W市土地利用重心的變化特征研究報告目錄TOC\o"1-3"\h\u25670摘要 I摘要：土地是人類賴以生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)。分析濰坊市土地利用時空變化和重心轉(zhuǎn)移特征,為濰坊市合理開發(fā)土地資源、改善生態(tài)環(huán)境提供科學依據(jù)。本文選取濰坊市作為研究區(qū)，基于LandsatTM數(shù)據(jù)和GIS技術(shù)，通過區(qū)域重心理論，利用濰坊市的Landsat系列衛(wèi)星影像，對濰坊市2005年-2019年土地利用重心變化進行研究分析。利用轉(zhuǎn)移矩陣對濰坊市土地利用類型進行分析，研究不同類型之間的相互轉(zhuǎn)換；利用區(qū)域重心模型進行分析，確定了這兩個時期土地利用類型重心坐標，結(jié)果表明，不同類型的土地利用重心轉(zhuǎn)移存在一定的差異，耕地、森林和草地的遷移方向基本相同，均向西遷移，而水域和未利用土地主要向北遷移，建設(shè)用地已遷往南方。關(guān)鍵詞：濰坊市；土地利用現(xiàn)狀；土地利用變化；重心1前言1.1研究背景土地是人類社會生存和發(fā)展的主要資源和物質(zhì)保障。土地資源是指已經(jīng)被人類利用和將來可能被人類利用的土地，是人們的生活基本資料和工作的對象REF_Ref26337\r\h[1]。人類改變土地利用方式的行為被稱作土地利用變化。隨著工業(yè)化和城市化的逐步加速，人類通過利用土地資源促進社會和經(jīng)濟的進步與發(fā)展，但也導致土地利用發(fā)生變化。土地資源作為一種稀缺資源，在這一發(fā)展過程中面臨著各種各樣的問題，并對生態(tài)環(huán)境造成一定程度的影響REF_Ref17020\r\h[2]。其中最主要的問題包含以下四點：（1）開發(fā)和利用土地資源所造成的生態(tài)問題日益突出；（2）城市建設(shè)用地總量失控，土地浪費嚴重；（3）城市的快速發(fā)展，導致耕地數(shù)量減少；（4）土壤污染和環(huán)境破壞。1.2研究意義由于自然、人為等因素的影響，不同類型土地的利用結(jié)構(gòu)和土地利用重心一直處于變化之中。濰坊市近年來耕地面積不斷減少。濰坊市自然資源與環(huán)境受到嚴重破化，糧食安全問題日趨嚴重，人地矛盾不斷加重。因此，研究濰坊市土地利用重心變化有利于提高土地的經(jīng)濟效益，確保糧食安全與生態(tài)安全。研究濰坊市土地利用重心的變化規(guī)律，在一定程度上，為濰坊市合理開發(fā)土地資源、改善生態(tài)環(huán)境提供科學依據(jù)。為政府制定和實施相關(guān)政策提供參考。同時濰坊市土地利用重心的時空變化特征的研究結(jié)論可供山東半島其他地區(qū)進行參考。1.3國內(nèi)外研究進展“重心”的概念最早出現(xiàn)在物理學中，其特質(zhì)為物體的任一部分所受力均集中在重心點上REF_Ref18026\r\h[3]。1.3.1國外研究進展1874年，美國學者沃爾克提出了區(qū)域經(jīng)濟重心的概念，只分析了區(qū)域內(nèi)經(jīng)濟和人口重心變化過度的形式，然而并不是直接作用于土地利用變化上。對國外土地利用結(jié)構(gòu)的研究可以追溯到1826年Thünen提出的農(nóng)業(yè)區(qū)位理論。通過圈級分類，人們開始對不同土地結(jié)構(gòu)的使用有了初步的了解，土地利用結(jié)構(gòu)形成雛形，之后Alonso就Thünen的研究成果繼續(xù)升入分析，將區(qū)位理論引用到城市發(fā)展中，并利用城鎮(zhèn)化的人口統(tǒng)計變化來詮釋城市用地在空間上的擴張趨勢REF_Ref12255\r\h[4]；2011年，Klein等通過對過去1.2萬年全球人類活動和土地利用動態(tài)進行分析，認為人口增長是改變土地利用格局的主要驅(qū)動力REF_Ref12298\r\h[5]；2016年Thorson等人研究了氣候變化對人口和土地利用等重心空間分布的影響REF_Ref12331\r\h[6]。1.3.2國內(nèi)研究進展我國關(guān)于土地重心的研究起步較晚，主要集中在如何利用土地重心來探討土地發(fā)展方向和不同用地類型之間相互轉(zhuǎn)換的方面。2003年，包玉海等有系統(tǒng)地提出了若干土地利用研究模型，并建議綜合使用區(qū)域重心模型，以便對土地問題進行更深入的研究REF_Ref12376\r\h[7]；宮輝力，趙文吉等使用遙感影像圖提取了三期北京市用地變化的時空數(shù)據(jù)，通過GIS軟件分析土地利用類型的變化特征，并進一步對變動幅度大的區(qū)域進行重心演變軌跡秒回，研究其用地變化的方向與速度REF_Ref12487\r\h[8]；2014年，馬澤忠等以重慶市山區(qū)建設(shè)用地擴展為研究對象，采用地理信息分析方法，引入?yún)^(qū)域重心模型，研究了建設(shè)用地擴展對城市熱島效應的影響。研究表明，建筑場地的重心和熱島的重心向同一個方向移動REF_Ref12416\r\h[9]；宋安安，張長春等以重心與轉(zhuǎn)移矩陣相結(jié)合的理論為基礎(chǔ)，研究了土地利用功能區(qū)變化的原因和規(guī)律。并由此得出人類對土地利用的需求是土地利用功能變化的根本原因的結(jié)論REF_Ref18124\r\h[10]。1.4研究內(nèi)容與技術(shù)路線1.4.1研究內(nèi)容（1）研究區(qū)土地利用現(xiàn)狀分析：根據(jù)濰坊市遙感影像，利提取土地利用信息，根據(jù)《土地利用現(xiàn)狀分類》（GBT2010-2017），將為濰坊市的土地利用類型分成六類。