老挝沙湾水经济区土地利用适宜性评价

doi:10.6046/gtzyyg.2018.04.23

老挝沙湾水经济区土地利用适宜性评价

黄巧¹, 彭玉玲^,¹, 秦文杰²

1. 武汉工程大学土木工程与建筑学院,武汉 430073

2. 中国电建集团昆明勘测设计研究院有限公司,昆明 650000

Research on land use suitability evaluation: A case study of Savan water economic zone in Laos

HUANG Qiao¹, PENG Yuling^,¹, QIN Wenjie²

1. School of Civil Engineering and Architecture, Wuhan University of Technology, Wuhan 430073, China

2. Kunming Engineering Corporation Limited, Power China, Kunming 650000, China

通讯作者: 彭玉玲(1986-),女,博士,讲师,主要从事GIS 在土地方面的应用研究。Email:yulingpengwit@163.com。

责任编辑: 李瑜

收稿日期: 2017-06-5 修回日期: 2017-10-13 网络出版日期: 2018-12-15

基金资助:

湖北省教育厅科学技术研究项目“城乡土地资源多尺度优化配置方法研究”. B2018053
武汉工程大学科学研究基金项目“土地资源多尺度优化配置研究”共同资助. K201730

Received: 2017-06-5 Revised: 2017-10-13 Online: 2018-12-15

作者简介 About authors

黄巧(1993-),女,本科,主要从事城乡规划研究。Email:464947235@qq.com。。

摘要

基于老挝沙湾水经济区的自然、社会、经济发展状况和土地利用现状,将层次分析法、特尔菲法和ArcGIS地理空间分析技术相结合,对研究区农业用地、林业用地和建设用地的适宜性进行评价。通过单因子适宜性和综合适宜性评价,提出不同区域的土地利用空间优化配置方向。研究结果表明,农业用地主要适宜分布在研究区西侧湄公河沿岸土壤较肥沃的地区; 林业用地适宜分布在研究区北部及东南山区; 建设用地适宜分布在沙湾水经济区西南部基础设施条件较好且地形较平坦的地区。本研究为老挝沙湾水经济区土地利用提供了一定的数据支持,同时能够为东南亚同类地区的相关研究提供借鉴和参考。

关键词： 土地利用适宜性评价 ; GIS ; 层次分析法 ; 特尔菲法 ; 老挝沙湾水经济区

Abstract

In view of the situation of the natural condition, social environment, economic development, and land use status in Savan water economic zone in Laos, a land use suitability evaluation was carried out in this paper. The suitability of the agricultural land, forest land, and construction land in the study area was evaluated by integratedly using the analytic hierarchy process method, Delphi method, and ArcGIS spatial analysis technology. Through the evaluation of single-factor suitability and comprehensive suitability, the spatial optimal allocation direction of land use was proposed. The results show that it is suitable to allocate agricultural land in fertile regions along the Mekong River which is located in the west of the study area. The forest land is suitable to be allocated in the northern and southeastern mountainous regions of the study area. The construction land is suitable to be allocated in the flat regions with well-developed infrastructures, which are located in the southwest of Savan water economic zone. This study can provide data support for the land use allocation in Savan water economic zone, Laos. Furthermore, the research findings also provide experience and references for land use allocation in similar regions in Southeast Asia.

Keywords： land use suitability evaluation ; GIS ; analytic hierarchy process (AHP) method ; Delphi method ; Savan water economic zone in Laos

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本文引用格式

黄巧, 彭玉玲, 秦文杰. 老挝沙湾水经济区土地利用适宜性评价. 国土资源遥感[J], 2018, 30(4): 156-162 doi:10.6046/gtzyyg.2018.04.23

HUANG Qiao, PENG Yuling, QIN Wenjie. Research on land use suitability evaluation: A case study of Savan water economic zone in Laos. REMOTE SENSING FOR LAND & RESOURCES[J], 2018, 30(4): 156-162 doi:10.6046/gtzyyg.2018.04.23

0 引言

合理布局土地空间是统筹城乡规划的关键。土地利用空间布局的合理与否主要取决于土地利用与土地适宜性的协调与否。可持续的土地利用方式主要体现为土地分配适宜和资源可持续利用。不同类型用地的土地利用适宜性要求不同。从空间适宜性角度深入探讨土地资源利用的区域差异,有利于合理规划和布局每一寸土地。通过土地适宜性等级划分,能够提高农业用地、林业用地和建设用地利用的合理性,完善各类产业结构,打造地区农业特色,提升工业竞争力和经济发展水平,同时有利于增加农户收入,改善居民生活条件,提高土地利用的社会、经济和生态效益。

