粵北山區城市土地利用時空演變特征分析
——以云浮市為例

吳志軍，常夢雅，蘇雪云，肖 紅

（1.廣東省測繪技術有限公司，廣東 廣州 510663；2.廣東省測繪工程有限公司，廣東 廣州 510663）

土地利用/覆被變化是自然客觀條件和人類社會經濟活動綜合作用的結果，其形成與演變過程不僅受地理自然因素制約，還越來越多地受人類改造利用行為影響[1]。城市的發展首先體現在土地變化上，相應地，土地變化也能反映城市的發展水平。有限的土地資源存在內部競爭關系，容易“牽一發而動全身”，使整體土地利用格局發生變化。土地資源的屬性決定了其使用范圍，由于開發成本低，平原地區的土地往往是開發的優選。

廣東省作為沿海地區的經濟強省，省內區域發展不平衡、不協調問題突出。云浮市位于廣東省西部，是典型的山區城市。根據國家統計局的數據顯示，截至2020 年云浮市面積占廣東省總面積的4.3%，人口占總人口的1.9%，經濟總量僅占廣東省的0.9%，與其他城市相比，差距明顯。隨著粵港澳大灣區建設的持續深入，為促進區域協調發展，廣東省堅持把提高發展平衡性和協調性擺在重要位置，加快構建形成由珠三角核心區、沿海經濟帶、北部生態發展區構成的“一核一帶一區”區域發展新格局，區域協調發展的體制機制正在逐步完善[2]。目前，云浮市正搶抓戰略機遇，錨定發展目標。隨著城市發展速度的加快，日益增長的用地需求與有限的土地資源之間的矛盾，山區城市土地資源在數量、空間上的合理分配以及如何對標灣區所需、發揮區域所長、并堅持經濟發展和環境保護兩手抓，這些都是云浮市亟需了解和參考的問題。本文分析了云浮市1990—2020年土地利用演變特征，為云浮市正確制定可持續發展戰略提供科學依據，對持續推動區域協調發展具有重要意義。

1 研究區概況

云浮市位于廣東省中西部、西江中游以南，毗鄰珠江三角洲，地理范圍為111°03′～112°31′E、22°22′～23°19′N，市區距廣州市140多km，水路距香港177海里，轄兩區兩縣一市；地勢西南高、東北低，主要地貌為丘陵。云浮市是珠江—西江經濟帶重要節點城市、廣州都市圈城市之一；水資源、礦產資源豐富，石材加工歷史悠久，2020 年云浮市生產總值實現1 002.18 億元，同比增長4.1%，截至2021年6月，常住人口為238.34 萬人，其中居住在城鎮的人口為104.33萬人。

2 數據來源與研究方法

2.1 數據來源

本文主要采用1990—2020年中國科學院資源環境科學數據中心多時期土地利用/覆被遙感監測數據集；具有3 級分類系統，一級類包括耕地、林地、草地、水域、建設用地和未利用土地6 類，本文土地利用分類采用一級地類。

2.2 研究方法

本文主要采用定量分析、對比等方法研究地類變化情況，分析了1990—2020 年云浮市土地利用的結構特點和演變特征；并采用土地利用轉移矩陣和土地利用動態度分析了云浮市30 a 來的土地利用變化情況。

1）土地利用轉移矩陣是馬爾科夫模型在土地利用變化方面的應用，來源于系統分析中對系統狀態與狀態轉移的定量描述[3-4]，不僅可定量反映不同地類之間的轉移情況，還可揭示轉移速率。土地利用類型轉移包括轉出率和轉入率兩個因子，轉出率即某一地類轉移為其他地類的面積占變化前該地類總面積的比例；轉入率即變化后某一地類中來自其他地類的面積占該地類總面積的比例[5-6]。

2）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某研究區一定時間范圍內某種地類數量的變化情況，可真實反映區域土地利用/覆被中土地利用類型的變化劇烈程度[7]，表達式為：

式中，Ua、Ub分別為研究期初和期末某一地類的數量；T為研究時段，當T設定為a時，K即為該研究區某種地類的年變化率。

綜合土地利用動態度可描述區域土地利用變化的速度，表達式為：

式中，LUi為監測起始時間第i類地類面積；?LUi-j為監測時段內第i類地類轉移為非i類地類面積的絕對值；T為監測時段，當T設定為a時，LC即為該研究區土地利用年變化率[8]。

3 研究結果與分析

3.1 土地利用面積演變

對云浮市各個時期的土地利用類型進行制圖和量化，得到云浮市1990—2020年4個時期的土地利用變化趨勢和變化量，結果見圖1、表1，可以看出，1990—2020年云浮市土地利用分布變化幅度不大，耕地集中在中部和西南部平原地區，隨著時間推移，平原地區外圍的耕地首先被建設用地占用；草地主要分布在中部和西南部，水域以河流為主，分布在北部和中部區域，草地和水域在空間分布上變化不大；1990年建設用地零星分散在云浮市的平原地區，隨著分布范圍的不斷擴大，2020年形成了三大組團和多點分布的空間結構[9]；2020 年云浮市耕地、林地、草地、水域、建設用地的面積占比分別為21.48%、69.29%、3.76%、1.41%和4.05%，主要地類為林地；1990—2020年云浮市耕地、林地和水域面積分別減少了25.2 km2、79.53 km2和6.4 km2，草地面積增加了11.84 km2，其占比始終保持在3.6%左右，建設用地面積增幅最大，增加了99.29 km2。

