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城乡结合部土地利用变化动态研究——以斯利那加市为例

*通信:

咱Nengroo喀什米尔大学地理系，印度斯利那加190006，电话:+91 (194) 227 2096;电子邮件: (电子邮件保护)

摘要

一个区域的土地利用/土地覆盖模式是自然和社会经济因素及其在时间和空间上被人类利用的结果。土地是最重要的自然资源之一，由于巨大的人为压力，土地正变得稀缺。土地利用在地球系统中起着至关重要的作用:它将人类决策与陆地环境联系起来，是全球环境变化的驱动力和目标。然而，关于在哪里使用多少土地、用于什么目的以及相关后果的决定仍然知之甚少。这一赤字与未来LULC变化分析的根本需求形成鲜明对比，以回答未来粮食安全的紧迫问题，生物多样性而且气候缓解和适应。对研究区域进行的LULC分析表明，土地变化主要是由于主城区需求的增加。在过去的四十年里，斯利那加市不仅经历了简单的区域扩张，而且在各种土地使用等级之间也发生了令人担忧的土地变化。土地从未开发的自然类别不断转移到已开发的土地用途是城市扩张的常见事件，但斯利那加市也以严重的土地变化为特征，这是对主城需求的回应。在20世纪上半叶，这种转变的速度一直很缓慢，但在20世纪50年代之后却令人担忧，现在已经成为假定的威胁比例。

关键字

LULC;粮食安全;土地转换;城市扩张;生物多样性

简介

土地利用变化作为全球环境变化的主要驱动力之一，是可持续发展辩论的核心。土地利用的类型分为土地覆盖转换，即一种覆盖类型完全被另一种覆盖类型取代，以及土地覆盖修改，即在不改变其总体分类的情况下影响土地覆盖特征的更微妙的变化[1-3.］．土地利用变化发生在各个时空尺度上。然而，有关土地利用变化的文献表明，土地利用变化正在影响地球系统的许多方面[4，5］．水、土壤和空气资源的质量，生态系统过程和功能气候系统本身通过温室气体通量和地表反照率效应在过去一个世纪都发生了重要的变化[6］．在本世纪，这些变化可能会更大。确定土地利用变化对地球系统的影响取决于对过去土地利用实践、当前土地利用模式和未来土地利用预测的理解，这些都受到人类制度、人口规模和分布、经济发展、技术和其他因素的影响。因此，土地利用在生命周期评价中越来越受到重视。几年前，大多数土地利用变化的研究主要集中在土地利用变化的原因，即土地利用变化发生的原因，包括土地利用变化的解释和土地利用变化的驱动力，而现在的研究主要集中在土地利用变化的结果，即土地利用变化的影响是什么。虽然可以确定土地利用和覆盖变化的一些最重要的后果，但我们对这些重要主题知之甚少，对控制全球土地利用变化的复杂因素和过程的了解更少。在世界范围内，城市化水平快速提高，都市圈快速扩张，土地利用发生广泛变化，城市空间扩张。2005年，城市居民总数为32亿人，会计占世界人口的48.7%联合国人口司(2005年)。发展中国家城市地区的人口增长尤其迅速。快速城市化的一个非常显著的分支是城市建成区对农业用地的消耗。尽管工业化国家的城市化速度没有加快，75%的人口已经城市化，但人口在大都市地区的集中度预计将持续增加，特别是在世界上的发展中国家，因为随着时间的推移，今天不被认为是城市的村庄和城镇将被砍伐，而其他村庄和城镇将因城市扩张而与城市合并。同样重要的是，人口从农村流向城市，从城市流向大城市中心。

1950年，发展中国家只有17.8%的人口居住在城市，目前为44%，到1930年，这一数字将达到近60%(联合国人居署，2009)。印度不再存在她的村庄。在过去的50年里，印度人口增长了2.5倍，但印度城市人口增长了近5倍。此外，在许多地区，中心城市以外的大都市人口增长速度快于市中心地区，表明城市地区有强烈的向外扩张的趋势。事实上，许多城市正在沿其边缘快速发展，吞没村庄和农田，并将其转变为工业和商业区域或郊区开发。边缘地带是城市和乡村之间的不连续性地带或边界，其中农村和城市土地使用混合在一起。它位于城市连续的建成区和城市阴影之间，从生态上看，它可以被视为一个人口密度迅速增加、土地价值上升的入侵区。

