近30年信阳市建设用地扩张规律研究

樊勇，胡春湘，王亮，陈文婷，郭建华，张真

(1.信阳师范学院 地理科学学院，河南 信阳 464000； 2.武汉大学 资源与环境科学学院，湖北 武汉 430079； 3.广东省佛山市南海区土地测绘所，广东 佛山 528200； 4.75838部队，广东 广州 510515； 5.武汉纵横天地空间信息技术股份有限公司，湖北 武汉 430223)

近30年信阳市建设用地扩张规律研究

樊勇1，2*，胡春湘1，王亮3，陈文婷4，郭建华5，张真1

(1.信阳师范学院 地理科学学院，河南 信阳 464000； 2.武汉大学 资源与环境科学学院，湖北 武汉 430079； 3.广东省佛山市南海区土地测绘所，广东 佛山 528200； 4.75838部队，广东 广州 510515； 5.武汉纵横天地空间信息技术股份有限公司，湖北 武汉 430223)

为进一步探索城市建设用地的扩张规律，本研究利用Landsat TM遥感影像与社会经济相关统计数据，通过地理空间分析技术与方法，对1983—2014年信阳市建设用地扩张规模、扩张方向和扩张速度三个方面的分析。研究发现：近30年信阳市建筑用地扩张驱动力包括社会因素和自然因素，其中社会因素引导建设用地扩张快慢，自然因素对建设用地扩张方向起指引作用。

建设用地；扩张规律；景观指数；驱动力；信阳市

1 引 言

2010年政府工作报告指出城乡建设都要坚持最严格的耕地保护制度和最严格的节约用地制度[1]，《全国土地利用总体规划纲要2006年—2020年》强调“从严控制建设用地总规模”等[2]，这些政策制度都表明对城市建设用地的扩张进行研究具有一定的现实意义。

由于地理空间分析技术的发展，关于城市化过程导致的建设用地扩张问题已有较多研究，主要集中在建设用地扩张规模、强度和空间分异特征[3～5]以及城市景观格局的演变、模拟与预测等方面[6，7]．这些研究为定量分析建设用地的扩张过程提供了重要的研究思路与技术手段。遥感技术以其探测范围大、受地面限制少、获取数据快速、周期短等优点受到城市学研究者的青睐。景观格局和城市化水平之间存在一定的响应，而地理信息系统则充分发挥了其空间分析和决策能力，与景观生态学相结合，也使得城市景观结构、格局等方面得到快速发展。本文基于1983年～2014年之间的7幅Landsat TM遥感影像，运用地理空间分析技术、景观扩张指数对信阳市建设用地扩张规律进行研究分析，以期为城市规划和管理提供参考。

2 研究区域概况

信阳市位于河南省南部，东边与安徽相邻，南边与湖北相接，为三省通衢，是江淮河汉间的战略要地，市区面积 3 672 km2，市区人口123万人。地势南高北低，是岗川相间、形态多样的阶梯地貌。信阳区位优越，交通便利，处于武汉经济圈、皖江城市带、京广、京九“两纵”经济带的腹地。

3 数据来源与方法

3.1 数据来源

本文研究信阳市近30年的城市建设用地扩张规律，采用Landsat4、5、7遥感影像数据，以5年为一个变化时相，选取了1983年8月、1990年9月、1995年5月、2000年9月、2005年5月、2010年9月、2014年5月(数据原因，无法找到1985年相关数据，故用1983年ETM影像代替)7幅TM遥感影像；结合相关的统计年鉴，对研究区内的社会经济数据进行整理与总结。

3.2 数据处理方法

Landsat TM遥感影像数据的处理流程与分析。首先，在ENVI中进行影像的校正、合成等预处理操作，选取合成效果好的波段进行合成，再完成影像的裁剪；其次，对裁剪好的影像进行增强，以便更有利于影像的分类；最后，将研究区土地利用划分为四类，分别为建设用地(城乡居民地、道路、工矿用地等)、林地、农用地和水体。3.3 景观指数法

城市化深刻的改变一个地区的自然景观，并对城市及其周边地区的自然、生态、社会经济过程产生影响[8]，并且城市化水平通常以非农业人口占总人口的比例来表示，但是从景观格局安全角度考虑，以城镇用地比例来表示城市化水平更为贴切[9]。根据景观指数定量分析建设用地扩张中的规律，来表达景观布局与生态过程之间的联系。因此，本文选用景观分析指数对研究区建设用地扩张规律进行分析。其中选取的景观指数有：景观面积、最大景观斑块所占景观面积、景观形状指数[10]。

