陳碩,王卓然,趙庚星

中國干旱半干旱區(qū)2000-2020年土地利用與景觀格局演變特征及驅(qū)動(dòng)力分析

陳碩,王卓然*,趙庚星

土肥高效利用國家工程研究中心, 山東農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院, 山東 泰安 271018

中國干旱半干旱區(qū)土地利用及景觀格局變化對(duì)西北干旱區(qū)生態(tài)維護(hù)與經(jīng)濟(jì)發(fā)展發(fā)揮著重要的作用。本文從土地利用變化和景觀格局變化兩個(gè)角度，利用GIS技術(shù)和Fragstats4.2軟件，對(duì)我國2000-2020年干旱半干旱地區(qū)的土地利用和景觀格局指數(shù)進(jìn)行分析，對(duì)21年間的土地利用和景觀格局變化模式進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)：(1)土地利用變化較為顯著，且在全時(shí)段處于不平衡狀態(tài)，草地與未利用地雙向轉(zhuǎn)換頻繁。未利用地面積減少和建設(shè)用地面積增加為主要特點(diǎn)，建設(shè)用地面積變化幅度最大、動(dòng)態(tài)度最強(qiáng)。(2)我國干旱半干旱區(qū)景觀在整個(gè)研究期間呈現(xiàn)破碎化程度增加、異質(zhì)性降低、形態(tài)日趨復(fù)雜的特點(diǎn)(3)土地利用變化深刻影響景觀格局，人類活動(dòng)是土地利用轉(zhuǎn)變的重要驅(qū)動(dòng)因子。人類對(duì)該地區(qū)土地利用程度的不斷提高所造成的景觀破碎程度的增加以及該地區(qū)景觀優(yōu)勢(shì)度的直接改變，也從另一個(gè)側(cè)面印證了景觀格局改變的重要推動(dòng)因素是人類活動(dòng)。

土地利用; 景觀格局演變; 驅(qū)動(dòng)力

近年來，土地利用變化是全球可持續(xù)發(fā)展研究中的重要內(nèi)容，是全球環(huán)境變化方面研究的熱點(diǎn)[1]。隨著景觀生態(tài)學(xué)理論的不斷發(fā)展，景觀生態(tài)學(xué)與土地利用的綜合研究得到了發(fā)展，并且逐漸成為進(jìn)行土地利用變化分析的重要方法之一[2,3]。人類活動(dòng)和自然因素都可改變土地利用類型，除自然因素外，土地利用變化可間接反應(yīng)人類活動(dòng)的影響強(qiáng)度[4]。我國西北干旱半干旱區(qū)的自然條件較為干旱和惡劣，各種土地問題嚴(yán)重威脅到了我國西北地區(qū)的發(fā)展，因此促進(jìn)人地關(guān)系協(xié)調(diào)發(fā)展研究顯得極為迫切。

景觀指數(shù)能反映景觀的豐富度、優(yōu)勢(shì)度、破碎度等特性[5]，因此利用景觀格局指數(shù)來進(jìn)行定量化研究，可以直觀地分析出景觀格局變化[6]；相關(guān)的景觀指標(biāo)如景觀破碎度、聚集度等，在一定程度上能夠較好地表現(xiàn)景觀生態(tài)現(xiàn)狀的用地變化情況。如王曉[7]等就規(guī)劃實(shí)施前后土地利用變化對(duì)區(qū)域景觀格局的影響，從地塊和景觀水平兩個(gè)層面進(jìn)行對(duì)比分析；袁軼男[8]基于Fragstats軟件對(duì)上海市景觀格局指數(shù)進(jìn)行定量分析,并對(duì)上海市景觀生態(tài)水平的優(yōu)化提供可行策略。李倩雯等通過景觀指數(shù)探討了影響的空間異質(zhì)性和對(duì)不同土地覆被影響的特點(diǎn)，提出了各景觀指數(shù)的適用性[9]。因此，本文結(jié)合土地利用數(shù)據(jù)、GIS技術(shù)和景觀指數(shù)計(jì)算，研究中國干旱半干旱區(qū)2000—2020年的土地利用和景觀格局演變特征及其驅(qū)動(dòng)力，研究結(jié)果可以為調(diào)整中國干旱半干旱區(qū)土地利用結(jié)構(gòu)、優(yōu)化景觀格局提供了理論支撐。

