牛志君，王曉晴，封 乾，袁大鵬，石 垚，王樹(shù)濤

(1.河北農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院，保定 071000；2.河北農(nóng)業(yè)大學(xué)國(guó)土資源學(xué)院，保定 071000)

·資源利用·

河北省土地利用變化圖譜特征分析*

牛志君1，王曉晴1，封 乾1，袁大鵬1，石 垚1，王樹(shù)濤2※

(1.河北農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院，保定 071000；2.河北農(nóng)業(yè)大學(xué)國(guó)土資源學(xué)院，保定 071000)

目的為了能夠充分反映土地利用變化的時(shí)空過(guò)程。方法文章基于地學(xué)信息圖譜理論與方法，運(yùn)用 ArcGIS 9.3軟件，以河北省2001年、2007年和2013年3期遙感解譯數(shù)據(jù)為空間數(shù)據(jù)源合成河北省耕地利用變化模式圖譜，以及河北省生態(tài)功能用地與耕地、建設(shè)用地變化模式的圖譜，據(jù)此揭示河北省土地利用變化時(shí)空特征及分布規(guī)律。結(jié)果2001～2013年河北省土地利用變化圖譜主要以穩(wěn)定型為主，主要表現(xiàn)為“耕地-耕地-耕地”。河北省耕地利用變化模式主要以后期變化模式類型主要為“耕地-耕地-草地”，面積達(dá)到28.876 244萬(wàn)hm2，主要集中分布在燕山-太行山地以及山前平原區(qū)，是整個(gè)變化模式中最大的單體變化類型。2001～2013年河北省生態(tài)功能用地隨著時(shí)間的推移，呈現(xiàn)出向耕地以及建設(shè)用地轉(zhuǎn)換的趨勢(shì)，城市化進(jìn)程的加快，不合理的經(jīng)濟(jì)發(fā)展必然導(dǎo)致生態(tài)環(huán)境日益惡化。結(jié)論該文為今后河北省土地資源的合理利用和科學(xué)規(guī)劃提供科學(xué)的依據(jù)與指導(dǎo)。

土地利用變化 圖譜特征 耕地 生態(tài)用地 河北省

0 引言

土地利用/覆蓋變化(LUCC)是自然環(huán)境、時(shí)空關(guān)系和經(jīng)濟(jì)技術(shù)等結(jié)構(gòu)和行為對(duì)土地利用方式與目的改變的體現(xiàn)，涉及地理學(xué)、生態(tài)學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)、管理學(xué)等多個(gè)學(xué)科，一直是可持續(xù)發(fā)展、全球變化等研究領(lǐng)域的重要方法和手段[1-2]。土地利用時(shí)空變化是LUCC研究的重要內(nèi)容，研究問(wèn)題主要集中在何時(shí)、何地、如何、為何等方面，其中，土地利用變化的時(shí)空過(guò)程作為基礎(chǔ)研究已得到廣泛開(kāi)展[3-4]。目前，對(duì)于土地利用格局的動(dòng)態(tài)變化研究主要是對(duì)不同時(shí)期的土地利用數(shù)據(jù)或遙感影像進(jìn)行空間疊加，通過(guò)轉(zhuǎn)移矩陣獲得土地利用在數(shù)量上的變化，由此得到的土地利用變化缺乏形象思維，非空間屬性數(shù)據(jù)在空間位置方面的表達(dá)不足。地學(xué)信息圖譜能夠以圖譜單元來(lái)記錄土地利用變化的時(shí)空復(fù)合信息，具有定量地表示多時(shí)空條件下“空間格局”與“時(shí)序特征”的復(fù)合特點(diǎn)[5-8]。有研究表明，土地利用變化信息圖譜對(duì)土地利用變化的空間位置和空間行為具有很好的指示性，將土地利用變化過(guò)程譜系化、動(dòng)態(tài)化，有利于發(fā)揮圖譜模型數(shù)據(jù)挖掘、知識(shí)發(fā)現(xiàn)的特長(zhǎng)，進(jìn)一步深化土地利用變化內(nèi)在規(guī)律的挖掘與多維表達(dá)。作為我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)的典型代表，河北省城鎮(zhèn)化、工業(yè)化進(jìn)程迅速，人地矛盾較為突出，是土地利用變化研究的熱點(diǎn)地區(qū)[9-12]。為此，文章基于遙感解譯數(shù)據(jù)，通過(guò)建立土地利用變化圖譜模型，對(duì)耕地利用變化模式進(jìn)行專題探討，以識(shí)別河北省主要土地利用類型的變化軌跡和特征規(guī)律，為區(qū)域土地可持續(xù)利用及國(guó)土空間格局優(yōu)化提供科學(xué)依據(jù)[13-14]。