4 景观格局演变

4.1 景观面积

由图1可看出，景观面积的值总体上在不断增大，说明研究区的建设用地面积在近30年间总体呈现增长趋势。由图2可知：在1990年～2000年间，1990年～1995年的建设用地的增长速率为30.31%，1995年～2000年的建设用地的增长速率为38.23%，总体表现为持续增长，且增长速率变快的趋势，这可能与改革开放后，国家政策的引导与经济发展有关；从2000年～2005年，建筑用地面积的扩张速率高到77.79%，是前5年的增长速率的两倍，这与研究区新规划的城区——羊山新区的规划、动工密切相关。羊山新区于2003年进行规划，2004年动工，2005年大发展；2005年～2010年，建筑用地面积的增长速率为54.71%，较前5年的增长速率有所减缓，但总体还是处于一个快速增长阶段，这与国家政策的宏观调控与市场的饱和程度有关；2010年～2014年，研究区建设用地面积扩张速率增长到一个峰值，约为79.45%，2009年，信阳市城镇化率仅为31.40%，低于全省同期的40%的平均水平，根据信阳市未来经济结构调整目标，到2020年，信阳的城镇化率达到50%以上。

图1 1983年～2014信阳市建设用地扩张示意图

图2 近30年信阳市建设用地扩张变化折线

4.2 最大景观斑块所占景观面积

最大景观斑块所占景观面积(LPI)是某一景观类型中最大拼块面积所占整个景观面积的比例，该值的变化可以体现干扰的强度和频率，同时也反映了人类活动的方向和强弱。从图3可知，从1983年～2014年之间，LPI的数值一直呈现增加的趋势，而且增长速率越来越快，这说明，研究区随着年份的增加，研究区域内建设用地扩张受人为影响比较大，城市化进程在加快，区域内建筑用地面积的最大斑块在增大，建设用地逐渐聚合连接起来。而且从2000年以后，LPI的值明显比2000年以前变化的大，这也正说明，随着政府政策的引导，研究区内建筑用地的形状与规模在趋向于板块化、集中化，也符合城市增长相位理论中认为城市的发展包含扩散、聚合两种相位[10]。

图3 最大景观斑块所占景观面积

4.3 景观形状指数

景观形状指数反映斑块的聚合程度，值越小说明发展越紧凑，值越大说明发展越分散。由图4可以看出1983年～2000年间，景观形状指数整体略有增长，但变化不大，波动较为平稳，说明城市建设用地的发展比较缓慢，整体是围绕老城区边缘发展，形状比较紧凑；而从2000年以后，景观形状指数不断增大，而且增大的幅度比1983年～2000年间的幅度大，这也与2003年信阳市政府规划的羊山新区的发展有密切关联，同时信阳工业区的发展也起到了至关重要的作用；从2005年～2010年，研究区羊山新区建设用地大范围的扩充动工基本完成，所以从2005年～2010年，建设用地的扩充进入施工阶段，所以在这五年中，景观形状指数有所下降；从2010年～2014年，景观形状指数又有了较大幅度的增大，这也与信阳到2010年～2020年实现城镇化率达到50%有关，城镇化水平速度加快，又引起了建设用地的扩张。

5 影响因素分析

社会因素和自然因素共同影响着建设用地扩张，其中社会因素中分为经济的发展、人口的增长、交通的发展、规划的制定和政策的引导几个方面，这些因素影响着建设用地扩张速度的快慢；自然因素中地形，河流走向，气候等因素则对建设用地的扩张起到了指向作用。

(1)经济的发展

研究区为典型的劳务经济大市，自2000年以来，信阳市政府大力发展劳务经济，推动了信阳市城镇化的进程。一方面，经济的快速增长会增大对的建设用地的需求量；另一方面，随着人们经济收入的增加，人们对服务业和制造业的需求会增加，而服务业与制造业的增加又需要更多地劳动力作为支撑，进而又促进了人们收入的增多，拉动了经济的快速发展，进一步导致建设用地的大幅度增加。

(2)人口的增长

人口作为一个独特的因素，是最具有活力的土地利用与覆被变化影响因素之一，人口的增加会对建设用地产生重要影响。城镇化表现为人口从农村向城市的转移、而产生的经济活动则由农业活动转化为非农活动，这种现象会导致大量的农用地向城市用地流转和城市建设用地的增加，伴随着经济的快速发展和温饱问题的解决，人的需求也已经从以前的物质需求转化为更高的精神需求，这也就促生了更多层面的消费，直接导致基础设施建设用地面积的增加，同时也拉动了经济的发展。

(3)交通的发展

京广、京九两大干线铁路在信阳交会、并轨运行，使信阳站成为我国中部一处重要的旅客换乘中心；京珠、大光与沪陕高速在信阳交会；106国道、107国道与312国道在信阳形成“公路十字交叉”，发达的交通网络，是信阳成为重要的公路、铁路交通枢纽城市之一。交通的便利带来了人流量的增多，促进了经济的快速发展，增大了对建设用地的需求。

