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基于动态模型的土地利用变化分析

作者:未知

  摘要 通过转移矩阵和动态度方法对佛山市鲁岗村1998�D2008年的土地利用变化进行研究,结果表明:耕地的变化最大,其次是水域和建设用地;综合土地利用动态度较大,达到3.34%,反映出1998�D2008年10年间是研究区土地利用一个剧变期;耕地、林地、草地等拥有较高生态系统服务价值的土地利用类型大幅减少,而建设用地相应的增加,改变了研究区域的生态功能服务价值。
  关键词 土地利用;转移矩阵;动态度
  中图分类号:TU984 文献标识码: A
  土地利用与土地覆被变化是由国际地圈与生物圈计划(IGBP)和全球环境变化人文因素计划(IHDP)联合提出的一个涉及自然和社会科学交叉学科的研究计划,[1]它不仅影响人类生存与发展的自然基础,而且对陆地生态系统组成结构、功能及生态服务价值等方面也产生作用。[2]由于土地利用及其格局变化会对生态环境产生重要影响,[3]因此,研究土地利用变化,对于保护生态环境和促进生态环境的恢复具有重要的理论意义。
  1 研究方法种类
  1)我们在调查土地资源的宏观领域当中一般应用的系统是二级分类的,而在一级分类当中会包含几种分类:林地、水域、建设用地、耕地以及草地,还有一些没有经过使用的土地。在对其进行分类时,又可以把一级分类分成一定数量的二级分类,其中包括:旱地、水田、林地、灌木林以及水浇地和疏林地,也会包括一些其他的林地等,对于草地一般是处于高覆盖状态,中覆盖状态以及低覆盖状态。在土地利用当中也会包括:湖泊、滩地、河流、坑塘、城镇用地以及冰川积雪等,也可划分为公共建设用地、农村居民点,在郊外的一些区域也包括沼泽地、裸岩地、戈壁、少地、盐碱地等一些土地利用。对此,可以应用相关的科学方法对其进行分析,再利用影像的亮度、色调以及纹理和饱和度等特征对地物类型进行有效的判定。
  2)由于地球所产生的自转,在它的表面会产生一些不可避免的影像误差,所以就必须通过技术手段对其进行校正处理,我们可以应用几何位置把影像校正为投影的状态下,同时也可以把影像校正到辐射的状态下,也就是可以利用直方图的方法对其进行匹配。因为地势会造成一定的起伏影响,所以必须要对它进行修善处理,达到理想的状态。
  3)我们在利用区域土地的变化时,主要是可以在反映出的类型当中,改变用地面积以及变化速度之间的关系,通过土地动态模型对土地的类型及变化特征进行有效的分析,从而更为真实的反映出变化的程度,也就可以在不同的空间当中找到一些变化的区域尺度。此外,我们也可以应用动态变化当中相互转移的概率进行矩阵,也就是所谓的转移矩阵,这种方法可以更为准确以及更为全面的对结构特征以及类型进行研究分析,最为重要的一个意义就是可以在一定的时间内转变类型,也可以分析出各种土地类型的主要构成以及来源。
  2 结果分析
  2.1土地动态变化存在的现象
  1)在我国,耕地是非常重要的一个问题,而耕地资源的发展趋势也可以向其他方式进行转变。通过近些年的研究我们可以看出,我国的耕地面积保持在动态平衡当中,通过资源数据库我们也可以看出,我国的耕地质量有所下降,主要还是由于自然条件当中存在一些差异,从而导致了很多不合理因素的存在。
  2)由于土地利用主要是人类以及自然条件的综合体,因此,自然因素的环境变化,经济原因以及社会因素的影响,都会造成土地利用的变化。其中,自然因素是主要基础,但是在社会经济的影响下,土地利用的结构也会发生改变,然而,如果处在不同的背景环境下,其对经济效益以及生产活动都会产生不同的影响,同时也会对资源环境造成一定的影响。
  3)利用土地变化会给环境带来一定的问题,主要还是人口递增以及温暖干旱气候的影响,以及过度的放牧、无序的滥垦、乱采等行为,这对生态环境造成了很大的压力,对于区域逐步出现恶化的土地利用进行比较可以看出,区域所存在的差异还是非常明显的。由于在不同的地理区域内,土地利用变化会产生一些不同的经济影响以及自然环境影响,这种差异的产生也是由于社会经济以及自然条件所造成的,土地利用在出现变化时也就产生了一些资源环境的变化,这就会造成耕地结构发生不合理的转变,尤其是荒漠的产生以及草地退化等方面的影响,所以这就是只看重经济建设的结果,并没有保护生态环境,由此我们也可以看出,保持好生态环境才是最重要的核心问题。