1 研究區(qū)概況

河北省位于北緯36°03′～42°40′、東經(jīng)113°27′～119°50′之間，南北長(zhǎng)750km，東西寬650km。西以太行山與山西為鄰，西北部、北部、和東北部同內(nèi)蒙古自治區(qū)和遼寧省接壤，東部瀕臨渤海，東南部和南部與山東、河南兩省交界，京、津兩大經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)區(qū)包裹其中，所以稱之為京歌大省。全省轄區(qū)土地總面積1.888 5萬(wàn)km2，現(xiàn)共轄石家莊、唐山、秦皇島、邯鄲、邢臺(tái)、保定、張家口、承德、廊坊、滄州、衡水11個(gè)地級(jí)市，138縣(市)。河北省地處中緯度歐亞大陸東岸，屬于大陸性季風(fēng)型氣候，春季干燥多風(fēng)，夏季炎熱多雨，秋季晝暖夜涼，冬季寒冷少雪。全省年平均氣溫為-0.3～14.0℃，氣溫由東南到西北逐漸降低。全省年平均降雨量為350～800mm。河北省自西北向東南呈半環(huán)狀逐級(jí)下降。最北面為高原，占總面積的9.7%，海拔在1 200m以上，其下為山地丘陵，占總面積的50.5%，海拔一般為100～500m，南面為廣闊平原，占總面積的39.8%，海拔一般低于50m。

2 研究方法

2.1 數(shù)據(jù)收集與處理

該文所采用的高程數(shù)據(jù)為DEM數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)的空間分辨率為30m×30m，土地利用數(shù)據(jù)從地理空間數(shù)據(jù)云下載，選用2001年、2007年以及2013年的Landsat-TM/ETM為數(shù)據(jù)源，其成像時(shí)間均選擇在秋季，軌道號(hào)均為122/33，數(shù)據(jù)空間分辨率為30m×30m，該文參照全國(guó)土地利用現(xiàn)狀分類將研究區(qū)劃分為耕地、園地、林地、草地、水域、建設(shè)用地以及其他用地共7種土地利用類型，其中該文將草地、園地、林地以及水域定義為生態(tài)功能用地。利用ENVI 4.8軟件對(duì)2013年的遙感影像進(jìn)行二次多項(xiàng)式幾何校正，保證糾正后誤差小于0.5個(gè)像元。將該遙感影像作為參考，采用Image to Image模塊完成2001、2007年遙感影像自動(dòng)配準(zhǔn)，以行政區(qū)作為掩膜完成遙感圖像的裁剪，采用監(jiān)督分類并結(jié)合人機(jī)交互的方法完成遙感影像的分類，并借助于地面實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)(GPS 野外調(diào)查)來(lái)檢驗(yàn)解譯精度，隨機(jī)選取若干樣點(diǎn)，利用混淆矩陣法進(jìn)行評(píng)價(jià)分析，結(jié)果表明3期遙感影像分類結(jié)果的總體精度分別為83.85%、82.21%和85.69%，解譯精度均超過(guò)了80%(圖1)[15-17]。