表1 1990—2020年云浮市地類面積變化統計/km2

圖1 云浮市土地利用面積變化分布

3.2 土地利用轉移矩陣

基于馬爾科夫模型，不同地類之間的轉化情況見表2～4，并分析了轉出率、轉入率，結果見圖2，可以看出，1990—2020 年云浮市耕地主要轉移為建設用地，對建設用地面積增加的貢獻率達21.85%，耕地轉移為林地的面積對林地的貢獻率為1.2%，耕地轉移為其他地類的比例較低，耕地主要由林地流入，轉移面積對耕地面積增加的貢獻率為5.17%，其次是建設用地，轉移面積對耕地面積增加的貢獻率為1.32%，主要是少量廢棄工礦用地、住宅等建設用地通過回收復墾等手段轉為耕地；林地是云浮市的主要地類，1990—2020年流出的面積最多，但從整體來看其變化幅度并不明顯，林地轉移為耕地的面積最大，達86.39 km2，其次是建設用地，轉移面積對建設用地面積增加的貢獻率達15.73%，林地對草地面積增加的貢獻率為10.36%，主要是由森林砍伐或放荒后引起的，林地主要由耕地、草地流入，這主要是政府通過開展水土流失治理工作，推進退耕還林、植樹造林等工程，讓部分耕地、草地轉移為林地；草地面積呈波動增加趨勢，變化幅度不大，草地轉移為林地的比例最大，轉出率約為6%，其次是建設用地和耕地，轉出率約為2%；水域是面積變化最小的地類，水域轉移為耕地的比例最大，而從流入情況來看，耕地的貢獻率較大，兩種地類的交換可能是部分土地進行農業結構調整產生的變化；建設用地面積增加明顯，1990—2020年共增加了99.29 km2，其中對建設用地面積增加貢獻較大的是耕地和林地，轉移到建設用地的面積是研究初期建設用地自身面積的一半左右[10]。

表2 云浮市1990—2000年地類轉移矩陣/km2

表3 云浮市2000—2010年地類轉移矩陣/km2

表4 云浮市2010—2020年地類轉移矩陣/km2

圖2 云浮市土地利用類型轉出率與轉入率

由于土地平整區域的開發投入較少，是發展農業和建設用地的良好區域，因此平原地區的耕地易被開發為建設用地。隨著社會經濟的發展和人口數量的增長，對生存產品和生活用地提出了更高要求，大量耕地被建設用地占用，但“八山一水一分田”的地形特點決定了云浮市可耕種的土地有限，在人為因素驅動下，較高坡度的林地被開墾為耕地，無序開發易引起山洪滑坡等災害。為解決耕地數量持續減少、生態系統被不斷破壞等問題，國家出臺了一系列政策來保護耕地、限制生態用地的過度開發，土地轉移活動隨之減緩；但人與用地之間的矛盾并未解決，在土地資源緊缺的情況下，仍有相當面積的林地、耕地轉移為建設用地。

3.3 土地利用動態度

根據式（1）、（2）計算得到云浮市土地利用變化模式，結果見表5、圖3，可以看出，1990—2000 年水域、建設用地的土地利用動態度>0，耕地、林地和草地面積減少，其中耕地面積減少最多；2000—2010年耕地、建設用地的土地利用動態度>0，林地、草地、水域面積減少，耕地和建設用地面積保持增長，表明隨著經濟發展水平的提高，建設用地首先占用了城鎮周邊的耕地，使一些生態用地被開發為耕地；2010—2020年草地、建設用地的土地利用動態度>0，建設用地的土地利用動態度達到最高值，為2.51%，增加幅度遠超過其他地類，其他地類面積繼續減少，這與政府實施耕地保護措施、不能隨意侵占耕地有關；1990—2020 年云浮市綜合土地利用動態度由0.02%增至0.10%；由3 個時期綜合土地利用動態度可知，隨著時間的推移，人類活動對土地利用的影響日益增強，土地利用幅度后期大于前期。

表5 1990—2020年云浮市土地利用動態度/%

圖3 云浮市綜合土地利用動態度

4 結語

本文基于云浮市1990—2020年4期遙感數據的土地利用/覆被結果，分析了云浮市土地利用變化特征。結果表明：①林地是云浮市的主要地類，在研究期間不斷減少，建設用地面積增長明顯，耕地呈先減后增的變化趨勢，草地和水域整體變化幅度不大；②土地利用類型轉移中，耕地和林地對建設用地面積增加的貢獻較大，建設用地占用耕地的比例較大，兩種地類在空間分布上表現出相互包含的空間結構，耕地、林地和草地也存在相互轉移，水域變化最??；③建設用地變化速度較快，耕地、林地等農用地變化速度較慢，研究末期云浮市受人類活動的影響更加強烈，土地利用幅度后期大于前期。

綜上所述，研究初期受政策傾斜不足、交通落后、投資環境差等因素影響，云浮市經濟發展滯后，土地利用變化幅度不大；隨著粵東西北部區域振興口號的提出和廣東省對云浮市的扶持，云浮市迎來新的發展機會，基礎設施的聯通和改善使云浮市的發展明顯加快，土地利用開發強度加大。2010—2020年耕地保護等一系列加強土地資源管理的政策出臺，使耕地面積有一定回升，但建設用地需求也在不斷增長。近年來，云浮市被劃入粵北生態發展區，因此在今后的城市土地利用中，云浮市應立足于自身功能定位和資源稟賦，緩解內外部發展不協調的問題，避免城市低水平重復建設，考慮土地利用開發對周邊土地甚至生態環境的影響，避免過度擠壓生態用地，通過尋找新的土地利用方式來合理使用有限的土地資源，促進地類之間的增長與平衡。