根據(jù)所得數(shù)據(jù)分析濰坊市土地利用現(xiàn)狀和結(jié)構(gòu)特征。同時通過對濰坊市2005年-2015年10年內(nèi)的各土地利用類型數(shù)量的變化，來研究濰坊市土地利用總的變化趨勢。（2）研究區(qū)土地利用重心空間變化分析：運用區(qū)域重心理論的研究方法，來分析濰坊市2005—2015年各地類重心的演變過程，并結(jié)合人口經(jīng)濟等因素，分析研究區(qū)土地利用重心空間變化產(chǎn)生的問題及解決方案。1.4.2技術(shù)路線本文以濰坊市作為研究區(qū)域，利用ArcGIS10.2軟件技術(shù)處理得到濰坊市土地利用現(xiàn)狀數(shù)據(jù)，同時搜集濰坊市十年來相關(guān)的自然、社會、經(jīng)濟等方面的相關(guān)資料，綜合分析濰坊市土地利用的重心變化特征。研究技術(shù)路線詳見圖1-1。圖1-1技術(shù)路線圖

2濰坊市土地資源構(gòu)成要素分析2.1自然地理要素2.1.1地理位置濰坊市位于山東半島中部的中部地區(qū)，地跨東經(jīng)118°10′至120°01′，北緯35°32′至37°26′。淄博市位于濰坊市西側(cè)，青島市位于濰坊市東側(cè)，臨沂市地處濰坊市南部，濰坊市北面為渤海灣REF_Ref18405\r\h[11]。圖2-1濰坊市地理位置圖2.1.2地形地貌濰坊市地形南高北低，以臺階形式分布。由三種地質(zhì)形態(tài)構(gòu)成:低地、平原和丘陵。南部為低山丘陵，中部為沖積平原，北部為沿海低地。2.1.3水文濰坊市境內(nèi)水資源豐富，有六個主要的地表水系統(tǒng)。由于受自然條件的限制，地表徑流主要來自大氣降水。濰坊市平均年徑流量為177.3毫米，比全省高3%。2.1.4氣候濰坊市處于溫帶季風氣候區(qū)，氣候?qū)倥瘻貛Ъ撅L型半濕潤大陸型氣候。通過對表2-1的分析可以得出，濰坊市四季分明氣溫變化大，降水集中在夏季。1985-2016年平均氣溫12.9℃；全市年平均降水量605.8毫米；無霜期為198天REF_Ref18405\r\h[11]。表2-11985-2016年濰坊市基本氣候情況統(tǒng)計表1月2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月平均溫度（°C）-4.9-0.55.513.118.923.727.126.220.514.25.8-0.9平均最高溫度（°C）2.15.212.220.225.831.133.430.626.520.711.35.5平均最低溫度（°C）-8.6-5.5-0.56.912.118.025.222.918.69.01.5-4.6平均降水量（毫米）7.011.615.925.839.876.5155.2127.161.239.119.110.0降水天數(shù)（日）3.43.64.14.44.03.93.32.82.83.13.43.42.2社會經(jīng)濟要素2.2.1經(jīng)濟據(jù)圖2-2和圖2-3可得，濰坊市經(jīng)濟持續(xù)快速發(fā)展，2015年濰坊市完成地區(qū)生產(chǎn)總值4667.15億元，其中，第一產(chǎn)業(yè)增加390.52億元，增長5.2%；第二產(chǎn)業(yè)增加2156.17億元，增長11.7%；第三產(chǎn)業(yè)增加1455.74億元，增長10.5%。圖2-2濰坊市歷年地區(qū)生產(chǎn)總值統(tǒng)計圖圖2-3濰坊市歷年人均GDP統(tǒng)計圖2.2.2交通濰坊市位于山東半島中部，得天獨道的地理位置使研究區(qū)成為了連接山東沿海城市與內(nèi)陸地區(qū)的交通樞紐。全市有六條公路，七條國道，十四條省道。濰坊港有四十五個泊位。濰坊機場擁有七家客運航空公司、兩家貨運航空公司，十三條城市航線REF_Ref18568\r\h[12]。2.2.3人口據(jù)圖2-4可得，濰坊市研究期內(nèi)總?cè)丝诓粩嘣黾?，非農(nóng)業(yè)人口總數(shù)呈現(xiàn)明顯上升趨勢，農(nóng)業(yè)人口總數(shù)呈現(xiàn)先下降后驅(qū)平穩(wěn)增加地趨勢，人口密度整體上呈現(xiàn)上升趨勢。截至2019年末，濰坊市共計總?cè)丝?18.11萬人，濰坊市人口密度為569人/平方公里，常住人口城鎮(zhèn)化率為56.58%。圖2-4濰坊市人口統(tǒng)計圖

3土地利用變化特征分析人類活動對土地資源的開發(fā)利用具有發(fā)展社會經(jīng)濟和改變土地利用狀況的作用，對特定區(qū)域的生態(tài)產(chǎn)生直接或間接的影響。濰坊市土地利用變化情況可以從各類用地面積數(shù)量的變化、各土地利用類型之間的相互轉(zhuǎn)化來進行分析研究REF_Ref19130\r\h[13]。3.1土地利用時空變化分析3.1.1不同時期土地利用統(tǒng)計分析本文基于濰坊市2005年、2015年和2019年遙感影像，利用ArcGIS10.2軟件獲取濰坊市土地利用類型、數(shù)量、位置等信息，并以此為研究依據(jù)進行分類統(tǒng)計。根據(jù)《土地利用現(xiàn)狀分類》（GBT2010-2017），將為濰坊市的土地利用類型分成六類，并繪制土地利用現(xiàn)狀圖（圖3-1、3-2、3-3）和地類面積統(tǒng)計表（3-1）。