圖1 2001年、2007年、2013年河北省遙感影像分類

2.2 土地利用圖譜分析

土地利用變化信息圖譜可以用來(lái)描述土地利用變化的過(guò)程，是進(jìn)行土地利用變化驅(qū)動(dòng)力診斷分析和模型構(gòu)建的有效依據(jù)。同樣耕地的保護(hù)關(guān)系到國(guó)家的糧食安全，關(guān)系到國(guó)家的長(zhǎng)治久安，而生態(tài)用地因提供了比其他用地更多、更重要的生態(tài)服務(wù)功能而成為衡量區(qū)域生態(tài)環(huán)境質(zhì)量好壞的依據(jù)，也成為區(qū)域生態(tài)安全格局構(gòu)建的核心內(nèi)容，因此該文的研究重點(diǎn)是耕地以及生態(tài)用地的圖譜特征變化。該文利用ArcGIS空間分析工具，將2001年、2007年、2013年3個(gè)時(shí)期土地利用圖譜單元類型進(jìn)行重組，可得到10年來(lái)河北省土地利用變化的信息圖譜，每一個(gè)圖譜單元記錄著2001年、2007年、2013年3個(gè)采樣時(shí)間點(diǎn)上土地利用單元的類型，反映了10多年間土地利用變化的歷程[18-20]。一般將圖譜變化分為5種類型：(1)穩(wěn)定型：在2001～2013年都保持不變，未發(fā)生變化的類型；(2)前期變化型：在2001～2007年發(fā)生變化，而2007～2013年未發(fā)生變化類型；(3)后期變化型：在2001～2007年未發(fā)生變化，而2007～2013年發(fā)生變化類型；(4)反復(fù)變化型：在2001～2007年變?yōu)橐环N類型，而2007～2013年又變回原來(lái)類型；(5)持續(xù)變化型：在2001～2013年一直發(fā)生變化，也未還原成原來(lái)類型的變化形式[21-24]。

3 結(jié)果與分析

3.1 土地利用圖譜特征分析

由表1結(jié)果分析可知，研究區(qū)主要以穩(wěn)定型和后期變化型為主，穩(wěn)定型面積比例最大，占研究區(qū)總面積的43.38%，主要表現(xiàn)為“耕地-耕地-耕地”的土地利用變化模式，其面積達(dá)到745.719 333萬(wàn)hm2，所占比例達(dá)到39.80%，主要分布在河北省的南部地區(qū)，以石家莊、保定、衡水、廊坊、邢臺(tái)以及邯鄲為代表的平原地帶。表明河北省在這10年中仍然注重耕地的保護(hù)，基本農(nóng)田的數(shù)量保持不變，耕地保護(hù)與糧食安全將成為河北省今后發(fā)展的重中之重；其次為后期變化型，主要分布于河北省北部承德、張家口為代表的山地區(qū)域，以“草地-草地-耕地”面積最大，占該類圖譜面積83.71%，2001～2013年隨著人們對(duì)耕地重視程度的增加，壩上地區(qū)大量的草地開(kāi)墾為耕地，以滿足人類的糧食需求量；以“耕地-草地-園地”為代表的持續(xù)變化型象征著河北省逐漸將以大田作物為象征的耕地轉(zhuǎn)化為經(jīng)濟(jì)效益更加明顯的園地，主要集中分布在唐山以及秦皇島等沿海區(qū)域。其他兩種形態(tài)圖譜所占面積比例較為均衡，前期變化型圖譜和反復(fù)變化型圖譜以“草地-耕地-耕地”和“耕地-草地-耕地”圖譜為主；草地與耕地之間的不斷轉(zhuǎn)變，其本質(zhì)在于水源位置的不穩(wěn)定性，人們?cè)谶@近10年里，隨著人口壓力的增加，人地矛盾突出，對(duì)于糧食的需求量不斷提升，導(dǎo)致環(huán)境的破壞問(wèn)題也隨之而來(lái)，對(duì)于植被和水域的破壞加重，人們逐漸開(kāi)始認(rèn)識(shí)到土地的重要性，保護(hù)耕地，從而達(dá)到緩解人口、糧食以及生態(tài)的壓力。從空間上分析，河北省土地利用變化圖譜分布極為工整，不同變化類型之間存在明顯界限，已經(jīng)形成規(guī)?；?、聚集化、區(qū)域化的發(fā)展模式。在面對(duì)京津冀一體化的時(shí)代，河北省作為經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶動(dòng)的關(guān)鍵性區(qū)域，要杜絕只顧追求經(jīng)濟(jì)效益最大化，而漸漸忽視了對(duì)于生態(tài)環(huán)境的保護(hù)，面對(duì)社會(huì)、人口、環(huán)境多方面的壓力，更要把好科技的關(guān)卡，讓科技服務(wù)于農(nóng)，在提高糧食數(shù)量、質(zhì)量的同時(shí)，大力發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)，建立“生態(tài)-農(nóng)業(yè)-生態(tài)”的發(fā)展模式，而協(xié)調(diào)好城市用地理性擴(kuò)展也逐步成為土地可持續(xù)利用的核心問(wèn)題。

