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《陕西师范大学》 2003年
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GIS支持下陕北黄土高原土地利用动态变化及驱动机制分析

肖兴媛  
【摘要】: 区域土地利用变化研究不仅是全球环境变化研究的一个重要方面,它对区域可持续发展和土地管理也具有重要意义,因而成为当代地理学的前沿领域之一。国际上,通过大量的研究工作,在理论、方法和技术方面取得了一些进展,如LUCC信息获取与处理,LUCC驱动机制研究等。对于土地利用变化过程的研究,文献颇多,但对土地利用不同的类型而言,其变化过程通常集中反映在特定的区域空间范围内,这样土地利用变化的动态分析和模型研究就应在这些热点地区进行,研究结果才具有针对性和典型意义。 陕北黄土高原是我国一个十分重要的地理区域,属于半干旱、干旱区,是黄河泥沙的重要来源。陕北黄土高原南北狭长,自北向南为风沙过度区、梁峁丘陵区、低山残塬台塬区等不同地貌类型,生态环境十分脆弱。由于在人类长期影响下,土地利用结构不合理,造成土地质量退化,生物生产力降低,土地沙漠化、盐碱化日益严重,生态环境不断恶化,同时本区社会经济发展缓慢,目前仍是我国较落后的贫困地区之一,且极易返贫,因此对本区研究具有很大的必要性和典型性。 前人对黄土高原的研究主要集中在土地类型划分、土地资源分类和分等,小流域治理、土壤侵蚀、土地适宜性评价、土地利用分区等方面。但多是静态的、定性的分析研究,而对土地利用动态变化过程研究以及相应驱动力系统研究甚少;对区内不同地貌、行政单元区域的土地利用动态变化的区域差异研究较少,而且区内差异研究较粗略,多依自然因素划分单元、进行定性的阐述,不能客观而定量的反映驱动因素中各因子的作用力大小。 鉴于此,本研究以土地利用调查资料、统计资料、历史资料等数据为基本资料,运用数理统计、地理信息系统和模型等技术方法对原始数据资料进行了比较系统的分析和处理。以县、区级行政单元为统计单元,进行了土地利用多层次时空动态变化研究,全面分析了1986-2001年间土地利用数量变化、土地利用结构空间变化、土地利用景观结构动态变化、土地利用程度变化、土地利用变化的区域差异等动态变化过程和土地利用变化规律,并应用数理统计和综合模糊评判方法,利用社会统计软件SPSS、数学软件包Mathcad9.0定量的建立了土地利用变化的驱动力模型和预测模型,运用预测模型对本区土地利用类型进行了预测,并针对各驱动因素的地区差异,进行了驱动力分区。最后提出了陕北黄土高原土地可 持续发展的对策及措施,以便为各行政部门进行土地利用规划和管理提供有益的 决策依据。 通过上述分析,文章得出以下有意义的结论: *)本区自1986亿 年,15年中上地利用发生了大幅度的变化,并存在明显的区 域差异。具体表现在以下几点:土地利用类型变化最大的是园地、其次是交通用 地和耕地,再次是居民点及工矿用地、未利用地和林地,而水域变化率最小;除 耕地、未利用地有所减少外,其余类型都有所增加,但是出于耕地基数大,所以 耕地数量变化在各土地利用类型中是最大的。就铜川市、延安市、榆林市三个地 区而言,土地利用结构整体变化中以延安市变化最大,铜川市次之,榆林市变化 较小。就29个县、区来看,其中土地利用结构变化指数大于全区平均指数变化的 县、区共有15个,小于全区结构变化指数的有14个,几乎各占一半。 (2)景观偏离度在空问上存在着较人的差异,随着人类活动的加强,景观多样性 呈降低趋势。就铜川市、延安市、榆林市H地区而言,2001年景观偏离度最高的 是铜川市,其次是榆林市,延安市最小;多样性指数减小最大的是铜);怖,其次 是延安市,榆林市景观多样性指数变化最小,为0.of兄 小于全区0.024%变化量。 就陕北 29个县、区而言,200年景观偏离度最大的是铜川市的王益区,其次是榆 林市的米脂县和吴堡县,景观偏离度均大于60%;多样性指数减小最大的是延安市 的吴旗县和洛川县,其次是铜川市的王益区、子长县、吴堡县,变化最小的是甘 泉县和榆阳区,29个县、区中仅这两个县、区的多样性指数是增加的。 (3)从1986-2001年15年来,陕北黄土高原土地利用程度变化率R<0,说明该区 土地利用处于调整期或衰退期。土地利用程度变化处于发展期的只有榆阳区、神 木县和吴堡县三个地区。 (4)陕北黄上高原区土地利用变化驱动囚素中,生态安全的政策囚素是本区土地 利用变化的最主要的驱动因素,通过对自然及人为因素的综合考虑,运用模糊综 合评判法得出陕北黄土高原四种驱动力的空间分布图,可以看出,以生存型经济 福利驱动为主的地区,主要是榆林市东南部的7个县;以最优经济福利一粮食安 全为主的驱动区在铜川市、延安市、榆林市均有,共包括5个县、区:以生态安 全一生存型经济福利为驱动力的地区最多,共包括12个县;以最优经济福利一生 态安全驱动区,共有5个县。 (5)耕地、水域、未利用地面积逐渐减少,园地、林地、居民工矿用地、交通用 地面积进一步扩大是陕北黄土高原土地利用的主要变化趋势。
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