時，充分、合理利用土地資源，是長沙市當下亟待解決的問題之一。

1 長沙市土地利用變化分析

1.1 長沙市土地利用總體特征分析

1.1.1 土地利用數量結構特征分析

由各年的統計數據可以看出，長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]。但隨著城鎮化進程的加快，除建設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展不斷下降。

1.1.2 土地利用空間格局特征分析

從長沙市2010年的土地利用現狀圖（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，瀏陽市占據絕大多數的林地面積，耕地則主要集中于中部地區。草地主要分布于林地及耕地的邊緣；建設用地大部分位于主城區的芙蓉、雨花以及天心三區，靠近湘江分布且相對較為聚集。而在各縣市中，建設用地則較為零散地分布在各縣市的中心地區及臨近主城區的邊緣地帶；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。

圖1 長沙市2010年土地利用現狀圖

從長沙市2015年的土地利用現狀圖（圖2）看，整個長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，耕地主要分布于中部地區的望城區及長沙縣；水域也依舊是集中于中部的湘江及其支流的流經區域；建設用地主要分布于城區的芙蓉區、雨花區和天心區，并在此基礎上向外擴張。

圖2 長沙市2015年土地利用現狀圖

從長沙市2019年土地利用現狀圖（圖3）看，長沙市在被大面積林地和耕地覆蓋的同時，建設用地在瀏陽市、長沙縣和寧鄉市正在以點為中心放射狀發展，在主城區的芙蓉區、雨花區和天心區集中連片覆蓋。

圖3 長沙市2019年土地利用現狀圖

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土地利用變化的趨勢及結構變化特征[2]。

選取2010、2015、2019年的長沙市土地利用面積數據，通過分析對比得到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），并結合長沙市城鎮化發展的不同階段特點，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，研究2010-2015年及2015-2019年兩個階段長沙市的耕地、林地、草地、水域及建設用地的變化量（見表1）。

表1 2010-2019年長沙市土地利用分類面積統計表

1.2.2 土地利用類型數量變化特征

以上是對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2010-2019年這十年間的土地資源數量累計變化進行研究，通過對單一土地利用動態指標進行描述。

單一土地利用動態度是指某研究區在一定時間范圍內某種土地利用類型的數量變化情況[4]。其測算公式為：

其中，K表示單一土地利用動態度，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。

根據計算分析得到長沙市2010-2019年各類土地利用類型單一動態度。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 單一土地利用動態度圖

從分析出的數據和柱狀圖都可以看出用地面積增多的地類包括建設用地和水域，面積減少的有耕地、林地、草地和未利用地。其中，建設用地表現出較高的單一土地利用動態度，說明建設用地面積相較于其他用地類型有大幅的增加，長沙市的城鎮化進程在此階段內有一定程度的發展。其余地類的絕對值都小于5%。

2 長沙市城鎮化率與土地利用變化

城鎮化進程與土地利用變化之間的關系較為復雜，通過收集2010-2019年長沙市的城鎮化率，建立一元線性回歸方程進行回歸分析。將2010-2019年的長沙市耕地面積占比和建設用地面積占比數據導入SPSS進行線性回歸分析，建立回歸方程：

其中，Y表示某一類用地類型占比，X表示城鎮化率，a為自變量，b為因變量[5]，見表2。

表2 城鎮化率與耕地及建設用地占比的線性回歸分析

一般認為，P＜0.05則具有顯著性[6]。回歸結果顯示，耕地面積占城市總面積的比例隨著城鎮化水平的提升而降低，呈顯著線性負相關；而建設用地占城市總面積的比例隨著城鎮化水平的提升而明顯增加，呈顯著線性正相關。由此可以看出，隨著城市的不斷發展，城鎮化的不斷提升會直接導致農用地的面積減少[7]，見表3。

表3 城市化率與土地利用類型面積回歸結果

隨著長沙市城市化水平逐年上升，城市化進程不斷加快，城市人口比重的加重對城市空間提出了更高的要求，城市需要占用周邊其他用地，導致土地利用結構發生變化，建設用地增加，農用地面積減少[8]。

3 結論

以長沙市2010、2015、2019年三的遙感影像圖作為切入點，并通過后期的分析得出2010、2015、2019年長沙市包含耕地、林地、草地、建設用地、水域和未利用地六種用地類型的土地利用數據，并以此為基礎來研究長沙市在研究期內的土地利用變化情況。建設用地的面積呈現出不斷上漲的趨勢，變化區間大體相似。從城鎮化與土地利用變化的相關性可以看出，城鎮化與耕地之間為明顯的負相關關系，但是其與建設用地呈現出顯著正相關，由此可見城鎮化的發展對土地利用的變化有直接影響。