白洪伟，吴满意

(1.宿州学院安徽省煤矿勘探工程技术研究中心，安徽 宿州 234000;2.国家测绘地理信息局第一地形测量队，陕西 西安 710054)



合肥市土地利用结构变化规律及趋势预测分析

白洪伟1，吴满意2

(1.宿州学院安徽省煤矿勘探工程技术研究中心，安徽 宿州 234000;2.国家测绘地理信息局第一地形测量队，陕西 西安 710054)

摘要：目的以合理利用土地为目的，探讨土地利用结构变化规律及变化趋势预测。方法以合肥市为研究对象，通过分析数据，从中获得合肥市各种土地利用类型面积的变化情况，利用土地利用面积变化分析、土地利用动态度分析和土地利用率分析等一系列方法，对2000-2010年合肥市的农用地、交通用地、水利设施用地和居民点及工矿用地的面积进行比较分析。由2009年的土地利用情况预测2015和2021年的土地利用状况。结果预测到2015年，合肥市的农用地面积减少了126.28 km2，农用地相对减少，减少的速度较缓慢；居民点及工矿用地和交通用地的面积在增长，分别增长96.93 km2和44.03 km2，居民点及工矿用地和交通用地明显增加，且增加的速度较快；水利设施用地面积减少的幅度较小，在较短的时间内，其变化不明显；未利用用地的面积在不断减少，土地利用率提高。结论农用地向建设用地的转化是合肥市土地类型转变的主流形式。人口、经济、政策、交通等多种因素是影响合肥市土地面积变化和土地利用格局演变的主要驱动力。对合肥市2000-2010年间的土地利用时空动态变化进行分析,预测未来土地利用变化的趋势,为该区域土地可持续管理提供参考依据。

关键词：土地利用；动态变化；预测；合肥市

1引言

土地利用变化是在不同时间、空间尺度上由自然系统和社会系统相互作用引起的一种复杂社会现象变化[1，2]。土地问题研究主要针对土地利用和演变，作为环境问题研究的核心内容之一，当前各级政府和部门加快推进对土地利用变化的研究，为便于制定合理的土地利用决策提供重要的科学依据[3]。近几年，合肥市的人口数量不断增加、城镇化速度加快，加剧了土地利用格局的改变和各土地利用类型之间的相互转变，从而迫切要求政府迅速且准确地判断出当前合肥市土地的变化趋势，分析出产生土地利用变化和土地利用类型转变的各种原因，能够制定出科学合理、易于执行并且行之有效的土地利用政策。本论文通过从中国知网上合肥市土地资源局发布的统计年鉴数据，获得2000-2010年合肥市土地利用面积和各类型土地利用变化面积。影响合肥市土地利用情况改变的因素是多种多样的，本文主要从土地利用面积变化和土地利用类型转变2个方面分析当前合肥市的土地利用情况，使未来合肥市的土地向着合理、有效、集约和可持续利用的方向迈进，使土地利用变化和生态环境保护相和谐。

保护农用地的土地管理制度一直不能落实，破坏耕地、林地用来建造房屋、填埋与水利设施有关的用地等一系列行为随处可见，地方政府制定的土地利用政策不能有效实施，甚至有些土地违法活动涉及相关政府。在当前时期，中国的土地利用将面临深刻的变革。人与土地的关系是地理科学研究的核心内容，贯彻地理科学研究的各个阶段，土地的合理利用是人与自然和谐相处的前提条件之一。不合理的土地利用将会打破地区的生态平衡，影响区域的可持续发展，甚至会影响全球气候的变化，故研究土地利用的变化及对土地进行预测分析具有极大的必然性[4]。

2合肥市土地利用数据获取

详细的合肥市土地利用数据来源于合肥市国土资源局发布的统计年鉴数据，查阅大量有关合肥市土地利用各类文献资料，从中可以获得2000-2010年间合肥市的各种土地利用类型面积数据，从表1中可以看出，合肥市农用地的面积在逐年减少，城市化建设导致2000-2005年农用地面积减少速度飞快，2005-2010年减少的速度明显较为缓慢；合肥市的居民点及工矿用地面积在逐年不断的扩大；伴随着城市的不断发展，合肥的交通用地面积上升速度非常快；合肥市的水利设施用地面积在减少，从数值上看，下降的幅度较缓慢；未利用用地逐年减少。

表1　合肥市土地利用面积数据　(单位：km2)

3合肥市土地利用动态变化分析

3.1土地利用动态度分析

土地利用动态度能准确地描述土地利用变化，具体可以描述为待研究区域的某个研究时段内某种类型土地的数量变化情况[5]。

K=(Yb-Ya)/Ya×1/T×100%

(1)

式中：待研究区域某种土地类型的利用动态度用K表示；用Ya表示待研究区域前期土地的面积大小，Yb为待研究区域末期土地的面积大小；用T表示研究时长(当T的单位为年)，则K表示年土地动态变化度。

表2　土地利用动态度　　(单位：%)

结果表明，2000-2005年年变化率最大的土地利用类型为建设用地中的交通用地，其数值为2.084%，其次为农用地，年变化率的数值为-1.189%，而水利设施用地和居民点及工矿用地的年变化率的数值分别为-0.146%和-0.065%。

2005-2010年还是交通用地年变化率最大，数值为10.469%，居民点及工矿用地次之，年变化率的数值为4.925%，农用地和水利设施用地为负变化，年变化率数值分别为-0.648%和-0.489%。

3.2土地利用率分析

土地利用率是指当前利用土地类型面积与总土地总面积的比值，用土地利用率可以形象地反映一个区域内土地利用的程度[6]。公式为：

U=(Ka-Ki)/Ka×100%

(2)

