第２４卷第３期 资源环境与工程 Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ＆Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｖ０Ｌ ２４．Ｎｏ．３ Ｊｕｎｅ，２０１０
吐鲁番市土地利用动态变化研究
侯 芳 ，高敏华
（１．新疆大学资源与环境科学学院，新疆乌鲁木齐８３００４６；２．绿洲生态教育部重点实验室，新疆乌鲁木齐８３００４６）
摘要：在ＧＩＳ技术支持下，选取土地利用详细变更调查数据和２００８年土地调查数据，采用土地利用动态 度模型、土地利用程度综合指数模型和土地利用转移矩阵对吐鲁番市近１２年来土地利用动态特征进行定量
分析，找出吐鲁番市１９９６～２００８年土地利用变化的特点及原因，并提出吐鲁番市合理利用土地的对策。 关键词：吐鲁番市；土地利用动态变化；动态度模型 中图分类号：Ｆ３０１．２４；Ｐ２０８ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７１—１２１１（２０１０）０３—０３１７—０４
０ 引言
土地是生态系统中的重要组成部分，土地利用和 土地覆被变化可以引起全球环境变化，土地利用变化
已经成为研究全球变化的重要领域之一¨ 。从目前
的研究报道来看，基于土地利用详细变更调查数据的 土地利用变化分析的实例较少 ｊ，传统的数量分析模
型虽然简明扼要，且不需要较复杂的专业性分析技能，
但完全忽略了土地利用空间区位的固定性与独特性，
没有考虑土地利用动态变化的空间过程及相关属
性 。本文在基于遥感影像资料的基础上，选取土地 利用详细变更数据并结合２００８年土地调查数据，采用
土地利用动态度模型、土地利用程度综合指数模型等
对吐鲁番市的土地利用变化进行了定性、定量的分析。
１研究区概况
吐鲁番市位于新疆维吾尔自治区东部，天山支脉
博格达山南麓，吐鲁番盆地中心，位于北纬４１。２ｌ ｌ０
一４３。３７ ５０ ，东经８８。２８ １８”一８９。５５ ０３”之间。东临鄯
善县，西接托克逊县，南与巴音郭楞蒙古自治州尉犁县
相连，北与乌鲁木齐市、昌吉回族自治州奇台县、吉木
萨尔县接壤。南北长约２６２ ｋｍ，东西狭窄不规则，最
宽处约９０ ｋｍ，土地总面积为１３ ５８９．２２ ｋｍ 。市区距
乌鲁木齐市１８４ ｋｍ，直线距离１５５ ｋｍ。吐鲁番市城区
是吐鲁番地委、吐鲁番地区行署所在地。
２研究方法与资料来源
２．１资料来源
主要选取吐鲁番市１９９６～２００８年的年鉴数据；土 地利用详细变更调查数据；２００８年土地调查数据；
１ ９９６年ＴＭ、２００８年ｑｕｉｃｋ ｂｉｒｄ影像及矢量数据等。
２．２研究方法
为全面反映吐鲁番市土地利用变化情况，本文通
过对两期矢量数据叠加并结合２００８年土地调查数据
及详查数据，同时采用土地利用动态度、土地利用程度
综合指数及其变化等模型来定量分析吐鲁番市土地利
用动态变化。土地利用动态度及土地利用程度综合指
数的计算模型各文献不尽相同，因此，本文在应用时，
土地利用动态度根据文献［１］的模型计算，土地利用
程度综合指数根据文献［４］的模型来计算。
２．２．１ 土地利用动态度
土地资源数量变化可以用土地利用动态度表示。
土地利用程度及其变化可定量地表达该地区土地利用