表1 2001～2013年河北省土地利用變化圖譜

圖2 2001～2013年河北省土地利用變化圖譜 圖3 2001～2013年河北省耕地利用變化圖譜

3.2 耕地利用變化模式的圖譜特征

對(duì)2001～2013年河北省土地利用變化圖譜分析可知，在此階段中變化圖譜單元總量最大、圖譜轉(zhuǎn)移最為顯著的是耕地的占用與補(bǔ)充過(guò)程。為了進(jìn)一步研究耕地利用變化模式，通過(guò)融合3年的土地利用現(xiàn)狀數(shù)據(jù)，構(gòu)建耕地利用變化模式圖譜來(lái)探究耕地在每一變化模式的圖譜變化特征及其原因。全省耕地利用變化模式以后期變化型為主，其次為持續(xù)變化型，其他的兩類變化類型相對(duì)較小，耕地利用變化模式出現(xiàn)了明顯的時(shí)間序列特征。

(1)前期變化型指耕地僅僅在2001～2007年之間發(fā)生的轉(zhuǎn)移，河北省前期變化型的圖譜類型分布范圍較廣，主要分布在承德、唐山、秦皇島以及保定等河北平原區(qū)，呈現(xiàn)東北-西南對(duì)角分布，以河北省東北部分布較為密集，均靠近在沿海城市的邊緣，以“耕地-草地-草地”以及“耕地-林地-林地”為主，兩者面積占據(jù)整個(gè)轉(zhuǎn)移階段的16.16%。

(2)后期變化型主要指在2007～2013年期間耕地圖譜類型發(fā)生的轉(zhuǎn)移，后期變化型模式在整個(gè)轉(zhuǎn)移模式中所占比例最大，主要集中分布在燕山-太行山地以及山前平原區(qū)，出現(xiàn)明顯的“聚集”現(xiàn)象，以廊坊市、張家口南部、保定北部地區(qū)最為顯著，另外在一些沿海城市也有零散分布。后期變化模式類型主要為“耕地-耕地-草地”，面積達(dá)到28.876 244萬(wàn)hm2，是整個(gè)變化模式中最大的單體變化類型。

(3)反復(fù)變化型指在2007年發(fā)生轉(zhuǎn)移，2001年和2013年均保持耕地的類型不變。河北省反復(fù)變化型在省內(nèi)的各個(gè)城市均有分布，且分布極為分散。表明人類在利用土地上仍然處于探索時(shí)期，2007年全省對(duì)于耕地的占用開(kāi)發(fā)均存在不合理的情況，在2013年之后又重新開(kāi)發(fā)為耕地，一方面是響應(yīng)了保證1.2億hm2耕地紅線的號(hào)召，另一方面則是沒(méi)有更加科學(xué)可持續(xù)的利用土地。反復(fù)變化型模式主要以“耕地-草地-耕地”的變化類型為主，面積達(dá)到15.242 692萬(wàn)hm2。

(4)持續(xù)變化型模式指在2001～2013年土地利用類型均發(fā)生改變，由耕地轉(zhuǎn)化為其他類型的土地，并且變化種類呈現(xiàn)多樣化。主要分布在河北省的中部地區(qū)以及東北部地區(qū)，集中在以唐山、秦皇島為主的濱海平原地帶以及保定、石家莊等山前平原地帶。

