近40年東北農牧交錯帶土地利用變化對人類活動的響應

蒲羅曼++張樹文++李飛++常麗萍+++楊久春

摘要：將吉林省西部地區作為農牧交錯帶的典型區域，采用人機交互解譯的方法獲取吉林省西部地區1975年與2013年2期的土地利用數據，從土地利用數量和類型的變化、土地利用程度、土地利用變化速度方面，全面分析了改革開放40年以來吉林省西部地區土地利用變化的特征，并揭示其對人類活動的響應。結果表明：改革開放以來，吉林省西部地區土地利用類型的變化主要表現為耕地、鹽堿地的增加與草地、沼澤地的減少，人類的盲目開荒導致草場面積的大范圍減少；吉林省西部地區耕地相對變化率最高，多數在100以上；同時，人類活動影響下土地利用數量變化的區域差異明顯。吉林省西部地區土地利用程度綜合指數從1975年的242.1增加到2013年的246.1，說明人類對土地利用的干擾程度日趨嚴重。吉林省西部地區各縣（市、區）的土地利用年變化速率在0～3%之間。

關鍵詞：吉林省西部；改革開放；土地利用變化；人類活動

中圖分類號： F323.211文獻標志碼： A文章編號：1002-1302（2016）06-0522-04

收稿日期：2015-04-27

基金項目：國家自然科學基金（編號：41271416）；國家科技基礎性工作專項（編號：2013FY112800）。

作者簡介：蒲羅曼（1993—），女，遼寧朝陽人，碩士研究生，主要從事土地資源管理研究。E-mail：puluoman@sina.com。

通信作者：張樹文，碩士，研究員，博士生導師，主要從事土地系統變化、資源環境遙感和地理信息系統應用研究。Tel：（0431）85542246；E-mail：zhangshuwen@neigae.ac.cn。土地利用變化是人類利用土地的結果，是人類活動對地表影響的重要反映。改革開放以來，隨著人口增加、經濟發展和科學技術的進步，人類活動對地球表面的作用不斷增強。 人類在對土地進行開發和利用的同時，也在不斷改變著土地利用方式。因此，對于區域土地利用變化進行分析可以有效揭示人類活動的方向和程度。建立土地利用變化模型，不僅可以深入了解土地利用變化的成因、過程，也可以揭示土地利用對人類活動的響應[1]。目前，針對土地利用變化對人類活動響應的研究已經有很多。黃琦通過土地覆蓋動態變化研究以及計算景觀格局空間指數探討三江源地區人類活動與經濟發展、土地利用變化的相關性[2]。郭振華等采用土地利用變化矩陣指標對河南省洛陽市10年來土地利用變化情況進行了分析，認為人類活動是土地利用變化的主要驅動力[3]。目前研究多側重于采用單一指標來評價人類活動影響下的土地利用變化，用土地利用動態度、土地利用程度等指標來綜合分析土地利用變化情況，并揭示土地利用變化和人類活動關系的研究較少。東北農牧交錯帶生態環境結構不穩定，生態系統脆弱性顯著[4]。本研究以吉林省西部地區為研究對象，以1975、2013年的遙感影像數據為基礎，獲取吉林省西部地區土地利用數據，并結合土地利用相對變化率指標、土地利用程度、土地利用動態度指標，綜合分析1975年以來吉林省西部地區土地利用變化規律，并分析其區域差異，揭示人類活動影響土地利用變化的方向性和嚴重性，旨在為吉林省西部地區土地利用優化提供依據[5-7]。

1研究區域概況與數據來源

1.1研究區概況

吉林省西部地區位于松嫩平原西南部，包括科爾沁大草原東部和松嫩草地南部，其北部、西部分別與黑龍江省、內蒙古自治區接壤，包括白城市、松原市、雙遼市、農安縣，位于121°38′～126°12′E，43°21′～46°19′N。該區地域遼闊，土地面積為5.53萬km2，東、南、西三面地勢較高，北部和中部地勢較低，地形似簸箕狀，總人口為646萬人。吉林省西部地區屬于北溫帶大陸性季風氣候，年均氣溫 4～6 ℃，年太陽總輻射量為5 000～5 400 MJ/m2。近50年來，吉林省西部地區年均降水量有減少趨勢，年均蒸發量有增加趨勢[8-11]。

1.2數據來源

本研究采用1975年Landsat MSS遙感影像，空間分辨率為80 m×80 m；以及2013年的Landsat 8遙感影像，空間分辨率為30 m×30 m。研究區1975年的土地利用數據來自中國科學院資源環境數據中心的土地利用數據庫，并通過人機交互目視解譯方法生成2013年土地利用數據庫和屬性數據庫。本研究采用的社會經濟數據來源于吉林省及各縣（市、區）統計年鑒。