(4)规划的制定

羊山新区是信阳市委、市政府加快城市化进程，全面建设小康社会的重大战略举措。羊山新区与2003年进行了规划，2004年开始动工，2005年得到了全面发展，使研究区建设用地的扩张速度迅速增加；在信阳市土地利用总体规划(2010年～2020年)中：到2020年，要率先成为社会主义新型农村社区，全市城镇化率达到50%以上。该规划带动了建设用地的扩张与发展。

(5)政策的引导

建设用地的扩张很大一部分用于住宅区的开发，在国家政策的引导下，房地产行业得到了蓬勃的发展，导致建设用地面积的增加速度加快，这也产生了一些不好的现象：城市蔓延，一部分地区甚至出现“空城”现象，造成了土地的大量浪费，也阻碍了城市的健康发展。所以国家又出台相关政策来控制减缓了建设用地的发展速度，以建设资源节约型社会为目标，严格执行建设用地的定额标准，提高土地利用效率，推动土地利用方式由外延扩张向内涵挖掘、由粗放低效向集约高效转变。

(6)自然因素

自然因素相比社会因素对建设用地的扩张快慢影响在一段时期内比较小，但自然因素对建设用地的扩张方向则有很大的指向作用。地形、河流走向与气候等因素都对建设用地的扩张方向、扩张幅度有着不可忽视的作用。

近30年信阳市的建筑用地扩张受社会因素和自然因素共同驱动，其中社会因素引导建设用地扩张快慢，自然因素对建设用地扩张起指引作用。

[1] 2010年政府工作报告(全文)[R]. 2010-03-15

[2] 全国土地利用总体规划纲要(2006-2020年)[R]. 2008-10-23

[3] Wu X-Q，Hu Y-M ，He H-S，etal.Spatiotemporal pattern and its driving forces of urban growth in Shenyang City[J]. Chinese Journal of Applied Ecology . 2007，18(10)：2282～2288.

[4] Zhou R，Li Y-H，Hu Y-M，etal.Spatiotemporal expansion of urban and rural built-up areas in Shenyang City：An analysis based on remote sensing and GIS technology[J]. Chinese Journal of Applied Ecology，2009，20(10)：2446～2454.

[5] Qin P，Dong Y-X ，Li Y-L.Analysis of the expansion and simulation of urban land use in Guangzhou[J]. Resources Science，2012，34(10)：1881～1890.

[6] Xu L-H ，Yue W-Z，Cao Y.Spatial scale effect of urban land use landscape pattern in Shanghai City[J]. Chinese Journal of Applied Ecology，2007，18(12)：2827～2834.

[7] Arsanjani JJ，Helbich M，Kainz W，etal. Integration of logistic regression，Markov chain and cellular automatamodels to simulate urban expansion[J]. International Journal of Applied Earth Observation and Geoinformation，2013，21：265～275.

[8] 邬建国. 景观生态学：格局、过程、尺度与等级[M]. 北京：高教出版社，2000.

[9] 袁艺，谢锋，史培军. 快速城市化过程中城镇用地与农业用地的景观斑块特征研究——以深圳市为例[J]. 北京师范大学学报，2003，39(6)：835～841.

[10] 刘小平，黎夏，陈逸敏等. 景观扩张指数及其在城市扩展分析中的应用[J]. 地理学报，2009，64(12)：1430～1438.

[11] 信阳市土地利用总体规划2010-2020年[R]. 2008-08-01.

Research on Expansion Regular of Construction Land in Xinyang City in Recent 30 Years

Fan Yong1，2，Hu Chunxiang1，Wang Liang3，Chen Wenting4，Guo Jianhua5，Zhang Zhen1

(1.Xinyang Normal University，Xinyang 464000，China； 2.Wuhan University，Wuhan 430079，China； 3.Foshan City Nanhai District Land Survey Institute，Foshan 528200，China； 4.75838 Troops，Guangdong 510515，China； 5.Wuhan sky and ground vertical and horizontal space information technology co.，Ltd，Wuhan 430223，China)

In order to explore the regular pattern of urban construction land expansion，landsat TM remote sensing image data and socio-economic statistical data has been used to this study，Xinyang city construction land expansion regular of scale，direction from 1983 to 2014 have been analyzed by geospatial analysis technology. The results show that the driving forces of construction land expansion in Xinyang in recent 30 years include social factors and natural factors，in which social factors guide the expansion of construction land，and natural factors play a guiding role in the expansion of construction land.

construction land；expansion regular；landscape index；driving force；Xinyang City

1672-8262(2017)02-37-04

P208.2，P236

A

2016—10—17

樊勇(1983—)，男，博士研究生，讲师，主要研究方向为土地利用与土地覆盖变化及地理信息系统应用。 基金项目：教育部人文社科项目(14YJCZH028)，河南省社科项目(2016BJJ047)