遥感技术的综合应用研究与实践

改革开放以来，东莞市土地资源利用发生了巨大的变化，城市快速扩张尤为突出，出现了严重的农田流失和土地资源浪费的现象。根据土地生产方式的不同，将东莞市土地资源分为建设用地、水域、农田、林地、果园、基塘和草地。以1988年、1993年、1997年、2001年、2005年和2010年遥感分类图为基础，通过遥感和GIS方法提取各土地资源信息，得到各年份东莞市土地资源分布图(图8.17)，并计算各种土地资源的面积及其所占比例(表8.8)。

图8.17　1988—2010年东莞市土地资源分布图

为了反映各土地利用类型的变化幅度与速度，使用土地利用变化率指数。从不同侧面反映的变化率指数主要有时段变化率和年平均变化率(单一土地利用类型动态度)，计算公式为：

表8.8　东莞市1988—2010年各土地利用类型面积统计表

式中，KT为某种类型的时段变化率；Ub和Ua为研究时段开始与结束时该土地利用类型的面积；K为某种类型的年平均变化率(单一土地利用类型动态度)；T为在研究时段，当单位设定为年时，模型结果表示该区域此类土地利用类型的年变化率。计算可得东莞市各年份各种土地利用类型面积变化的变化率指数见表8.9。

表8.9　各土地利用类型面积变化的变化率指数

续表

由图8.18可见，1988—2010年东莞市的建设用地、农田、果园变化极为显著，建设用地面积极剧增加，而农田和果园面积则迅速下降。22年间，建设用地年均变化率达到50.85%，其中，1988—1993年增长速度最快，年均变化率为73.79%；1993—1997年增长速度最慢。农田年均变化率为-3.54%，其中1988—1993年的变化最为明显，此期间农田流失面积高达394.63km2，大量优质农田被推平来满足城市发展的需要；果园面积则减少了293.54km2，2010年果园面积仅为1988年果园面积的52.89%左右；草地面积在近年来不断增加，到2010年增加了12km2；基塘面积变化趋势是先增后减，1988—2001年的增加最为显著，增加124.86km2，之后则开始出现下降现象，2001—2010年的9年间面积减少了81.09km2；水域面积整体上没很大变化，在1997—2001年减少了52.83km2，而其他年份之间均无很大变化；林地总体上保持动态平衡，2005—2010年内面积却减少了40.8km2左右。

土地利用转移矩阵能够清楚地反映土地类型三个方面的变化：一是两个时期各种土地类型面积的变化情况；二是土地利用类型从前一个时期向后一个时期的转移比率；三是后一时期土地利用类型中由前一个时期的土地利用类型转移而来的比率。通过GIS分析和计算东莞市各研究时段的土地利用变化转移矩阵。

由表8.10～表8.14可知：1988—1993年，城市急剧扩张，农田严重流失，大量农田转变为建设用地，面积达到263.68km2。其原因一方面是1990—1993年东莞市房地产开发热引起的，大量农田被推平用来兴建楼宇出售，以获得高回报；另一方面是因为此期间政府宏观调控政策鼓励发展乡镇企业，国内外投资者也纷纷投资东莞乡镇企业，使得东莞不断以侵占大量农田来建立工厂，促进乡镇企业的发展。此外，约155.20 km2的农田转变为果园，约80.58km2的农田转变为基塘。东莞市土地具有多宜性，且20世纪80年代末90年代初水果市场需求大、流通快、经济效益好，促使东莞市农业内部结构发生调整，大面积坡耕地被改为果园。东莞市还新开辟了许多基塘，由1988年的70.55km2增加到1993年的140.94km2，其中不少洼田被整改为鱼塘。由于洼田的土壤条件较差、耕地产量小，使得农民收入低，因此改洼田为鱼塘是成为农民提高收入的一个重要方法。东莞市的快速扩张对整个城市经济的发展有一定积极作用，但是农田面积的大幅度减少，致使粮食总产量大幅度下降，人均粮食产量难以自给。该时期内城市的扩张缺乏合理规划，城市发展以大量农田的流失为代价，一方面造成城市用地凌乱分散地分布，另一方面也给农业生产带来影响。

图8.18　1988—2010年东莞市各土地利用类型面积变化图

表8.10　东莞市1988—1993年土地利用变化转移矩阵　(单位：km2)

