滇中城市土地利用空间结构差异性分析
滇中城市土地利用空间结构差异性分析
陈国平;赵俊三;李红波;吴晓伟;袁磊
【摘 要】Based on the second national land survey data of Yunnan Province,it is analyzed on difference of land structure in 4 city,42 counties of Yunnan central urban agglomeration area based on a variety of quantitative geography model and information entropy method.The results showed that:(1)land structure of in the study area showed the difference spatial pattern of the Middle and the Eastern high,lower in Western;(2)city level and county-level land degree of centralization was not quite;(3) woodland,rablae land and grassland had obvious location significance,water and other land in general not significant;(4) the land-degree was higher,and the Middle and the Eastern higher the Western over all;(5) it was concluded that there was a relationship between the information entropy of land and the land diversity,which was not closely related the gross domestic product(GDP).%为分析滇中城市土地利用空间结构差异性,以云南省第二次土地调查数据及其他社会经济数据为基础,综合运用多种计量地理模型和信息熵方法,对滇中城市4个(州)市、42个县区土地利
用结构的地域差异进行分析.研究表明,研究区土地利用多样化呈现中、东部高,西部低的空间格局差异;州市级和县区级的土地利用集中化程度相差都不大;林地、耕地和草地具有显著的区位意义,建设用地具有区位意义的区域集中在城镇化率高的地区,水域和其他土地区位意义不显著;土地利用程度较高,总体上中、东部要高于西部;土地利用信息熵与土地利用多样化具有一定关系,但不密切,与GDP并无紧密关系.
【期刊名称】《河南理工大学学报（自然科学版）》吴亦凡小G娜聊天截图116张
【年(卷),期】2017(036)002
【总页数】7页(P68-74)
彼岸花的寓意和花语【关键词】滇中城市;土地利用结构;计量地理模型;信息熵
【作 者】陈国平;赵俊三;李红波;吴晓伟;袁磊
【作者单位】昆明理工大学 国土资源工程学院,云南 昆明 650093;昆明冶金高等专科学校 测绘学院,云南 昆明 650033;昆明理工大学 国土资源工程学院,云南 昆明 650093;昆明理工
大学 国土资源工程学院,云南 昆明 650093;云南省地矿测绘院,云南 昆明 651208;云南师范大学 信息学院,云南 昆明 650500
【正文语种】中 文
【中图分类】F301.24
目前，土地利用与土地覆被变化(LUCC)是全球环境演变与可持续发展的重要研究领域，并取得了多项成果。由于计量地理模型在分析地理事物空间存在形态、空间关系和空间过程方面的定量性、系统性以及信息熵对不确定问题处理的优势，近年来被用于分析土地利用空间结构特征的描述[1-4]。目前，现有研究主要集中于方法研究，研究区域多以平原地区为主[5-8]，地形相对单一。专门针对高原山区，尤其西南山区特殊地形地貌的土地利用结构差异性研究少见报道。以云南省第二次全国土地调查数据和其他社会经济数据为基础，综合运用多样化指数、集中化指数和区位指数等计量地理模型及信息熵方法，对滇中城市42个县(区)土地利用空间结构进行深入分析，探讨土地利用结构在县域尺度的差异性。研究土地利用类型的空间分布规律，为研究区土地利用结构调整，充分发挥自然资源优势，实现土地资源科学高效利用及经济新常态下土地可持续发展提供科学依据。
滇中城市范围包括昆明市、曲靖市、玉溪市、楚雄彝族自治州行政辖区，共42个县(市、区)，是云南省最重要、最具发展活力的区域，也是我国面向南亚、东南亚增长最快，竞争力影响力较强的地区之一。2009年总人口1708.60万人，占全省总人口的37.38%，GDP为3 696.76亿元，占全省GDP总值的59.92%。土地总面积为9 332 797.47 hm2，占全省土地总面积的24.36%。
本文所用数据来源于云南省第二次全国土地调查缩编数据和《云南省统计年鉴(2010年)》。若用地类型划分过细，必然会增加土地利用结构分类结果的离散程度，为便于研究，在原土地利用分类基础上根据地类含义和占比情况，对原分类进行归并处理，形成6个土地利用类别，即耕地、林地、草地、水域、建设用地、其他土地。
2.1 吉布斯-马丁(Gibbs-Mirtin)多样化指数
吉布斯-马丁(Gibbs-Mirtin)[9]指数又称为多样化指数，是1962年吉布斯-马丁在研究工业就业部门时提出的一种多样化指数及其计算方法。目前，很多研究都采用该指数模型来测度土地利用结构的多样化程度，对土地利用结构调整具有一定的指导意义 [10]，其计算公式为
式中：G为多样化指数；n为土地利用分类数；xi为第i类土地利用类型面积。
