基于转移矩阵的六盘水市钟山区土地利用研究

邓佩如，罗力兵，田 丹，刘海洋，郭 宾，杨宏伟

(铜仁职业技术学院，贵州 铜仁 554300)

1 引言

土地资源是人类赖以生存和发展的重要资源基础[1]。土地利用/土地覆盖变化(LUCC)成为了全球变化的核心研究问题[2]。土地利用是指人类有目的的利用土地资源来进行长期或周期性的活动[3]。而土地覆盖是指自然营造物和人工建筑物所覆盖的地表诸要素的综合体[4]。土地利用与覆盖特征成为了影响社会经济的持续发展,和全球环境的变化不可忽视的因素。因此,土地利用的研究仍是现今大家研究的重要内容。

土地利用转移矩阵主要是指同一区域不同时段的期初和期末各种土地利用类型面积之间的动态转化过程，含有丰富的期初面积转出和期末面积转入的信息[5]。通过土地利用转移矩阵的方法，对钟山区2000年、2008年和2018年3个时段的土地利用类型转移情况进行定量地分析，从而能够更加有效地获取钟山区地利用类型的动态变化信息，为合理、科学地利用钟山区的土地资源提供更准确的方向。

2 研究区域概况

钟山区位于六盘水西北部，是六盘水市的政治、经济、文化、交通中心[6]。总面积 478.84 km2(2018年)。东、南、北与水城县相连，西与威宁县相邻，是川、滇、黔、桂、渝四省一市的“旱路立交桥”，区位条件十分突出。2018年末常住总人口(常住半年及以上)60.98万人[7]。处于滇东高原向黔中高原过渡、黔西北高原向广西丘陵过渡的梯级状大斜坡地带[8]。区内山脉呈西北东南走向，地势西北高东南低。境内山脉延伸,是典型的北亚热带高原奇特的喀斯特岩溶景观区。主要的土壤以黄棕壤为主。pH值为5.5～7.5，多呈酸性，保肥能力一般，土壤粘性较重。矿产资源比较丰富，属于素有“江南煤都”之称的六盘水矿区的重要组成部分[9]，已发现矿种30余种，主要有煤、铅锌、石灰石、大理石、铁等,其中煤炭已探明储量20亿t[10]。钟山区地理位置详见图 1。

图1 钟山区地理位置

3 六盘水钟山区土地利用变化分析

3.1 数据来来源

以钟山区2000～2008年和2008～2018年两时期的土地利用数据为基础研究。对该区域土地类型分类以LUCC(土地利用/土地覆盖变化)分类体系[11]为依据进行分类，主要划分为水田、旱地、有林地、灌木林、疏林地、草地、水域、建设用地和未利用土地等9种类型。

3.2 钟山区土地利用转移矩阵分析

通过AREGIS软件，对2000年、2008年和2018年的基础数据进行融合、对比叠加分析，得出了两期的钟山区土地利用转移分析表和土地利用转移变化百分比明细表。

从表1可以看出，2000～2008年间，钟山区土地利用类型均发生了一些变化。其中水田地类的土地利用面积主要向有林地和灌木林两种地类进行转移；旱地地类的土地利用面积主要向疏林地、草地和建设用地三种地类进行转移；草地地类的土地利用面积主要向旱地、有林地和疏林地三种地类进行转移；根据2000～2008年钟山区土地利用转移变化百分比明细表(表2)可知，水田的面积新增百分比为0.00%，面积减少百分比为0.31%，总面积减少百分比为0.31%；旱地的面积新增的百分比为0.43%，面积减少百分比为0.71%，总面积减少百分比为0.28%；有林地用地的面积新增的百分比为0.02%，面积减少百分比为0.00%，总面积新增百分比为0.02%；灌木林用地的面积新增的百分比为0.30%，面积减少百分比为0.00%，总面积新增百分比为0.30%；疏林地用地面积新增的百分比为0.19%，面积减少百分比为0.00%，总面积新增百分比为0.19%；草地的面积新增的百分比为0.03%，面积减少百分比为0.61%，总面积减少百分比为0.58%；建设用地面积新增的百分比为0.66%，面积减少百分比为0.00%，总面积新增百分比为0.66%；水域用地和未利用地面积新增的百分比和减少百分比均为0.00%。由此可见，这时期土地利用面积新增情况从大到小排列依次为建设用地、灌木林、疏林地和有林地。减少情况从大到小排列依次为草地、水田和旱地。

