涪陵区土地利用空间格局分析及其预测模拟

【摘要】人类自诞生以来,便从未停止过改造自然的步伐,人类的活动不仅导致了自然环境和社会、经济的发展变化,也使土地利用/覆被格局在不停的改变,目前,土地利用／覆被变化(LUCC)己成为全球变化研究的一个热点。中国幅员辽阔,区域间的自然资源禀赋以及社会、经济发展情况存在明显的差异,各个地区的土地资源利用方式、结构、程度等空间差异性显著。诸多研究表明,选择小范围的典型区域为研究对象是深入分析土地利用驱动机制及其空间格局变化的有效途径。对区域未来的土地利用空间格局变化趋势进行预测能为政府及土地管理部门及时地制定、调整土地利用相关的政策、法规提供合理依据。涪陵区地处三峡库区腹心地带,生态环境脆弱。在经济加速发展、快速城市化进程的大背景下,人类活动不仅对区域土地利用／覆被格局造成了持续干扰,也对区域生态环境的变化造成了严重的影响。通过对土地利用／覆被变化的过程和机理进行研究,可以更清晰地认识区域生态环境的演替及其自然、社会经济发展过程,可以为区域的生态环境质量的提高和土地资源的可持续利用等提供决策参考。本文以涪陵区2005、2009、2012三个时期的土地利用现状数据为基础,以GIS技术为平台,在对研究区2005-2012年的土地利用空间格局特征进行分析的基础上,采用BinaryLogistic回归模型分析各个土地利用地类型与驱动因子间的关系；运用CLUE-S模型对研究区2005-2012年土地利用空间格局进行模拟,并采用Kappa指数对模拟效果及精度进行验证；最后,以研究区2012年的土地利用现状数据为数据源,基于涪陵特殊的土地利用特征,结合区域发展规划,构建了四种情景方案,并对该时段土地利用空间格局可能发生的主要变化进行了探讨分析,并利用CLUE-S模型模拟在这四种不同情景方案下涪陵区2020年的土地利用空间格局。研究结果揭示：①2005-2009年间,涪陵区的土地利用空间格局变化较为明显,该时段内耕地面积急剧减少,由最初的40.51%下降为35.04%；建设用地急剧扩张,由原来的4.41%上升至7.10%；随着重庆市退耕还林工程的实施,以及生态建设和农业结构调整的推进,该时段内林地、园地的面积呈增长态势。由于涪陵区处于三峡库区腹心地带,山峡水库的蓄水工程使得该时期内区域水域面积有所增加。从空间转移上而言,2005-2009年间,各个地类之间的相互转移数量较大,其中耕地至林地、耕地至建设用地、林地至耕地、未利用地转为林地等变化较大。区域的景观格局主要受到经济的快速发展和迅速城市化进程的影响,人类活动使得各地类景观在不同程度上均受到干扰,景观斑块化、破碎化程度加重。2009-2012期间,涪陵区的各个土地利用类型在数量上变化较小,在空间转移上变化不大,土地利用空间格局较前一时段稳定。②对于各个土地利用类型及其相应的驱动因素之间的关系,本文主要采用BinaryLogistic回归模型来进行分析,研究结果表明：在短时期内,地貌和气候等自然因素对区域土地利用变化的影响不大；在研究时段内,由于研究区经济发展较快,人口、经济和基础设施因素对各土地利用类型的影响较大。由此可知经济的迅速发展和城镇化建设是引起涪陵区近年土地利用变化的主要动因。回归分析结果通过ROC检验,得出各个土地利用类型的ROC值均大于0.7,表明计算结果较为合理。采用CLUE-S模型对研究区2012年的土地利用空间格局进行模拟,发现模拟结果与实际变化一致性较高,Kappa指数为0.8004,可以较好的模拟和预测该区域的土地利用空间格局。故CLUE-S模型在模拟涪陵区土地利用空间格局上具有可行性。③粮食安全目标情景虽能保证区域的粮食充足,但是有可能造成部分地区水土流失等,对生态安全存在一定程度上的潜在威胁；经济发展目标情景下的土地利用对耕地有一定危害,且对区域生态服务功能的改善贡献最小。生态安全目标情景虽然能使研究区具有最高的生态价值指数,但对粮食安全及其经济发展的存在威胁；比较而言,综合发展目标情景兼顾了区域粮食生产、经济建设和生态保护等三方面的需要,是涪陵区未来最为可取的土地利用模式。
【作者】赵琳；
【导师】田永中；
【作者基本信息】西南大学，土地资源管理，2014，硕士
【关键词】土地利用变化；空间格局模拟；BinaryLogistic回归；CLUE-S模型；涪陵区；

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