材料与方法

通过兼容格式的多圆锥投影技术对印度测量地形图进行几何记录，以供后续分析。此外，对研究区域的卫星图像进行了登记和校正，参考了同一区域已经地理参考的1:5万比例尺地形图。此外，从已经地理参考的SOI地形图中感兴趣的区域被子集技术剪切掉，以促进GIS中的完美镶嵌。

研究区域的土地利用/土地覆盖地图是在1971年和2009年两个不同时期绘制的。1971年的土地利用/土地覆被图是根据印度勘测地形图以1:2万比例尺生成的，而2009年的土地利用/土地覆被图是通过ArcView 3.2a GIS软件中的数字化方法从CARTOSAT-I生成的。生成的两个不同时间段的土地利用/土地覆盖地图经过地面真实验证。一个便携式

使用全球定位系统(GPS)收集参考点的准确位置，用于验证。收集了100多个验证点，并使用GPS记录了位置和高度。由地面实况产生的必要更改被合并到数据层中。最后，通过比较两个给定时间段相同土地利用/土地覆被面积，进行土地利用/土地覆被变化检测分析。

结果及讨论

斯利那加市是所有喜马拉雅城市中心中最大的城市中心，位于克什米尔山谷的中心。城市城乡结合部面积为790.31公里²公元2011年人口931282人，城市的城乡边缘(RUF)覆盖了Jhelum山谷的广大地区，以平缓的起伏地形为特征，而西南和南部边缘有被称为karewas的高地，占据了Budgam, Chadura, Pampore和Pulwama的大部分地区。北部适合发展的地区仅限于西北部和南部，而东部的扩展仅限于目前的市政范围，因为在这个方向上的定居点的物理扩展受到了Zabarwan丘陵的阻碍。

1971-2009年土地利用变化分析

许多研究人员对土地利用/土地覆盖变化检测和生态系统进行了分析。土地用途的改变有两种形式:一种类型的土地覆盖转变为另一种类型的土地覆盖，以及同一类别的土地覆盖状况的改变[7］．由人类活动引起的土地覆盖变化是全球环境变化的一个重要因素[8］．当代推动土地利用变化的最强大的力量是日益增加的人类活动和气候变化[9］．然而，同样的变化在不同的地区可能有不同的原因[7］．土地利用/土地覆盖变化已成为最近管理自然资源和监测环境变化战略的一个重点组成部分。土地覆盖的变化，以及由于人为用途的转变而造成的自然资源的潜在损失，被认为是较持久的环境威胁之一[10］．变化检测是通过对一个物体或现象在不同时间的观察来识别其状态的过程。变化检测分析是监测和测绘自然资源的一个重要过程，因为它提供了感兴趣的人口空间分布的定量分析。

MacLead和Congatlon [11]，列出在监测自然资源时，变化检测的四个重要方面:

1.检测已经发生的变化;

2.识别变化的性质;

3.测量变化的面积;而且

4.评估变化的空间格局。

斯利那加市灵长类动物和特色多元化的城市，作为一个区域中心在广阔的农村腹地与一些相对较小的城市中心。这座城市在其漫长的历史中一直发挥着作用和繁荣历史由于其战略和优越的地理位置，成为区域中心。这座城市不仅在人口和面积方面都是最大的城市中心，而且是所有喜马拉雅城市中心中快速发展的城市。在各种社会经济和文化属性方面的巨大增长不仅导致了城市范围内的土地用途转换，而且吞没了边缘地区的大量农业用地。在1971年至2009年的过去38年里，斯利那加市城乡结合部的土地利用/土地覆盖模式发生了不良变化。不断增长的人口压力，加上城市可用土地有限，导致城市蔓延，从而侵占了边缘地区的绿地表1．

表1:1971-2009年城乡结合部土地利用变化分析。

本研究的变化检测分析表明，土地转型主要是由于主城区需求的增加。的表1显示,农业已由70.13% (554.23 KMS²)上升至48.93%(386.69公里)²)的绝对值变化为167.54 KMS²占变化的30.22%，年增长率为0.79%。1971年研究区湿地面积为74.28 km²占9.4%，减少到42.25公里²2009年占总面积的4.92%，净变化为-32.03 KMS²占变动的43.12%，按年率计算为1.34% (图。1-3.)．