圖3-12005年濰坊市土地利用現(xiàn)狀圖圖3-22015年濰坊市土地利用現(xiàn)狀圖圖3-32019年濰坊市土地利用現(xiàn)狀圖表3-1濰坊市不同時期地類面積統(tǒng)計表土地利用類型2005年2015年2019年總變化面積（km2）面積（km2）比重（%）面積（km2）比重（%）面積（km2）比重（%）耕地11129.9370.1510646.6666.9510537.1466.41-592.79林地742.394.68673.444.23673.574.25-68.82草地934.535.89749.824.72759.614.79-174.92水域538.323.391241.417.811189.567.50651.24建設(shè)用地2440.3315.382471.5015.542544.5116.04104.18未利用地81.100.51119.040.75161.381.0280.28總計15866.61100.0015865.87100.0015866.76100.000.15根據(jù)上述圖表可以得出：濰坊市土地利用類型主要由耕地、林地、草地、水域和建設(shè)用地等構(gòu)成，共計占濰坊市全市土地總面積的95%以上；研究期內(nèi)濰坊市水域和耕地面積變化是最主要的，不同的是水域增加，耕地減少，而森林、草地、建設(shè)用地和未利用地面積變化不明顯；截止于研究期末，濰坊市主要土地類型變化不顯著，但數(shù)量變化顯著：耕地、森林和草地面積呈減少趨勢，建設(shè)用地、水資源和未利用土地面積呈增加趨勢。結(jié)合上述圖表，可以得出以下結(jié)論：（1）濰坊市耕地面積減少明顯，由11129.93平方千米減少到10537.14平方千米，共計減少了592.79平方千米，是減少最多的用地類型。耕地大幅下降的主要原因包括：一是濰坊市在研究期內(nèi)社會經(jīng)濟發(fā)展不斷提高，人口不斷增加，需要擴大建設(shè)用地以滿足人口的需要，因此占用耕地面積。二是為實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略和調(diào)整農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)，從而實行退耕還林還湖政策，使得一部分耕地轉(zhuǎn)變?yōu)樗蚝土值?。三是不合理的利用方式，導致部分耕地被破壞。?）濰坊市前期水域面積大量增加，后期水域面積開始減少。2005-2015年濰坊市水域共計面積增加了703.09平方千米，且集中在北部沿海地區(qū)。造成濰坊市水域大面積集中增加的主要原因為：濰坊市政府為實現(xiàn)北部沿海地區(qū)農(nóng)村經(jīng)濟快速發(fā)展，縮小貧富差距，對當?shù)氐霓r(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)進行調(diào)整，提議在當?shù)剡M行大面積的水產(chǎn)養(yǎng)殖，因此在北部多修建人工水庫和水產(chǎn)養(yǎng)殖場，在促進經(jīng)濟發(fā)展的同時，使濰坊市整體水域面積大幅增加。2015-2019年內(nèi)，濰坊市為解決人口增多而帶來的住房緊張、交通擁擠等問題，濰坊市北部水域進行重新規(guī)劃，將部分水域開發(fā)為建設(shè)用地，導致研究期后期水域面積開始減少。（3）建設(shè)用地面積持續(xù)增長，后期增長量遠大于前期增長量。2005-2015年十年內(nèi)濰坊市建設(shè)用地面積增加了31.17平方千米，而2015-2019年四年內(nèi)建設(shè)用地面積增加了73.01平方千米。建設(shè)用地面積變化的原因與水域的變化息息相關(guān)，前期為發(fā)展經(jīng)濟將北部建設(shè)用地轉(zhuǎn)變?yōu)樗?，后期為解決人地矛盾，將北部部分水域轉(zhuǎn)變?yōu)榻ㄔO(shè)用地。3.1.2空間變化特征分析（1）水域和建設(shè)用地空間變化顯著北部沿海地區(qū)的水域大范圍增加，其余地區(qū)水域面積出現(xiàn)不同程度的減少；已有建設(shè)用地空間上呈現(xiàn)出面積擴大的趨勢，而新增的建設(shè)用地則表現(xiàn)出圍繞已有建設(shè)用地零散分布的特點。（2）土地利用程度高，后備土地資源不足濰坊市的土地開發(fā)較早，開發(fā)利用程度高，2019年濰坊市的土地利用水平為90.34%，高于山東省的平均水平，但未利用土地面積少，儲備土地資源不足。（3）耕地和建設(shè)用地為主要用地類型濰坊市土地利用類型以耕地和建設(shè)用地為主，截至于2019年其土地面積分別10616.57平方千米和2472.07平方千米，共占濰坊市土地總面積的80%以上。（4）農(nóng)村居民點用地多，且分布零散在濰坊市城鄉(xiāng)用地的不同類別中，農(nóng)村居民點用地占建設(shè)用地最大部分。濰坊市以山地和平原為主，南部為低山丘陵，中部和北部地勢較為低平。受當?shù)氐匦魏偷匦蔚挠绊?，除濰坊市中心外，其他建設(shè)用地分散布局。3.2單一土地利用動態(tài)度分析土地利用動態(tài)度是用來描述人類活動對不同土地利用類型變化的綜合影響REF_Ref13980\r\h[14]。單一土地利用類型動態(tài)度是指某地區(qū)在某一特定時期內(nèi)某特定土地利用類型的數(shù)量的變化。主要以每一種土地利用類型的面積為基礎(chǔ)，側(cè)重于展示研究期間土地利用類型變化的結(jié)果REF_Ref15622\r\h[15]。計算公式為:（公式3-1）式中：為研究時段內(nèi)第n種土地利用類型的動態(tài)度，n=1,2，…，6；為研究初期第n種土地利用類型的面積；為研究末期第n種土地利用類型的面積；為研究的時段長REF_Ref15622\r\h[15]。