三峽庫區(qū)土地利用現(xiàn)狀分析

三峽庫區(qū)土地利用現(xiàn)狀分析

土地是人類生存和發(fā)展的基本要素，是農業(yè)和工業(yè)的生產和來源。庫區(qū)人地矛盾突出,土地資源能否合理利用直接關系著庫區(qū)居民生活水平的提高、庫區(qū)經濟建設的發(fā)展和庫區(qū)生態(tài)環(huán)境的保護。土地利用現(xiàn)狀分析是對土地利用類型、數(shù)量、分布及其組合特征進行評價和研究的過程,其結果可反映庫區(qū)內土地資源的特點和優(yōu)劣勢,診斷土地利用是否合理。選擇三峽庫區(qū)作為研究區(qū),一方面了解三峽庫區(qū)土地利用變化的特點與方向,為庫區(qū)土地利用規(guī)劃提供指導;另一方面從定量分析的角度反映社會經濟各指標對各類土地利用變化的作用;此外三峽庫區(qū)作為一個新的研究區(qū),豐富了土地利用變化研究,同時也驗證了傳統(tǒng)的土地利用變化研究方法的實用性。本研究以三峽庫區(qū)為例,借助計量地理學和景觀生態(tài)學理論,對區(qū)域土地利用現(xiàn)狀進行較為全面的分析,為土地利用結構的優(yōu)化調整提供依據(jù)。1含量分析三峽庫區(qū)通常指三峽工程建成后受長江水位影響的區(qū)縣,沿長江西起重慶市江津區(qū),東至湖北省宜昌市夷陵區(qū)。位于東經106°16′—111°28′,北緯28°56′—31°44′。東南、東北延伸至鄂西,西南與川黔接壤,西北與川陜相鄰。庫區(qū)橫跨重慶、湖北26個區(qū)縣,幅員面積約57336km2。2010年末,三峽庫區(qū)總人口3450.97萬人,其中農業(yè)人口2317.36萬人,占三峽庫區(qū)總人口的67.15%。三峽庫區(qū)常住人口3032.496萬人。城鎮(zhèn)化率由2009年的28.42%增長到2010年的32.85%。2010三峽庫區(qū)人均GDP為23796.2元。2原始影像預處理此次研究采用美國陸地衛(wèi)星LandsatTM影像作為信息源來獲取土地資源數(shù)據(jù)。TM地面分辨率為30m。三峽庫區(qū)全段共涉及9景影像,其軌道號為125038,125039,126038,126039,127038,127039,127040,128039,128040。由于原始影像會存在幾何畸變,波普特征不明顯以及多個波段分離等的問題,需要對原始影像進行幾何糾正、圖像增強、圖像融合等技術處理。在這一系列處理之后,采用目視判讀的方式對遙感影像進行人工解譯,得到庫區(qū)2010年的土地利用現(xiàn)狀矢量數(shù)據(jù)。3建設用地面積和面積利用GIS軟件對解譯出的土地利用現(xiàn)狀數(shù)據(jù)進行分析,結果如表1所示。庫區(qū)全段面積為57336km2,其中林地最多,面積為28987.95km2,占整個庫區(qū)面積的50.56%;其次是耕地,面積為22554.3km2,比例占39.34%;草地面積3184.43km2,占5.55%;水域和建設用地面積相當,分別為1293.97km2,1286.89km2,各占總面積的2.26%,2.24%;未利用地面積最小,為28.46km2,只占整個庫區(qū)的0.05%。4當前土地利用數(shù)量結構分析土地數(shù)量結構分析是對區(qū)域內各種土地類型的數(shù)量組合進行多樣化、組合類型和區(qū)位意義研究,其目的在于分析現(xiàn)狀土地利用的差異程度。4.1土地利用多樣性土地數(shù)量結構多樣化用于表征區(qū)域內各種地類的齊全程度,其主要的分析方法是運用吉布斯·馬丁指數(shù)(GM)模型來衡量多樣化程度。該模型的數(shù)學公式為:式中:fi———區(qū)域內第i種土地利用類型總的占地面積。根據(jù)公式(1)可以看出,GM的取值范圍是0~1,當GM∝1時,表明該類型土地利用的集中化程度高;反之,當GM∝0時則說明其集中化程度低。如果類型豐富且不同類型的土地面積比較均衡,則GM∝1;如果一個區(qū)域土地利用類型單一,則GM∝0。因此,用吉布斯·馬丁指數(shù)模型也能夠反映出土地利用類型的齊全程度。由表1中的數(shù)據(jù)可以計算出三峽庫區(qū)及26個區(qū)縣的土地利用現(xiàn)狀多樣化指數(shù)(表2)。分析結果顯示:三峽庫區(qū)整體土地利用多樣化指數(shù)為0.59,土地利用類型較豐富。