1 研究區(qū)概況

中國干旱半干旱區(qū)包括新疆、青海、甘肅、寧夏全境以及陜西秦嶺以北、內(nèi)蒙古西部、山西西部等地，位于我國西北地區(qū)(73°33′E-124°30′E，31°58′N-50°1′N)。以溫帶大陸性氣候?yàn)橹?，氣候干旱，干旱半干旱區(qū)在我國生態(tài)、資源等方面占有極其重要的地位。

2 數(shù)據(jù)來源與研究方法

2.1 數(shù)據(jù)來源及分類

土地利用類型數(shù)據(jù)來源于年度中國土地覆蓋數(shù)據(jù)集產(chǎn)品，該產(chǎn)品使用Landsat圖像構(gòu)建了中國第一個(gè)源自陸地衛(wèi)星的年度土地覆蓋產(chǎn)品CLCD（China Land cover dataset）。選取其中2000年、2005年、2010年、2015年、2020年的數(shù)據(jù)并進(jìn)行預(yù)處理，使用Arcmap 10.8軟件對(duì)中國干旱半干旱區(qū)進(jìn)行范圍提取和重采樣、土地利用類型數(shù)據(jù)的裁剪和重分類。

本文參照原始資料分類系統(tǒng)，綜合考慮我國干旱和半干旱地區(qū)土地利用類型的特點(diǎn)，并按照我國第三次全國土地調(diào)查分類系統(tǒng)將研究地區(qū)分為耕地、園林地、草地、水域、未利用地、建設(shè)用地六大類土地利用類型。

2.2 研究方法

2.2.1 土地利用動(dòng)態(tài)變化模型（1）土地利用變化幅度，是對(duì)某一時(shí)期內(nèi)各土地利用類型的面積變化進(jìn)行分析[10]，見公式（1）。

（2）單一土地利用類型動(dòng)態(tài)度，表示某一時(shí)期某種土地利用類型面積的變化情況[11]，可以分析過去時(shí)間內(nèi)的功能空間的變化趨勢(shì)，并對(duì)未來進(jìn)行預(yù)測(cè)，見公式（2）。

（3）土地利用轉(zhuǎn)移矩陣，可以用以分析土地利用變化的結(jié)構(gòu)和方向并預(yù)測(cè)其發(fā)展[12-13]，便于了解研究期內(nèi)各土地利用類型變化的去向、來源與構(gòu)成，見公式（3）。

式中：為某一時(shí)期內(nèi)某一土地利用類型的變化幅度；為某一時(shí)期內(nèi)某一土地利用類型動(dòng)態(tài)度；U，U分別為研究期初、末某一土地利用類型面積；為研究總年份；A為時(shí)期的種土地利用類型轉(zhuǎn)變?yōu)?1時(shí)期的種土地利用類型的面積。

2.2.2 景觀格局變化指數(shù)本文在類型水平上選取平均斑塊面積、斑塊數(shù)量、最大斑塊指數(shù)和景觀形狀指數(shù)等指數(shù)來分析斑塊類型水平上的景觀格局變化；在景觀水平上選取斑塊數(shù)量、景觀形狀指數(shù)、平均斑塊面積、蔓延度指數(shù)、香農(nóng)均勻度指數(shù)以及香農(nóng)多樣性指數(shù)等指數(shù)來分析景觀水平上的景觀格局變化[6,14,15]，并用Fragstats4.2軟件進(jìn)行計(jì)算。

（1）斑塊數(shù)量(Number of Patches，簡稱NP)，斑塊數(shù)量的多少反映了景觀被分割破碎的程度，NP越多，景觀越破碎。

（2）平均斑塊面積(Area)，該指數(shù)反映了景觀斑塊面積的大小，同時(shí)反映景觀的破碎化程度，該值越小，景觀越破碎，見公式（4）。

（3）最大斑塊指數(shù)(Largest Patch Index，簡稱LPI)，該指數(shù)是測(cè)量景觀優(yōu)勢(shì)度的一種簡單方法，LPI越大，景觀的優(yōu)勢(shì)地位越高，見公式（5）。

（4）景觀形狀指數(shù)(Landscape Shape Index，簡稱LSI)，該指數(shù)反映了景觀形狀的復(fù)雜程度，LSI越大，景觀的形狀越復(fù)雜，見公式（6）。