表3-2濰坊市2005—2015年土地利用動態(tài)變化（%）研究時段耕地林地草地水域建設(shè)用地未利用地2005-2015-0.43-0.93-1.9813.060.134.682015-2019-0.260.010.33-0.140.748.892005-2019-0.38-0.66-1.348.640.307.07表3-2中正值表示土地面積增加的用地類型，負值表示土地面積減少的用地類型。據(jù)上表可得濰坊市研究期內(nèi)用地類型的利用情況發(fā)生了顯著的變化。2005-2015濰坊市年水域、建設(shè)用地和未利用地單一動態(tài)度均為正值，其面積呈增加趨勢，其中水域增長最快。另一方面耕地、林地和草地土地利用動態(tài)度為負值，表示其面積在在穩(wěn)步減少，其中草地數(shù)量減少最快。研究表明，十年內(nèi)，水域的單一土地利用變化動態(tài)度最高，且每年以13.06%的速度在增加,變化最為強烈，主要原因為濰坊市因地制宜發(fā)展生產(chǎn)政策的提出，促使濰坊北部水域面積大幅度增加。2015-2019年濰坊市林地、草地、建設(shè)用地和未利用地為正值，呈現(xiàn)增加趨勢，耕地、水域為負值，呈現(xiàn)減少趨勢。四年內(nèi)濰坊市開始注重環(huán)境保護與生態(tài)政治，為實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，對耕、林、草地進行保護，因此耕地減少速度在下降，林地草地在不斷增加。在全國性房價上漲，濰坊市人口不斷增多的背景下，不斷開發(fā)建設(shè)用地，在開發(fā)建設(shè)用地的同時，出現(xiàn)大量荒地和廢棄地，導致建設(shè)用地和未利用地面積不斷增加。總體來說，研究期內(nèi)濰坊市耕地、林地和草地面積減少，其中草地數(shù)量減少最快，水域、建設(shè)用地和未利用地面積增多，建設(shè)用地面積增加最慢。3.3本章小結(jié)通過分析濰坊市土地利用現(xiàn)狀數(shù)據(jù)，從時間層面分析，濰坊市研究期內(nèi)六大土地利用類型在數(shù)量上呈現(xiàn)出“三增三減”的變化趨勢，主要表現(xiàn)為水域、建設(shè)用地和未利用土地等地類面積增加，耕地、林地和草地等地類面積減少。從空間角度分析，濰坊市北部沿海地區(qū)水域大范圍增加，其余地區(qū)水域面積出現(xiàn)不同程度的減少；已有建設(shè)用地空間上呈現(xiàn)出面積擴大的趨勢，而新增的建設(shè)用地則表現(xiàn)出圍繞已有建設(shè)用地零散分布的特點?；趯H坊市單一土地土地利用動態(tài)度的研究，濰坊市研究期內(nèi)水域、建設(shè)用地和未利用地單一動態(tài)度均為正值，表示其面積增加，其中水域面積增加速度最快、未利用地次之、建設(shè)用地面積增加緩慢。而耕地、林地和草地土地利用動態(tài)度為負值，表示其面積在不斷減少，其中草地面積數(shù)量減少最快，研究期后期三者面積均有所增加。4土地利用重心變化分析4.1土地利用重心的確定區(qū)域重心的概念是從物理學原理中引入的：假設(shè)某一個區(qū)域由幾個小區(qū)單元構(gòu)成REF_Ref15870\r\h[16]，其中，第個斑塊的中心坐標為（，），則該屬性意義下的區(qū)域重心坐標為：（公式4-1）式中、表示某類土地利用類型重心的經(jīng)緯度坐標；表示第個小斑塊的面積；、表示第個斑塊的中心坐標REF_Ref15897\r\h[17]。4.2各地類重心的變化區(qū)域重心理論模型可以從空間角度上很好的描述各土地利用類型的時空演變特征，根據(jù)不同時間段土地利用類型的重心分布來正確的判斷研究區(qū)土地利用的空間變化趨勢REF_Ref15897\r\h[17]。表4-1濰坊市各地類重心坐標土地利用類型2005年各地類重心坐標2015年各地類重心坐標2019年各地類重心坐標經(jīng)度緯度經(jīng)度緯度經(jīng)度緯度耕地119°6′49″36°31′5″119°6′46″36°30′56″119°6′41″36°30′46″林地118°40′59″36°18′31″118°37′40″36°18′35″118°37′39″36°18′35″草地118°43′39″36°27′26″118°36′19″36°23′12″118°37′20″36°22′23″水域119°10′12″36°34′28″119°9′18″36°52′49″119°8′20″36°53′57″土地利用類型2005年各地類重心坐標2015年各地類重心坐標2019年各地類重心坐標經(jīng)度緯度經(jīng)度緯度經(jīng)度緯度建設(shè)用地119°6′20″36°44′46″119°6′28″36°35′14″119°6′41″36°35′41″未利用地118°53′26″36°48′27″119°2′31″37°2′12″118°37′39″36°51′32″4.2.1耕地重心變化根據(jù)表4-1可以得出濰坊市2005年耕地重心坐標為東經(jīng)119°6′49″、北緯36°31′5″，2015年的重心坐標為東經(jīng)119°6′46″、北緯36°30′56″，2019年的重心坐標為東經(jīng)119°6′41″、北緯36°30′46″。研究期間內(nèi)耕地重心變化不大，整體向西向南遷移一點，南北遷移不明顯。根據(jù)之前統(tǒng)計與計算可知，濰坊市耕地雖然存在一定程度的減少，但主要減少在建設(shè)用地四周，因此耕地重心不會存在太大偏差。