其中,江北、大渡口、沙坪壩和南岸區(qū)的土地利用多樣化指數(shù)最高,分別為0.7,0.69,0.66和0.66,渝北、忠縣、江津、秭歸、巴南、石柱、巫山、奉節(jié)、長壽、巴東巫溪、夷陵、渝中和興山的土地利用多樣化指數(shù)均低于整個庫區(qū)的平均水平。土地利用多樣化指數(shù)最低的區(qū)縣是興山縣,為0.32,說明興山縣的土地利用類型最為單一。4.2土地利用組合類型近年來,威弗—托馬斯組合系數(shù)法被看作是研究土地利用組合類型,解決土地結構問題的最好方法。其基本原理是將區(qū)域內各種土地利用類型的實際分布與假設的均勻分布進行逐一比較,然后找出最逼近于實際分布的一種均勻分布,這種分布的組合類型即所求的組合類型。其實現(xiàn)的步驟為:首先,各類土地利用類型按面積百分比由大到小順序。其次,依次假設土地分配給一種類型、兩種類型…,當分配給第一種類型時分布即為100%,其它類型的分布為0;當分配給前兩種類型,則其分布各為50%,其它類型的假設分布為0,并依此類推,直至土地均勻分配給所有類型。然后,根據(jù)每一種假設分布與實際分布通過對應項之差的平方和計算組合系數(shù)。最后,組合系數(shù)最小值所對應的假設分布即為該區(qū)域的土地利用組合類型。根據(jù)上述原理可以得到庫區(qū)及其各區(qū)縣的土地利用組合類型情況,如表3所示。由表3可見,三峽庫區(qū)的平均土地組合類型為兩種,為“林地—耕地”組合類型。從單個區(qū)縣情況來看,除大渡口、沙坪壩、南岸和江北有三種組合類型外,其他區(qū)縣均只有一種或兩種,說明庫區(qū)內大多數(shù)區(qū)縣土地利用整體功能偏弱,渝中、巫溪、興山和夷陵地區(qū)尤為單一。4.3表1,多元土地利用類型的排序區(qū)位就是自然地理區(qū)位、經濟地理區(qū)位和交通地理區(qū)位在空間地域上有機結合的具體表現(xiàn)。通過對土地利用區(qū)位指數(shù)的分析能夠反映出一個地區(qū)各種土地利用類型在更高一層的區(qū)域空間內相對聚集的程度。具體的區(qū)位指數(shù)(Qi)計算公式為:式中:fi———區(qū)域內第i種土地利用類型的總面積;Fi———高一層區(qū)域內對應土地利用類型的總面積;∑fi———該區(qū)域土地面積的總和;∑Fi———高一層次區(qū)域內的土地面積總和。若Qi>1,則說明區(qū)域內該類土地利用類型的區(qū)位意義比較明顯,Qi越大則區(qū)位意義越大。由表4看出,耕地在庫區(qū)的多數(shù)區(qū)縣中都具有區(qū)位意義,因此說明耕地是三峽庫區(qū)主要的土地利用類型;渝中區(qū)的建設用地區(qū)位指數(shù)最高,為34.5922,可以看出渝中區(qū)建設利用程度相當高;而在渝東北奉節(jié)、巫溪、巫山和湖北段的4個區(qū)縣中,林地具有區(qū)位意義,說明這些地區(qū)林地較多,森林資源豐富;而在渝北、涪陵、武隆、豐都、石柱、忠縣、萬州、開縣、云陽和巫溪地區(qū),草地區(qū)位指數(shù)均大于1,草地優(yōu)勢明顯。4.4鎮(zhèn)聚落用分級指數(shù)土地利用程度主要反映了土地系統(tǒng)中人為因素的影響程度,而土地系統(tǒng)本身是一個復雜的自然社會綜合體。土地利用程度的分級為:農業(yè)用地級、林草用地級、城鎮(zhèn)聚落用地級和未利用地級。其中耕地的土地利用分級指數(shù)為1;林地、水域和草地的土地利用分級指數(shù)為2;建設用地的土地分級指數(shù)為3;未利用地的土地分級指數(shù)為4,其表達土地利用程度綜合指數(shù)(La)的具體公式如下:從表5分析得出,渝中區(qū)的土地利用程度最高,長壽區(qū)最低;另外,大渡口、興山、夷陵、沙坪壩、江北、巫溪的土地利用程度相當,都較高;而云陽、武隆、北碚、豐都、涪陵、江津、萬州、渝北、開縣、巴南、忠縣和長壽均低于整個庫區(qū)的平均水平。5土地利用程度綜合指數(shù)整個庫區(qū)林地面積較大,占整個庫區(qū)面積的一半,有區(qū)縣林地更是占了80%以上,這從另一方面也說明,庫區(qū)山地較多,森林資源豐富。三峽庫區(qū)各區(qū)縣土地利用情況差異很大,土地類型多樣化、組合類型形式和區(qū)位指數(shù)各有差異。渝中區(qū)除水域以外主要為建設用地,用地類型單一;而從多樣化指數(shù)來看,湖北省的興山縣用地類型最單一,主要以林地為主。從土地利用程度來看,渝中區(qū)土地利用程度最高,土地利用綜合指數(shù)最低的是長壽區(qū)。式中:Ai———一個區(qū)域中某一類土地利用類型程度分級指數(shù);Ci———該類土地利用