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黄土高原南部土地利用变化自然驱动因素时空差异分析

张艺  
【摘要】:土地利用动态分析与驱动力研究是当前地理学、生态学等诸多学科研究的热点和前沿问题,主要探讨自然因素、人文因素对地球表层系统变化的影响作用。土地利用与土地覆盖变化不仅导致了全球变化,同时也在一定程度上制约着区域社会经济的可持续发展。随着工业化的快速发展、人口的快速增加,人类对土地资源造成的压力日益增大,因此对土地利用结构变化与驱动因素的内在联系进行深入分析,可以使我们正确认识引起土地变化的因子,以便为土地的合理规划提供科学途径。 黄土高原南部作为我国重要的地理区域之一,土地资源破坏与土地退化都较为严重,因此,研究该地区土地资源变化显得既重要又紧迫。该研究区位于我国北部暖温带亚湿润气候区,地形复杂,平均海拔为1000~1500米,主要涵盖陇东高原、陕北高原南部地区、山西高原南部、关中平原、豫西山地等地区;水资源十分贫乏,年内径流分配十分不均,年际变化比较大,地表水、地下水资源的主要补给来自于降水;大部分地区被风成黄土所覆盖,植被类型也复杂多样。 在遥感(RS)和地理信息系统(GIS)的支持下,结合本区的数字高程模型图(DEM)、行政区划图、广泛收集获取的相关资料以及实地考察获取的有用数据,对黄土高原南部1980年、1985年、1996年、2000年、2005年五个时期的Landsat TM影像进行了监督分类,分别获取了该研究区耕地、林地、草地、水域、建设用地、未利用地的具体分布情况(及土地利用类型图);以此为基础,结合气候数据、地形数据、水系数据以及土壤数据,先从空间尺度上初步了解黄土高原南部自然因素的空间分异特征,再通过选择典型区一延河流域南部,从时间尺度上对土地利用变化的自然驱动因素做了进一步的深入分析。 对于典型区,先对1980年——2005年土地利用变化做了时空分析,主要包括土地利用变化幅度分析、变化速度分析、变化程度分析以及地类转移分析;再用SPSS软件对每一种自然驱动因素与土地利用各类型面积的改变做了相关分析,并得出以下有意义的结论: (1)气候要素:耕地与各气候要素相关性不明显,主要受人类活动影响较大;林地变化的气候驱动因子是相对湿度、日照时数以及降水量;草地变化的气候驱动因子主要是气温、降水量;影响水域变化的驱动因子主要是日照时数、风速;未利用地的主要气候驱动因子是降水量。 (2)地形要素:耕地、水域、建设用地主要分布在低高程、坡度小的区域上,三者对地形的选择性较强;草地、林地的空间分布特征比较明显,主要分布在斜坡、海拔1000-2000m的高程上;未利用地主要分布在低海拔、坡度小的区域。因此,地形因素是决定黄土高原南部土地利用分布的主要自然因素之一 (3)水系因素:通过缓冲区分析得出:耕地、草地、建设用地的面积随着离水系距离的增大而逐渐减小,其中耕地对缓冲距离最为敏感:林地的面积随缓冲距离的增大而增大,并逐渐趋于平衡;水域的面积随缓冲距离增大急剧减少;未利用地面积呈无规则变化。因此,水系分布是决定黄土高原南部土地利用分布的主要自然因素之一,其中,对耕地、草地、建设用地的影响是最主要的。 (4)土壤因素:由于黄土高原南部1980年-2005年共25年间的土壤类型变化与土地利用变化的数据之间相关系数非常小,相关性不明显。因此,土壤类型不是近25年中黄土高原南部土地利用变化的主要自然驱动因素。 本文的拟创新之处在于先从宏观尺度上分析了黄土高原南部各土地利用类型与各自然因素的空间分异特征,再通过选择典型区,从时间尺度上对引起土地利用变化的部分自然驱动因素做了定量的分析,但由于自然因素的缓慢变化,以及难以获取长时间尺度的数据,使得地形、土壤类型变化与土地利用变化之间的相关性不明显,因此,搜集查找长时间尺度的自然状况数据与土地利用变化做相关分析,是我以后要努力的方向。


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