中部典型市域长时序土地利用变化及其驱动力的研究.doc

中部典型市域长时序土地利用变化及其驱动力的研究 　　摘要：以中部典型城市合肥市为研究对象，基于多时相TM影像数据的市域土地利用变化研究，重点分析1987―2014年不同时相土地利用变化特征，并对其驱动力予以分析。研究表明：（1）耕地面积在持续减少，而建设用地面积在27年间持续增加，水域面积呈现先减少后增加而后保持平衡的态势，林地与草地所占比例较小，其中林地呈现先增加后减少而后保持平衡的态势，草地面积则基本保持不变；（2）各土地利用类型变化流向情况，主要为耕地向建设用地的转入，而耕地的转入主要靠林地、草地和水域的少部分补给；定量分析表明，人口增长是土地利用变化的第一驱动力。 　　关键词：土地利用变化；驱动力；城镇化；合肥市 　　中图分类号： F323.211文献标志码： A文章编号：1002-1302（2017）07-0231-05 　　随着我国社会经济持续发展，城市建设用地面积不断增加，引发区域土地利用剧烈变化[1-2]。土地利用变化及其驱动机制是一项涉及多因素的综合研究，已引起诸多学者的普遍关注[3-5]，特别是借助遥感影像解译和GIS对土地利用变化进行综合动态分析[6-7]，深入挖掘研究区域社会经济发展、城镇化建设等多方面因素综合驱动下的土地利用变化机制[8-10]。随着中部崛起战略的实施，安徽省合肥市作为中部地区发展的“排头兵”，同时面临着经济发展与耕地保护的双重任务，加之合肥市土地利用结构复杂多样，而该研究区类似研究缺乏系统性、针对性[11-12]，因此，本研究基于合肥市多时相遥感影像数据的解译，并对该区1987―2014年间土地利用变化及其驱动机制进行重点分析，详细阐释相关因素对研究区域土地利用变化的影响，以期为缓解社会经济发展与耕地保护的矛盾提供理论参考。 　　1研究区概况及数据来源 　　1.1研究区概况 　　合肥市位于中国中部，分别与淮南、滁州、马鞍山、芜湖、安庆、六安等市接壤，具有承东启西、贯通南北的重要区位优势；而合肥市地处中纬度地带，属亚热带季风性湿润气候，四季分明、气候温和、雨量适中，年均气温15.7 ℃，年均降水量约1 000 mm，年日照时间约2 000 h，年均无霜期228 d，平均相对湿度为77%。近年来，合肥市充分发挥资源优势，大力推动区域城镇发展进程，成为中国发展最快的省会城市之一。根据美国布鲁金斯学会发布的2012年度《全球都市圈监测报告》，合肥经济圈人均GDP增速和新增就业率分别位居全球300个都市经济体的第1、2位。因此，适时关注合肥市土地利用变化及其驱动力，对合理推进地区城镇化进程、提高区域经济发展协同水平具有重要意义。 　　1.2数据来源 　　本研究顾及研究区土地利用变化的实际情况，获取27年间6个时相（1987、1995、2000、2005、2009、2014年）的Landsat TM/ETM+影像数据。此外，根据安徽统计年鉴、合肥统计年鉴、合肥市国民经济和社会发展统计公报以及相关研究文献等，还获取了2010年合肥市土地利用现状图和《合肥市土地利用总体规划（2006―2020）》，以及1990―2014年合肥市人口数据和经济社会发展统计数据等资料。 　　2研究方法 　　2.1土地利用变化数据提取 　　通过实际调查与分析，结合《土地利用现状分类（GB/T21010―2007）》的土地利用定义与划分标准，将研究区土地分为5类，耕地、林地、草地、建筑用地、水域。利用ENVI 5.1对6个研究时相的影像进行大气校正、辐射定标和掩膜等预处理，再通过监督分类与非监督分类相结合，辅以目视解译的方法得到各个时相土地利用分类结果；然后结合多次项目实地踏勘经验和高分辨率Google Earth影像进行分类后精度验证，并查阅历史文档和地图资料，各个时相的分类精度均大于85%；而后输出为便于ArcGIS统计分析的矢量数据格式，最终得到研究区6个时相30 m空间分辨率的土地利用图[13-14]。 　　2.2土地利用动态度计算 　　土地利用动态度指某研究区内，在一定时间段内土地利用类型数量变化情况，可以定量描述土地利用变化率，对分析土地利用变化的区域差异和预测未来土地利用变化趋势具有积极的作用[5，12]，分为单一土地利用动态度和综合土地利用动态度[15]。 　　单一土地利用动态度计算公式如下： 　　式中：Ua、Ub表示研究初期和研究末期研究区内某类土地利用类型面积；T表示时间段，一般时间间隔（年），此时表示该土地利用年变化率；K表示土地利用动态度。 　　综合土地利用动态度计算公式如下： 　　式中：LUi表示研究初期第i类土地利用类型面积；ΔLUi-j表示末期第i类土地利用类型转化为第j类土地利用类型面积的绝对值；T表示时间段，当T时段设定为年时，LC表示研究区土地利用综