（5）蔓延度指數(shù)(Contagion Index，簡稱CONTAG)，該指數(shù)反映了景觀中不同斑塊類型的聚集程度或延伸趨勢(shì)，表征了景觀異質(zhì)性的大小，CONTAG越小，景觀分布的越均衡，景觀異質(zhì)性越小。見公式（7）。

（6）香農(nóng)多樣性指數(shù)(Shannon's Diversity Index，簡稱SHDI)，該指數(shù)反映景觀要素的多少及各類型要素所占比例的變動(dòng)情況，表征景觀異質(zhì)性，SHDI越大，景觀分布越均衡，景觀異質(zhì)性越小。見公式（8）。

（7）香農(nóng)均勻度指數(shù)(Shannon's Evenness Index，簡稱SHEI)，該指數(shù)反映各類型景觀占總面積的比例，表征景觀的異質(zhì)性，SHEI越大，景觀分布越均衡，景觀異質(zhì)性越小。見公式（9）。

式中，a為某景觀類型中第個(gè)斑塊的面積或景觀中第個(gè)斑塊的面積，為某景觀類型的斑塊總數(shù)或景觀中的斑塊總數(shù)。max為某景觀類型中最大斑塊的面積或景觀中最大斑塊的面積，為某景觀類型總面積或景觀總面積。為某景觀類型邊界總長度或景觀邊界總長度。p為景觀類型所占面積的百分比，g為類型景觀和類型景觀毗連斑塊的數(shù)目，為景觀類型的數(shù)量。

3 結(jié)果分析

3.1 土地利用變化分析

如圖2所示，2000-2020年我國干旱半干旱地區(qū)的土地利用空間變化并不顯著且相對(duì)穩(wěn)定。耕地和建設(shè)用地多分布于平原地區(qū)，園林地和草地多分布在海拔較高的山地或丘陵地區(qū)，水域則零星分布于研究區(qū)內(nèi)，未利用地多分布在干旱半干旱區(qū)的盆地和荒漠地區(qū)。

圖2 中國干旱半干旱區(qū)2000、2005、2010、2015、2020年土地利用類型分類

在2000-2005年，未利用地轉(zhuǎn)出、草地轉(zhuǎn)入是主要變化形式。其中草地面積由1787637 km2增加到1805532 km2，凈轉(zhuǎn)入17895 km2，變化幅度為1.00%；說明該區(qū)域草地面積正在增多；水域、建設(shè)用地、園林地的面積也有著一定程度的增加，分別有著6.00%、16.65%和3.81%的變化幅度的提升；未利用地共凈轉(zhuǎn)出25905 km2，變化幅度為-1.38%，處于下降趨勢(shì)，去向多為草地；同樣處于下降趨勢(shì)的是耕地，其面積減少了-13731 km2，有著-3.87%變化幅度的下降。在該時(shí)間段內(nèi)，建設(shè)用地的土地利用動(dòng)態(tài)度最大，達(dá)到了3.33%。

2005-2010年中國干旱半干旱區(qū)土地利用變化有所下降，以未利用地轉(zhuǎn)出以及草地和建設(shè)用地轉(zhuǎn)入為主要?jiǎng)討B(tài)變化。其中草地和建設(shè)用地面積分別增大5777 km2和5964 km2，草地和建設(shè)用地轉(zhuǎn)入量分別為87359 km2和6165 km2，說明草地伴隨著轉(zhuǎn)入和轉(zhuǎn)出變化，而建設(shè)用地幾乎只進(jìn)行轉(zhuǎn)入而不進(jìn)行轉(zhuǎn)出；水域、園林地和耕地面積分別升高6960 km2、4453 km2和4698 km2，說明耕地得到了一定的恢復(fù)和開墾，水資源和園林資源也不斷增長；未利用地是該時(shí)期唯一處于下降趨勢(shì)的土地利用類型，凈減少27852 km2，其中去向多為草地。在此時(shí)期內(nèi)，建設(shè)用地的土地利用動(dòng)態(tài)度最大，且有上升趨勢(shì)，為3.99%。

2010-2015年的中國干旱半干旱區(qū)土地利用變化顯著提升，主要為頻繁的草地和未利用地的雙向轉(zhuǎn)換，草地的凈轉(zhuǎn)出量為12421 km2，草地的增加被抑制并有下降趨勢(shì)；耕地、園林地和建設(shè)用地有著上升趨勢(shì)，上升幅度分別為3.08%、3.82%和15.51%，其中耕地延續(xù)了增加勢(shì)頭，而建設(shè)用地和園林地的增多有放緩趨勢(shì)；處于下降趨勢(shì)的還有水域和未利用地，均有小幅度下降。在該時(shí)期內(nèi)，建設(shè)用地的土地利用動(dòng)態(tài)度依然最大，但數(shù)值有所下降。