目前,国内外学者围绕土地利用的适宜性开展了多方面的研究与探索,主要包括理论研究^[1,2]、方法构建^[3,4,5]和实证应用^[6,7,8]等,但针对像老挝这类相关研究和实践经验严重匮乏地区的探索还比较少^[9,10],而这类地区若想摆脱贫困状态,在很大程度上有赖于资源的合理开发和利用。

本研究以老挝沙湾水经济区土地利用为研究对象,围绕土地、社会资源空间分析及土地适宜性评价这一主线,运用GIS技术和定量的空间分析方法,并结合层次分析法、特尔菲法对土地利用适宜性进行分级和评价。研究结果对老挝沙湾水经济区土地资源优化配置具有一定的指导意义,同时,本研究有助于深化对老挝及东南亚地区土地利用及区域发展的认识,加强中国-东盟自由贸易区以及“一带一路”倡议沿线国家的多边合作,并为中老进一步的合作与交流提供尽可能详尽的研究基础、数据支持、方法借鉴和实践参考。

1 研究区概况与数据源

1.1 研究区概况

老挝沙湾水经济区地处老挝中部与南部过渡区域,包括甘蒙高原和沙湾拿吉平原,地理位置介于E104°16'~106°47',N15°52'~18°15'之间,东与越南接壤,西与泰国隔湄公河相望,南与老挝沙拉湾省相连,北与老挝波利坎赛省毗邻。行政区划包括2省24县1市,土地总面积为38 063.6 km²,约占全国总面积的16%,人口135万人,约占全国的20%,是老挝重要的经济中心和农业核心区。由于其处于大湄公河次区域经济大通道的中心位置,也是中国“一带一路”倡议在东南亚的重要合作地区之一。研究区位置示意图见图1。

图1

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图1 研究区位置示意图

Fig.1 Location of the research area

1.2 数据来源与处理

本研究基础数据主要包括: ①老挝政府部门提供的土地利用现状数据(2006年)、相关规划数据(2006—2015年)、研究区统计年鉴(2005—2013年); ②中国科学院地理空间数据云提供的研究区数字高程模型(digital elevation model,DEM)数据(2009年)、遥感影像数据(2015年)、植被覆盖数据(2015年); ③世界土壤数据库(harmonized world soil database,HWSD)提供的土壤数据(2013年); ④研究区现场踏勘与测试数据(2015年); ⑥专家打分数据(2016—2017年)等。

运用GIS空间统计与分析的方法,将土地利用数据进行类型划分和面积统计; 通过遥感影像解译及植被覆盖度遥感估算方法,更新土地利用数据,并进行植被覆盖度分析; 使用GIS软件进行栅格数据分析和处理,剔除错误高程点,提取研究区高程、坡度和坡向等信息; 提取研究区土壤类型、有机质含量和土壤pH值等信息; 通过移动测量技术和移动位置服务(location based service,LBS)技术结合的方法,对研究区更新后的基础数据进行核对和校准; 运用统计分析和预测方法,分析研究区社会经济条件; 采用特尔菲法、问卷调查和现场踏勘等方式,调查研究区社会经济、地形地貌、土壤条件、区位条件和土地利用条件等信息,并通过GIS平台建立数据库,为研究提供基础和依据。

2 研究方法

在数据处理和分析的基础上,构建评价指标体系,并提取各评价因子实际值,通过适宜性评价模型与GIS技术相结合,分析研究区不同类型用地适宜性在空间上的分布。研究技术路线如图2所示。

图2

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图2 土地利用适宜性评价技术路线

Fig.2 Research roadmap of land use suitability evaluation

2.1 土地评价单元划分

土地评价单元是土地的自然属性和社会属性的客观承载体,是适宜性评价的基本单位^[11]。根据老挝沙湾水经济区土地利用现状材料可获得性与评价的需要,采用图斑法划分老挝沙湾水经济区土地评价单元。具体是以土地利用现状图上的地类图斑界线、线状地物(公路、铁路、河流)和权属界线(省界、县界)作为土地单元边界进行评价单元划分。

