內蒙古多倫縣土地利用時空變化及其對生態安全格局的影響研究

　　【摘 要】本文利用2000年、2010年兩期遙感影像，解譯得到2000年與2010年多倫縣土地利用圖；在ARCGIS支持下將土地利用圖進行空間疊置分析，揭示了近十年多倫縣土地利用動態變化情況；運用PSR模型構建生態安全評價指標體系，并且應用信息熵與AHP法確定指標權重；利用功效函數對各指標進行無量綱化處理，采用綜合指數法計算生態安全綜合指數；將土地利用圖與生態安全評價圖做疊置分析，得到了生態安全格局與土地利用格局間的內在聯系。
　　【關鍵詞】土地利用 生態安全 格局影響
　　一 引言
　　本文選取內蒙古多倫縣為研究區，在3S的支持下，研究2000～2010年多倫縣的土地利用變化；在吸收已有區域生態安全評價、環境評價以及國土資源評價相關成熟經驗與方法的基礎上，建立多倫縣生態安全評價指標體系，利用GIS提供的空間分析功能，研究多倫縣近十年土地利用與生態安全的內在關系。
　　二 研究區域概況與數據來源
　　1.研究區域概況
　　多倫縣地處內蒙古波狀高原的南緣，地理坐標115°54′E～116°55′E，41°46′N～42°39′N。東與河北省圍場縣接壤；南與豐寧、沽源縣交界，西與鑲白旗、正藍旗為鄰，北與赤峰市克什克騰旗毗鄰，縣境南北長110千米，東西寬70千米。地貌為平緩起伏的沙地，土壤以發育在砂性母質上的風沙土為主，也有草原栗鈣土，間有風沙土、棕鈣土和草甸土等土類，植被以典型的草原植被為主，氣候屬于溫帶半干旱向半濕潤過渡的典型大陸性氣候。目前，多倫縣已演化為沙漠化較重的地區，其北部為著名的渾善達克沙地。
　　2.數據來源
　　本文采用的數據源包括：2000年和2010年TM影像；1﹕50000的地形圖、2000年和2010年土地詳查數據；2000年和2010年土地利用現狀圖；2000～2010年間多倫縣統計年鑒、環境公報和其他相關社會統計數據。
　　三 方法與結果
　　1.土地利用動態
　　主要利用ERDAS9.2進行遙感影像預處理及解譯，采用ARCGIS9.3進行矢量化數據處理、空間分析及土地利用和土地利用變化專題圖的制作。分類過程中對混合像元采用實地校驗的方法，運用GPS手持接收機現場調查并記錄土地利用狀況與經緯度，然后用采集的樣本定義監督分類模板，并結合現有的結合現有的土地利用現狀圖與其他圖件，分類結果精度評估顯示研究的遙感影像解譯精度達到應用要求。土地利用轉移矩陣限于篇幅不再列出。
　　2.指標體系及模型
　　第一，指標體系及權重。參考相關研究成果，在考慮區域特點基礎上，運用PSR模型構建了區域生態安全評價指標體系，分別用生態環境壓力、生態環境狀態、人文環境響應模擬現實的生態狀況；為了避免AHP在確定權重時的主觀性，本文采用信息熵與AHP相結合的方法確定指標權重（指標體系及權重如表1）根據已有研究成果，在考慮區域差異的基礎上，擬定了生態安全的5個等級（表2）。
　　第二，生態安全綜合指數測算。本文采用功效函數對各指標進行無量綱化處理。假定各指標變量為uj（j=1，2，…，m），aj，bj分別為各評價指標的最大值與最小值。指標值xj對生態安全綜合指數的功效Ui（uj）由式（1）確定，再根據表1中的各指標權重wj，運用綜合指數法計算生態安全綜合指數ESIj，計算公式見式（2）。
　　Ui（uj）= Ui（uj）具有正功效時 （1）
　　ESIi= Ui（uj）具有負功效時 （2）
　　3.生態安全動態
　　本文采用Kriging插值法將統計數據進行格網化轉換，柵格大小為25m×25m，地圖采用Albers Conical Equal Area投影，參考橢球體為Krasovsky，基準面為Beijing1954。將表2中各指標進行格網化后分層存放，在ARCMAP中通過，按
　　照生態安全綜合指數測算方法得到2000年與2010年生態安全評價圖，限于篇幅未列出。在ARCMAP提供的屬性統計功能對生態安全綜合評價圖與生態安全動態圖屬性表分別進行統計，可以得到多倫縣生態安全格局（見圖1）。
　　從圖1可以看出，近十年來多倫縣生態理想安全區域、安全區域和臨界安全區有所增加，局部區域正在向不安全區域和很不安全區域過度，而且向很不安全區域過度的幅度很大。說明從2000～2010年由于多倫縣采取各種生態環境保護措施而收到良好效果，近十幾年來生態環境狀況有所好轉，但有些局部地區有加劇惡化的趨勢。
　　4.土地利用變化與生態安全
　　將2000年和2010年土地利用圖分別與2000年和2010年生態安全評價圖做疊置分析，得到不同土地利用類型生態安全等級面積比例表（表3），與土地利用的生態安全評價圖（限于篇幅未列出）。
　　四 結論與展望
　　第一，2000～2010年，多倫縣土地利用/覆蓋變化劇烈，10年間耕地面積、未利用地面積減少，建設用地面積則增加，林地、草地、水域面積急劇增加。導致建設用地增加的原因，是城市化的步伐不斷加快；林地、草地面積增加的原因，是近年來進一步退耕還林還草的成果。
　　第二，2000～2010年，按照生態安全評價結果中安全等級像元出現的頻率，2010年較之2000年雖然生態理想安全區域、安全區域和臨界安全區域有所增加，局部區域正在向不安全區域和很不安全區域過度，而且向很不安全區域過度的幅度很大。說明從2000～2010年由于多倫縣采取各種生態環境保護措施而收到良好效果，近十幾年來多倫縣整體的生態環境狀況有所好轉，但有些局部地區有加劇惡化的趨勢。
　　第三，2000～2010年，很不安全土地利用類型面積除林地、草地都有所減少，其中減少幅度最大為耕地，最小為水域。很不安全面積有所增加的林地、草地有必要采取有效的土地整理措施，使閑置土地回復其生態功能、經濟功能、社會功能；在不安全的土地利用類型中，林地、水域、未利用地與建設用地面積有所減少；臨界安全的土地利用類型中，林地和草地面積有增加，應進一步加大生態建設的投入力度，擴大生態建設的范圍，長期推行嚴格的生態環境保護制度；在安全的土地利用類型中，耕地、林地與水域均有所增加，證明政府在局地采取生態保護政策取成效；耕地、林地、水域與建設用地理想安全的面積均有所增加，林地的增加幅度最大。整體上，多倫縣的耕地、林地、草地、水域、建設用地和未利用地等土地利用類型生態安全狀況都有所好轉。
　　第四，本文對于土地利用與生態安全動態僅是一個探索性的研究，今后有必要在不同土地利用類型的生態服務功能價值方面進一步研究。同時，如何對土地利用類型進行合理的配置才能形成生態安全格局等命題，值得進一步探索。
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