伊洛瓦底江三角洲土地利用時空變化分析

童曉霞 劉翔 胡波

摘 要：研究土地利用變化對土地資源的生態安全和可持續利用具有重要意義。利用1990—2020年4期的土地利用遙感影像數據，基于土地利用動態度、土地利用程度及土地利用轉移矩陣等指標，對伊洛瓦底江三角洲的土地利用時空變化情況進行了分析。結果表明：伊洛瓦底江三角洲1990—2020年30年間整體的土地利用變化速度較平緩，各用地類型的土地利用變化率在不同時段存在很大差異，各時期的土地利用率均超過了97%，綜合土地利用程度呈先上升后下降的趨勢，不同土地利用類型之間存在顯著的相互轉化過程。研究成果可為伊洛瓦底江三角洲土地資源規劃和農業生產布局優化提供依據。

關鍵詞：伊洛瓦底江三角洲；土地利用；時空變化分析；轉移矩陣

中圖法分類號：F301.2? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標志碼：A

在“一帶一路”以及“瀾湄合作”倡議下，緬甸成為“一帶一路”在西南方向實施的關鍵節點[1]，中緬水資源合作也迎來諸多機遇[2-3]。伊洛瓦底江三角洲是緬甸的糧食主產區，其農業生產的高效發展對于緬甸糧食安全、經濟發展、民生福祉意義重大。合理的土地利用規劃是提高農業生產效率、優化農業生產布局的重要基礎，而做好土地利用規劃的前提是了解土地利用變化情況，通過對土地利用時空變化規律的研究和分析，為土地利用格局調整和優化提供技術支撐和依據[4-5]。

目前，國內外很多學者針對土地利用變化進行了相關研究，劉紀根等[6]分析了紫色土區不同土地利用類型與降水變化對水土流失的影響。Mehdi等[7]分析了土地利用變化對摩洛哥境內Oualidia湖泊泥沙含量的影響。耿潤哲等[8]、崔超等[9]研究了流域土地利用變化對非點源污染負荷的影響規律。Vanessa等[10]分析了流域土地利用變化對流域水文過程的影響。劉希朝等[11]基于土地利用變化情況進行了黃河流域景觀格局及生態風險評估。白少云等[12]基于RS與GIS技術分析了杞麓湖流域土地利用動態變化情況并預測了未來發展趨勢。

綜上，研究土地利用變化對土地資源的生態安全和可持續利用具有重要意義。對伊洛瓦底江三角洲土地利用時空變化情況進行分析，可為土地資源規劃和農業生產布局優化提供依據，有效推動緬甸農業高效發展，有助于“一帶一路”倡議和“瀾湄水資源合作機制”的實施[13-14]。

1 研究區概況

研究區伊洛瓦底江三角洲位于緬甸南部（見圖1），在94.36°～96.34°E、15.65°～17.98°N之間，總面積26 168.25 km2，屬亞洲西南季風氣候區，多年平均降水量2 100～3 200 mm，呈現南多北少的空間分布特征。伊洛瓦底江干流在研究區北部分成三條支流，支流順流向由北向南不斷分叉，形成扇狀分散水系。伊洛瓦底江三角洲作為緬甸重要的糧食主產區[15]，耕地面積占全國耕地面積的15%，稻谷產量占全國總產量的30%，稻米出口量占總出口量的38%。

2 研究方法

2.1 土地利用變化分析方法

土地利用變化情況的分析指標主要包括土地利用變化動態度、土地利用程度以及土地利用轉移矩陣[16-17]。

2.1.1 土地利用變化動態度

土地利用動態度可定量描述土地利用變化速度，對分析土地利用變化的區域差異和預測未來土地利用變化趨勢有重要的作用[18-19]。

土地利用動態度包括單一土地利用動態度和綜合土地利用動態度。單一土地利用動態度是指研究區一定時間范圍內某種土地利用類型的數量變化情況[20]，見表達式（1）。

式中：K為研究時段內某種土地利用類型的動態度，La、Lb分別為研究期初和期末某種土地利用類型的面積（公頃）；T為研究時段長（a），當T的時段設定為年時，K就為該研究時段內某一土地利用類型的年變化率。綜合土地利用動態度主要反映整個研究區土地利用類型的變化的速度[21]，見表達式（2）。

式中：△Ui-j為研究時段內第i類用地類型轉為非i類用地類型面積的絕對值（公頃）；Ui為研究期初第i類用地類型面積的絕對值（公頃）；n為該研究區土地利用類型數，Q為研究時段內綜合土地利用動態度的年變化率。

2.1.2 土地利用程度

土地利用程度可以用單一指標如土地利用率（已利用土地面積/土地總面積）、土地墾殖率（耕地面/土地總面積）、土地建設利用率（建設用地面積/土地總面積）和林草覆蓋率（林草用地的面積/土地總面積）來衡量，也可以通過土地利用程度綜合指數來衡量，它反映人類對土地開發利用的程度，人類活動強度越大，綜合指數越高[22-23]。其計算方法見式（3）。

式中：Da為土地利用程度綜合指數；Ai為第i級土地程度分級指數；Ci為第i級土地程度分級面積百分比；n為土地利用分級數。土地利用分級指數賦值依據見表1。

2.1.3 土地利用轉移矩陣

土地利用轉移矩陣可全面且具體地反映區域土地利用變化的結構特征與各用地類型變化方向[27-29]，便于了解研究期初各土地類型的流失去向和研究期末各土地利用類型的來源與構成[30-31]。土地利用轉移矩陣的一般表現形式見表2。表中A代表土地利用類型，S代表面積；n代表轉移前后的土地利用類型數；i，j（i，j=1，2，…，n）分別代表轉移前與轉移后的土地利用類型；Sij表示轉移前的i地類轉換成轉移后的j地類的面積。