2.2 评价因子选择

基于对老挝沙湾水经济区的自然、社会和经济发展状况的调查分析,根据各类用地的不同要求,综合考虑数据的可获得性和可比性,农业用地和林业用地适宜性评价共选取了4个一级评价因子和9个二级评价因子,4个一级因子分别是地形、土壤、区位和土地利用,9个二级评价因子分别是高程、坡度、土壤质地、有机质含量、距水源平均距离、路网密度、人口密度、植被覆盖率和保护区面积比重。建设用地适宜性评价共选取了3个一级评价因子和7个二级评价因子,3个一级评价因子分别是地形、区位和土地利用,7个二级评价因子分别是高程、坡度、距水源平均距离、路网密度、人口密度、植被覆盖率和保护区面积比重。

2.3 评价因子权重确定与评价等级划分

科学合理地确定评价因子的权重是评价的关键。国内外关于土地评价因子权重的研究比较多,主要的赋权方法包括主观和客观2类。在因地制宜的前提下,综合考虑老挝沙湾水经济区的自然属性、区位条件、社会及经济现状,结合专家知识,将层次分析法(analytical hierarchy process,AHP)与特尔菲法(Delphi)相结合,得出各个因子权重。

根据国内外相关标准和研究成果^{[12,13,14,15,16]},并结合评价因子的实际值,对各评价单元的土地适宜性分为高度适宜、中度适宜、勉强适宜和不适宜4个等级。高度适宜是指评价单元各项指标综合处于最高的得分级别,评价单元所限定用途要求与土地特征高度吻合,土地具有很好的生产能力,评价得分为4分; 中度适宜是指评价单元各项指标处于次高的得分级别,土地特征对所限定用途要求有轻微限制,评价得分为3分; 勉强适宜是指土地对所定用途具有明显的限制性,土地的生产能力或效益很低,并可能破坏生态环境,评价得分为2分; 不适宜是指土地对特定用途不便利用或不能持续利用,评价得分为1分。评价最终结果根据各因子评价得分并结合自然断点法来确定。

农业用地适宜性、林业用地适宜性和建设用地适宜性评价因子权重及评价等级划分分别如表1—3所示。

表1 农业用地适宜性评价因子权重及评价等级划分

Tab. 1 Weights and grades of agricultural land suitability evaluation factors

评价因子				适宜性等级
一级	一级权重	二级	二级权重	一等	二等	三等	四等
地形因子	0.15	高程/km	0.29	[0,0.2)	[0.2,0.4)	[0.4,0.8)	[0.8,2.3]
地形因子	0.15	坡度/(°)	0.71	[0,5)	[5,10)	[10,15)	[15,90]
土壤因子	0.41	土壤质地	0.40	砂质黏土、壤土	砂质壤土	轻质黏土	水域(无土)
土壤因子	0.41	有机质含量/%	0.60	[1.2,1.7]	[1.0,1.2)	[0.9,1.0)	[0,0.9)
区位因子	0.23	距水源平均距离/km	0.46	[0,5)	[5,10)	[10,15)	[15,45]
		路网密度/(km·km^-2)	0.36	[1.0,72.7)	[0.5,1.0)	[0.1,0.5)	[0,0.1)
		人口密度(人·km^-2)	0.18	[80,223]	[50,80)	[20,50)	[0,20)
土地利用因子	0.21	植被覆盖率	0.43	[0,0.5)	[0.5,0.6)	[0.6,0.8)	[0.8,1.00)
土地利用因子	0.21	保护区面积比重/%	0.57	0	(0,10]	(10,100)	100

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表2 林业用地适宜性评价因子权重及评价等级划分

Tab.2 Weights and grades of forest land suitability evaluation factors

评价因子				适宜性等级
一级	一级权重	二级	二级权重	一等	二等	三等	四等
地形因子	0.11	高程/km	0.34	[0,0.2)	[0.2,0.4)	[0.4,1.0)	[1.0,2.3]
地形因子	0.11	坡度/(°)	0.66	[0,10)	[10,15)	[15,25)	[25,90]
土壤因子	0.36	土壤质地	0.38	壤土	砂质黏土、砂质壤土	轻质黏土	水域(无土)
土壤因子	0.36	有机质含量/%	0.62	[1.2,1.7]	[1.0,1.2)	[0.9,1.0)	[0,0.9)
区位因子	0.23	距水源平均距离/km	0.44	[0,10)	[10,20)	[20,30)	[30,45]
		路网密度/(km·km^-2)	0.37	[0,0.2)	[0.2,1.0)	[1.0,5.0)	[5.0,72.7]
		人口密度/(人·km^-2)	0.19	[0,20)	[20,50)	[50,100)	[100,223]
土地利用因子	0.30	植被覆盖率	0.27	[0.7,1.0]	[0.6,0.7)	[0.5,0.6)	[0,0.5)
土地利用因子	0.30	保护区面积比重/%	0.73	(50,100]	(10,50]	(0,10]	0

