三江源地区土地利用程度的时空变化分析

所属分类：农业论文阅读259次时间：2020-09-22 10:00

本文摘要：摘要: 三江源地区位于我国青海省南部，是黄河、长江和澜沧江的源头区域。本研究利用该区域 1995、 2005 和 2015 年三个时段的遥感影像，分析了该区域土地类型以及利用程度在时间和空间维度的变化特征。结果表明: 19952015 年研究区建筑用地和耕地的面积明

　　摘要: 三江源地区位于我国青海省南部，是黄河、长江和澜沧江的源头区域。本研究利用该区域 1995、 2005 和 2015 年三个时段的遥感影像，分析了该区域土地类型以及利用程度在时间和空间维度的变化特征。结果表明: 1995—2015 年研究区建筑用地和耕地的面积明显增加，而林地、草地和水体的面积持续下降; 研究区各县土地利用程度在时间和空间维度上的变化差异显著，建筑用地和耕地是研究区各市县变化强度较大类型，主要的土地利用类型草地相对变化率在甘德县最高，久治县最低。20 年间三江源地区的土地利用程度一直处于上升趋势，经济驱动土地利用的深度广度不断增大，同时，环境生态保护的力度也在加强，自然生态资源的质量也在逐渐提高。

　　关键词: 土地利用程度; 空间变化; 动态度; 三江源地区

地理学报

　　土地利用的变化在全球环境变化的研究中占有重要作用[1-4]。土地利用变化是相当复杂的过程。土地利用的变化主要表现在不同土地类型间的相互转化。在时间序列的变化上受到人类活动的影响而改变。国内外针对土地利用的时空变化进行了不同方面的研究，土地变化预测模型在不同尺度和不同区域进行了实证，这些研究对于制定区域环境保护政策以及可持续发展具有重要意义[5-9]。

　　在青藏高原地区研究土地利用变化的空间差异性，为全球高原高寒地区土地利用变化的评估提供了宝贵的信息，也是未来土地利用变化研究领域的重要发展方向[10-18]。研究通过揭示土地利用变化的空间和时间特征的变化特征，定量的分析人口、经济、文化、社会及政治等各种驱动因素，以期能够预测未来土地利用变化趋势和产生的生态与社会效应，并对土地利用的格局进行合理配置和科学规划，维护自然资源的多样性，为我国民族地区的可持续发展提供决策支持。三江源地区地处青藏高原地区，该区域土地利用程度的变化对于高原高寒地区的生态环境保护具有重要意义[19-22]。

　　本文基于 1995、2005 和 2015 年的遥感影像，建立了土地利用空间数据集; 基于土地利用的强度动态变化模型，分析了研究区 20 年来土地利用变化的幅度、速度、转化类型及其空间分布，以期为该区域土地合理利用、生态环境可持续发展提供决策支持与科学依据。

　　1 研究区域

　　三江源地区位于青海省南部，也是我国黄河、长江和澜沧江—湄公河的发源区( 简称“三江源”) ，地处青藏高原区，地理坐标为东经 89°24' ～102°23'，北纬 31°39' ～36°16'之间，海拔 3450～6621 m。行政区域包括玉树藏族自治州和果洛藏族自治州以及海南藏族自治州的兴海、同德两县; 黄南藏族自治州的泽库、河南县; 格尔木市的唐古拉乡，共 16 县 1 乡。总面积达 35. 8×104 km2 。研究区域内的主要民族为藏族。

　　2 研究方法

　　2. 1 数据处理

　　研究采用 1995、2005 和 2015 年三个时段的 Landsat TM/ETM 遥感影像，结合研究区域地形图、植被、土壤、水系等专题图件资料进行分析。依据区域土地利用类型的特征，将分类系统分为两级。一级分 6 类为: 林地、草地、耕地、水体、建筑用地和未利用土地，二级对一级的各类进行了细化。本研究采用一级分类体系，并选择不同景观空间分析指数，即: 平均斑块面积( AREA_MN) ，香农多样性指数( SHDI) ，散步与并列指数( IJI) ，蔓延度( CONTAG) ，香农均匀度指数( SHEI) ，斑块密度( PD) ，计算了研究区不同州和不同县区的景观空间指数，并分析了景观空间结构的动态变化。

　　3 结果与分析

　　3. 1 土地利用变化动态度的时空差异

　　1995 年—2015 年三江源地区各县土地利用类型动态度，不同土地利用类型的动态度在空间和时间维度上具有明显的差异性。1995—2005 年耕地的动态度 R<1 的区域只有同德县，动态度仅为 0. 0678，该区域耕地面积的变化低于平均值。其余各县动态度 R> 1，其中治多县最高，其动态度为 2. 1094。1995 年—2005 年林地的动态度 R>1 的区域有唐古拉乡，甘德县，泽库县。最高的是同德县。 R<1 的县中值最低的是曲麻莱县，为 0. 9301。

　　1995 年—2005 年草地的动态度 R<1 县多于 R> 1 的县，动态度最低的是甘德县，R 为 0. 5741。动态度最高的是玛沁县，R 为 1. 0839。1995 年—2005 年水域动态度的差异较明显，动态度 R<1 的县和 R> 1 县各占一半，动态度最高的区域为曲麻莱县，R 为 2. 6221。唐古拉乡的 R 值最小。

