近40年文山州土地利用时空演变研究.pdf

年月J o u r n a l o fG r e e nS c i e n c ea n dT e c h n o l o g y第 卷第 期收稿日期:基金项目:云南省教育厅科学研究基金项目(编号:J );云南财经大学引进人才项目(编号:D )作者简介:刘艳(),女,硕士研究生,研究方向为土地资源可持续利用.通讯作者:刘凤莲(),女,博士,硕士生导师,主要从事土地利用与区域可持续发展研究.近近 年年文文山山州州土土地地利利用用时时空空演演变变研研究究刘 艳,刘凤莲(云南财经大学国土资源与持续发展研究所,云南 昆明 )摘要:基于文山州 年土地利用覆被数据,借助土地利用动态度、土地利用转移矩阵对文山州近 年土地利用变化规律进行了研究.结果表明:耕地、草地、林地是文山州主要土地利用类型,研究期耕地、林地、未利用地面积减少,草地、水域、建设用地面积增加,建设用地面积变化最为明显,共增长了 k m;文山州土地变化速度总体较慢,土地利用结构较为稳定;各土地利用类型的转移变换主要集中在 年,耕地转入是建设用地面积增长的主要原因.关键词:土地利用变化;土地利用动态度;土地利用转移矩阵;文山州中图分类号:K 文献标识码:A文章编号:()AS t u d yo nt h eS p a t i a l a n dT e m p o r a lE v o l u t i o no fL a n dU s e i nW e n s h a nP r e f e c t u r e i nt h eL a s t Y e a r sL i uY a n,L i uF e n g l i a n(I n s t i t u t e o fL a n dR e s o u r c e sa n dS u s t a i n a b l eD e v e l o p m e n t,Y u n n a nU n i v e r s i t yo fF i n a n c ea n dE c o n o m i c s,K u n m i n g,Y u n n a n ,C h i n a)A b s t r a c t:B a s e do n t h e l a n du s e c o v e rd a t ao fW e n s h a nP r e f e c t u r e f r o m t o ,t h e l a n du s e c h a n g ep a t t e r n so fW e n s h a nP r e f e c t u r e i nt h ep a s t y e a r sw e r es t u d i e db y l a n du s ed y n a m i ca t t i t u d e,l a n du s et r a n s f e rm a t r i x,a n dc o m p r e h e n s i v e i n d e xo f l a n du s ed e g r e e T h e r e s u l t s s h o wt h a t:C u l t i v a t e d l a n d,g r a s s l a n da n df o r e s t l a n da r et h em a i nl a n du s et y p e s i n W e n s h a nP r e f e c t u r e D u r i n gt h es t u d yp e r i o d,t h ea r e ao f c u l t i v a t e d l a n d,f o r e s t l a n da n du n u s e d l a n dd e c r e a s e d,w h i l e t h e a r e ao f g r a s s l a n d,w a t e r a r e aa n dc o n s t r u c t i o nl a n d i n c r e a s e d,a n dt h ea r e ao fc o n s t r u c t i o nl a n dc h a n g e dm o s to b v i o u s l y,w i t hat o t a li n c r e a s eo f k m;T h e r a t eo f l a n dc h