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表3 建设用地适宜性评价因子权重及评价等级划分

Tab.3 Weights and grades of construction land suitability evaluation factors

评价因子				适宜性等级
一级	一级权重	二级	二级权重	一等	二等	三等	四等
地形因子	0.33	高程/km	0.35	[0,0.2)	[0.2,0.4)	[0.4,0.6)	[0.6,2.3]
地形因子	0.33	坡度/(°)	0.65	[0,5)	[5,8)	[8,10)	[10,90]
区位因子	0.48	距水源平均距离/km	0.16	[0,5)	[5,10)	[10,15)	[15,45]
		路网密度/(km·km^-2)	0.36	[5.0,72.7]	[1.0,5.0)	[0.2,1.0)	[0,0.2)
		人口密度/(人·km^-2)	0.48	[100,223]	[50,100)	[20,50)	[0,20)
土地利用因子	0.19	植被覆盖率	0.32	[0,0.5)	[0.5,0.6)	[0.6,0.8)	[0.8,1.0]
土地利用因子	0.19	保护区面积比重/%	0.68	0	(0,10]	(10,50]	(50,100]

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2.4 评价模型建立

研究过程中各评价均采用ArcGIS软件Arctoolbox中的栅格文件进行分析。将每个单元的各评价因子得分值乘以对应的权重值,然后累加结果,得到各个评价单元的总分值; 评价各个单元农业、林业、建设用地的适宜性等级,再分别依据总分进行划分。评价模型为

(1) $C = \overset{n}{\sum_{i = 1}} A_{i} B_{i}$ (i=1,2,3,…,n) ,

式中: C为适宜性评价的综合得分值,该值越大说明土地适宜性越强; A_i为某单元第i个评价因子的分值; B_i为第i个评价因子权重; n为评价因子的个数。

3 结果与讨论

根据上述模型和方法,计算获得农业用地、林业用地、建设用地的适宜性评价得分,如表4所示。

表4 农业用地、林业用地和建设用地适宜性评价结果统计

Tab.4 Suitability evaluation results of agricultural land, forest land and construction land(km²)

等级	适宜性	农业用地	林业用地	建设用地
一等	高度适宜	6 024.75	15 669.48	9 527.94
二等	中度适宜	12 866.52	15 227.86	6 876.66
三等	勉强适宜	11 618.57	5 874.50	7 665.32
四等	不适宜	7 553.76	1 291.75	13 993.68

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3.1 农业用地适宜性分析

老挝沙湾水经济区农业用地适宜性分布如图3所示。研究区农业用地整体适宜性较好。土壤以砂质黏土为主,土壤肥力较好,较适宜农作物生长。适宜性等级以中度适宜和勉强适宜为主,占研究区总面积的64.32%。中度适宜区域占33.80%,主要分布在湄公河沿岸的高度适宜区周围,以及道路和水域附近; 勉强适宜区域主要分布在研究区北部、东南部地区; 高度适宜区域占研究区的15.83%,主要分布在湄公河沿岸; 不适宜区域面积占研究区总面积的19.85%,主要分布在甘蒙高原附近,土壤以石砾质为主,肥力较低,不适宜农作物种植。

图3

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图3 研究区农业用地空间适宜性分布

Fig.3 Spatial suitability map of agricultural land in the research area

3.2 林业用地适宜性分析

老挝沙湾水经济区林业用地适宜性分布如图4所示。研究区林地的适宜性普遍较高,以高度适宜和中度适宜为主,占研究区总面积的81.18%,几乎遍布整个区域,其中以研究区北部和东南山区最为适宜; 勉强适宜区域占研究区总面积的15.43%,主要分布在中部及南部地区; 不适宜区域仅占研究区总面积的3.39%,主要分布在土壤有机质含量较低的地区。