4.2.2林地重心變化根據(jù)表4-1可以得出濰坊市林地重心坐標由2005年的東經(jīng)118°40′59″、北緯36°18′31″遷移至2015年的東經(jīng)118°37′40″、北緯36°18′35″，再遷移至2019年的東經(jīng)118°37′39″、北緯36°18′35″。林地重心研究期內(nèi)向西遷移3′20″，向北遷移4″，主要呈現(xiàn)向西遷移趨勢。這主要是與林地的分布特征有關(guān)，濰坊市的林地主要集中分布在西南部的丘陵山區(qū)，且成片分布，加之研究期初期不合理利用土地對林地的破壞，導致全市林地面積逐漸減少；研究期中后期市政府為響應國家號召，重視西南部林區(qū)的保護工作，使林地整體向西南部轉(zhuǎn)移，重心向西南方向遷移較明顯。4.2.3草地重心變化根據(jù)表4-1可以得出2005年濰坊市草地重心坐標為東經(jīng)118°43′39″、北緯36°18′31″，2015年重心坐標遷移至東經(jīng)118°36′19″、北緯36°23′12″，2019年遷移至東經(jīng)118°37′20″、北緯36°22′23″。研究區(qū)域草地與林地的分布范圍大致相似，主要分布在西南部與東南部地區(qū)，研究期前期伴隨著草地退化、生態(tài)破壞等自然問題，和建設(shè)用地擴張等人類活動的影響，使得草地重心發(fā)生轉(zhuǎn)移，后期因為環(huán)境保護意識的提高，對草地進行保護性開發(fā)，重心轉(zhuǎn)移變化不大。4.2.4水域重心變化根據(jù)表4-1可以得出研究期前期水域重心坐標由東經(jīng)119°10′12″、北緯36°34′28″遷移至東經(jīng)119°9′18″、北緯36°52′49″。經(jīng)度上向西遷移了52″，緯度上向北遷移了18′21″，整體遷移趨勢為向北遷移。其原因為濰坊市在北部沿海地區(qū)大興水產(chǎn)養(yǎng)殖，因此多修建水庫池塘，濰坊市北部整體水域面積增多，所以水域重心向北遷移。研究期后期重心坐標繼續(xù)向西向北遷移，遷移至東經(jīng)119°8′20″″、北緯36°53′57″，其原因為濰坊市為解決人口增多所帶來的住房和交通等社會民生問題，對北海地區(qū)南部水域進行新的規(guī)劃，將部分水域進行改造，導致水域重心繼續(xù)向北遷移。4.2.5建設(shè)用地重心變化由表4-1可知，2005年建設(shè)用地的重心坐標為東經(jīng)119°6′20″、北緯36°44′46″，2019年遷移至東經(jīng)119°6′41″、北緯36°35′41″，研究期內(nèi)主要是緯度上向南遷移了9′5″，遷移方向向南。在政策的引導下，濰坊市北部建設(shè)用地逐步開發(fā)轉(zhuǎn)變?yōu)樗?，且其他地區(qū)并不存在新增成片建設(shè)用地，因此建設(shè)用地重心逐漸向南遷移。4.2.6未利用地重心變化由表4-1可得，十年間未利用地重心坐標由東經(jīng)118°53′26″、北緯36°48′27″遷移至東經(jīng)119°2′31″、北緯37°2′12″，經(jīng)度上向東遷移9′5″，緯度上向北13′45″，呈現(xiàn)出向東北方向遷移的趨勢。濰坊市未利用地面積少，2005年時多集中分布在西北部邊緣地區(qū)，隨著北部建設(shè)用地轉(zhuǎn)變?yōu)樗颍辈康貐^(qū)出現(xiàn)一些新的沿河沿湖的灘涂，久而久之這些灘涂便成為了新的未利用地，因此未利用地的重心呈現(xiàn)向東北發(fā)展的趨勢。2019年伴隨著建設(shè)用地的建設(shè)開發(fā)，城區(qū)內(nèi)出現(xiàn)大量的荒地和廢棄地，導致未利用地的重心開始向西向南遷移。4.3土地利用變化流向分析土地利用轉(zhuǎn)移矩陣可以全面、具體地分析研究區(qū)域內(nèi)土地利用變化和不同土地利用類型變化的定量結(jié)構(gòu)特征，。因此，它對于土地利用變化的模擬和分析具有非常重要的意義。但是目前我國對土地利用轉(zhuǎn)移矩陣的分析大多還是應用在直接分析土地利用類型結(jié)構(gòu)地變化信息中REF_Ref16037\r\h[18]。土地利用轉(zhuǎn)移矩陣的使用不僅可以描述不同類型土地和地區(qū)之間在一定的時期動態(tài)信息的相互轉(zhuǎn)換，也反映各地類之間的流向。其公式表達為：（公式4-2）其中表示土地類型面積，i、j（i，j=1,2，…，n）分別表示研究時段的初期和末期土地利用類型，則表示初期的土地利用類型i轉(zhuǎn)移成末期土地利用類型j的面積；n=6REF_Ref15622\r\h[15]。過對濰坊市土地利用轉(zhuǎn)移矩陣的分析，可以得到研究區(qū)域六大土地利用類型的轉(zhuǎn)移方向和轉(zhuǎn)移數(shù)量的情況，并繪制土地利用的轉(zhuǎn)移面積轉(zhuǎn)出和轉(zhuǎn)入變化表。表4-22005-2015年濰坊市土地利用變化轉(zhuǎn)移矩陣分析表（單位：平方千米）轉(zhuǎn)移面積草地耕地建設(shè)用地林地水域未利用地總計草地680.61134.5922.4518.8716.8860.38933.77耕地30.379849.071073.4313.96114.300.7311126.86建設(shè)用地2.09457.041342.160.48637.510.392439.67林地19.0471.858.77638.462.910.47741.51水域1.1463.8915.180.54435.892.77537.41未利用地16.1522.269.320.3414.6418.3581.05總計749.3910643.712471.30672.651240.1383.0915860.27表4-32005-2015年土地利用變化轉(zhuǎn)移面積統(tǒng)