1992—2021年贵阳市土地利用变化规律及成因分析

摘 要：土地利用变化是人类与自然相互作用的重要表征，反映了该地区人类活动的时空动态过程。研究土地利用变化规律及其成因，可为合理利用土地资源、保护生态环境等提供依据。基于杨杰和黄昕教授建立的中国年度土地覆盖数据集，对1992—2021年贵州省贵阳市土地利用变化进行全面分析，揭示贵阳市土地利用的时空特征，分析其变化的主要原因。结果表明：前期（1992—2000年），贵阳市农田、不透水面、草原、水域面积呈增加趋势，森林、灌木区、裸地面积呈减少趋势；中期（2001—2010年），贵阳市农田开始减少，森林、草原、裸地、不透水面面积呈增加趋势；后期（2011—2021年），贵阳市农田、灌木区面积呈加速减少趋势，森林、草原、不透水面面积呈增加趋势。政策调控、经济驱动与自然环境是导致贵阳市土地利用时空上发生变化的主要原因。

关键词：土地利用；变化规律；贵阳市

中图分类号：F301.2 文献标志码：A 文章编号：1674-7909-（2023）11-118-5

0 引言

改革开放以来，我国经济快速发展，城镇化进程加快，土地利用变化相比过去更加活跃［1］。土地利用变化是人类与自然相互作用的重要表征，反映了该地区人类活动的时空动态过程［2］。研究土地利用变化规律及其成因，可为合理利用土地资源、保护生态环境等提供依据。目前，土地利用变化研究受到我国相关领域学者的高度重视［3］。但现有研究主要针对我国发达地区，或者是基于全国、某省（自治区、直辖市）较大范围的研究，而针对西南地区的相关研究较少。

贵州省贵阳市是我国西南地区重要的中心城市之一。随着观山湖区和贵安新区的建立、发展，其城市范围扩展较为迅速，且当地是以喀斯特地貌为主的地理环境脆弱区，其地理环境的特殊性可能对其土地利用结构产生深刻的影响。基于此，对以喀斯特地貌为主的贵阳市土地利用变化规律进行研究具有重要意义。

1 研究区概况

贵阳市位于黔中山原的中部地区（东经106°07′～107°17′、北纬26°11′～27°22′），地处长江、珠江两大水系的分水地带，区域内以山地为主，平均海拔高。贵阳市属亚热带（副热带）高原季风湿润气候区，喀斯特地貌发育突出。贵阳市被称为“森林之城”，森林资源丰富。截至2020年5月31日，贵阳市下辖6个市辖区、3个县、代管1个县级市。2021年末，贵阳市常住人口为610.23万人。

2 数据与方法

2.1 数据来源

该研究主要采用武汉大学杨杰和黄昕［3］教授于2022年发布的1992—2021年中国年度土地覆盖数据集（annual China Land Cover Dataset，CLDC）。CLDC是基于Google Earth Engine平台，利用335 709张Landsat卫星影像处理得到的数据产品。该数据为栅格数据，分辨率为30 m。

2.2 分析方法

2.2.1 制定地类分类系统。笔者参考《土地利用现状分类》（GB/T 21010—2017），结合影像解译结果，对贵阳市土地利用现状进行分析，将贵阳市土地利用/覆盖类型分为农田、森林、灌木区、草原、水域、裸地和不透水面等七大类型。其中，不透水面是指屋顶、道路等由水泥、金属、沥青等材质构成的阻止水分下渗到土壤的人工表面。

2.2.2 土地利用变化分析。首先，利用ArcGIS 10.2对1992—2021年贵阳市土地覆盖数据逐年进行处理、分析，利用Origin统计1992—2021年贵阳市七大地类的面积，形成折线趋势图进行各地类面积变化分析。其次，参考相关研究，结合该研究所使用影像数据的精度和区域内两大新区的建立与发展，将1992—2021年贵阳市土地利用数据分为1992—2000年（前期）、2001—2010年（中期）、2011—2021年（后期）3个时间段，分析较长时间尺度上贵阳市土地利用动态度和相对变化率［4-6］。

