印度阿萨姆邦Tinsukia地区土地利用动态与城市增长特征的时空分析及其可持续发展启示

本研究针对印度阿萨姆邦Tinsukia地区城市化进程中的土地利用变化(LULC)问题，通过支持向量机(SVM)分类、景观扩展指数(LEI)和香农熵(Shannon's Entropy)模型，揭示了2003-2023年间城市扩张的时空特征。研究发现，建成区面积增长309.97%，边缘扩张型增长占比69.05%，熵值从2.777降至2.149表明后期趋向紧凑发展。该研究为热带地区可持续城市规划提供了量化依据。

　　

在快速城市化的全球背景下，印度阿萨姆邦Tinsukia地区正经历着剧烈的土地利用转型。这片位于布拉马普特拉河上游的冲积平原，以其丰富的生物多样性和蓬勃发展的茶叶经济闻名，却面临着自然植被锐减、生态系统服务功能退化的严峻挑战。过去二十年里，人口密度增长至347人/平方公里，茶园扩建与城市蔓延交织，使得该地区成为研究热带城市化的典型样本。

为厘清城市化进程的时空规律，Praduyt Dey团队在《World Development Sustainability》发表了开创性研究。研究人员创新性地整合多源遥感数据与机器学习算法，构建了2003-2023年的土地利用演变图谱，并首次在该地区应用景观生态学指标量化城市扩张模式。研究揭示了人类活动如何重塑这片土地的面貌，为平衡经济发展与生态保护提供了科学依据。

研究采用三大关键技术：1) 基于Landsat系列卫星影像(2003-TM/2013&2023-OLI-TIRS)，运用支持向量机(SVM)分类实现土地利用制图(总体精度80-88.88%)；2) 通过景观扩展指数(LEI)和面积加权平均扩展指数(AWMEI)识别边缘扩展、填充式和外延式三种增长类型；3) 采用香农熵模型评估空间离散度，结合QGIS平台的LecoS工具计算5类景观格局指标(斑块密度、边缘密度等)。

3.1 LULC分类与变化检测

研究区9类土地覆盖中，茶园面积从16.69%激增至32.98%，建成区扩张最显著(1.54%→6.33%)。SVM分类的Kappa系数达0.85-0.89，验证了数据可靠性。值得注意的是，灌木林减少541.47平方公里(-55.06%)，而密集植被经历先减后增的"V"型变化，反映后期生态修复成效。

3.2 城市景观格局分析

LecoS工具揭示：2003-2013年斑块数量激增123.18%，边缘密度从0.088降至0.064 m/ha，表明早期破碎化后期趋于整合。最大斑块指数(LPI)先降后升(8.4%→4.81%→4.83%)，印证了"分散-集聚"的经典城市化轨迹。

3.3 城市扩张类型与模式

LEI分析显示69.05%增长属边缘扩展型(15241.9公顷)，外延型占30.92%。AWMEI指标将72.4%区域归类为高度分散增长，其中2003-2013年占比达89.4%，后期紧凑型增长升至24%。方向分析表明，东北向(NE)在前期扩张最快(3041公顷)，后期转向正北(N)主导(3890公顷)。

3.4 香农熵模型验证

熵值从2003-2013年的2.777(接近log₂(8)=3阈值)降至2013-2023年的2.149，证实城市增长从无序蔓延转向核心区集聚。这种转变与印度"智慧城市"政策实施时段高度吻合，说明规划干预的有效性。

讨论部分指出，Tinsukia的城市化轨迹与南非姆邦贝拉、伊朗设拉子等热带城市存在相似性，但茶园经济驱动的边缘扩展更具地域特色。研究创新在于将机器学习分类与景观生态学指标耦合，克服了传统遥感研究"重面积轻格局"的局限。尽管存在时间跨度较短(20年)的局限，但建立的AWMEI-LEI评估框架，为预测2050年城市增长提供了方法论基础。

该研究的现实意义体现在三方面：首先，6.33%的建成区占比已接近生态安全阈值，建议划定永久基本茶园保护区；其次，熵值分析证明规划管控能有效遏制无序扩张，应加强空间增长边界(UGB)立法；最后，提出的"三阶段"城市化模型(分散-边缘扩张-再集聚)为类似地区提供了参考范式。这些发现不仅助力阿萨姆邦实现联合国可持续发展目标(SDG)11，也为全球热带地区协调城乡发展提供了新思路。