山東省土地利用格局及其驅(qū)動(dòng)因素.pdf

1、面對(duì)日益加劇的人口.資源.環(huán)境問題，全球變化研究成為近年來國際上最為活躍的研究領(lǐng)域之一。隨著研究的深入，人們認(rèn)識(shí)到由人類活動(dòng)所導(dǎo)致的土地利用/土地覆被變化(LUCC)是引起生態(tài)環(huán)境和氣候變化的主要驅(qū)動(dòng)力，同時(shí)又對(duì)人類社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展產(chǎn)生重大的影響。正因?yàn)長UCC在全球變化和社會(huì)可持續(xù)發(fā)展中的重要地位，自20世紀(jì)90年代以來，許多全球變化研究計(jì)劃都將LUCC研究作為主要研究內(nèi)容。山東省是一個(gè)經(jīng)濟(jì)大省，近年來經(jīng)濟(jì)發(fā)展與土地利用間的矛盾日見凸

2、顯，通過對(duì)山東省土地利用格局及其驅(qū)動(dòng)因素的研究，可及時(shí)、準(zhǔn)確地了解土地利用變化情況，監(jiān)測土地利用變化趨勢(shì)、布局及規(guī)模，掌握建設(shè)用地和耕地的使用情況，為城市建設(shè)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，為國土資源調(diào)查、規(guī)劃、管理、保護(hù)與合理利用服務(wù)。 以中分辨率遙感數(shù)據(jù)源MODIS歸一化植被指數(shù)(NDVI)年度序列數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，疊加高程、夜間燈光數(shù)據(jù)，采用非監(jiān)督分類與監(jiān)督分類相結(jié)合的方法，對(duì)山東省土地利用進(jìn)行分類。用典型相關(guān)、多元回歸等方法對(duì)土地利用格局及空間

3、決定要素、土地利用動(dòng)態(tài)及驅(qū)動(dòng)要素進(jìn)行了研究。 2001年土地利用分類總精度為84.8％，Kappa系數(shù)為0.83。城市建筑用地、林業(yè)用地、耕地分別占全省總面積的2.13％，23.37％，52.53％。分類結(jié)果與《山東植被》和統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)基本吻合。 在NDVI時(shí)間序列的基礎(chǔ)上疊加夜間燈光強(qiáng)度，對(duì)于城市建筑用地的識(shí)別非常有效，其生產(chǎn)者精度、用戶精度分別為87.01％、95.71％。 一年兩熟旱作和雙季稻NDVI的季節(jié)動(dòng)態(tài)

4、曲線為雙峰型，其余的土地利用類型NDVI的季節(jié)動(dòng)態(tài)曲線為單峰型。 單因素方差分析表明，夜間燈光強(qiáng)度在土地利用類型間的分布存在顯著差異。夜間燈光強(qiáng)度以建筑用地最高，城鄉(xiāng)交錯(cuò)帶次之。 各土地利用類型的分布高程均存在顯著差異，其中以混交林分布平均海拔最高，蘆葦沼澤、鹽生草甸、水體分布平均海拔最低。 以縣域?yàn)閱卧崛?個(gè)土地利用指標(biāo)和14個(gè)潛在空間決定要素進(jìn)行典型相關(guān)分析。研究結(jié)果很好的揭示了該區(qū)土地利用格局的分異規(guī)律和

5、成因。結(jié)果表明研究區(qū)土地利用格局是自然、人文要素綜合作用的結(jié)果。在縣域單元尺度上，耕地、草地、城市建筑用地、落葉闊葉林地、常綠針葉林/混交林地的分布受相應(yīng)因素的影響均表現(xiàn)出一定的規(guī)律，反映土地綜合利用狀態(tài)的土地利用程度、斑塊密度和辛普森多樣性指數(shù)也呈現(xiàn)出一定的規(guī)律，同時(shí)不同土地利用類型之間的分布也相互影響。耕地、草地的分布、斑塊密度、景觀多樣性與人口分布、氣候、海陸位置有關(guān)；耕地與草地分布呈負(fù)相關(guān)：耕地分布較多的地區(qū)，景觀整體的破碎度和