a n g e i nW e n s h a nP r e f e c t u r e i sg e n e r a l l ys l o w,a n d t h e l a n du s es t r u c t u r e i s r e l a t i v e l ys t a b l e;T h e t r a n s f e r t r a n s f o r m a t i o no fe a c hl a n du s et y p e i sm a i n l yc o n c e n t r a t e d i n ,a n dt h e t r a n s f e ro f c u l t i v a t e d l a n d i s t h em a i nr e a s o nf o r t h eg r o w t ho f t h ea r e ao fc o n s t r u c t i o nl a n d K e yw o r d s:l a n du s ec h a n g e;d y n a m i c a t t i t u d eo f l a n du s e;l a n du s e t r a n s f e rm a t r i x;W e n s h a nP r e f e c t u r e 引言随着全球人口不断增长和工业化城镇化进程的加快,人类对自然资源的需求急剧增长,对土地资源的开发利用强度不断加大,人地矛盾日益突出.土地资源的开发利用是人类与自然环境相互影响与相互作用的直接反映.自 年 土地利用/土地覆盖变化计划(L U C C)实施以来,土地利用/土地覆被变化逐渐成为全球环境变化研究关注的热点.目前,国内学者主要运用土地利用动态度、土地利用转移矩阵和土地利用程度综合指数模型对区域土地利用/土地覆被变化进行研究.胡莹洁等通过土地利用动态度、转移矩阵、土地利用转化重要性指数对北京市全市及各主体刘艳,等:近 年文山州土地利用时空演变研究地理与规划功能区的土地利用/覆被变化展开了研究;李一琼等通过土地利用动态变化、转移矩阵和热点分析对苏州市 年土地利用状况进行了分析;曹琦等 以黑河中游甘州区土地利用/覆盖变更调查数据为基础,进行土地利用变化幅度与变化速度分析,并通过土地利用/覆盖程度变化综合指数对区域土地利用程度进行分析,发现甘州区土地利用结构非农化趋势明显;谢余初等 通过土地利用动态度与土地利用程度综合指数模型对甘肃省金塔县的土地利用情况进行分析,发现 年金塔县土地利用结构发生显著变化,土地利用程度为中下水平;杜青松等 基于遥感技术对高寒矿区土地利用变化的时间特征和空间特征进行了分析;丁茜等 从地类动态度、年均变化强度、地类转变强度及倾向度个方面构建指标,深入分析重庆市北碚区土地利用变化规律;柯新利等 以武汉城市圈 、和 年土地利用数据为基础,探索分析武汉城市圈土地利用变化的阶段性特征和区域差异;郑贱成等 对广东省 年的土地利用变化规律进行了分析,并利用F L U S模型模拟 年土地利用空间分布;何媛婷等 通过土地利用动态度、转移矩阵对珠江三角洲土地利用变化规律进行了研究.目前,我国对西南边疆地区土地利用变化的研究较少,文山州属于滇桂黔石漠化区,地质灾害频发.近年来,文山州经济发展速度加快,建设用地供需矛盾日益突出,建设用地往往通过占用耕地和林地,使生态环境逐渐退化,区域可持续性发展受到威胁.本文以文山州为研究区,通过土地利用动态度与土地利用转移矩阵对文山州 年的土地利用变化规律进行分析,以期为文山州土地资源的可持续利用与土地管理政策的制定提供参考.研究区概况和数据来源 研究区概况文山壮族苗族自治州位于云南省东南部,地处 E,N,东接广西壮族自治区百色市,南与越南相连,西邻云南红河哈尼族彝族自治州,北通云南曲靖市.州内喀斯特地貌突出,山区面积大,半山区和山区占全市总面积的.属低纬度高原季风气候,大部地区冬无严寒,夏无酷暑,春秋长,冬夏短,年均降雨量 mm,年均气温 .年末全州常住总人口为 万人,地区生产总值 亿元,比 年增长,增速位居全省第位.数据来源本文选用 、年文山州土地利用覆被数据,五期数据均来源于中国科学院资源环境科学数据中心,(h t t p:/www r e s d c c n).以中国科学院土地分类系统为参考,结合研究区自然环境条件和社会经济特征,共划分为耕地、草地、林地、建设用地、水域和未利用地种土地利用类型.