基于GIS与RS的珠江口两岸耕地流转空间格局分析

张瑞红　余志超　方元

（摘要：在GIS与RS技术的支持下，对珠江口两岸耕地流转的空间格局进行了定量分析。结果表明，在城市扩张压力下，耕地面积急剧减少，其中1988～1995年是耕地面积减少数量最主要的时期；其他的土地利用类型也在向耕地转变，水域和林地是转化为耕地的主要土地利用类型；珠江口东岸耕地流转更为严重，70%以上耕地流转为建设用地。

关键词：耕地流转；空间格局；珠江口两岸

中图分类号：F301.24文献标识码：A文章编号：0439-8114（2012）20-4499-04

珠江三角洲土地利用深深打上了人类活动的烙印，在快速工业化与城市化进程中耕地资源不断流转，导致建设用地与耕地之间矛盾突出、人地关系不能协调发展。为了弥补丧失的宝贵耕地资源，实现耕地资源总量的占补平衡，人们则把目光转向“四荒”土地，进一步加剧了生态退化的恶性循环与自然生态系统的脆弱性[1]。

人类活动导致的耕地流转及其过程近年来成为景观生态学、LUCC与城市化研究的热点之一受到广泛关注，不少学者对珠江三角洲地区耕地资源持续利用进行了探索与研究。但这些研究更多侧重于对耕地数量动态变化及人文驱动机制的研究，相对忽视耕地资源的空间组合结构及格局特征变化的研究。选择珠江三角洲经济与生态核心区珠江口两岸为研究对象，以GIS与RS技术为支撑，采用空间叠加、转移矩阵等方法对耕地流转量、流转方向以及空间格局等进行初步研究，为有限耕地资源的合理保护、生态系统协调发展及研究区可持续发展提供决策支持。

1研究区概况

研究区为珠江三角洲核心区——珠江口两岸（Coastal Area of Pearl River Estuary，CAPRE），包括珠江口东岸的东莞、深圳与西岸的番禺、中山4个行政区域，位于东经113°09′-114°22′、北纬 21°09′-22°27′，总面积约6 414 km2，由于遥感影像资料的限制，研究区域只涉及到中山与深圳两个行政区的大部分区域，分别占行政区总面积的71%、79%，但包含了两个行政区主要耕地变化区域，能在较大程度上反映两个行政区域的耕地流转状况。

珠江口东西两岸地貌结构特征差异明显，东岸地貌结构相对复杂多样，以丘陵台地、冲积平原为主，而西岸主要为平原地貌，但水网密布。东岸深圳与东莞东部多山，且山体庞大，地形分割强烈，西岸的中山、番禺大部分为平坦开阔的冲积平原与滩涂，是珠江三角洲重要的作物生产基地。研究区地带性土壤为赤红壤，主要分布于丘陵坡地，区域主要的土壤类型为潴育型水稻土的沉积土田。两岸地区属南亚热带季风气候区，年平均气温21.0～22.4 ℃，年降雨量1 600～2 300 mm，气候温暖，雨量充沛。

改革开放以来，珠江口两岸充分利用毗邻香港、澳门的区位优势和深圳、珠海经济特区的政策优势，在各种自然与人文因素的推动下，珠江口两岸迅速从传统的农业用地为主的地区转变为新兴的高度城市化区域。

2数据来源与处理方法

研究采用的基础数据为Landsat-5 TM（1988、1995、1998年）与Landsat-7 ETM （2002年）遥感影像数据，轨道号为122/044；在ArcGIS 9.0、ERDAS 8.7、ENVI 4.1等GIS与RS软件支持下，对多源多时相遥感数据进行图像处理（配准、合成、增强、分类等），提取不同时相土地利用信息和珠江口两岸的耕地资源数据（表1）[2-4]，遥感影像分类精度评估如表2。

在GIS技术支持下，所有数据都被统一栅格化为30 m×30 m的GRID数据，采用土地利用变化率、空间叠加、转移矩阵等分析方法对研究区耕地流转数量、流转方向、流转发生的空间格局等进行初步研究[5]。

3结果与分析

3.1耕地总体变化特征分析

根据表1和土地利用变化率模型计算出研究区土地利用面积变化及年平均变化率（表3）。从表3中可以看出，研究区在1988～2002年城市扩张的压力下，耕地总面积急剧减少了1 397.06 km2，但由于耕地的初始面积较大，年平均变化率仅为-2.87%，其中，珠江口东岸是研究区耕地面积变化的主要区域，耕地减少面积和减少速度均大于珠江口西岸，年平均变化率为-3.47%。研究区1988～1995年耕地的减少面积为1 189.14 km2，是耕地面积减少数量最主要的时期，同时耕地是这个时段所有土地利用类型中面积变化最大的类型，年平均变化率为-5.23%；1995～1998年耕地的面积减少了96.40 km2，变化速度比较平缓，年平均变化率为-1.56%，珠江口西岸在此期间耕地的减少速度快于研究区的减少速度；1998～2002年研究区耕地年平均变化率最小，为-1.42%，珠江口东岸同期的减少速度快于珠江口西岸和研究区的减少速度。