計表（單位：平方千米）土地利用類型未變化面積轉(zhuǎn)出面積占總轉(zhuǎn)出比例轉(zhuǎn)出速度轉(zhuǎn)入面積占總轉(zhuǎn)入比例轉(zhuǎn)入速度耕地9849.071127.7941.34112.78794.6427.4479.46林地638.46103.053.781.0334.191.183.42草地680.61253.169.2825.3268.782.386.88水域435.8983.523.068.35804.2427.7780.42建設(shè)用地1342.161097.5140.24109.751129.1438.99112.91未利用地18.3562.72.306.2764.742.246.47分析表4-2和表4-3可以得出2005-2015年各用地類型的轉(zhuǎn)移特征如下：（1）耕地是所有土地利用類型中轉(zhuǎn)出面積最多的地類，十年內(nèi)耕地的轉(zhuǎn)出面積為1127.79平方千米，占研究區(qū)域內(nèi)所有土地利用類型轉(zhuǎn)出面積的41.34%，而轉(zhuǎn)入面積只有794.64平方千米，占研究區(qū)域內(nèi)所有土地利用類型轉(zhuǎn)入面積的27.44%，耕地總體呈現(xiàn)出入不敷出的變化現(xiàn)象。（2）建設(shè)用地是所有土地利用類型中轉(zhuǎn)入面積最多的用地類型，僅從數(shù)量上分析，建設(shè)用地轉(zhuǎn)入與轉(zhuǎn)出的面積基本一致，總面積變化不大。（3）水域在研究期內(nèi)轉(zhuǎn)入面積為804.24平方千米，轉(zhuǎn)出面積為83.52平方千米，水域轉(zhuǎn)入面積約為轉(zhuǎn)出面積的十倍，呈現(xiàn)出顯著的增長趨勢。水域也是所有地類中面積呈現(xiàn)明顯增長的土地利用類型。（4）林地、草地和未利用地轉(zhuǎn)入轉(zhuǎn)出面積差別不大，林地與草地轉(zhuǎn)出面積的數(shù)量大于轉(zhuǎn)入面積的數(shù)量，呈現(xiàn)出減少趨勢；而未利用地呈現(xiàn)出增加趨勢。表4-42015-2019年濰坊市土地利用變化轉(zhuǎn)移矩陣分析表（單位：平方千米）轉(zhuǎn)移面積草地耕地建設(shè)用地林地水域未利用地總計草地684.3228.432.8719.733.8810.28749.50耕地27.1110322.80180.0418.1757.7538.4310644.30建設(shè)用地6.43140.992301.880.6121.000.392471.30林地23.3614.030.41633.490.990.47672.75水域17.8227.6658.950.551086.8248.371240.17未利用地0.220.890.150.3818.1163.3683.11總計759.2610534.822544.29672.921188.55161.2915861.13表4-52015-2019年土地利用變化轉(zhuǎn)移面積統(tǒng)計表（單位：平方千米）土地利用類型未變化面積轉(zhuǎn)出面積占總轉(zhuǎn)出比例轉(zhuǎn)出速度轉(zhuǎn)入面積占總轉(zhuǎn)入比例轉(zhuǎn)入速度耕地10322.80321.4941.8410.46212.0127.5953.00林地633.4939.265.111.2839.435.139.86草地684.3265.188.482.1274.949.7518.74水域1086.82153.3519.964.99101.7213.2425.43土地利用類型未變化面積轉(zhuǎn)出面積占總轉(zhuǎn)出比例轉(zhuǎn)出速度轉(zhuǎn)入面積占總轉(zhuǎn)入比例轉(zhuǎn)入速度建設(shè)用地2301.88169.4222.055.51242.4231.5560.60未利用地63.3619.752.570.6497.9312.7424.48分析表4-4和表4-5可以得出2015-2019年各用地類型的轉(zhuǎn)移特征如下：整體上，濰坊市2015-2019年不同用地類型之間的轉(zhuǎn)換速度放緩，轉(zhuǎn)入面積與轉(zhuǎn)出面積大體上一致，此時間段內(nèi)的地類轉(zhuǎn)換集中發(fā)生在建設(shè)用地與耕地之間，其他用地類型之間的轉(zhuǎn)換不明顯。（1）耕地的轉(zhuǎn)出速度與轉(zhuǎn)入速度放緩，但耕地依舊是所有地類中轉(zhuǎn)出面積最多的地類，轉(zhuǎn)入面積依舊小于轉(zhuǎn)入面積，耕地依然在減少，但減少的速度降低。（2）未利用地轉(zhuǎn)入面積較上個研究時段明顯增加，轉(zhuǎn)入速度明顯增快。4.4本章小結(jié)通過對濰坊市各地類重心變化的研究分析，從2005年到2019年，各地類的重心都存在或多或少的變化。耕地、林地和草地的遷移方向大致一致，均為向西遷移，水域和未利用地主要向北遷移；建設(shè)用地向南遷移。研究期內(nèi)濰坊市各地類中，水域的重心變化是最為顯著的，研究期內(nèi)，濰坊市北部受政策影響，大力發(fā)展水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)，因此出現(xiàn)大量的水庫池塘，同時，其余地區(qū)的水系都存在被侵占的現(xiàn)象，導致除北部地區(qū)外其余地區(qū)水域面積逐漸減少，水域重心向北遷移。未利用地受水域變化影響，其重心也存在向北遷移趨勢。濰坊市的林地與草地分布大致相似，均集中在西南部山地丘陵地區(qū)，但伴隨著林地草地的生態(tài)退化和人類活動對森林草原的破壞，二者的重心均存在一定的轉(zhuǎn)移。