研究方法 土地利用动态度土地利用动态度是研究区域某一时间段内土地利用变化速度的常用模型之一,单一土地利用动态度用于反映研究区某一段时间内各种土地利用类型的变化幅度和变化速度,综合土地利用动态度用于反映研究区某一段时间内土地利用的整体变化状况.()单一土地利用动态度.CLbLaLaT ()式()中:C为研究区某种土地利用类型的单一动态度,La为研究区某种土地利用类型在研究期初时的面积,Lb为研究区某种土地利用类型在研究期末时的面积,T为研究时长.()综合土地利用动态度.RniL UijniL UiT ()式()中:R为研究区土地利用综合动态度,L Ui为研究区i类土地利用类型在研究期初的面积,L Uij为研究时段内i类土地转化为非i类土地利用类型面积的绝对值,T为研究时长.土地利用转移矩阵土地利用转移矩阵是研究各地类相互转移变换数量和方向的方法,进而反映研究区在某一时间段内各地类的演变方向和程度,.Pi jP P PnP P PnPnPnPn n()式()中,Pi j表示i地类转换成j地类的面积,P为土地利用类型的面积,n为土地利用类型的类 年月绿 色 科 技(J o u r n a l o fG r e e nS c i e n c ea n dT e c h n o l o g y)第 期型数,i为研究期期初的土地利用类型,j为研究期期末的土地利用类型.结果与分析 土地利用时空变化通过 、年L U C C数据,得到文山州土地利用结构表(表).分析可知,文山州林地面积最大,研究期末为 k m,占总面积的 ;其次为耕地,年面积为 k m,占总面积的 ;草地以 的 面 积 占 比 位 居 第位,年 面 积 为 k m.林地、耕地和草地是文山州主要土地利用类型,三者共占文山州总面积的 .水域、建设用地和未利用地面积较小,研究期末分别占总面积的 、和 .由表可知,研究期内,文山州各土地利用类型均发生了 变 化,分 布 在 耕 地 附 近 的 建 设 用地面积变化最 为 明 显,整 个 研 究 时 段 建 设 用 地共增长了 k m,其中,年增长了 k m,占整个研究 期建设 用 地 增 长总面 积 的 ;其 次 为 林 地,年 里 共 减少 了 k m,年 减 少 了 k m,占整 个 研 究 期 林 地 总 缩 减 面 积 的 ;主要分布在研究区北 部、东部和 东 南部 的 草 地,年 来 共 增 长 了 k m,年共 增 长 了 k m,占 研 究 期内草地 增 长 总 面 积 的 ;耕 地 的 分 布 较为集中,主 要 分 布 在 研 究 区 的 西 部,年 来 共减少了 k m;水 域 主 要 分 布 在 研 究 区 的西部,研究期内面积共增 加 了 k m;主 要分布在研究区 西 南 部 和 中 部 的 未 利 用 地,研 究期内共减少了 k m.表文山州土地利用结构变化年份耕地面积/k m比例/林地面积/k m比例/草地面积/k m比例/水域面积/k m比例/建设用地面积/k m比例/未利用地面积/k m比例/土地利用动态度分析计算文山州土地利用动态度(表),文山州在 、年土地利用综合动态度分别为 、.可 知,文 山 州 土 地 在 年变化速度最快,相较于 年,年土地利用综合动态度有所下降,主要是由于在 年,草地和未利用地转为其他土地利用类型的面积减少.整个研究期间,文山州土地利用综合动态度为 ,表明文山州土地变化速度总体较慢,土地利用结构较为稳定.从单一土地利用动态度来看,文山州草地、建设用地、未利用地动态度在 年最高,耕地、林地、水域动态度在 年最高,表明草地、建设用地、未利用地在 年变化速度最快,耕地、林地、水域在 年变化速度最快;整个研究期间,建设用地变化最为活跃.表 年文山州土地利用动态度土地利用类型 年 年 年 年 年耕地 林地 草地 水域 建设用地 未利用地 综合动态度 刘艳,等:近 年文山州土地利用时空演变研究地理与规划 土地利用类型转移分析利用A r c G I S将文山州五期土地利用覆被图叠加,运用E x c e l数据透视表功能,进一步运算得到文山州土地利用转移变化矩阵(表).由表可知,、年文山州各地类相互转移变化面积较少,各土地利用类型结构稳定.其中,年各土地利用类型之间基本没有转换;年,主要转出地类为林地和耕地,林 地 共 转 出 k m,主 要 转 为 耕 地(k m)和草地(k m),分别占林地总转出面 积 的 和 ;耕 地 共 转 出 k m,主 要 转 为 林 地(k m)和 草 地(k m),分别占耕地转出总面积的 和 ,年间总的变化趋势为耕地、林地、草地的相互转换,其他种土地利用类型基本没有发生转移变换.