  2.2 土地利用变化动态分析
  2.2.1 基于转移矩阵模型的土地利用变化分析。应用ARC/INFO中ArcTools模型中的intersect命令对研究区2个时期Coverage格式的土地利用现状图进行叠加,然后在Arc View GIS 3.3的支持下,对叠加后的每个空间单元的1998年属性数据与2008年属性数据进行两两合成,建立新的属性数据,记录不同土地类型间的相互转化面积。利用空间统计分析功能,对叠加后的属性数据进行统计运算,导出数据后有Excel辅助生成研究区1998�D2008年土地利用现状数据。
  2.2.2 基于动态度模型的土地利用变化分析。
  一是单一类型土地利用动态度,计算出研究区从1998�D2008年各种土地利用类型动态度。可以看出,研究区1998�D2008年土地利用类型发生了较为剧烈的变化,动态度绝对值都在4.4%以上,最大的达26.10%。面积减少的土地类型有耕地、林地、草地、未利用地,其中耕地减少量最大;面积增加的土地类型有建设用地、园地、水域,其中建设用地和水域都有较大的增量。①耕地。耕地在所有土地类型中变化最大,但是负变化量。1998�D2008年,研究区的耕地大幅减少了323.64 hm2,减少幅度为44.3%,其土地利用动态度为-4.43%。根据土地类型变化量图及转移矩阵的分析,耕地主要流向为建设用地和水域。②建设用地。1998�D2008年,研究区建设用地量增加了192.16 hm2,是增加面积较大的一类土地利用类型,其利用动态度为14.40%,约是耕地动态度绝对值的2倍,动态度绝对值是继园地的第二大动态度。1998�D2008年社会经济的快速发展,各种基础设施、公共设施、居民点、工矿用地的建设是建设用地这一土地利用类型快速增加的重要原因。③林地。与耕地相对应,林地的面积也相应减少,从1998年13.76 hm2减少到2008年的4.00 hm2,共减少了9.76 hm2,减少幅度为70.93%,其动态度为-7.09%。
  二是综合土地利用动态度,计算出综合土地利用动态度为3.34%,说明研究区1998�D2008年的土地利用变化速度较快。自1998年后,受整个佛山市城市化和工业化高速发展的影响,研究区处于广佛交界处,基础建设速度也有所加快,因此对建设用地的需求量增加,迫使各土地利用类型的流转速度加快;而且在追求经济效益的影响下,部分耕地都被改造成为坑塘养殖水面或者经济作物园地。
  3 结论
  通过转移矩阵、单一土地利用动态度和综合土地利用动态度方法对研究区1998�D2008年土地利用结构进行分析,研究区域的土地利用变化特点主要表现在以下2个方面:一是微观上:各种土地利用类型发生了较为剧烈的变化,其中耕地变化最剧烈,其次是水域和建设用地。宏观上:综合土地利用动态度较大,达到3.34%,总体上反映整个研究区域1998�D2008年土地利用动态处于一个剧变期。二是耕地、林地、草地等拥有较高生态系统服务价值的土地利用类型大幅减少,建设用地、人工养殖水面等人工土地利用类型相应增加,这是改变研究区域的生态系统服务价值的主要因素。
  4 参考文献
  [1] 葛全胜,赵名茶,郑景云.20世纪中国土地利用变化研究[J].地理学报,2000,55(6):698-706.
  [2] 陈佑启,杨鹏.国际上土地利用/土地覆盖变化研究的新进展[J].经济地理,2001,21(1):95-100.
  [3] 刘硕.国际土地利用与土地覆盖变化对生态环境影响的研究[J].世界林业研究,2002,15(6):38-45.


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