土地利用动态度指在一定时期内研究区域内土地利用类型变化的速度，可利用定量分析的方法对区域内地类面积进行数量统计，分析其变化过程及变化程度［7-8］，以获取某类土地变化速率和变化趋势。其计算公式为

L=［（Sb-Sa）/Sa］×（1/T）×100% （1）

式（1）中：L表示研究区某种土地利用类型年变化率，反映研究区某种土地利用/覆盖动态度；Sa、Sb分别表示研究区初期和末期某一土地利用类型的面积；T表示监测时长。

土地利用相对变化率指研究末期各地类变化面积在研究初期该类型面积中的占比［7，9］，可反映研究区土地利用变化幅度。其计算公式为

V=（Sb-Sa）/Sa×100% （2）

式（2）中：V为某种地类的面积相对变化率。

3 结果与分析

3.1 1992—2021年贵阳市各地类面积变化分析

如图1所示，贵阳市以农田、森林两大地类为主。1992—2021年，贵阳市农田和森林的面积随时间呈轴对称式变化，农田和森林面积的增、减呈相反趋势，即农田面积减少时森林面积增加，森林面积减少时农田面积增加；灌木区面积呈波浪式变化，整体呈减少趋势；草原面积同样呈波浪式变化，整体呈增加趋势；水域面积变化较为平缓，整体呈缓慢增加趋势；裸地面积较小，但整体呈先减后增趋势；不透水面面积整体呈增加趋势。

3.2 早期、中期、后期3个阶段土地利用动态度和相对变化率分析

贵阳市早期（1992—2000年）、中期（2001—2010年）、后期（2011—2021年）3个阶段的土地利用动态度和相对变化率结果如表1至表3所示，整体变化情况如表4和表5所示。

由表1可知，1992—2000年贵阳市裸地变化动态度和变动幅度最大，其次是不透水面。从面积变化来看，贵阳市森林面积变化最大，相比1992年，2000年贵阳市森林面积大量减少，而农田面积增加明显，与森林面积变化呈相反趋势。

由表2可知，2001—2010年贵阳市裸地变化动态度和变动幅度最大，其次为草原、不透水面，水域变化动态度和变化幅度最小。从面积变化来看，贵阳市农田面积变化最大，相比2001年，2010年贵阳市农田面积显著减少，而森林、不透水面、草原及裸地面积呈增加趋势。

由表3知，2011—2021年贵阳市裸地变化动态度和变动幅度最大，灌木区、草原和不透水面变化动态度和变动幅度也较大。从面积变化来看，相比2011年，2021年贵阳市农田面积大量减少，森林面积和不透水面面积显著增加，而灌木区面积显著减少。

由表4知，1992—2021年贵阳市变化动态度和变动幅度最大的3个地类是不透水面、裸地和草原。从面积变化来看，相比1992年，2021年贵阳市农田、灌木区面积大幅度减少；森林、不透水面、草原面积大幅度增加；裸地虽然动态度和相对变化率大，但是总变化面积较小。

由表5知，前期（1992—2000年）贵阳市农田、不透水面、草原、水域面积呈增加趋势，森林、灌木区、裸地面积呈减少趋势；中期（2001—2010年）贵阳市农田面积开始减少，森林、草原、裸地、不透水面面积呈增加趋势；后期（2011—2021年）贵阳市农田、灌木区面积呈加速减少趋势，森林、草原、不透水面、水域及裸地面积呈现增加趋势。1992—2021年，贵阳市农田面积呈现出先增加后减少再加速减少趋势，近30年来变化幅度较小，但因整体面积较大，所以减少面积也较大；森林与农田面积变化呈现相反趋势，即先减少、后增加、再增加；灌木区面积呈现出减少、减少、加速减少趋势；草原面积呈现先增加、后加速增加、再平缓增加趋势；水域面积呈现先增加、后减少、再增加趋势；裸地变化的动态度和变化幅度最大，这是因为其本身总面积较小；不透水面与草原一样，呈现出先增加、后加速增加、再增加趋势，其面积变化动态度与变化幅度都较大。