的综合水平和变化趋势。
单一土地利用类型动态度表达的是某研究区一定
时间范围内某种土地利用类型的数量变化情况，其表
达式为：
： １×１００％ ① Ｕ０ １ 式中：Ｋ为研究时段内某一土地利用类型动态度；Ｕ 、
Ｕ 分别为研究期初及研究期末某一种土地利用类型
的数量；Ｔ为研究时段长，当 的时段设定为年时，
Ｋ的值就是该研究区某种土地利用类型的年变
化率。
２．２．２土地利用程度综合指数
土地作为一种资源，人们不仅关注其面积变化状
况，还会关注其利用程度以及利用程度的变化。就区
收稿日期：２００９—１０—０９；改回日期：２００９—１２—２１ 基金项目：国家自然科学基金项目（４０７６１０２０）资助。 作者简介：侯芳（１９８３一），女，在读研究生，地图学与地理信息系统专业。Ｅ—ｍａｉｌ：ｈｆ
ａｎｇｌ１２６＠１６３．ｃｏｍ ３１８ 资源环境与工程 ２０１０生
域土地利用程度与程度变化分析而言，用的较多的是
土地利用程度综合指数。该综合指数一方面可反映特
定时期的土地利用程度；另一方面通过研究期内该指
数的变化可反映区域土地利用程度的变化。根据已有
文献资料，区域土地利用程度综合指数的计算方法为
下式②。土地利用程度的变化则等于研究期末的指数
减去研究期初的指数。表达式为③。
Ｌ＝１００× Ａ ×Ｃ， ⑦ ‘ 式中： 为某研究区域土地利用程度综合指数；Ａ 为研
究区域内第 级土地利用程度分级指数；Ｃ 为研究区域
内第ｉ级土地利用程度分级面积百分比；ｎ为土地利用
程度分级数。
ｒ Ｈ ｎ １ △厶一 ＝ — ＝１００×｛∑Ａ ×ｃ 一∑Ａ ×Ｃ ｝ Ｌ ＝１ ＝１ Ｊ ③
式中： 、 分别为口时间和ｂ时间的研究区域土地利
用程度综合指数； 为第ｉ级土地利用程度分级指数；
Ｃ 。、Ｃ 分别为时间０和时间ｂ第ｉ等级土地利用程度
面积。
应用土地利用程度综合指数的关键问题在于土地
利用程度的分级与分级指数的确定。目前文献中给出
的一种处理方法是按土地利用类型来分级，将土地利
用类型整合为未利用土地级、林草水用地级、农业用地
级和城镇用地级等４级，并分别将分级指数设定为１、
２、３、４ 。如表１所示。
表１土地资源利用类型分级 Ｔａｂｌｅ １ Ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｌａｎｄ ｕｓｅ ｔｙｐｅ
类型 未利用地级林、草、水用地级农业用地级城镇用地级 ２．２．３ 土地利用变化转移矩阵
土地利用转移矩阵可全面而具体地刻画区域土地
利用变化的结构、特征与各用地类型变化的方向。本
文运用转移矩阵进行吐鲁番市土地利用类型空间转化
分析，转移矩阵的数学形式为：
ｓｉ＝ Ｓｌ】 Ｓ１２
Ｓ２１ Ｓ２２
Ｓ ｌ Ｓ ２
Ｓ １ Ｓ越 ＳｌＪ
Ｓ
●●● Ｓ
●●● Ｓ ④
式中：Ｓ代表面积；ｎ代表土地利用的类型数；ｉｊ分别
代表研究期初与研究期末的土地利用类型。
３ 吐鲁番市土地利用变化分析
３．１土地利用总体变化
土地利用动态变化表现了土地变化的剧烈程度，
它包括土地资源的数量、质量的变化。土地利用的
空间变化及土地利用类型组合方式的变化，同时也
包括未来土地资源需求量的变化。土地利用类型变
化状态在空间上多呈清晰的边界，在时间上大多依
赖于人类利用方式转变的速率，与季节无对应相关