森林覆盖面积17.47公里²(2.21%)增加到25.08 KMS²(3.17%)，净增加7.61公里²相当于变化的43%。灌木林总长79.64公里²(10.08%)，下降到67.53公里²(8.54%)，因此绝对变化为-12.11 KMS²．的园艺是否大幅增加了78.91 KMS²年增长率为32.49%。1971年种植面积为16.31公里²占总面积的2.06%，现已增至87.13公里²(11.02%)，增加了70.82 KMS²年增长率为11.42%。

菜地地下面积显著增加9.79公里²2009年，距离只有0.34公里²在197年，年增长率为75.77%。这些溪流覆盖了13.13公里的面积²1971年(1.74%)，下降到10.13公里²(1.66%)，减少了0.64 KMS²变化为-4.04%。建成区类别分析表明，建成面积为26.38 km²(3.34%) 1971年增加到65.46公里²(8.28%)，其绝对变化为39.08 KMS²合计变化的148.14%。砖窑共1.5公里²1971年(0.19%)增加到7.6 KMS²因此，2009年(0.96%)的绝对变化为6.1 KMS²年增长率为13.55%。

土地用途类别

已透彻分析的各种土地用途类别，现简要说明如下:

已建成土地用途:城市的扩张在土地使用和人口方面对村庄产生了强烈的影响，无论是在物质上还是在社会经济意义上。它的影响远远超出毗邻地区，因为它在该地区享有首要地位。斯利那加是邦首府，也是该地区最具活力的城市中心，占克什米尔地区城市人口总数的66.30%，占查谟和克什米尔邦城市人口总数的38.77%(印度2001年人口普查)。该市在人口增长方面呈现出独特的趋势，在1971-1981年和1981-2001年的几十年里，人口增长了一倍多，人口增长率约为每年1.8万人，是该州任何城市中心记录的最高增长率。如此巨大的人口增长最终导致了城市边缘地带及其周边建成区的土地利用发生了前所未有的变化，从3.33%(26.38平方公里)增加到3.33%²)上升至8.04%(65.46公里)²)于2009年(图。3而且4)的绝对值变化为39.08 KMS²年利率为3.89%。

这种扩张主要是在住宅土地使用方面，因为在研究期间，在外围和城市出现了大量的住宅殖民地和商业公寓。这些发展主要是以牺牲城市城乡结合部的肥沃农田和珍贵湿地为代价的。

农业用地:尽管在大多数发展中国家，城市通过提供就业、教育、知识和技术转让的机会以及工业和农业产品的现成市场，成为增长的“引擎”，但城市人口众多，对发展中国家的经济增长有着巨大的影响压力对自然资源和城市周边地区施加“生态足迹”。例如，城市化导致城市向外扩张，并导致土地使用的变化，城市居民购买主要的农业土地用于住宅或商业用途。将农田改建为住宅用地对粮食安全、供水以及农业生产产生了负面影响健康无论是在城市还是在城市周边地区。在斯利那加市及其周边地区，土地一直在不断地发生变化农业用于主要满足主城区需求的建筑和其他用途。农业是1971年最大的土地用途类别，面积为70.13%，2009年已减少至48.93%，年增长率为-0.79(-5.58公里²)的百分比。最大的转换发生在城市周围的主要交通走廊，因此，产生了带状定居点。

湿地及湖泊:在上个世纪，世界上大约50%的湿地已经消失。斯利那加市因其水体而闻名于世，如Dal, Hokar Sar, Negin, Anchar, Shalbug等，也不例外地出现了湿地灭绝和退化的现象。1971年湿地覆盖面积为9.4%(74.28公里)²)，下降至4.92%(42.25公里)²)，年亏损-0.84% (图6)．的图6揭示了城市和边缘的湿地在过去几十年遭受了前所未有的损失，主要是由于无计划和随意的城市扩张。面积扩大的损失不仅对湿地造成了威胁生态但也降低了它们作为洪水吸收池的能力。由于不同的发展活动、淤积和侵蚀，这些湿地已大面积消失。此外，湿地下的剩余区域已支离破碎，许多相互连接的溪流已被破坏。

灌木林土地用途:细读图。3结果表明，灌木林地面积由1971年的10.08%大幅下降至2009年的8.54%，变化幅度为15.20%。灌木丛或荒地对任何类型的侵蚀，尤其是对农业的侵蚀，都是最敏感的。这种变化主要是由于园艺部分原因是采用了各种林业方案，以确保斯利那加市的绿地得到保护。