2015-2020年中國干旱半干旱區(qū)土地利用變化有所放緩，主要變化同樣是草地與未利用地的雙向轉(zhuǎn)換。其中草地除去往未利用地外，主要轉(zhuǎn)化為耕地28596 km2，而在此時(shí)段內(nèi)水域、耕地面積總體上處于小幅度下降趨勢(shì)，耕地多轉(zhuǎn)換為草地，水域則多轉(zhuǎn)換為未利用地；呈現(xiàn)上升趨勢(shì)的土地利用類型為園林地、未利用地和建設(shè)用地，分別增加了4472 km2、14219 km2和4762 km2。在此期間，動(dòng)態(tài)度最大的仍然是建設(shè)用地，但持續(xù)著下降趨勢(shì)。

總體上，在2000-2020年中國干旱半干旱區(qū)有大量的草地和未利用地的雙向轉(zhuǎn)換，同時(shí)伴隨著其他地類的不穩(wěn)定變化。其中耕地呈現(xiàn)減-增-減趨勢(shì)，并總體上處于減少趨勢(shì)；園林地呈現(xiàn)穩(wěn)定的增長趨勢(shì)，且草地是主要的貢獻(xiàn)地類；水域面積呈增-減的趨勢(shì)，總體上為增多趨勢(shì)，未利用地是主要貢獻(xiàn)地類；草地呈現(xiàn)先增后減的趨勢(shì)，并且隨時(shí)間推移，草地面積越來越少。另外，發(fā)現(xiàn)“兩極”：未利用地減少最多，共計(jì)46906 km2，同時(shí)是下降幅度最大的和動(dòng)態(tài)度最小的地類；相反，建設(shè)用地增加了20554 km2，變化幅度高達(dá)80.21%，并且是各階段動(dòng)態(tài)度均為最大的地類。

表1 不同時(shí)段土地利用變化幅度及單一土地利用類型動(dòng)態(tài)度

表2 2000-2020年中國干旱半干旱區(qū)土地利用轉(zhuǎn)移矩陣

3.2 景觀格局變化分析

在斑塊數(shù)量指標(biāo)上草地占主導(dǎo)地位，其次分別為未利用地、耕地、建設(shè)用地、園林地、水域，如圖3所示。耕地、建設(shè)用地、園林地的斑塊數(shù)量呈穩(wěn)定上升趨勢(shì)，草地、未利用地、水域的斑塊數(shù)量均呈波動(dòng)減少趨勢(shì)；耕地、草地、未利用地的平均斑塊面積減少，而園林地、水域、建設(shè)用地平均斑塊面積增加；未利用地最大斑塊指數(shù)最大，為優(yōu)勢(shì)景觀地位；景觀形狀指數(shù)大小指標(biāo)顯示，建設(shè)用地呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，其他地類總體上比較穩(wěn)定，為耕地>草地>園林地>未利用地>水域，說明建設(shè)用地正在不規(guī)則地。多方向地、快速地發(fā)展。

圖3 2000—2020年中國干旱半干旱區(qū)斑塊類型水平景觀格局指數(shù)變化

表3 2000-2020年中國干旱半干旱區(qū)景觀水平景觀格局指數(shù)表

表3表明，2000—2020年間中國干旱半干旱區(qū)的景觀格局總體上呈現(xiàn)出景觀破碎化程度增大，景觀異質(zhì)性減小，景觀形狀復(fù)雜程度提高的特征。

（1）景觀破碎化程度增大。在2000-2020年間，中國干旱半干旱區(qū)總體景觀斑塊數(shù)量逐漸增加，由2000年的119923個(gè)增加到了2020年的127262個(gè)，而平均斑塊面積呈波動(dòng)減小趨勢(shì)，由2000年的2568.03 km2減少到2020年的2561.68 km2，這說明中國干旱半干旱區(qū)的景觀分布趨于破碎，交錯(cuò)程度不斷加深和不斷復(fù)雜化。