表2 2001～2013年河北省耕地變化模式圖譜特征

3.3 生態(tài)功能用地變化模式的圖譜特征

生態(tài)用地的合理利用和管理是建設(shè)“資源節(jié)約型、環(huán)境友好型”社會(huì)的重要研究?jī)?nèi)容。由于生態(tài)用地的轉(zhuǎn)換類型較為繁瑣，數(shù)據(jù)量較大，單一整體的圖譜類型無(wú)法細(xì)致化的研究生態(tài)用地的轉(zhuǎn)換本質(zhì)，因此，該文選取2001～2007年和2007～2013年兩個(gè)時(shí)間段，著重研究生態(tài)用地向建設(shè)用地以及耕地轉(zhuǎn)換的圖譜特征，為構(gòu)建區(qū)域生態(tài)安全格局奠定科學(xué)基礎(chǔ)。

表3 2001～2007年河北省生態(tài)用地-建設(shè)用地變化模式圖譜特征

(1)生態(tài)用地與建設(shè)用地的轉(zhuǎn)換模式

由表3、4可知，河北省生態(tài)用地-建設(shè)用地變化模式主要以前期變化型、后期變化型以及持續(xù)變化型為主，隨著城市化進(jìn)程不斷加快，大量的生態(tài)用地向建設(shè)用地轉(zhuǎn)變。

其中在前期變化型中，地處河北平原區(qū)的邯鄲市、邢臺(tái)市、保定市以及唐山市經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平較快，城市化進(jìn)程不斷提高，生態(tài)用地向建設(shè)用地的轉(zhuǎn)換面積比分別為22.14%、17.16%、15.51%以及15.47%，占整個(gè)河北省前期變化模式生態(tài)用地轉(zhuǎn)向建設(shè)用地面積的70.28%，其中均以“草地-建設(shè)用地-建設(shè)用地”的轉(zhuǎn)換類型為主；而以“園地-建設(shè)用地-建設(shè)用地”為代表的張家口市和以“草地-建設(shè)用地-建設(shè)用地”承德市為代表的燕山-太行山地區(qū)則生態(tài)用地的轉(zhuǎn)換面積較少，兩者之和僅占到1.52%，說(shuō)明張承地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平雖然遠(yuǎn)落后于平原地區(qū)，但其重工業(yè)園區(qū)較少，生態(tài)環(huán)境相對(duì)較好，霧霾程度較低，是旅游業(yè)發(fā)展的優(yōu)良之地。滄州市、衡水市、廊坊市以及秦皇島市轉(zhuǎn)換類型較為單一，全部為“草地-建設(shè)用地-建設(shè)用地”，而石家莊市同樣以“草地-建設(shè)用地-建設(shè)用地”為主要的圖譜轉(zhuǎn)換類型。

在后期變化型和持續(xù)變化型中，主要以邯鄲市、唐山市、承德市以及張家口市的變化為主，生態(tài)用地向建設(shè)用地的轉(zhuǎn)換面積比分別為21.88%、15.70%、13.45%以及11.49%，占整個(gè)河北省后期、持續(xù)變化模式生態(tài)用地轉(zhuǎn)向建設(shè)用地面積的62.52%，其中承德市和張家口市從2007年起，不斷推進(jìn)城市化進(jìn)程，大力開(kāi)展經(jīng)濟(jì)建設(shè)，生態(tài)用地轉(zhuǎn)向建設(shè)用地的面積分別達(dá)到430.12hm2和367.29hm2，主要轉(zhuǎn)換類型為“草地-草地-建設(shè)用地”、“園地-園地-建設(shè)用地”以及“林地-草地-建設(shè)用地”。而保定市、滄州市、衡水市和邢臺(tái)市的圖譜轉(zhuǎn)換類型較為單一，均以“草地-草地-建設(shè)用地”為主要的轉(zhuǎn)換類型。隨著人們對(duì)于保護(hù)生態(tài)環(huán)境意識(shí)的不斷增強(qiáng)，從2001～2007年到2007～2013年城市化速率不斷減弱，其中廊坊市、石家莊市以及秦皇島市等經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平較高的城市，也不斷控制對(duì)于建設(shè)用地的增加，開(kāi)始對(duì)園地、林地、草地以及水域等生態(tài)功能用地的保護(hù)。