林地利用:森林面积从17.47公里增加了2.21%²)上升至3.17% (25.08 KMS²)，增加了7.61 KMS²在38年期间(图。3)．这一类别的大幅增加可以理解为，这种类型的使用仅限于城市的Zabarwan山，那里是著名的Dachigam野生动物保护区。此外，在各种社会和志愿林业计划下，扎巴尔万丘陵的灌木丛已经种植。

砖窑用地:城市需要大量的资源投入，如粮食、蔬菜、牛奶、燃料各种开发和建设活动所需的木材、木材、水、土壤、砖和其他材料。一个城市的人口越多，对资源的需求就越大，总的来说，它所依赖的面积也就越大。斯利那加的城市面积不断扩大，人口快速增长，这意味着对住宅、商业、工业、公共建筑和其他物理基础设施的需求不断增加。因此，城市的物理结构需要大量的建筑材料，而大部分材料来自当地可用的粘土、土壤、沙子和砾石。从城乡结合部的砖窑可以看出这一点，因为砖主要用于基础设施建设。

1971年砖窑下面积为1.5公里²(0.19%)增加到7.6公里²(0.96%)，从而录得406.6%的变化，年增长率为10.68% (图。3)．

菜地利用:1971年菜地下面积为0.04% (0.34 km)²)，上升至1.28%(10.13公里)²)，因而大幅增加9.79 KMS²以每年75%的比率(图。3)．蔬菜园主要侵占了湿地和农田。这种巨大规模的变化归因于斯利那加城市在面积扩张和人口规模方面的前所未有的增长。由于人口压力，对蔬菜的需求很大，不仅是边缘地区，而且城市地区都无法提供，因此，从其他邦进口了大量蔬菜。

人工林用地:人工林覆盖面积约为2.06%(16.31公里)²)，上升至11.02%(87.13公里)²)的绝对值变化为70.82 KMS²年增长率为11.42% (图。3)．这种土地利用类型的巨大增长是斯利那加市所特有的，因为它位于克什米尔山谷低地的Jhelum山谷底部，其特点是湿地丰富，主要沿Jhelum河左岸有洪水易发的农业用地。城市边缘地区湿地的萎缩主要是以柳树种植园为代价的。同样，近年来，Jhelum底层的洪水易发地区大量种植，以减少因种植水稻和芥菜而造成的经济损失。

园艺用地:的园艺构成0.81% (6.39 KMS²，增加到10.79% (85.3 KMS)²)于2009年(图。3)的绝对值变化为78.91 KMS²年增长率为32% (2.07 KMS²)．

可见，新皈依者园艺土地同时用于种植蔬菜园艺需要几年才能收获庄稼。的扩张园艺在边缘地区归于经济人的作为主要来自农业。在第一经济部门，园艺因为它的收益高于农业，所以优先考虑。

流:1971年河流下面积为1.74% (13.77 km)²)，已降至1.66%(13.13公里)²)，因此在2009年下降0.64 KMS²登记了-4.04%的变化。以前有一个组织良好的网络的流服务农业以及其他家庭用途。不仅如此，耶勒姆河的水还被直接用于饮用。在过去的四十年里，城市中心前所未有的无计划的增长，化学品和农药的使用农业和园艺，城市处置浪费直接进入各种水体造成了这类土地使用的污染和侵占，超出了修复的水平。目前存在一个破碎的流网络。中小型河流或已消失，或已变成污水渠。

结论

在考虑到该区域的地质生态和社会经济框架的情况下，对城乡结合部目前的土地利用结构进行了空间分析模型未来的发展方向及在不久的将来受市区扩张所威胁的潜在土地用途类别(图。7而且8)．

可持续土地利用规划的主要关注点之一是为适当的土地用途适当地指定适当的地点。某些性质，如斜坡陡峭、宗教价值及政府预留土地，亦可能导致某一地点不适合作某一特定类型的土地用途。

城市的进一步扩张将在很大程度上取决于该地区的地质生态框架，因为城市点缀着许多地理特征，如扎巴尔万山，Kohi Maran，多莫达尔和潘波雷的Kerawas，以及Dal, Nigeen, Hokarsar, Anchar和Shalbug的湿地，这些湿地非常不适合物理规划，因为它们具有巨大的经济和生态意义。在分析了乡-城交界地带的土地用途及有关地点是否适合作市区土地用途后，我们提出了一个建议的发展地区(图9。)．城市的区域框架主要是山区和生态脆弱的一个，肯定会继续在城市扩张中发挥重要作用。

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