（2）景觀異質(zhì)性減小。研究區(qū)內(nèi)蔓延度指數(shù)和最大斑塊指數(shù)呈減小趨勢(shì)，香農(nóng)均勻度指數(shù)和香農(nóng)多樣性指數(shù)呈增大趨勢(shì)，其中蔓延度指數(shù)由2000年的52.85減小到2020年的51.41，最大斑塊指數(shù)由2000年的40.61%減小到2020年的39.56%，香農(nóng)均勻度指數(shù)由2000年的0.63增加到2020年的0.65，香農(nóng)多樣性指數(shù)由2000年的1.13增加到2020年的1.17，這說明中國干旱半干旱區(qū)中的優(yōu)勢(shì)景觀類型有所削弱，各景觀類型之間的面積比例差距縮小，景觀向均衡趨勢(shì)發(fā)展。

（3）景觀形狀日趨復(fù)雜。在2000—2020年間，中國干旱半干旱區(qū)整體景觀的景觀形狀指數(shù)呈波動(dòng)增大趨勢(shì)，由2000年的169.33增加到2020年的171.75，這說明中國干旱半干旱區(qū)中各類型斑塊的分布趨于分散，形狀趨于復(fù)雜化。

3.3 土地利用和景觀格局的變化驅(qū)動(dòng)力分析

自然因素和人文因素是導(dǎo)致干旱半干旱區(qū)土地利用變化的重要原因，土地利用情況會(huì)影響斑塊的格局，從而反映出人為與自然因素干擾的影響[16]。中國干旱半干旱區(qū)主要地處中國西北地區(qū)，干燥少雨，日照強(qiáng)、云量少，多風(fēng)而且風(fēng)力強(qiáng)；近年來國家出臺(tái)的生態(tài)政策如退耕還林[17]、植樹造林等，也深刻影響著西北干旱區(qū)的土地利用和景觀格局。

（1）耕地面積總體上處于減少趨勢(shì)，耕地景觀的斑塊數(shù)增多且平均斑塊面積減少，導(dǎo)致耕地景觀破碎度增加。趙愛棟[18]認(rèn)為干旱區(qū)受不利自然條件因素影響，耕地穩(wěn)定性和可持續(xù)性弱，導(dǎo)致部分耕地荒廢；王海鴻[19]等認(rèn)為干旱半干旱區(qū)的耕地面積與人口呈相反趨勢(shì)，隨著西北干旱區(qū)城市化進(jìn)程加速和人口的增加，耕地面積會(huì)隨之減少。

（2）園林地呈現(xiàn)穩(wěn)定的增長趨勢(shì)，草地是主要的貢獻(xiàn)地類，所以考慮可能由于水源使局部生態(tài)環(huán)境改善，也可能是人類植樹造林使大量草地單向轉(zhuǎn)換為園林地，使其面積增加，從而使斑塊數(shù)量增加、平均斑塊面積增大。

（3）草地與未利用地的頻繁的雙向轉(zhuǎn)換中較為穩(wěn)定。大量未利用地轉(zhuǎn)換為草地，說明近期國家對(duì)于干旱半干旱區(qū)的荒漠化治理起了一定效果，但人類建設(shè)用地的復(fù)雜擴(kuò)張趨勢(shì)和擴(kuò)張過程中的不規(guī)則的開墾農(nóng)田會(huì)占用部分草地，從而使其面積減少和被分離，進(jìn)而使斑塊數(shù)量減少和平均斑塊面積變小，景觀復(fù)雜程度提高。

（4）建設(shè)用地的面積不斷增多，其動(dòng)態(tài)度和變化幅度較大，說明人類的城市建設(shè)過程中劇烈影響了干旱半干旱區(qū)的土地利用變化和景觀格局，建設(shè)用地大量占用了草地、未利用地，斑塊數(shù)量和平均斑塊面積也不斷增大，其復(fù)雜程度也越來越大，這符合近些年來城市化進(jìn)程的加速趨勢(shì)，也說明了土地利用類型的演化方向深刻影響著景觀格局的變化趨勢(shì)。

（5）水域總體上面積增加，景觀形狀指數(shù)一直較小，說明人類保護(hù)水資源較好，當(dāng)今全球變暖的大環(huán)境下，氣溫升高、冰川融化對(duì)干旱半干旱區(qū)水域和自然環(huán)境影響廣泛，曹國亮等[20]認(rèn)為干旱區(qū)氣溫變化導(dǎo)致冰川萎縮影響的河流徑流量是影響干旱區(qū)湖泊面積變化的決定性因素，王玉潔[21]等發(fā)現(xiàn)近年來西北干旱區(qū)存在暖濕化趨勢(shì)，所以水域面積增大、景觀形狀指數(shù)減小可能更多的受自然因素的影響。