性。对区域土地利用变化的数量、结构及景观特性
等方面的总量分析，有助于从总体上把握区域土地
利用动态演变的趋势与特点。但土地利用的显著特
点之一是其空间区位的固定性与独特性，因而只有
对区域土地利用变化进行定位化、定量化的空间分
析，才能更为深入和准确地认识区域土地利用的动
态演变过程 。吐鲁番市１９９６—２００８年的土地利
用变化情况见表２。
表２吐鲁番市１９９６—２００８年土地利用变化对比表 Ｔａｂｌｅ ２ Ｃｏｎｔｒａｓｔ ｏｆ ｌａｎｄ ｕｓｅ ｃｈａｎｇｅ ｉｎ Ｔｕｒｐａｎ ｃｉｔｙ ｉｎ １９９６～２００８ （单位：ｈｍ ） ～ ～ ● ● ● ● ●
● 第３期 侯芳等：吐鲁番市土地利用动态变化研究 ３１９
由表２可以看出，吐鲁番市１２年问除耕地、牧草
地、水利设施用地和未利用土地面积净减少外，其余地
类均呈增长趋势，其中园地、交通运输用地和居民点工
矿用地的年增长率最大。
３．２吐鲁番市土地利用动态度
利用公式①计算吐鲁番市土地利用动态度，结果
见表３。
利用公式③计算出吐鲁番市１９９６～２００８年土地 利用程度的变化情况（见表４）。
３．３吐鲁番市土地利用转移矩阵
对区域土地利用变化的数量、结构及景观特性等
方面的总量分析，有助于从总体上把握区域土地利用
动态演变的趋势与特点。为了分析吐鲁番市各种地貌
单元土地动态变化来源与去向，利用Ａｒｃｇｉｓ９．２软件对
１９９６～２００８年土地动态矢量数据叠加分析，求出土地
利用类型的转移矩阵，见表５。
表３吐鲁番市土地利用动态度 Ｔａｂｌｅ ３ Ｄｙｎａｍｉｃ ｄｅｇｒｅｅ ｏｆ ｌａｎｄ ＵＳｅ ｉｎ Ｔｕｒｐａｎ ｃｉｔｙ
表４吐鲁番市土地利用程度变化
Ｔａｂｌｅ ４ Ｃｈａｎｇｅ ｏｆ ｌａｎｄ ｕ８ｅ ｄｅｇｒｅｅ ｉｎ Ｔｕ￣ａｎ ｃｉｔｙ 从表５可以看出吐鲁番市土地利用空间格局发生
了较大变化，主要表现在以下几个方面：
（１）耕地的变化１２年间，由其它地类转化成耕
地的面积为１ ０９４．１２ ｈｍ ，主要来源于园地和未利用
地；耕地主要转化为园地、林地、草地、城镇村及工矿用
地、交通运输用地和未利用地，面积为２ １５８．３２ ｈｍ ，
总面积呈减少趋势。耕地减少的主要原因是农业结构
调整转化为果园和居民点，由于加快林果业发展的需
要和比较效益的差异，凡是具备转化为葡萄种植条件
的优质耕地近些年已经大多转化为果园，同时，城市化
进程的加快，部分耕地被占用，转化为城镇及农村居民
点，还有部分由于干旱、盐碱化原因弃耕。
表５吐鲁番市土地利用动态转移矩阵 Ｔａｂｌｅ ５ Ｔｈｅ ｓｐａｃｅ ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ ｍａｔｒｉｘ ｏｆ ｌａｎｄ ＩｌＳｅ ｉｎ Ｔｕｏａｎ Ｃｉｔｙ （单位：ｈｍ ）
（２）园地的变化１２年问，由其它地类转化成园
地的面积为１０ ２６３．７４ ｈｍ ，主要来源于耕地和未利用
地；园地主要转化为耕地、草地、城镇村及工矿用地、交
通运输用地和未利用地，面积为３６４．１８ ｈｍ 。总面积 呈增加趋势。
（３）林地的变化１２年间，由其它地类转化成林
地的面积为３６３．２９ ｈｍ ，主要来源于未利用地、耕地和草
地；林地主要转化为耕地和交通用地，面积为５０．２１ ｈｍ 。