6、多樣性下降。城市建筑用地分布受區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平和交通便利性的影響。落葉闊葉林分布到黃河和地級(jí)市中心的距離呈正相關(guān)。常綠針葉林/混交林的分布和土地開發(fā)利用程度受地形與氣候的制約。 多尺度水平多元逐步回歸分析顯示，影響土地利用格局的空間因素表現(xiàn)出尺度效應(yīng)，以土地利用強(qiáng)度為例，到海岸線距離、到市中心距離、年均溫、到黃河距離在三個(gè)尺度上持續(xù)起作用，其他的變量僅在特定尺度上起作用。所有的變量都沒有表現(xiàn)出有規(guī)則的尺度依賴變化規(guī)律。線性回歸模

7、型的擬合效果總體較差。 研究區(qū)土地利用變化的主要方向是城市擴(kuò)展、植被增加和耕地喪失。轉(zhuǎn)入城市建設(shè)用地的土地利用類型中，以城鄉(xiāng)交錯(cuò)帶、一年兩熟旱作、一年一熟旱作、落葉闊葉林作為占較大比例；轉(zhuǎn)入林地的土地利用類型中，以一年一熟糧作、郁閉灌叢、一年兩熟糧作、城鄉(xiāng)交錯(cuò)帶占較大比例；耕地轉(zhuǎn)出的土地利用類型中，以落葉闊葉林、城市建筑用地、城鄉(xiāng)交錯(cuò)帶、混交林、常綠針葉林占較大比例。臨沂、濰坊、青島、煙臺(tái)是耕地喪失較多的四個(gè)市，臨沂、煙臺(tái)、泰安

8、、濰坊、濟(jì)寧是植被增加較多的五個(gè)市，青島、濰坊、煙臺(tái)、東營是城市擴(kuò)展較快的四個(gè)市。 研究區(qū)土地利用動(dòng)態(tài)同樣受自然人為因素綜合作用驅(qū)動(dòng)?？h域尺度典型相關(guān)分析表明，城市擴(kuò)展和耕地喪失的發(fā)生呈正相關(guān)，即兩者相伴發(fā)生。在經(jīng)濟(jì)密度較高，距京杭運(yùn)河和黃河較遠(yuǎn)，距海岸線較近，年均溫、河網(wǎng)密度和人均地區(qū)生產(chǎn)總值變化率較低的地方，城市擴(kuò)展和耕地喪失的發(fā)生率較大。土地利用程度的變化率和植被的增加率呈負(fù)相關(guān)，即植被增加率較高的地區(qū)，土地利用程度變化較

9、小。植被增加率受氣候因子如年降雨量、最冷月均溫、年均溫和地形因子如海拔的制約。人口密度、經(jīng)濟(jì)密度較高的地區(qū)植被增加率較高，表明經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)植被恢復(fù)的促進(jìn)作用。 單一要素分段頻數(shù)統(tǒng)計(jì)表明，距海岸線和交通干線越近，海拔越低，耕地喪失、城市擴(kuò)展、植被增加發(fā)生的頻率越高；黃河、京杭運(yùn)河對(duì)城市擴(kuò)展的影響不明顯，城市擴(kuò)展發(fā)生頻率隨到中心市區(qū)距離的增加略微減小。黃河、京杭運(yùn)河、中心市區(qū)對(duì)耕地喪失、植被增加的影響均表現(xiàn)為以某一距離為閾值，小于此閾

10、值時(shí)發(fā)生頻率隨距離的增加而增加，超過此閾值之后發(fā)生頻率隨距離的增加而減小。 多尺度水平多元回歸分析表明土地利用變化的驅(qū)動(dòng)因素及作用強(qiáng)度在不同尺度上均有變化，表現(xiàn)出明顯的尺度效應(yīng)。海拔和有機(jī)質(zhì)在三個(gè)尺度上對(duì)植被增加持續(xù)作用。到海岸線距離、年降雨量、人口密度在三個(gè)尺度上對(duì)耕地喪失持續(xù)作用。到海岸線距離和到市中心距離在三個(gè)尺度上對(duì)城市擴(kuò)展持續(xù)作用。海拔對(duì)植被增加、人口密度對(duì)耕地喪失、到海岸線距離對(duì)城市擴(kuò)展的影響隨尺度增加而增強(qiáng)。線性模