（6）未利用地面積在20年間減少較多，斑塊數(shù)量減少和平均斑塊面積變小，大部分轉(zhuǎn)化為草地，但干旱半干旱區(qū)同時(shí)也存在著土地沙化等問題，王云霞[22]認(rèn)為在草原區(qū)氣候暖干化的作用下，人為活動(dòng)推動(dòng)和促進(jìn)了草地退化，造成局部地區(qū)的土地沙化趨勢(shì)難以控制、持續(xù)沙化，從而導(dǎo)致了草地大量轉(zhuǎn)化為未利用地，使兩者存在著雙向轉(zhuǎn)化。

總體來看，中國干旱半干旱區(qū)復(fù)雜的自然因素和人類活動(dòng)的干預(yù)對(duì)土地利用類型有著巨大影響，從而在很大程度上影響了景觀格局和景觀特征。

4 結(jié)論

本研究利用GIS技術(shù)和Fragstats4.2軟件計(jì)算中國干旱半干旱區(qū)2000—2020年的部分景觀格局指數(shù)、土地利用變化幅度、土地利用動(dòng)態(tài)度和土地利用轉(zhuǎn)移矩陣，并分析其主要變化的驅(qū)動(dòng)因子，結(jié)果顯示：

（1）土地利用變化較為顯著，以未利用地面積大量減少和建設(shè)用地面積顯著增加為主要特點(diǎn)，其中建設(shè)用地土地利用變化幅度和土地利用動(dòng)態(tài)度最大。全時(shí)段土地利用變化處于不平衡狀態(tài)，草地和未利用地具有頻繁的的雙向轉(zhuǎn)換；

（2）整個(gè)研究時(shí)段內(nèi)，中國干旱半干旱區(qū)景觀的整體變化呈現(xiàn)出破碎化程度增大，形狀復(fù)雜性增加，異質(zhì)性減小的特征，表明處優(yōu)勢(shì)地位的景觀類型與其它景觀類型間的差異在減小；

（3）中國干旱半干旱區(qū)的土地利用變化深刻影響區(qū)域內(nèi)景觀格局，特別是未利用地面積減少和建設(shè)用地面積的增加直接改變了景觀優(yōu)勢(shì)度，而在人類對(duì)區(qū)域內(nèi)土地利用程度的不斷提高導(dǎo)致的景觀破碎程度增大也說明了人類活動(dòng)是景觀格局轉(zhuǎn)變的重要驅(qū)動(dòng)因子。

[1] 張宇晗,張兵華,彭琳,等.福州市2005-2020年土地利用變化及驅(qū)動(dòng)因素研究[J].福州大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2022,50(3):408-416

[2] 譚潔,趙賽男,譚雪蘭,等.1996-2016年洞庭湖區(qū)土地利用及景觀格局演變特征[J].生態(tài)科學(xué),2017,36(6):89-97

[3] 白濤,王宏燕,王江麗.土地利用及景觀格局變化研究[J].東北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2008(10):51- 56

[4] 陳越豪,何光熊,史亮濤,等.干熱河谷典型區(qū)元謀縣土地利用變化與動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)[J].科學(xué)技術(shù)與工程,2021,21(20):8366-8375

[5] 陸健剛,傅艷梅.贛江流域2000-2020年土地利用/景觀格局演變特征分析[J].江西科學(xué),2022,40(5):865-869

[6] 李天悅,李家存,王艷慧,等.近25年來汾河流域土地利用及景觀格局變化研究[J].首都師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科 版)2023,44(3):48-55

[7] 王曉,陳海,顧錚鳴.土地利用規(guī)劃對(duì)區(qū)域景觀格局的影響——陜西省藍(lán)田縣為例[J].山東農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科 學(xué)版),2014,45(3):399-402

[8] 袁軼男,金云峰,聶曉嘉,等.基于Fragstats4的上海市城市景觀格局指數(shù)動(dòng)態(tài)研究[J].山東農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué) 版),2020,51(6):1157-1162

[9] 李倩雯,靳甜甜,蔣愛萍,等.道路建設(shè)對(duì)西南地區(qū)景觀格局的影響[J].生態(tài)學(xué)報(bào),2023(6):1-13