表4 2007～2013年河北省生態(tài)用地-建設(shè)用地變化模式圖譜特征

(2)生態(tài)用地與耕地的轉(zhuǎn)換模式

從表5和表6可知，河北省“生態(tài)功能用地-耕地”變化模式主要為前期變化型、后期變化性和持續(xù)變化性。隨著人與耕地矛盾日益增加，后備耕地資源短缺，大量的生態(tài)用地向耕地轉(zhuǎn)換成了必然趨勢(shì)。前期變化型“生態(tài)功能用地-耕地”轉(zhuǎn)換幅度較小，主要以承德市轉(zhuǎn)換面積最大，占比82.95%，主要是因?yàn)槌械率械靥幧降厍鹆陞^(qū)，農(nóng)田生產(chǎn)力低，糧田安全不能保障，因此加大其耕地?cái)?shù)量，其他市域占比均較??；省域內(nèi)轉(zhuǎn)化類型主要以“草地-耕地-耕地”為主，其中承德市轉(zhuǎn)換35.173 079萬(wàn)hm2，張家口市轉(zhuǎn)換3.636 501萬(wàn)hm2，保定市轉(zhuǎn)換1.248 234萬(wàn)hm2，主要是由于草地分布較廣，地形較緩，適宜開(kāi)發(fā)為耕地，其他市域該類型轉(zhuǎn)換面積較小。后期變化型和持續(xù)變化型“生態(tài)功能用地-耕地”轉(zhuǎn)換幅度較大，主要以保定市轉(zhuǎn)換面積最大，占比91.61%，使耕地資源與社會(huì)經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)發(fā)展是其變化的主要原因，其他市域占比均較??；省域內(nèi)轉(zhuǎn)化類型主要以“草地-草地-耕地”為主，其中保定轉(zhuǎn)換面積最大，為441.642 639萬(wàn)hm2，占比高達(dá)98.05%，主要是由于保定市地處平原區(qū)，氣候溫度雨量適宜，是河北省較大的糧食主產(chǎn)區(qū)；其次以承德市的“園地-林地-耕地”變換類型為主，變換面積為5.405 809萬(wàn)hm2，其他市域轉(zhuǎn)換類型面積變化占比均較小。

4 結(jié)論與討論

4.1 結(jié)論

運(yùn)用GIS 和 RS技術(shù)，基于地學(xué)信息圖譜理論與方法，分析河北省2001～2013年土地利用變化時(shí)空特征，結(jié)論如下。

(1)2001～2013年河北省耕地面積不斷增加，土地利用變化以“耕地-耕地-耕地”的穩(wěn)定型和“林地-草地-草地”的后期變化型為主。穩(wěn)定性圖譜特征主要分布在河北平原地帶，而后期變化型主要分布在壩上地區(qū)以及燕山-太行山地地區(qū)。

表5 2001～2007年河北省生態(tài)用地-耕地變化模式圖譜特征

表6 2007～2013年河北省生態(tài)用地-耕地變化模式圖譜特征

(2)河北省耕地利用變化模式主要后期變化型為主，其次為持續(xù)變化型，前期變化型與反復(fù)變化型相差不多。前期變化型圖譜類型分布范圍較廣，主要分布在承德、唐山、秦皇島以及保定等河北平原區(qū)，呈現(xiàn)東北-西南對(duì)角分布，以河北省東北部分布較為密集，均靠近在沿海城市的邊緣，以“耕地-草地-草地”以及“耕地-林地-林地”為主；后期變化型模式在整個(gè)轉(zhuǎn)移模式中所占比例最大，主要集中分布在燕山-太行山地以及山前平原區(qū)，出現(xiàn)明顯的“聚集”現(xiàn)象，以廊坊市、張家口南部、保定北部地區(qū)最為顯著，另外在一些沿海城市也有零散分布。

(3)河北省“生態(tài)用地-建設(shè)用地”變化模式主要以前期變化型、后期變化型以及持續(xù)變化型為主，隨著城市化進(jìn)程不斷加快，大量的生態(tài)用地向建設(shè)用地轉(zhuǎn)變；河北省“生態(tài)功能用地-耕地”變化模式主要為前期變化型、后期變化性和持續(xù)變化性，隨著人地矛盾日益增加，后備耕地資源短缺，大量的生態(tài)用地向耕地轉(zhuǎn)換已經(jīng)成為必然趨勢(shì)。