图4

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图4 研究区林业用地空间适宜性分布

Fig.4 Spatial suitability map of forest land in the research area

3.3 建设用地适宜性分析

老挝沙湾水经济区建设用地适宜性分布如图5所示。研究区内建设用地高度适宜区域占研究区总面积的25.03%,主要分布在西南部湄公河沿岸及道路设施较完善的地区; 中度适宜区域占研究区总面积的18.07%,主要分布在高度适宜区周围以及道路附近; 勉强适宜区域占总面积的20.14%; 不适宜区域占总面积的36.76%,主要分布在研究区东北部和东南部山区。

图5

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图5 研究区建设用地空间适宜性分布

Fig.5 Spatial suitability map of construction land in the research area

4 结论与展望

4.1 结论

本研究通过对老挝沙湾水经济区农业用地、林业用地和建设用地的适宜性评价和空间分析,提出不同类型用地的适宜分布区域和等级,为地区制定土地利用发展战略与方向、规划土地开发利用格局和落实土地资源空间配置的调控指标及管制措施提供了依据。

根据土地利用适宜性评价的结果,发挥各类用地的适宜性,制定土地利用的具体策略,使社会经济发展与人口、资源、环境相互协调,农业、林业和建设3类用地产生新的平衡。

1)农业用地适宜区分布在研究区西部湄公河沿岸地区,对于现有的部分低效耕地,可通过退耕还林措施,将其转换为林地; 同时,对部分宜耕的未利用地进行合理的开发利用,增加耕地面积,提高粮食产量,保障区域粮食供给,提高农业经济效益。

2)林业用地适宜区分布在研究区北部和东南山区,重点提升森林质量,对于现有的宜耕低效林地,可在充分保障生态安全的前提下,适度调整为耕地; 同时,充分利用宜林荒山荒坡造林,提高森林生态系统总体质量和整体效益。

3)建设用地适宜区分布在研究区西南部平原地区,对于现有闲置建设用地,可进行统一规划,集中零散居民点靠中心村、集中工业靠园区、集中园区靠城镇,统筹城乡发展,提高各类土地利用率; 同时,适度开发宜建的未利用土地,发展地区经济,提高地区综合竞争力。

老挝土地资源丰富,但经济发展落后,通过对土地资源的适宜性评价,有利于合理规划各类用地,提高土地利用效率,促进地区经济发展,提高人民生活水平。

4.2 展望

本研究能够为老挝沙湾水经济区的土地利用规划提供一定的决策依据,但评价结果的科学性,与各指标的选取和权重的分配直接相关,指标、权重和评价单元的差异会导致分区结果的不同。本文利用行政界线和图斑界线等划分评价单元,将评价结果落实到具体的地块,对优化研究区土地利用方式具有一定的指导意义。在今后的研究中,还将从以下方面开展进一步深入研究:

1)依托老挝土地规划项目,对评价结果的合理性和实用性进行实践检验。

2)根据不同尺度土地利用的特色和需求,开展多尺度的适宜性评价,使土地利用研究更精细、更深入,从而更好地指导实际应用。

3)在适宜性评价的基础上,拓展对土地资源在数量上和空间上的优化配置研究,深化对土地资源优化配置的相关探索。

参考文献

原文顺序

文献年度倒序

文中引用次数倒序

被引期刊影响因子

[1]

焦胜, 李振民, 高青 , 等.

景观连通性理论在城市土地适宜性评价与优化方法中的应用

[J]. 地理研究, 2013,32(4):720-730.

DOI:10.11821/yj2013040015 URL [本文引用: 1]

针对传统的土地适宜性分析方法忽略景观水平生态过程的问题,本文将景观连通性理论应用于土地适宜性评价方法的不同阶段,以达到优化城市生态系统的目标。首先选择影响生物水平流动的主要要素作为评价因子,应用于长沙市望城区滨江片区,确定案例区的土地适宜性评价结果,建构城市土地景观过程阻力评价体系。通过水文连通性分析方法及分布式水文模型确定案例区的潜在雨水生态廊道,将之与土地适宜性评价结果进行加权叠加,根据评估结果,提出案例城市土地适宜性评价的优化方案。结果表明:景观连通性方法适用于传统城市土地适宜性评价方法的改进以及评价结果的优化。

Jiao

, Li Z

, Gao

, et al.

The application of landscape connectivity theory in urban ecology suitability assessment and optimization

[J]. Geographical Research, 2013,32(4):720-730.