[10] 田港陸.延安市土地利用動(dòng)態(tài)變化分析-以1995-2020年為例[J].農(nóng)業(yè)與技術(shù),2022,42(19):161-164

[11] 徐嵐,趙羿.利用馬爾柯夫過程預(yù)測(cè)東陵區(qū)土地利用格局的變化[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào),1993(3):272-277

[12] 楊雅麗,曹福祥.1990-2019年南山國家公園土地利用及總體景觀格局動(dòng)態(tài)變化[J].山東林業(yè)科技,2021,51(6):21-29

[13] 曹宇鵬,方江平.基于Fragstats的日喀則市土地利用景觀格局分析[J].測(cè)繪與空間地理信息,2022,45(9):69-72

[14] 楊利,謝炳庚,秦建新,等.三峽建壩前后洞庭湖區(qū)濕地景觀格局變化[J].自然資源學(xué)報(bào),2013,28(12):2068-2080

[15] 賁薛晨,余成.蘇州近40年土地利用與景觀格局演變特征分析[J].蘇州科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2022,39(3):65-73

[16] 范強(qiáng),杜婷,楊俊,等.1982-2012年南四湖濕地景觀格局演變分析[J].資源科學(xué),2014,36(4):865-873

[17] 賈藝璇.退耕還林政策下干旱區(qū)土地利用變化的生態(tài)效應(yīng)與氣候響應(yīng)[D].杭州:浙江大學(xué),2021

[18] 趙愛棟,許實(shí),曾薇,等.干旱半干旱區(qū)不穩(wěn)定耕地分析及退耕可行性評(píng)估[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào),2016,32(17):215-225

[19] 王海鴻,馬瓊,付士波,等.西北干旱半干旱區(qū)耕地面積變化與人口、經(jīng)濟(jì)發(fā)展的相關(guān)關(guān)系研究-以甘肅省為例[J].干 旱區(qū)資源與環(huán)境,2011,25(1):74-79

[20] 曹國亮,李天辰,陸垂裕,等.干旱區(qū)季節(jié)性湖泊面積動(dòng)態(tài)變化及蒸發(fā)量-以艾丁湖為例[J].干旱區(qū)研究,2020,37(5):1095-1104

[21] 王玉潔,秦大河.氣候變化及人類活動(dòng)對(duì)西北干旱區(qū)水資源影響研究綜述[J].氣候變化研究進(jìn)展,2017,13(5):483-493

[22] 王云霞,修長柏,曹建民.氣候因子與過度放牧在內(nèi)蒙古牧區(qū)草地退化演變中的作用[J].農(nóng)業(yè)技術(shù)經(jīng)濟(jì),2015(8):112-117

Analysis of the Evolution Characteristics and Driving Force of Land Use and Landscape Pattern in 2000-2020 in Arid and Semi-arid Areas in China

CHEN Shuo, WANG Zhuo-ran*, ZHAO Geng-xing

271018,

Land use and landscape pattern change in arid and semi-arid areas in China plays an important role in ecological maintenance and economic development in the arid and semi-arid areas of China. This paper has two perspectives: land use change and landscape pattern change, i.e. using the GIS and the Fragstats4.2 software to analyze land use and landscape pattern index in arid and semi-arid areas of China in 2000-2020 and study the change mode of land use and landscape pattern in 21 years. The results indicate that: (1) Land use types change significantly in the area,,and the change of land use in the whole period is unbalanced, such as the bidirectional conversion between grassland and unused land is frequent.The decrease of unused land area and the increase of construction land area are the main characteristics, and the change range of construction land use and land use attitude are the largest among the land use types in this research. (2) During the whole study period, the landscape in the arid and semi-arid areas of China showed the characteristics of increasing fragmentation degree, decreasing heterogeneity and increasingly complex shape. (3) Land use change profoundly affects the landscape pattern and human activities are an important driver of land use change.The continuous improvement of human land use degree in the region leads to the increase of landscape fragmentation degree, which directly changes the landscape dominance in the region also confirms that human activity is an important driver of landscape pattern transformation.

Land use; landscape pattern evolution; driving force

S155.4+3

A

1000-2324(2023)04-0620-08

10.3969/j.issn.1000-2324.2023.04.019

2023-01-14

2023-02-09

國家自然科學(xué)基金(41877003)

陳碩(2002-),男,本科生,研究方向:地理信息科學(xué). E-mail:2487852101@qq.com

通訊作者:Author for correspondence.E-mail:wzr543@126.com