4.2 討論

該文通過(guò)運(yùn)用GIS 和 RS技術(shù)，基于地學(xué)信息圖譜理論與方法，分析河北省2001～2013年土地利用變化時(shí)空特征，以傳統(tǒng)的疊加分析方式來(lái)探索河北省10年的土地利用變化規(guī)律，分析出在河北省壩上高原區(qū)、燕山-太行山地區(qū)以及河北平原區(qū)中的分布規(guī)律。土地利用變化圖譜能充分反映時(shí)間序列上土地利用變化過(guò)程在空間上的分異規(guī)律，是對(duì)以轉(zhuǎn)移概率為代表的傳統(tǒng)研究方法的革新，但是其自身仍然存在缺陷，隨著土地利用類型數(shù)的增加，圖譜數(shù)量呈幾何級(jí)數(shù)增長(zhǎng)，因此，目前大多數(shù)研究只分析土地利用分類中一級(jí)類型的變化，很少用來(lái)分析二級(jí)類型甚至更加細(xì)化的分析。該文通過(guò)對(duì)河北省一級(jí)地類圖譜特征的分析，為進(jìn)一步理清不同類型下區(qū)域變化的原因以及為區(qū)域土地資源合理規(guī)劃利用，保護(hù)區(qū)域生態(tài)環(huán)境提供理論支撐與政策建議。如何優(yōu)化合理配置各類型土地，更加細(xì)化的利用圖譜特征深入研究土地利用變化的驅(qū)動(dòng)力分析以及變化趨勢(shì)的模擬預(yù)測(cè)，發(fā)揮不同區(qū)域不同地類下土地利用的最大化將是有待于進(jìn)一步探索的問(wèn)題。

[1]匡文慧，張樹(shù)文，侯偉，等.三江平原寶清縣土地利用變化圖譜分析.中國(guó)科學(xué)院大學(xué)學(xué)報(bào)，2006,23(2): 242～250

[2]劉琦，任志遠(yuǎn)，李晶.區(qū)域土地利用變化圖譜分析及其生態(tài)效應(yīng)評(píng)價(jià)——以太原市城區(qū)及近郊區(qū)為例.中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)，2007,40(10): 2259～2266

[3]朱占永，郭偉志，張海力.海河流域土地利用變化圖譜分析.安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2012,40(14): 1139～1144

[4]常雄凱，劉淼，李春林，等.遼寧沿海土地利用變化的圖譜特征.生態(tài)學(xué)雜志，2015,34(12): 3459～3465

[5]李月連.南流江流域土地利用變化圖譜及驅(qū)動(dòng)力研究.廣西師范學(xué)院，2013

[6]呂曉，史洋洋，黃賢金，等.江蘇省土地利用變化的圖譜特征.應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào)，2016,27(4): 1077～1084

[7]何錦峰.金沙江干熱河谷區(qū)土地利用/土地覆被變化研究一以云南省元謀縣為例.2003

[8]張岑，任志遠(yuǎn)，孫素梅.基于RS和GIS的河西走廊地區(qū)城市土地利用時(shí)空變化圖譜分析——以張掖市甘州區(qū)為例.干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究，2008,26(1): 166～170

[9]余明，李慧珍.土地利用與土地覆蓋變化信息的圖譜研究——以大福州為例.遙感信息，2007，(3)：29～33

[10]馬士彬，張勇榮，安裕倫.山區(qū)城市土地利用動(dòng)態(tài)空間分布特征：以貴州省六盤水市為例.自然資源學(xué)報(bào)，2012,27(3): 489～496

[11]張榮華，劉霞，李歡，等.桐柏大別山區(qū)土地利用時(shí)空變化圖譜分析.中國(guó)水土保持科學(xué)，2011,9(4): 16～22

[12]徐芮，謝跟蹤，邱彭華.?？谑型恋乩酶窬肿兓瘓D譜分析.江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2015，(8)：379～383