3.3 影响因素分析

1992—2021年，贵阳市耕地面积不断减少、不透水面不断增加主要受社会经济发展的影响。20世纪90年代是我国由计划经济向市场经济全面转轨的重要时期［7］。21世纪初，我国市场经济体制逐步完善，工业化、城镇化速度明显加快。随着2000年观山湖区启动建设，2011年贵安新区建立，大量人口涌向城市谋求发展，贵阳市城区扩张显著。这使当地耕地面积不断减少、不透水面显著增加，城市化与耕地保护的矛盾凸显。

在生态脆弱地区，加强生态建设也是导致贵阳市耕地减少的主要原因。贵阳市地处我国四大生态脆弱区的西南喀斯特区，地形以丘陵、山地为主，当地泥石流、山体滑坡等自然灾害多发，水土流失导致的石漠化情况也较为严重。但贵阳市因工业经济发展欠缺，当地居民盲目开荒毁林种植粮食导致生态环境被破坏，耕地质量下降再开垦更多耕地，如此恶性循环［8］。随着生态保护意识的提升，贵阳市响应国家“禁止毁林开垦、毁林采种”的号召，积极推行以林草为主的植被恢复工程，在生态环境恶劣又人少地广的地区一律实行“该退就退、连片全退”的政策，不断加强生态建设。2000年以来，随着退耕还林、还草工作的推进，贵阳市林地、草地面积不断增加，耕地面积进一步减少。但目前贵州省经济发展仍以传统农业为主，耕地面积不断减少势必会对其发展产生重要影响。

4 结论及建议

以贵阳市为研究对象，利用Arcgis、Origin软件对1992—2021年贵阳市长时序的土地覆盖数据进行分析，得出以下结论。①前期（1992—2000年），贵阳市农田、不透水面、草原、水域面积呈增加趋势，森林、灌木区、裸地面积呈减少趋势；中期（2001—2010年），贵阳市农田开始减少，森林、草原、裸地、不透水面面积呈增加趋势；后期（2011—2021年），贵阳市农田、灌木区面积呈加速减少趋势，森林、草原、不透水面面积呈增加趋势。②政策调控、经济驱动与自身的自然环境是导致贵阳市土地利用时空上发生变化的主要原因。

基于耕地面积减少这一现状，贵阳市在退耕还林工作中应优先考虑实施以“粮食安全”为主的耕地保护制度，在城市规划建设时尽量避开良田；应把握好政策调控、经济驱动与自然环境三者的关系，在发展经济的同时注重生态环境建设，出台相关政策，坚决守住耕地保有量。

参考文献：

［1］邹健，龙花楼.改革开放以来中国耕地利用与粮食生产安全格局变动研究［J］.自然资源学报，2009（8）：1366-1377.

［2］华文剑，陈海山，李兴.中国土地利用/覆盖变化及其气候效应的研究综述［J］.地球科学进展，2014（9）：1025-1036.

［3］YANG J，HUANG X. The 30 m annual land cover dataset and its dynamics in China from 1990 to 2019［J］.Earth System Science Data，2021（8）：3907-3925.

［4］艾敏，景慧，田禹东，等.近20年哈尔滨市呼兰区土地利用覆盖变化及驱动分析［J］.测绘通报，2022（7）：124-128.

［5］庄大方，刘纪远.中国土地利用程度的区域分异模型研究［J］.自然资源学报，1997（2）：105−111.

［6］万虹麟，史旋，张天兴，等.基于遥感的雄安新区土地利用/覆盖变化及其生态效应评价［J］.河北水利电力学院学报，2022（4）：33-39.

［7］宋小青，吴志峰，欧阳竹.1949年以来中国耕地功能变化［J］.地理学报，2014（4）：435-447.

［8］葛全胜，戴君虎.20世纪前，中期中国农林土地利用变化及驱动因素分析［J］.中国科学：地球科学，2005（1）：54-63.

［9］葛全胜，戴君虎，何凡能，等.过去300年中国土地利用，土地覆被变化与碳循环研究［J］.中国科学：地球科学，2008（2）：197-210.

作者简介：申艳飞（1993—），女，硕士，助理工程师，研究方向：土地管理。

通信作者：罗竹（1994—），女，硕士，助理工程师，研究方向：测绘工程。