在 年,文山州土地转移变换最为剧烈,总转移变换面积 k m,其中,林地转出面积最大,共转出 k m,主要转为耕地(k m)和草地(k m),分别占林地总转出面积的 和 ;其次是草地,共转出 k m,主要转为耕地(k m)和林地(k m),分 别 占 草 地 转 出 总 面 积 的 和 ;未利用地总转出 k m,占研究期初未利用地总面积的 ,主要转为草地(k m),占 未 利 用 地 总 转 出 面 积 的 ;其 他种 用 地 类 型 共 转 入 建 设 用 地 k m,其中,耕地共转入建设用地 k m,占建设用地总转入面积的 ,可见,耕地转入是建设用地增加的主要原因.在 年,林地的转移变化最为剧烈,共转出 k m,主要转为耕地(k m)和草地(k m),分别占林地总转出面积的 和 ;其 次 是 耕 地,共 转 出 k m,主要转为林地(k m)和草地(k m),分别占耕地总转出面积的 和 ;建设用地共转入 k m,占研究期末建 设 用 地 总 面 积 的 ,主 要 由 耕 地(k m)和林地(k m)转入,分别占建设用地转入总面积的 和 .表文山州土地利用转移矩阵k m时期/年土地利用类型耕地林地草地水域建设用地未利用地总计 耕地 林地 草地 水域 建设用地 未利用地 耕地 林地 草地 水域 建设用地 未利用地 耕地 林地 草地 水域 建设用地 未利用地 耕地 林地 草地 水域 建设用地 未利用地 耕地 林地 草地 水域 建设用地 未利用地 年月绿 色 科 技(J o u r n a l o fG r e e nS c i e n c ea n dT e c h n o l o g y)第 期 结论与讨论本文对文山州 年土地利用变化情况展开了研究,通过土地利用动态度和转移矩阵对文山州各地类的时空变化规律进行分析,得出的结论如下:()耕地、林地和草地是文山州的主要土地利用类型,年三者共占总面积的 ,近 年来,草地、水域、建设用地面积增长,其中,建设用地增长幅度最大,共增长了 k m,耕地、林地、未利用地面积减少,林地面积下降幅度最大,共减少了 k m.()文 山 州 土 地 变 化 速 度 总 体 较 慢,年土地利用变化综合动态度仅为 ,土地利用结构较为稳定.各地类的动态度有着明显差异,建设用地变化最为活跃.()年各地类相互转移变化面积较少;年相互转移变换量增加,总的变化趋势是耕地、林地、草地相互转移变换面积大,耕地转入是建设用地增加的主要原因.近年来,文山州经济社会发展已进入加速期,各行业用地矛盾日益突出,建设用地通过占用城区周边的耕地和林地快速扩张,林地大量转为耕地和草地,区域生态环境质量逐渐变差.文山州地质结构复杂,滑坡、泥石流、崩塌等地质灾害频发,林地的减少和建设用地的扩张,使得区域生态环境保护更加困难,更不利于区域可持续发展和生物多样性保护.因此,在今后的发展中,应节约集约利用土地,注重内部挖潜,严格控制建设用地增长,合理划分禁止建设区、限制建设区、有条件建设区和允许建设区,加强对基本农田和林地保护,做到经济发展与生态环境保护协同发展.本文只对文山州整州的土地利用类型时空演变规律进行了探究,并没有对文山州各县区的土地利用情况进行详细分析,由于自然环境和社会经济发展状况的不同,各县区的土地利用程度必然存在差异.同时,本文并未对土地利用变化驱动因素和变化趋势进行分析探讨,因此,在今后的研究中,应进一步加强对土地利用变化驱动因素分析和土地利用变化趋势预测,以便更好地为区域土地管理政策的制定提供理论依据.参考文献 黄安东,赵明松,郜敏,等 年安徽省土地利用时空演化特征J科学技术与工程,():刘纪远,匡文慧,张增祥,等 世纪 年代末以来中国土地利用变化的基本特征与空间格局J地理学报,():李秀彬全球环境变化研究的核心领域:土地利用/土地覆被变化的国际研究动向J地理学报,():李威,陈杰,李璐,等 年长江流域土地利用变化分析J人民长江,():王秀兰,包玉海土地利用动态变化研究方法探讨J地理科学进展,():王兵,臧玲我国土地利用/土地覆被变化研究近期进展J地域研究与开发,():卓静,郭伟,邓凤东,等基于G I S/R S的榆林市土地利用时空格局动态分析J水土保持通报,():胡莹洁,孔祥斌,张宝东 年来北京市土地利用时空变化特征J中国农业大学学报,():李一琼,白俊武近 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