建設(shè)用地受北部水域侵占建設(shè)用地的影響，即使伴隨著其余建設(shè)用地的不斷擴張，建設(shè)用地的總面積也不存在較大變化，因此建設(shè)用地重心向南遷移。通過對濰坊市研究期內(nèi)土地利用轉(zhuǎn)移矩陣的分析，各地類之間相互流轉(zhuǎn)的過程是相對復雜的，主要涉及耕地、水域和建設(shè)用地之間的轉(zhuǎn)換，其中耕地最主要的，在整個研究期間，耕地是所有土地利用類型中轉(zhuǎn)出面積最多、比重最大、轉(zhuǎn)出速度最快的地類。建設(shè)用地存在大量的土地轉(zhuǎn)出與轉(zhuǎn)入，因此建設(shè)用地面積變化差別不大。水域是轉(zhuǎn)入量最多的土地利用類型。5土地利用重心變化驅(qū)動力分析自然因素和社會經(jīng)濟因素會對土地利用結(jié)構(gòu)產(chǎn)生一定影響。從長時間內(nèi)來看，兩種因素都會對土地利用變化產(chǎn)生不同程度的影響，但在短時間內(nèi)，社會經(jīng)濟因素的產(chǎn)生影響更為明顯REF_Ref16667\r\h[19]。5.1驅(qū)動力分析5.1.1驅(qū)動因子的選擇由于研究時間較短，土地利用變化在短時間內(nèi)受自然因素的影響不顯著，因此對濰坊市2005-2015年土地利用變化的驅(qū)動力主要從社會經(jīng)濟角度進行分析。本文選取了2005年，2008年，2012年和2015年濰坊市土地利用數(shù)據(jù)作為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，結(jié)合濰坊市統(tǒng)計年鑒和濰坊市土地利用變化特征，綜合選取了7個社會經(jīng)濟因子作為自變量，分別為X1總?cè)丝冢ㄈf人）、X2人口密度（人/平方公里）、X3地區(qū)生產(chǎn)總值（億元）、X4人均GDP（元）、X5固定資產(chǎn)投入（萬元）、X6城鎮(zhèn)居民可支配收入（元）、X7農(nóng)村居民可支配收入（元）。詳細數(shù)據(jù)見表5-1。表5-1驅(qū)動因子詳細數(shù)據(jù)表X1X2X3X4X5X6X72005年852.205321368.5616009110044751031850172008年862.485392232.725183152339651569170722012年878.875443663.65398853012926225817117972015年893.715544667.15503894516703731060148902019年918.115695688.560760495549034166420369利用SPSS統(tǒng)計軟件對所選取的因子進行主成分分析，得到相關(guān)系數(shù)矩陣表（表5-2）根據(jù)表5-2可以得出，本文所選取的7個因子之間存在著一定的的相關(guān)性。表5-2相關(guān)系數(shù)矩陣表X1X2X3X4X5X6X7X11X20.9931X30.9880.9681X40.9870.9671.0001X50.9690.9440.9880.9881X60.9960.9810.9950.9940.9731X70.9990.9870.9910.9900.9730.99815.1.2相關(guān)分析通過對濰坊市土地利用數(shù)量變化和重心變化的研究，選取兩個變化程度最大的用地類型即耕地和水域與上述自變量因子進行相關(guān)分析，并繪制驅(qū)動因子與土地利用關(guān)聯(lián)度表（表5-3）。表5-3驅(qū)動因子與土地利用關(guān)聯(lián)度表影響因子關(guān)聯(lián)度X1X2X3X4X5X6X7耕地-0.927-0.938-0.905-0.904-0.932-0.898-0.916水域0.9040.9010.9190.9200.9560.8910.899根據(jù)上表可得，濰坊市耕地與上述經(jīng)濟因子的相關(guān)性為負值，即為負相關(guān)，且相關(guān)值均在-0.7以上，說明耕地與人口、地區(qū)生產(chǎn)總值、人均可支配收入等7個相關(guān)因子均為顯著相關(guān)；水域與相關(guān)因子的相關(guān)性為正值，即為正相關(guān)，且相關(guān)值均在0.7以上，說明水域7個相關(guān)因子均為顯著相關(guān)。在研究期內(nèi)，隨著人口增多與經(jīng)濟發(fā)展，耕地面積減少，水域面積增加，造成這種情況的主要原因是:建設(shè)用地需求增加，侵占耕地減少了耕地面積；另外受政策影響，濰坊市北部興建水利設(shè)施、水庫和水產(chǎn)養(yǎng)殖場等以實現(xiàn)居民收入增加，導致濰坊市水域面積增加。5.2存在的問題（1）耕地面積減少，人地矛盾突出REF_Ref16752\r\h[20]。從2005年-2015年，濰坊市人口不斷增加，十年內(nèi)戶籍人口增加41.51萬人。與此同時，為了響應國家可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，濰坊市政府積極實施退耕還林還湖等相關(guān)政策，同時為了實現(xiàn)經(jīng)濟快速發(fā)展，滿足人口居住在需求，需要不斷擴大建設(shè)用地面積，從而侵占耕地面積。由于人口的持續(xù)增加和社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，耕地面積將會繼續(xù)減小，人與地之間的矛盾將更加突出。（2）土地供需矛盾日漸顯現(xiàn)REF_Ref21782\r\h[20]。