3.2珠江口两岸耕地流转分析

在获取4个时期土地利用图后，在ERDAS 8.7的 MODEL MAKER模块的支持下，利用地图代数方法计算生成1988～2002年的土地利用类型变化图，然后对土地利用类型变化图进行属性统计，得到耕地变化的转移矩阵（表4、表5）和不同时期耕地流转速率（表6）。

从表4、表6中可以看到，在1988～2002年间，城市化、工业化侵占大量耕地资源，是耕地迅速缩减的主要原因，耕地流转的主要去向是建设用地。1988～1995年减少的耕地主要是流向了建设用地和水域，由于建设占地，有986.684 km2的耕地被建设用地所占用，水域占用了350.555 km2耕地，耕地流转量达到169.88 km2/年；1995～1998年减少的耕地面积小于前一阶段，水域占用了106.626 km2耕地，是这时段占用耕地数量最多的土地利用类型，耕地减少的现象较前一时段明显好转；1998～2002年减少的耕地面积流向与1995～1998年流向类似，耕地面积流转较前两个时段有所缓和，其中草地是侵占耕地最少的类型。

对表5和表6分析发现，在经济迅速发展的珠江口两岸，有限的耕地资源面临着来自城镇化建设和粮食生产等多方面的需求压力，经济发展与资源保护之间的矛盾日益突出，为了实现耕地总量的动态平衡，在耕地转化为其他土地利用类型的同时，其他的土地类型也在向耕地转变，水域和园地是转化为耕地的主要土地利用类型，但转入耕地的数量明显少于耕地转出的数量[1，6，7]。1988～1995年，其他土地利用类型转入耕地的速率为33.56 km2/年，其中122.528 km2水域、28.553 km2林地、34.563 km2草地、43.268 km2园地、5.994 km2未利用地转化为耕地；1995～1998年，水域是转化为耕地的主要土地利用类型，其他土地利用类型转变成耕地的数量相对较少；1998～2002年，其他土地利用类型转入耕地的速率为28.88 km2/年，水域是转化为耕地数量最大的土地利用类型，为94.703 km2，不过仍小于同期耕地转化为水域的数量，林地、园地、草地和未利用地被开发成耕地的数量比较接近，但都大于同期耕地转出的数量。

3.3珠江口两岸耕地流转空间格局

在ArcGIS 9.0支持下，对不同时相遥感分类结果进行地图代数运算得到珠江口两岸不同时期耕地流转的空间格局（图1）。从图1可以看出，珠江口两岸在快速城市化、工业化进程中，在开发区热、城建热和房地产热的强烈刺激下，区域耕地资源迅速缩减，耕地格局发生了深刻变化，不断被建设用地侵占；与此同时，其他土地类型转化为耕地资源也在一定程度上影响到耕地资源空间组合结构及空间分布格局特征。1988～1995年是耕地空间格局变化最主要的时期，耕地大量流转为建设用地，珠江口东岸的深圳和东莞的耕地流转明显大于西岸和研究区的耕地变化水平，表明耕地开发活动更集中于经济更为发达的珠江口东岸；在经历1988～1995年略带盲目性的扩张后，耕地调整为其他土地利用类型的数量在空间上明显减少，耕地流转格局变化趋于相对缓和与稳定。

4结论与展望

选择珠江三角洲经济发展典型区域珠江口两岸为研究对象，借助RS与GIS技术分析了研究区在快速城市化与工业化进程中耕地格局的时空演变，初步分析了珠江口两岸耕地流转的时空变化，以利于耕地的可持续利用，促进生态环境、社会经济可持续发展[8，9]。因此研究具有一定的科学意义和应用价值。

由于遥感影像资料所限，基于GIS数据不完备，研究区域的中山与深圳只涉及到其中的主要区域，不可避免地影响到遥感影像分类结果，对耕地格局时空变化分析存在一定的影响。因此，遥感分类精度在今后研究中亟待提高，有必要收集更为全面的辅助解译数据并加强野外实地调查。土地利用系统是一个复杂的社会经济生态系统，影响耕地格局变化的因素复杂多样，进一步的研究可以考虑在GIS支持下，对耕地变化的驱动力（如自然气候因子、地形地貌因子、植被、土壤、经济政策等）进行多源空间信息复合，探索珠江口两岸耕地流转变化的自然与人文驱动机制[6，10]。

参考文献：

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