总而言之，这时期钟山区内的大部分地类主要为交叉转移。水田、草地和旱地三大地类呈现面积减少的趋势；建设用地、灌木林、疏林地和有林地这四大地类呈现增加的趋势；而水域及未利用地这两种地类在本时期并未发生较大的变化。

表1 2000～2008年钟山区土地利用转移矩阵 km2

表2 2000～2008年钟山区土地利用转移变化百分比明细 %

从表3可以看出，2008～2018年间，钟山区土地利用类型变化主要主要转移方向为建设用地和水域这两个地类。根据2010～2018年钟山区土地利用转移变化百分比明细表(表4)可知，水田、旱地、有林地、灌木林、疏林地和草地的用地面积在这一时期并未产生新增面积，反而在不定程度上产生了减少百分比。而这一时期的水域和建设用地面积新增百分比分别为0.05%和4.19%。由此可见，这时期土地利用面积新增情况主要集中在建设用地和水域这两大地类。而其中对建设用地新增贡献最大是旱地和草地。

总而言之，本时期钟山区内的大部分地类主要为单项一致性转移。水田、旱地、有林地、灌木林、疏林地和草地对建设用地的用地面积新增均有不同程度上的贡献，其贡献最大的就是旱地和草地。

在空间分布上，由图2，图3可知，2000～2018年钟山区转移为建设用地的面积多发生在钟山区的4个街道办事处，主要是集中发生在六盘水职业技术学院、六盘水市体育馆和钟山区政府这一带，有林地、灌木林的转化多分布在韭菜坪风景区、钟山区中心城区和观音山镇等地区。而水田和旱地的转出主要分布在钟山区4个街道办事处；草地的转出多分布在柔山公园和江家寨镇一带。2008～2018年间，建设用地新增面积主要在2008年的基础上向现今的4个街道办事处扩展，其增加位置主要是在城郊地方。

表3 2008～2018年钟山区土地利用转移矩阵 km2

表4 2008～2018年钟山区土地利用转移变化百分比明细 %

图2 2000年钟山区土地利用类型

图3 2018年钟山区土地利用类型

4 结语

通过得到的两期土地利用转移矩阵、两期土地利用转移变化百分比明细表、2000和2018年土地利用类型图以及影响土地利用的人口和经济因素的分析和综合，可以得出以下结论。

(1)2000～2008年间，钟山区五类土地利用的面积与分布都发生了变化，其中增长量最多的为建设用地，在建设用地面积的增加过程中，耕地转化为建设用地所占的比例最大。空间分布上，转移为建设用地的面积多发生在钟山区的4个街道办事处，主要是集中发生在六盘水职业技术学院、六盘水市体育馆和钟山区政府这一带，有林地、灌木林的转化多分布在韭菜坪风景区、钟山区中心城区和观音山镇等地区。而水田和旱地的转出主要分布在钟山区4个街道办事处；草地的转出多分布在柔山公园和江家寨镇一带。

(2)2008～2018年间，钟山区五类土地利用类型也发生变化，尤其是水田和旱地。此时期的旱地面积减少的最多，主要转移为了建设用地，建设用地新增面积主要在2008年的基础上向现今的4个街道办事处扩展，其增加位置主要是在城郊地方。

(3)原因分析：钟山区在这18年中，建设用地一直呈增长趋势，尤其是城镇用地。结合钟山区研究时期内的土地利用变化情况和对2001～2018年间的人口数据和经济数据分析可知，18年间，随着经济的发展和人口的增多，钟山区的土地利用转移主要方向为其他类转移为建设用地。人口的增多和减少会影响到一个城市的城市化率。同时经济的大力发展必然导致大量土地被开发为其他土地利用类型，甚至为了扩大经济范围，会对一些土地作为其他的利用类型。而且，由于钟山区的位置特殊性以及其地势的特殊性，使得钟山区的城区扩展发展只能利用有限的平地。这就免不了会使得水田、旱地、草地等这一些地类被开发利用为其他土地利用类型，而且对该资源的开发和利用程度还在不断加深。但是不管怎样，该区域草地、水田、旱地的减少都是需要引起重视的，不能因为人口的压力以及经济发展的需求而造成土地资源的不可再利用。因此钟山区未来的发展应当考虑到对这些用地类型的保护。