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不同地质背景条件下土地利用变化研究

黄蕾  
【摘要】:土地是人类赖以生存和发展的基础,土地利用变化作为全球变化的主要原因之一,已经越来越受到全球变化研究的广泛关注。从1995年“国际地圈与生物圈计划(IGBP)”与“全球环境变化人文因素机会(IHDP)”联合提出“土地利用/土地覆被变化计划(LUCC)”以后,该研究进入了有序发展的阶段。随着该项研究的深入,区域和局地土地利用变化研究已经逐渐成为LUCC研究的热点。目前我国开展的一些区域土地利用变化的研究项目,主要集中在经济发达区和生态脆弱区域,很少涉及我国川东北国土资源区。并且已经开展的区域土地利用变化研究主要采用遥感影像解译,结合社会经济数据对研究区土地利用变化进行数量和空间分析;驱动力研究主要围绕时间域、空间域两个角度,以数据采集、模型建立、结果分析预测为主,很少就研究区地质背景条件开展系统的土地利用变化研究。因此对川东北国土资源区开展地质背景条件下的土地利用变化、驱动力与利用模式研究可以弥补这方面案例的空白,并能为当地和其他类似地区LUCC研究和政府制定土地可持续发展决策提供有益的参考和依据。 本论文以川东北国土资源区的巴中市南江县为研究区,结合土地利用/覆被变化(LUCC)、农业地质、土地利用分区及模式理论,对研究区开展区域地质背景资料搜集和野外勘察,系统分析研究区区域地质背景(地层、构造、成土母质、地形地貌、土壤、气候、水文)对土地利用变化的影响;利用1997年、2004年和2009年南江县土地利用变更调查数据、地形图、地貌图、地质图、土壤类型图、DEM图、社会经济数据、历史文献资料等,结合GIS技术和SPSS统计分析软件,对研究区土地利用变化进行分析;运用多元回归、主成分分析等定量方法明晰了影响南江县土地利用变化的主要自然驱动因素和社会经济驱动因素;并以地质背景条件为基础,对研究区进行土地利用分区,并提出符合各区地质条件的土地利用模式和协调发展策略,为研究区土地利用结构与农业产业布局调整规划、新农村建设和提高土地社会经济效益提供科学依据。 通过系统研究,论文取得的主要成果如下: (1)系统分析了研究区土地利用动态变化规律 ①全县土地动态利用变化 A.研究区全县从土地利用现状看,林地是居于首位的土地利用类型,土地总体利用水平不高,多样化水平和集中化水平偏高,具有区位意义的土地资源比较齐全,有进行农业规模经营偏低的优势。全县土地平均产出率较低,农用地经济效益低下。 B.土地利用资源数量变化方面,1997~2009年间,全县土地利用结构类型发生了大幅度的变化,土地利用类型变化表现在园地、草地、城镇村及工矿用地及未利用地减少,耕地、林地、交通用地和水域增加; C.土地利用变化速度和趋势方面,全县耕地在1997~2009年12年期间耕地年变化率为5.5%;园地年变化率为-5.8%;林地年变化率为1.0%;草地年变化率为-11.2%;城镇居民用地年年变化率为0.3%;交通运输用地年变化率为22.0%;水域年变化率为3.3%;未利用地年变化率为-7.0%。全县综合土地利用动态度0.027。 D.土地程度变化方面,1997年研究区土地利用程度综合指数为206.34,2009年为土地利用程度综合指数224.69,△Ib a=18.35,说明研究区土地利用的综合水平有了大幅度提升,土地利用整体属于发展期。 ②各乡镇土地利用动态变化 A.土地利用变化的速度和趋势方面,各乡镇存在明显差异。单一土地利用动态度和综合土地利用动态度结果均表现出中部以南江镇为主的中心城镇和南部农业种植业为主的乡镇和经济发展快速的乡镇土地利用变化速度较快;而北部以林地覆被为主的乡镇土地利用变化速度相对慢。 B.土地利用程度方面,各乡镇1997-2009年土地利用程度变化量△Ib a和变化率R均反映出土地利用综合水平较高的是南部地区和中部地区经济发展较快的乡镇和农业集约化生产发展迅速的乡镇,而土地利用程度变化量较小的乡镇大多位于北部中山区和地理位置相对偏远的中部和南部乡镇。 C.土地利用区域差异方面,北部乡镇各类用地类型的相对变化率较小,南部乡镇尤其是中心城镇和经济相对发达乡镇,耕地、草地、园地、城镇村及工矿用地、交通运输用地、未利用地相对变化率较大,东部部分乡镇和南部有水系的部分乡镇水域相对变化率较大。 (2)阐明了当地土地利用变化驱动力 ①影响研究区土地利用的自然驱动因素中,气候(气温)、地形地貌(高程、坡度)、土壤(pH值、有机质含量、含氮量)和地层因素与土地利用变化(综合土地利用动态度、土地利用程度综合指数)有密切的相关性。地形地貌因素对土地利用的影响最明显,其次是土壤因素中的pH值含量和气候条件中的平均气温条件,而地层条件和土壤因素中的有机质含量、土壤含氮量值相对影响较微弱。 ②社会经济驱动因素中,人口(各乡镇人口)、经济(各乡镇国内生产总值)与土地利用水平(土地利用综合程度指数)有典型相关性。经济因素对土地利用的影响最明显,其次是人口因素,而科技文化因素对土地利用综合程度的影响相对较微弱。 ③影响耕地变化的驱动因素包括社会经济发展、农业产业化集约化、人口增长和人口文化程度驱动因子四类。其中社会经济发展因子对耕地变化影响最显著,其次是、农业产业化集约化发展、人口发展因素,人口文化程度因素对耕地变化影响相对薄弱。 (3)依据区域地质背景条件,提出符合当地地质背景条件的土地利用模式和协调发展措施 以区域地质条件、土地利用动态评价和驱动力分析结果为依据,对研究区进行农业产业布局,划分为南部白垩系、侏罗系倾斜式单面低山和侵蚀台坎状窄谷低山紫色土种植业养殖业区,中部侏罗系、三叠系单面山低、中山紫色土黄壤以林地为主的多经济区和北部三叠系、震旦系、寒武系、中山黄壤黄棕壤石灰岩土林牧区。在分析各区生产布局存在的问题基础上,提出分别建立南部白垩系、侏罗系倾斜式单面低山和侵蚀台坎状窄谷低山紫色土种植业养殖业区“果药牧”、“果粮木”、“果药蔬”和“果蔬木”发展模式,中部侏罗系、三叠系单面低、中山紫色土黄壤以林地为主的多经济区林-草-畜、林-果-药生态发展模式,北部三叠系、震旦系、寒武系、中山黄壤黄棕壤石灰岩土林牧区生漆、“三木”药材、蜡树、干果等经济林木、森林生态发展模式。


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