[13]王亮.平譚島土地利用/土地覆被信息圖譜分析研究.福建師范大學(xué)，2013

[14]湯國(guó)安，宋佳.基于DEM坡度圖制圖中坡度分級(jí)方法的比較研究.水土保持學(xué)報(bào)，2006,20(2): 157～192

[15]任曼麗，貢璐，呂光輝.阿克蘇綠洲土地利用變化的圖譜分析.全國(guó)地理學(xué)研究生學(xué)術(shù)年會(huì).2011

[16]申懷飛，吳國(guó)璽，丁圣彥.豫西黃河流域土地利用空間格局地形梯度特征分析.地域研究與開(kāi)發(fā)，2012,31(3): 159～162

[17]Anwar M.Land use change dynamics：A dynamic spatial simulation.Journal of Applied Probability，2002,(1)：290

[18]Yoshimura A，Dokyu N，Kurosawa T，et al.Impact of land-use map color coding on area characteristics judgments.Journal of the City Planning Institute of Japan，2014，49

[19]Verburg P H，Schulp C J E，Witte N，et al.Downscaling of land use change scenarios to assess the dynamics of European landscapes.Agriculture Ecosystems & Environment，2006,114(1): 39～56

[20]葉慶華，劉高煥，姚一鳴，等.黃河三角洲新生濕地土地利用變化圖譜.地理科學(xué)進(jìn)展，2003,22(2): 141～148

[21]任春穎，劉湘南.區(qū)域土地利用變化信息圖譜模型研究.地理與地理信息科學(xué)，2004,20(6): 13～17

[22]王金亮，邵景安，李陽(yáng)兵.近20年三峽庫(kù)區(qū)農(nóng)林地利用變化圖譜特征分析.自然資源學(xué)報(bào)，2015,(2)：235～247

[23]劉紀(jì)遠(yuǎn)，劉明亮，莊大方，等.中國(guó)近期土地利用變化的空間格局分析.中國(guó)科學(xué)：地球科學(xué)，2002,32(12): 1031～1040

[24]龔道溢，史培軍，陳浮，等.城市邊緣區(qū)土地利用變化及人文驅(qū)動(dòng)力機(jī)制研究.自然資源學(xué)報(bào)，2001,16(3): 204～210

ANALYSISOFTHECHARACTERISTICSOFLANDUSECHANGEINHEBEIPROVINCE*

NiuZhijun1,WangXiaoqing1,FengQian1,YuanDapeng1,ShiYao1,WangShutao2※

(1.Resources and Environmental Science,Hebei Agricultural University,Baoding 071000,China; 2.Land and Resources College,Hebei Agricultural University,Baoding 071001,China)

In order to fully reflect the land use spatio-temporal process changes,based on the map information in Hebei Province and remote sensing data of 2001,2007 and 2013 periods,this paper constructed the change patterns map of spatial data sources of arable land,the ecological function of land and farmland,and land use pattern in Hebei Province,and revealed the spatial temporal characteristics of land use change and distribution.The results showed that the land use change map was mainly in the stable type and showed cultivated land patterns.The change area from arable land to grassland area was 288 762.44hm2,which mainly distributed in Yanshan-Taihang Mountains and piedmont plain.The ecological function areas began to converse to city urbanization lands.The unreasonable economic development inevitably deteriorated the ecological environment.This paper provided a scientific basis and guidance for the rational utilization and scientific planning of land resources in Hebei province.

land use change; characteristics of geo-spectrum; arable land; ecological land; Hebei province

10.7621/cjarrp.1005-9121.20171008

2017-05-01

牛志君(1993—)，男，河北張家口人，碩士生。研究方向：土壤與土地資源持續(xù)利用

※通訊作者：王樹(shù)濤(1978—)，男，河北威縣人，副教授、博士。研究方向：土地資源持續(xù)利用。Email：wangst@hebau.edu.cn

*資助項(xiàng)目：河北省社會(huì)科學(xué)基金項(xiàng)目“京津冀生態(tài)補(bǔ)償機(jī)制構(gòu)建研究”(HB16YJ060)；河北農(nóng)業(yè)大學(xué)社會(huì)科學(xué)基金項(xiàng)目“河北省淶源縣土地生態(tài)補(bǔ)償研究”(SK201619)

F301.24

A

1005-9121[2017]10054-10