濰坊市在國家和山東省發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃中占有重要地位，城市定位導致經(jīng)濟發(fā)展和人口總量將會持續(xù)不斷增加。隨著濰坊市人口的不斷增加以及濰坊市市政建設(shè)的需求，導致濰坊市城市化進程在一定時期內(nèi)會快速發(fā)展。因此，建設(shè)用地擴張是社會發(fā)展的必然趨勢。未利用地是后備土地資源的重要組成部分，截至2015年，濰坊市未利用地僅剩下119.04平方千米，且大部分位于河流灘涂及北部沿海等地區(qū)，開發(fā)限難度大、制約度高。剩余部分未利用土地位于西南丘陵地區(qū)，由于高昂的開發(fā)成本或較差的地區(qū)條件，難以進行開發(fā)利用，因此城市化不得不破壞耕地及林地REF_Ref22454\r\h[21]。（3）保護和改善土地生態(tài)的任務更加艱巨。濰坊土地生態(tài)面臨著一項重要的維護和修復任務。例如，濰坊沿海地區(qū)北部的海水侵蝕和南部丘陵地區(qū)的土壤侵蝕導致了某些土地，特別是耕地質(zhì)量的下降REF_Ref22484\r\h[22]。此外，各種污染物的排放降低了某些耕地的整體農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力，給生態(tài)建設(shè)和環(huán)境保護帶來了越來越大的壓力。5.3對策及建議（1）合理開發(fā)土地資源，提高土地利用率濰坊市西南部與中東部土地利用情況存在一定的差異，中東部城區(qū)是濰坊市的經(jīng)濟中心、政治中心和人口最密集的區(qū)域，但城區(qū)建設(shè)用地日益不足，人地矛盾突出，發(fā)展?jié)摿τ邢蕖Ｎ髂系貐^(qū)的特點是多山地丘陵、多樹林草原、人口稀少，開發(fā)潛力巨大，但也存在生態(tài)問題。在未來的土地利用規(guī)劃中，可以考慮將濰坊市西南部具有地理優(yōu)勢的區(qū)域作為建筑、工業(yè)和人口的過渡區(qū)，但在開發(fā)利用的同時，需要確保環(huán)境保護，將西南部地區(qū)建設(shè)成為生態(tài)型城鎮(zhèn)REF_Ref21782\r\h[20]。（2）實施生態(tài)保護，實現(xiàn)土地資源的可持續(xù)發(fā)展隨著城市的快速發(fā)展，對土地資源的需求越來越大。在這種情況下，人們被迫不斷地開發(fā)耕地，砍伐木材，甚至填滿湖泊和河流，進行破壞生態(tài)環(huán)境的規(guī)劃和建設(shè)工作。這種開發(fā)建設(shè)導致濰坊市生態(tài)破壞嚴重。因此注意保護生態(tài)環(huán)境成為今后濰坊市土地利用的過程中，首先，我們要關(guān)注生態(tài)環(huán)境受到嚴重破壞的地區(qū)，積極開展生態(tài)修復項目，從而減輕生態(tài)破化程度REF_Ref22454\r\h[21]。同時也要注重節(jié)約資源，減少資源浪費。6結(jié)論伴隨著社會進程的加快，山東省經(jīng)濟快速發(fā)展。山東省以東部青島市與中部濟南市發(fā)展最為突出，由于城市的輻射帶動作用，作為連接濟南與青島的交通樞紐城市，濰坊市也經(jīng)歷了快速發(fā)展，土地利用類型變化率呈明顯上升趨勢，建設(shè)用地占用耕地等類型土地的現(xiàn)象成為土地變化的主體。2005-2015年濰坊市土地利用結(jié)構(gòu)發(fā)生了巨大的變化，首先，隨著土地利用的變化，濰坊的水域、建設(shè)用地和未利用土地都有所增加，耕地、林地和草地都有所減少。其次，從土地利用類型轉(zhuǎn)移的角度來看，不同土地利用之間的轉(zhuǎn)移更加復雜，主要包括耕地、水域和建設(shè)用地的轉(zhuǎn)換?？傮w來看，濰坊市不同類型土地利用之間存在轉(zhuǎn)換不平衡，加劇了區(qū)域土地利用不平衡。耕地數(shù)量減少，規(guī)?？s??；建設(shè)用地數(shù)量幾乎未發(fā)生變化，但規(guī)模呈擴張趨勢；水域數(shù)量明顯增加，規(guī)模擴大，且三者之間相互轉(zhuǎn)化量大，即存在水域占用建設(shè)用地，建設(shè)用地占用耕地，耕地逐步減少的現(xiàn)象。從各地類重心遷移方向來看，各土地利用類型存在一定不同，耕地、林地和草地向西遷移，說明農(nóng)業(yè)用地開始往西發(fā)展，且生態(tài)保護區(qū)也多集中在西部；水域和未利用地的遷移方向主要是向北，表明濰坊市北部沿海地區(qū)出現(xiàn)新的水域中心；建設(shè)用地向南遷移，說明城市建設(shè)正在逐步向南發(fā)展。這表明,隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展和城市化的不斷進步,人類對于土地用于生產(chǎn)和生活的需求正在上升,導致建設(shè)用地將會不斷擴張，在土地總面積不變的前提下，其余用地類型面積將會減少，從而使得各地類重心發(fā)生變化。7建議與展望本文通過對濰坊市的土地利用變化及土地利用重心的轉(zhuǎn)移等方面進行了一定程度的研究，并得出了相關(guān)的結(jié)論，但受限制于時間與本人自身水平，本文的研究相對比較淺顯并未深入，仍舊存在著許多不足與值得改善的地方。本文存在的不足主要有以下幾個方面：（1）由于本文研究所需要的研究數(shù)據(jù)存在一定的搜集難度，遙感圖像與土地利用現(xiàn)狀數(shù)據(jù)存在欠缺，導致研究期僅為2005—2015年十年，對于研究土地利用重心轉(zhuǎn)移來說，由于研究時段較短，濰坊市土地利用重心變化的特征無法進行對比分析。在