焦作市1980~2000年土地利用时空变化分析

王冰琰，安 邵

（1. 河南理工大学 测绘与国土信息工程学院，河南 焦作 454000；2. 河南神火集团 泉店煤矿，河南 许昌 461100）

焦作市1980~2000年土地利用时空变化分析

王冰琰1，安 邵2

（1. 河南理工大学 测绘与国土信息工程学院，河南 焦作 454000；2. 河南神火集团 泉店煤矿，河南 许昌 461100）

采用GIS技术，对焦作市1980～2000年土地利用结构的时空变化进行分析。研究表明，焦作市土地利用结构发生了较大变化：耕地、草地、城镇用地经历了一个先增加后减少的过程；水域、农村居民点与未利用地的面积先减少后增加；其他建设用地一直处于增加状态；林地和滩涂一直处于减少状态。20 a间焦作市的土地利用变化主要集中在耕地、林地、草地、水域、滩涂、农村居民点之间的相互转换。

GIS；土地利用变化；焦作市

地球表层系统最突出的景观标志就是土地利用与土地覆盖[1]。及时准确地掌握土地利用动态变化情况，对分析土地资源消长原因、预测土地资源消长趋势、研究和制定加强土地资源保护及合理应用的对策、进一步提高集约经营和科学管理的水平都具有重要的意义[2,3]。

1 研究区域与研究方法

焦作市位于河南省西北部，北依太行山脉与陕西省接壤，南邻黄河与郑州相望，东连新乡，西接洛阳，总面积达4 060 km2，全市总人口366万。地貌由平原与山区两大基本结构单元构成，地势北高南低，地形变化较大，层次分明。区域内植被种类多样，水资源丰富。矿产资源40余种，占全省已发现矿种的25%。

图1 2000年焦作市土地利用类型图

本文使用1980年、1995年和2000年3期焦作市土地利用现状图，将土地利用类型划分为9类：耕地、林地、草地、水域、滩涂、城镇用地、农村居民点、其他建设用地、未利用地。利用ArcGIS10.0的空间分析模块对土地利用现状图进行数字化处理，转化为.shp格式的矢量图像，然后对处理过的图像进行叠加分析、统计处理，得到1980年、1995年和2000年的土地利用类型图（图1）及属性信息。将属性信息导入Excel，计算出1980~1995年、1995~2000年2个时期的土地利用类型转移矩阵，进而对焦作市的土地利用变化进行动态分析。

2 土地利用动态变化分析

2.1 土地利用结构总体特征

利用ArcGIS10.0的统计功能得到1980年、1995年与2000年焦作市各类土地面积（表1）。1980~2000年焦作市的主要土地利用类型以耕地为主，占土地总面积的65.73%~69.21%；其次为林地和农村居民点，分别占土地总面积的10.59%~13.05%和7.43%~9.85%。

表1 焦作市1980~2000年土地利用格局变化

2.2 土地利用变化速率分析

土地利用变化速率可以用单一土地利用动态度来衡量，其公式为[4,5]：

式中，Ua、Ub分别为研究初期和末期某一土地利用类型的数量；T为研究时段。当T的时段设定为年时，K值反映该时段内某种土地利用类型数量的年变化率。根据式（1）分别计算出1980~1995年和1995~2000年这两个时期内焦作市各土地利用类型的年变化率（见表 1）。

1980~1995年期间，各土地利用类型变化速率排序为：水域＞未利用地＞草地＞城镇用地＞滩涂＞农村居民点＞林地＞耕地＞其他建设用地，其中水域、未利用地的年变化率较大，分别为3.99%、3.68%和2.50%。

1995~2000年期间，焦作市土地利用变化速度明显增大，各土地利用类型间的相互转换加强，总的土地利用类型年变化率较1980~1995年明显增大，其土地利用类型年变化率排序为：未利用地＞水域＞滩涂＞农村居民点＞草地＞其他建设用地＞城镇用地＞林地＞耕地，其中未利用地、水域、滩涂的年变化率最大，分别为77.50%、21.31%、11.77%。

2.3 土地利用类型的内部转化分析

土地利用转移矩阵可以全面而具体地表现区域内土地利用变化特征和各土地利用类型之间的流向，揭示不同土地利用类型间的相互转化关系，进而更好地了解土地利用时空演变过程[6,7]。利用ArcGIS10.0的空间分析模块与Excel统计功能，分别计算出焦作市1980~1995年、1995~2000年2个时期的土地利用转移矩阵（见表2、表3）。

表2 焦作市1980~1995年土地利用转移矩阵/%

表3 焦作市1995~2000年土地利用转移矩阵/%

从表2、表3可以看出：①在1980~1995年和1995~2000年期间，土地利用变化具有相似的规律。水域、滩涂和其他建设用地在这两个时期内的转出概率较大，均在75%左右；其次为农村居民点、草地、林地和城镇建设用地，耕地在这两个时期内的转出概率均不到10%，变动相对较小。②1980~1995年期间，各种土地类型转入耕地的概率中，水域、滩涂、其他建设用地均在55%左右，其次是未利用地、农村居民点和草地。③1995~2000年期间，各种土地类型转入耕地的概率中，除水域输出概率达到65.17%，其他各类型的转出概率较1980~1995年期间均有所下降；另外，其他建设用地有66.51%转换成了农村居民点。

3 结 语

1980~1995年期间，焦作市耕地面积变化明显，增加了141.66 km2，增加的部分主要由林地、草地、水域、滩涂这4种对当地生态起重要作用的土地利用类型转换而来；1995~2000年期间，耕地面积大致保持不变，仅减少了2.45 km2。

1980~2000年期间，草地、城镇用地都经历了一个先增加后减少的过程；水域、农村居民点都经历了一个先减少后增加的过程，其中农村居民点在后5 a增幅较大，增加了98.45 km2；其他建设用地一直处于增加状态；林地、滩涂始终处于衰退期，面积一直处于减少状态，在20 a内分别减少了99.97 km2和70.66 km2，其中分别有75.05 km2的林地与85.43 km2的滩涂流向了耕地，反映了焦作市在城市发展过程中，耕地开垦对林地、滩涂造成很大的破坏，对生态系统产生一定的威胁。

1995~2000年的土地利用转化速率较1980~1995年明显增大，说明在后5 a间焦作市土地覆盖发生了较大变化，各土地利用类型之间的相互转换不断加强。影响土地利用变化的最主要因素是当地经济的发展、人口的增加、农业用地与建设用地结构的不断调整。

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Research on the Spatial Changes of Jiaozuo City Land-use from 1980 to 2000

byWANG Bingyan

This paper used GIS spatial analysis technique to analyze the spatial changes of land-use of Jiaozuo City in the past 20 years(1980~2000). The results show that cropland, grassland and urban land firstly increased and then decreased on the contrary of water area, rural residential and unused land. The construction land use type was consistently increased, forestland and tidal flats was decreased in the whole period. The dominant land–use change type and the transformation mainly happened among farmland, grassland, water area, tidal fl ats and rural residential in the last 20 years.

GIS, land-use change, Jiaozuo City

P208

B

1672-4623（2014）05-0091-03

10.3969/j.issn.1672-4623.2014.05.033

2013-10-23。

项目来源：中国煤炭工业协会资助项目（MTKJ2010-377）；河南理工大学博士基金资助项目（B2006-18）。

王冰琰，硕士，主要研究方向为土地管理与3S集成应用。