式中：土地利用率用U表示，Ka表示待研究区土地总面积的大小，Ki表示待研究区域未利用土地的面积大小。

表3　土地利用率(单位：%)

4合肥市土地利用变化的预测分析

笔者采用马尔科夫模型对合肥市的土地面积变化进行预测分析。预测分析过程分三步完成：

(1)根据马尔科夫模型相关原理，建立转移数据概率矩阵；

(2)根据合肥市初始状态的各类型土地利用面积，算出初始向量；

(3)算出想要预测年份的面积。

(3)

P(0)=[p(1)p(2)…p(n)]

(4)

公式(3)为概率矩阵；(4)为初始向量矩阵。

由合肥市各类型原始土地利用面积可以计算出想要预测年份的土地利用类型面积，计算出合肥市各类型土地利用转化概率。

该模型的可行性可以用2009年合肥市土地利用数据为基准，预测2010年合肥市的土地利用数据，并将其与2010年合肥市实测土地利用数据进行比较。结果表明，预测的合肥市各类型土地面积数值与实际所测各类型土地面积大小基本相符，与实际值相比上下波动范围在1%左右，故该模型有一定的应用价值[7，8]。

预测到2015年，合肥市的农用地面积从2009年的5 289 km2减少到5 162.72 km2，减少了126.28 km2；居民点及工矿用地和交通用地的面积在增长，分别增长96.93 km2和44.03 km2；水利设施用地面积减少的幅度较小，在较短的时间内，其变化不明显；未利用用地的面积在不断减少，土地利用率提高。从概率矩阵表中可以看出，农用地面积减少的原因主要是被居民点及工矿用地和交通用地建设所占用，导致2015年合肥市的居民点及工矿用地和交通面积有所增长。2021年合肥市土地利用变化的情况大致与2015年的相似，农用地转化居民点及工矿用地和交通用地，导致农用地减少；水利设施用地面积与之前相比基本不变；未利用土地变小。

表4　概率矩阵表

表5　合肥市的土地利用面积预测值　(单位：km2)

5结论

笔者以安徽省中部地区典型代表合肥市为例,充分利用已建成的土地利用数据库作为数据源,对合肥市2000-2010年间的土地利用时空动态变化进行分析,揭示该区域土地利用的动态变化特征,预测未来土地利用变化的趋势,为该区域土地可持续管理和新一轮的土地利用总体规划修编工作提供参考依据。

参考文献：

[1]蒙吉军,吴秀芹,李正国.黑河流域1988-2000年土地利用/覆盖变化研究[J].北京大学学报：自然科学版,2004，40(06):922-929.

[2]于兴修,杨桂山,李恒鹏.典型流域土地利用/覆被变化及其景观生态效应[J].自然资源学报，2003,18(01):13-19.

[3]王万茂.土地资源管理学[M].北京：高等教育出版社,2003：5-60.

[4]Gregorio A,Jansen L.Land Cover Classification System[M].Rome Fao,2000:113-118.

[5]邓聪,涂建军,王德惠,朱玉丽.2003-2008年香港土地利用/覆盖变化监测与分析[J].西南大学学报：自然科学版，2010,32(01):112-117.

[6]史培军,宫鹏.土地利用/覆盖变化研究的方法与实践[M].北京：科学出版社,2000：1-41.

[7]摆万奇,赵士洞.土地利用变化驱动力系统分析[J].资源科学,2001,23(03):39-41.

[8]王娟.安徽省土地利用的动态变化分析[J].中国统计,2011，(06):28-30.

[责任编辑：王荣荣英文编辑：刘彦哲]

Analysis and Prediction of Change Pattern and Trend in Land Use Structure of Hefei City

BAI Hong-wei1,WU Man-yi2

(1.Anhui Province Coal Mine Exploration Engineering Technology Research Center,Suzhou University,Suzhou,Anhui 234000,China;2.The First Topographic Surveying Brigade of SBSM,Xi’an,Shaanxi 710054,China)

Abstract:ObjectiveTo discuss the change pattern and trend prediction of land use structure for rational use of land.MethodsTaking Hefei city as the research object,by analyzing the data,the change of areas with different land use types in Hefei city was obtained.After analyses of changes dynamic degree,efficiency of land use,the areas of agricultural land,transportation land,water conservancy facilities land,residential land and industrial and mining land of Hefei city from 2000 to 2010 were compared and studied.Land use in 2015 and 2021 were predicted form the land use in 2009.ResultsBased on the forecast in the land use in 2015,the area of agricultural land will decrease by 126.28 km2 at a low rate;the areas of residential land,and industrial and traffic land will increase by 96.93 km2 and 44.03 km2,respectively,at a significantly high rate;the area of land for water conservancy facilities will decrease a little in a short period of time;unused land area will decrease;and the efficiency of land use will improve.ConclusionThe conversion from agricultural land to construction land is the main form of changes of land types in Hefei city.Population,economy,policy,transportation and other factors are the main driving forces influencing the change of land area and land use pattern in Hefei city.Based on the analysis of the temporal and spatial dynamic changes of land use in Hefei city during 2000-2010,the prediction of change tendency of land use in the future will provide a reference for the sustainable management of land in the region.

Key words:land use;dynamic change;prediction;Hefei city

基金项目：宿州学院安徽省煤矿勘探工程技术研究中心资助开放课题(2013YKF04)；宿州学院教研项目(szxyjyxm201419)

作者简介：白洪伟(1987-)，男，安徽宿州人，助教，硕士，主要研究方向为测绘与3S技术。

中图分类号：

文献标识码：A

DOI：10.3969/j.issn.1673-1492.2016.03.007

来稿日期：2015-07-07