　　1995 年—2005 年建筑用地动态度仅兴海县高于全区，其 R 为 1. 0723，唐古拉乡最低，R 为 0. 6579。 2005 年—2015 年耕地动态度 R>1 的县有玛沁县、玉树县和同德县，其中同德县的耕地面积相对变化最高。R<1 的县域中治多县最低，其动态度为 0. 3934。2005 年—2015 年林地相对变化 R<1 的县多于 R>1 的县，且相对于 1995 年—2005 年间要少，最高的是班玛县，R 为 1. 1061，表明各县土地利用类型变化幅度趋于平稳。

　　2005 年—2015 年耕地的动态度 R> 1 的县有 16 个，其中甘德县最高，R 为 1. 5058。久治县最低，其动态度为 0. 8301。2005 年—2015 年水域动态度 R<1 的县仅为泽库县和唐古拉乡，动态度 R> 1 最高的是泽库县，R 为 1. 4951。2005 年—2015 年建筑用地动态度各县的值均低于全区水平，其中甘德县最低，R 仅为 0. 9831。玉树县最高，R 为 0. 9982。

　　3. 2 土地利用程度综合指数的时空变化

　　土地利用程度综合指数反映了土地利用的深度和广度，是人类活动与自然因素影响的综合效应的表征。根据该指数模型对研究区 1995 年、2005 年和 2015 年的土地利用程度综合变化指数进行了计算。1995 年—2005 年黄河源区和澜沧江源区的综合指数△L>0，说明区域的土地利用程度处于发展期，而长江源区△L<0，说明土地利用程度处于调整期。

　　三个流域土地利用变化量△L 与土地利用程度的变化率( R) 的空间维度的分布和时间维度的变化趋势相似。1995 年—2005 年各州土地利用程度空间差异显著，除了玉树藏族自治州呈下降趋势，其他各州处于增加的趋势。土地利用程度增加最明显的为黄南藏族自治州，△L = 3. 3780。

　　3. 3 土地利用程度的空间差异

　　1995 年—2005 年间土地利用程度有一半县区处于发展期( R>0) ，50%的县土地利用程度处于衰退期或调整期，只有玛沁县和唐古拉乡处于发展期，分别有△L>6 和△L>4，增加显著。土地利用程度变化率 R < 0 的县有班玛县 ( - 0. 000 013) ，达日县 ( - 0. 000 109) ，久治县 ( - 0. 000 042) ，玛多县 ( -0. 008 172) ，曲麻莱县 ( - 0. 022 297 ) ，同德县 ( - 0. 035 056 ) ，杂多县 ( - 0. 002 574 ) ，泽库县 ( -0. 012 741) 。土地利用程度的变化率( R) 与土地利用变化量△L 在时间和空间维度的变化趋势基本一致。

　　4 讨论

　　本文利用 1995、2005 和 2015 年期土地利用的分类数据，通过土地动态模型的分析，研究三江源地区土地利用变化在空间维度和时间维度上的差异。研究发现三江源地区各个流域，各州和各县之间的土地利用动态存在着明显的分异特征。1995 年—2015 年期间海南藏族自治州的耕地相对变化率最高，玉树藏族自治州最低; 果洛藏族自治州的草地相对变化率最高，玉树藏族自治州最低; 黄南藏族自治州的林地相对变化率最高，玉树藏族自治州最低; 海南藏族自治州的建筑用地相对变化率最高。

　　黄河源区比长江源区的土地利用动态度高，澜沧江源区最低。土地利用程度的时空变化分析表明，土地利用程度综合指数在 1995 年—2015 期间呈上升趋势，但在不同源区和不同的州县差异明显，在两个时间段的分析中发现，2005 年—2015 年的上升趋势有所放缓，说明滥垦过牧在一定程度上造成草地面积的减少，而退耕还林( 草) 等政策的实施，改善了研究区的生态状况。

　　地理论文投稿刊物：地理学报于1934年创刊，由中国科学院主管，刊登的主要内容包括能反映地理学科最高学术水平的最新研究成果，地理学与相关学科的综合研究进展，地理学各分支学科研究前沿理论，与国民经济密切相关并有较大应用价值的地理科学论文。希望地理学相关人员积极向杂志投稿。

　　20 年来兴海县，治多县等已经从发展期进入调整期。同德县进入发展期。玛多县，杂多县等处于调整期。研究时段内黄南藏族自治州和果洛藏族自治州处于发展期，玉树藏族自治州处于调整期，海南藏族自治州从发展期进入调整期。长江源区从调整期进入发展期，黄河源区则处于发展期，而澜沧江源则从发展期进入调整期。土地利用程度的动态分析为我国少数民族地区的生态文明建设与可持续管理提供了有效的技术支持。

　　参考文献:

　　[1] 陈浩，赵志平.近 30 年来三江源自然保护区土地覆被变化分析[J].地球信息科学学报，2009，11( 03) : 390-399.

　　[2] 刘纪远，徐新良，邵全琴.近 30 年来青海三江源地区草地退化的时空特征[J].地理学报，2008，63( 04) : 364-376.

　　[3] 李迪强，李建文.三江源生物多样性———三江源自然保护区科学考察报告[M].北京: 科学出版社，2002.

　　[4] 唐红玉，杨小丹，王希娟，等.三江源地区近 50 年降水变化分析[J].高原气象，2007，26( 01) : 47-54.

　　作者：冯舒芮，黄琦，杨京彪，张籍，郭泺

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