注：A表示的是k时期的土地利用类型转变为k＋1时期各种类型的面积；B表示k时期的i种土地利用类型转变为k＋1时期j种土地利用类型的比例；C表示k＋1时期的j种土地利用中由k时期的i种土地利用类型转化而来的比例。

表8.11　东莞市1993—1997年土地利用变化转移矩阵　(单位：km2)

续表(www.xing528.com)

注：A表示的是k时期的土地利用类型转变为k＋1时期各种类型的面积；B表示k时期的i种土地利用类型转变为k＋1时期j种土地利用类型的比例；C表示k＋1时期的j种土地利用中由k时期的i种土地利用类型转化而来的比例。

表8.12　东莞市1997—2001年土地利用变化转移矩阵　(单位：km2)

续表

注：A表示的是k时期的土地利用类型转变为k＋1时期各种类型的面积；B表示k时期的i种土地利用类型转变为k＋1时期j种土地利用类型的比例；C表示k＋1时期的j种土地利用中由k时期的i种土地利用类型转化而来的比例。

表8.13　东莞市2001—2005年土地利用变化转移矩阵　(单位：km2)

续表

注：A表示的是k时期的土地利用类型转变为k＋1时期各种类型的面积；B表示k时期的i种土地利用类型转变为k＋1时期j种土地利用类型的比例；C表示k＋1时期的j种土地利用中由k时期的i种土地利用类型转化而来的比例。

表8.14　东莞市2005—2010年土地利用变化转移矩阵　(单位：km2)

续表

注：A表示的是k时期的土地利用类型转变为k＋1时期各种类型的面积；B表示k时期的i种土地利用类型转变为k＋1时期j种土地利用类型的比例；C表示k＋1时期的j种土地利用中由k时期的i种土地利用类型转化而来的比例。

1993—1997年，随着东莞经济发展、人口增加，东莞城市化进一步发展。由于经济发展和市场变化，东莞市农业处于较大变化的调整阶段，约111.72km2农田用地发展为建设用地，农田所转移的面积只占1993年东莞建设用地面积的22.45%；约108.84km2农田转变为果园和63.44km2农田转变为基塘，分别占1988年农田面积的14.83%和8.64%；同时，约106.77km2的果园和23.32km2的基塘转变为农田。

1997—2001年，新增加的建设用地主要是由农田和果园转变而成，转变面积分别占2001年建设用地面积的23.8%和11.99%。其中，由果园转变为建设用地的面积比1993—1997年增加了一倍左右，主要是此期间东莞市的柑橘发展不理想，大量推平低产高龄柑橘园来满足城市建设发展的需要。此外，农田转变为果园的面积是76.99km2，相对1993—1997年有所减少。而果园转变为农田则有116.39km2左右，占1997年果园面积的21.63%。由于耕地面积的大幅度减少，为了补偿耕地面积，有必要实行退果还耕。

2001—2005年，东莞市建设用地增加极为显著，面积增加了48.37%。新增加的建设用地主要是由农田、果园、基塘转变而来，转变的面积分别为211.05km2、112.39km2、39.91km2。主要原因是2001年松山湖科技产业园区的诞生对周围镇区起了带动作用，周围城镇的工业化进程大大增快，经济迅猛发展。此外，约57.89km2的果园转变为农田，这是退果还耕的结果。同时仍有61.17km2左右的农田转变为果园，这种由于经济利益的驱动而变农田为果园的现象仍然存在，退果还耕的面积远远不够补偿农田流失的面积，因此政府需要加大保护农田的力度，保障耕地面积的动态平衡。

2005—2010年，新增加的建设用地主要是由农田和果园转变而来，转变的面积分别是176.04km2和76km2，比2001—2005年都有所减少。同时，40.97km2的农田转化为果园，可见农田流失比较严重，政府需要加大保护农田的力度。另外这5年间果园面积增长部分主要来源于林地，有81.79km2的林地转变为果园，占2010年果园面积的24.82%，但同时也有68.84km2左右的果园转变为农田。由此可见，东莞城市发展主要以侵占农田果园为代价。因此，东莞市有必要对土地利用进行合理的规划，加大保护农田力度，维护生态平衡，保证东莞经济可持续发展。