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《陕西师范大学》 2011年
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黄土高原南部土地利用变化分析与土地利用空间分布格局模拟

王美霞  
【摘要】:土地是人类赖以生存和发展的基础,中国是世界上土地资源破坏较为严重的国家,而黄土高原南部地区是中国土地资源破坏最为严重的地区之一,该区人口密集,工业分布集中,而且上世纪90年代实施的退耕还林、还草政策,20世纪末提出并实施的西部大开发政策,以及加快发展的城市化进程都对该区土地利用方式产生了较为明显的影响。分析土地利用变化规律及其驱动机制,并对该区的土地利用空间分布格局进行模拟,不仅可以揭示土地资源的空间分布规律,而且可以对本区土地资源的合理利用和有效管理提供指导,为其它类似区域提供借鉴。 本文依托教育部人文社会科学重点研究基地重大项目“黄土高原南部土地资源演变过程中的人文自然因素研究”(2009JJD770025),以遥感影像数据、DEM数据、各种专题数据和统计数据,以及野外考察数据为基础,以数理统计方法、遥感和地理信息系统技术为重要支撑,借助Erdas Imagine9.2软件、ArcGIS9.3软件、SPSS 18.0软件、File Convert软件等分别实现遥感影像数据解译、数据提取和分类、数据栅格化处理、空间叠加分析和计算、数据格式转换、回归建模及检验等,进而分析全区大尺度下以及典型区小尺度下的土地利用时空演变规律,揭示各驱动力对土地利用变化的作用机制,并在此基础上借助相关软件和模型对区域土地利用空间格局进行模拟。主要结论如下: (1)1980-2005年黄土高原南部地区各土地利用类型中耕地和建设用地的数量变化最大,其中建设用地的年变化率也是最大的。各土地利用类型在土地资源总量中所占比重大小排序始终是,耕地草地林地建设用地水域未利用地,其中建设用地比重增加最多,其余土地利用类型所占比重略有变化。在此期间土地利用类型主要的转移方向是耕地向建设用地的转移,耕地向草地的转移,以及草地向耕地的转移和林地向草地的转移。 (2)千河流域1980-2005年的各土地利用类型面积,从时间上都有所变化,其中耕地一直呈现减少趋势,其他各类土地利用类型的面积在不同年份有增有减,但建设用地主要呈增长趋势。千河流域在该阶段的土地利用结构没有发生较大变化。总的来看耕地和草地所占比重较大,其次为林地,水域和建设用地所占的比重很少。从空间上,各类土地利用类型都有转入和转出。综合各时间段土地利用类型的转移方向,发现土地利用类型转移主要发生在耕地和林地、草地之间,林地和草地之间,耕地与建设用地之间。 (3)借助SPSS18.0软件,分别建立了黄土高原南部和典型区各土地利用类型和各驱动力之间的二元Logistic回归模型,并对土地利用空间分布格局进行模拟。通过ROC曲线对模拟结果进行检验,发现模拟效果都较好,其中黄土高原南部地区各土地利用类型的ROC值分别为:耕地0.870、林地0.850、草地0.779、水域0.918、建设用地0.847、未利用地0.984。千河流域各类土地利用类型ROC值分别为:耕地0.942、林地0.953、草地0.894、水域0.973、建设用地0.979。可以发现,相比黄土高原南部地区,对千河流域小尺度模拟吻合度更高。但是也存在局部地区模拟结果不吻合的情况。 (4)通过二元Logistic回归分析,发现不同驱动因子对土地利用类型空间分布影响程度不同,其中对整个黄土高原南部地区土地利用空间分布影响最大的是地均GDP因子和坡度因子。对千河流域小尺度土地利用空间分布影响最大的是地均GDP因子和各主要交通干线。 本文的主要创新之处: (1)为避免黄土高原南部地区大尺度范围内数据空间自相关性对二元Logistic回归分析结果的影响,本文采用随机抽样的方法,随机抽取了5%的样本作为代表参与回归分析。 (2)以往的研究侧重于土地利用数量变化的动态模拟,本研究借助二元Logistic回归分析方法侧重于对土地利用空间格局的模拟,并且在模拟过程中,综合考虑自然、社会经济等驱动因素对土地利用变化的影响,分析了土地利用空间分布的影响机制。
【学位授予单位】:陕西师范大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:X321;F301

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