2.2 研究區數據來源及分析思路

所用遙感圖像來源于生態環境部衛星環境應用中心提供的SPOT系列衛星數據，通過幾何校正，圖像融合、鑲嵌、裁剪、去云、陰影處理及大氣校正等圖像處理手段[32]，并依據《中國資源環境遙感宏觀調查與動態研究》[33]及第二次全國土地調查土地分類方法[21]，得到研究區1990年、2000年、2010年和2020年4期的土地利用數據（見表3），土地利用分布見圖2。

基于4期土地利用數據，對研究區的土地利用時空變化速度、結構調整及變化方向等時空變化情況進行分析。

3 結果分析

3.1 土地利用變化動態度

根據式（1）計算出研究區6種土地利用類型的年變化率見表4。根據式（2）計算出研究區1990—2000年、2000—2010年、2010—2020年的綜合土地利用動態度分別為0.78%、1%、0.71%。

結果表明，研究區1990—2020年30年間整體土地利用變化速度較平緩。各種用地類型的土地利用變化率在不同時段存在很大差異，其中草地在1990—2000年和2000—2010年面積均有增加，面積絕對變化量不大，但年變化率分別達到208.7%和2 955.41%，這與草地在1990年和2000年初期的面積較小有關。未利用地在1990—2000年和2000—2010年的變化速度也較快，分別達到了251.5%和14%，也與未利用地在初期面積較小有關。建設用地在2000—2010年和2010—2020年有較大變化，變化率分別為8.94%和2.92%，說明隨著社會經濟的發展，建設活動在逐步增加。耕地、林地和水域面積在三個研究時段內年均變化率都不大，除林地2000—2010年的年均變化率為4.33%外，其他的都小于2.5%，原因是這三種用地類型面積總量較大，其變化部分所占比例較小。

3.2 土地利用程度變化

根據研究區各土地利用類型面積計算出各時期土地利用程度單一指標，見表5。可知，研究區的土地利用率較高，1990年達到了99.97％，各時期土地利用率均超過了97%。土地墾殖率在1990—2020年呈下降趨勢，但基本上都在80%以上，說明該地區耕地是主要的土地利用類型。林草覆蓋率呈上升趨勢，土地建設用地率逐年升高，說明研究區建設活動在不斷增加，符合城市化的發展規律。

根據表1中土地利用程度分級賦值方法，按照式（3），計算出研究區1990—2020年4期的土地利用程度綜合指數，見表6。可知，該地區土地利用程度呈現先上升后下降的趨勢，原因為耕地在2000年增加，2010年又急劇減少，同時建設用地呈現持續增加的趨勢。

3.3 土地利用轉移矩陣

表7～表9分別為研究區各土地利用類型在1990—2000年、2000—2010年、2010—2020年的轉移矩陣。可以看出，不同土地利用類型之間存在明顯的相互轉化過程。特別是耕地、林地和水域這三種土地類型在各時期都存在較大面積的相互轉化，其中水域和林地主要轉化為耕地，耕地在1990—2000年主要轉化為林地、水域和未利用地，轉化面積分別為68 718.82、37 778.69和10 842.64 hm2（見表7），在2000—2010年耕地面積大幅減少，共有217 992.42 hm2轉化為其他5類用地類型（見表8），在2010—2020年有31 924.77 hm2耕地轉化為建設用地（見表9）。1990—2020年，建設用地呈持續增加趨勢。

4 結論

（1）伊洛瓦底江三角洲1990—2020年30年間整體的土地利用變化速度較平緩，各用地類型的土地利用變化率在不同時段存在很大差異。

（2）伊洛瓦底江三角洲的土地利用率較高，各時期土地利用率均超過了97%，土地利用程度呈現先升后降的趨勢。

（3）不同土地利用類型之間存在明顯的相互轉化過程。特別是耕地、林地和水域這三種類型在各時期都存在較大面積的相互轉化。

土地利用受自然、人文與政治等諸多因素影響，由于數據有限，本文只對伊洛瓦底江三角洲1990—2020年的土地利用時空變化情況進行了分析。如有更詳實的數據，有必要對土地利用變化驅動因素進行深入的分析。

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Spatial-temporal Changes of Land Use in the Irrawaddy River Delta

Tong Xiaoxia1，2，Liu Xiang3，Hu Bo4

（1.Changjiang River Scientific Research Institute，Wuhan 430010，China；2. Center for Mountain Torrent and Geological Disaster Prevention Research，Ministry of Water Resources，Wuhan 430010，China；3. Water Conservancy and Hydropower Project Quality Supervision Station of Jianshi County，Enshi 445300，China；4. Lancang-Mekong Water Resources Cooperation Center，Wuhan 430010，China）

Abstract：Study on land use change is of great significance to the ecological security and sustainable utilization of land resources. The temporal and spatial changes of land use in the Irrawaddy Delta were examined by analyzing land use dynamic degree，land use degree and land use transfer matrix based on remote sensing image data of land use from 1990 to 2020. Results unveiled a gentle change of land use in the Irrawaddy Delta from 1990 to 2020. The change rates of different land use types varied greatly in different periods. The land utilization in the Irrawaddy Delta exceeded 97% in all periods. The comprehensive land use degree first increased and then declined. The results also revealed a significant mutual transformation process among different land use types. The research findings provide reference for planning land resource and optimizing agricultural production layout in the Irrawaddy Delta.

Key words：the Irrawaddy Delta；land use；spatial-temporal change analysis；transfer matrix