多样化指数是反映土地利用类型总体结构的重要指标[11]。G越大土地利用均衡度越大，当土地利用结构类型的面积相等时，G达到理论上的最大值。反之，G越小，说明该区域土地利用类型越少，即齐全程度越低。当i=1，说明一个地区只有一种土地利用类型，此时G=0，多样化指数最小。
2.2 集中化指数
土地利用结构集中化指数是用来定量描述区域内土地利用结构集中化程度的一个重要指标[12]。指数越大，说明集中化程度越高，反之，则越低。常用计算公式为I=(A-R)/(M-R)。其中，I为县(区)级土地利用集中化程度指数；A为县(区)级土地利用类型的累计百分比之和；M为假设土地利用集中于某一个类型时的最大累计百分比总和；R为该县(区)所在州(市)级各土地利用类型的累计百分比之和。
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2.3 区位指数
区位指数常用来反映某一地区各种土地类型相对于高层次区域空间的相对聚集程度[13]，
其计算公式为
式中:Q为区位指数；di为县(区)级第i种土地的面积；Di为州(市)级第i种土地的面积；n为土地利用分类的类型总数。初中校长述职报告
若Q<1，则其不具备区位意义，反之，若Q>1，则该种土地具有区位意义。致富种植
2.4 土地利用程度综合指数
土地利用综合程度主要反映土地利用的广度和深度[2]，其目的在于确定区域土地利用程度综合特征[14]。本文采用刘纪远等[15]提出的方法，其计算公式为
式中:L为土地利用程度综合指数；A为第i级土地利用程度分级指数；C为第i级土地利用程度分级面积的百分比；n为土地利用程度的分级数。
2.5 信息熵
信息熵是Shannon从热力学引入信息论而来，是信息论中用于度量信息量的一个概念[16]。信息熵越大，土地利用的有序性越低，土地利用结构性不高； 反之，信息熵越小，
则土地利用稳定性越强[5]，其计算公式为
式中:H为信息熵；S为土地总面积；Si为第i类土地利用类型的面积；n为土地利用类型总数。
英文男孩名字当各种土地利用类型面积相等时，信息熵最大，即Hmax=ln n。
根据上述计量地理分析模型，基于全国第二次土地调查数据，计算相应指标，结果如表1所示(由于篇幅限制只列出部分)。
3.1 土地利用结构的多样化分析
采用文献[1]的方法将研究区划分为低多样化、中低多样化、中高多样化、高多样化等4类，并利用GIS软件得到研究区土地利用多样化空间格局(图1)。从表1和图1总体可以看出，滇中城市中、东部的土地利用类型比西部的多样化指数要高。
多样化指数高的地区分布在昆明主城区和玉溪主城区周边几个城市，这与城市发展向周边扩张蔓延以及城市化水平、经济水平是一致的，多样化指数低的地区分布在楚雄市、姚安
县、新平县和双柏县，四地的多样化指数比较接近，介于0.3～0.4，林地比例均占到本行政辖区面积的70%以上，其土地利用结构具有趋同性。这4个县市是全省生态保护重点区域，良好的水、热等自然禀赋是林业发展的基本条件，也与当地的地形地貌有关，与这四地建设用地率及城市化水平相比于主城区低的现状相一致。中低和中高多样化地区分布较为广泛，有29个县(区)，其多样化指数相差不大，大多介于0.4～0.6，中、东部中高多样化居多，西部中低多样化居多。
3.2 土地利用结构集中化分析
从滇中城市各州市的洛伦兹曲线(图2)可以看出：滇中4个州市的土地利用集中化程度相差不大，主要是因为这4个州市的主要地类均为林地、耕地和草地，林地和耕地占比均超过80%，林地、耕地和草地占比达到95%以上，土地利用类型相对比较单一，导致土地利用集中。经分析各县(区)土地利用集中化程度与州市情况类似。
造成该种情形的原因与滇中地区高原山地为主、地形破碎陡峭的自然禀赋有很大关系，特殊的地形使得滇中地区林、草资源丰富，而其他地类占比较少。
运用K-Means 聚类方法将研究区分为低集中化、中低集中化、中高集中化和高集中化等4类，利用GIS软件分析制作滇中地区土地利用集中化空间格局分布(图3)。从表1的集中化指数和图3分析得知，楚雄、姚安、新平等9个县(区)为土地利用高集中化区域。受地形自然条件的影响，主要为林地，易形成集中分布，土地利用多样化水平较低；呈贡县集中化指数最低，土地利用结构最为多样化，与其多样化水平较高，土地利用分散的实际情况相符。主要是因为近年昆明城市重心向南转移，呈贡城市定位发生巨大变化，由以前花卉蔬菜基地向文化、政治中心转移，贡大学城、昆明市政府等一系列项目的落地使得大量耕地被占用，建设用地迅速增加，土地利用类型呈现多元化。中低集中化的县区有官渡、罗平、澄江等7个县区，介于-0.6～-0.3，虽然仍然集中于林、耕、草，但其用地结构相对较为分散，无地类绝对占有；中高集中化的县区分布较广，有25个县区，略大于滇中城市平均集中化程度，其集中化指数介于-0.3～0.2。
3.3 土地利用结构的区位意义分析
根据区位指数计算式(2)，计算研究区42个县市土地利用区位指数(表2)。
由表2可以看出，耕地在华宁、江川、澄江等17个县(区)的区位指数大于1，说明这些县区
具有区位意义且较为突出；林地在西山、安宁、盘龙等21个县(区)区位指数大于1，具有区位意义；草地在元谋、东川等17个县(区)区位指数大于1，具有区位意义，其中元谋县和东川区的区位较为突出，集聚程度明显；水域在澄江、江川等15个县(区)区位指数大于1，具有区位意义，其中澄江县最为突出，主要是因为行政辖区内有抚仙湖；建设用地在官渡、五华等16个县(区)区位指数大于1，具有区位意义，其中4州市主城区区位意义最为突出，与这些地区城镇化率高相一致；其他土地在罗平、石林等6个县(区)具有区位意义，主要与这几个县岩溶石砾、盐碱地、沼泽地和沙地比例较大有关，这些地类的治理和改良可以提供较多的后备土地资源，作为未来土地开发的重点。

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