1.3研究方法

1.3.1土地利用類型的變化土地利用類型變化反映區域土地利用變化的結構特征和人類活動下土地利用變化的方向性[9]。分別統計出吉林省西部地區1975年Landsat MSS遙感影像與2013年Landsat 8土地利用數據中的土地利用類型面積，并計算土地利用類型的面積變化情況，將1975與2013年的土地利用數據在Arcgis軟件中進行疊加分析，得到研究區不同土地利用類型面積變化的轉移情況。

3結論

改革開放以來，吉林省西部地區土地利用類型的變化主要表現為耕地、鹽堿地的增加與草地、沼澤地的減少，反映盲目開墾與過度開發導致草地破壞，土地沙化、鹽堿化嚴重。1975—2013年，吉林省西部地區耕地相對變化率最高，多數在100以上。人類活動下的土地利用類型區域差異明顯：東部山區由于人口增長導致建設用地大范圍增加，中部農牧區無休止地盲目開荒耕種與過度放牧促使草地退化和鹽堿化，西部平原地區耕地、林地的相對變化率均較高，與草地的相互轉化作用明顯，反映人類對西部平原地區進行大范圍植樹造林和開墾耕地的同時，也導致大范圍的草場退化和土地鹽堿

化。近幾十年來，吉林省西部地區土地利用程度綜合指數從1975年的242.1增加到2013年的246.1，說明人類對土地利用的干擾日趨嚴重。吉林省西部地區東部、西北部土地利用程度普遍偏高，主要原因是東部地區人口眾多，對建設用地的需求也相應增大，人類活動影響較大。1975—2013年，吉林省西部各縣的土地利用年變化速率在0～3%之間。土地利用綜合動態度較大的區域分布于研究區西部的通榆縣、洮南市、大安縣，以及中部的乾安縣、前郭縣，可見人類活動對西部、中部地區影響較大，土地利用變化速度較快。

參考文獻：

[1]吳琳娜，楊勝天，劉曉燕，等. 1976年以來北洛河流域土地利用變化對人類活動程度的響應[J]. 地理學報，2014，69（1）：54-63.

[2]黃琦. 基于GIS的三江源地區生態環境變化與人類活動影響研究[D]. 北京：中央民族大學，2012.

[3]郭振華，楊武年，楊鑫，等. 洛陽市近十年土地利用遙感動態監測及驅動力分析[J]. 測繪，2012（2）：62-65.

[4]王讓虎，李曉燕，張樹文，等. 東北農牧交錯帶景觀生態安全格局構建及預警研究——以吉林省通榆縣為例[J]. 地理與地理信息科學，2014，30（2）：111-115，封3.

[5]劉紀遠，張增祥，徐新良，等. 21世紀初中國土地利用變化的空間格局與驅動力分析[J]. 地理學報，2009，64（12）：1411-1420.

[6]邵景安，李陽兵，魏朝富，等. 區域土地利用變化驅動力研究前景展望[J]. 地球科學進展，2007，22（8）：798-809.

[7]楊梅，張廣錄，侯永平. 區域土地利用變化驅動力研究進展與展望[J]. 地理與地理信息科學，2011，27（1）：95-100.

[8]李月芬. 吉林西部草原生態環境評價及其專家系統研究[D]. 長春：吉林大學，2004.

[9]趙鳳琴. 吉林西部土地生態環境安全研究[D]. 長春：吉林大學，2005.

[10]盧遠. 吉林西部土地利用/土地覆蓋變化及其生態效應[D]. 長春：吉林大學，2005.

[11]神祥金，吳正方，杜海波. 近50年來吉林西部半干旱區氣候變化特征[J]. 干旱區資源與環境，2014，28（2）：190-196.

[12]Li F，Zhang S W，Bu K，et al. The relationships between land use change and demographic dynamics in western Jilin Province[J]. Journal of Geographical Sciences，2015，25（5）：617-636.

[13]Palanlyandi M，Nagarathinam V. Land use/land cover mapping and change detection using space borne data[J]. Journal of the Indian Society of Remote Sensing，1997，25（1）：27-33.

蒲羅曼 張樹文 李飛 常麗萍 楊久春

摘要：將吉林省西部地區作為農牧交錯帶的典型區域，采用人機交互解譯的方法獲取吉林省西部地區1975年與2013年2期的土地利用數據，從土地利用數量和類型的變化、土地利用程度、土地利用變化速度方面，全面分析了改革開放40年以來吉林省西部地區土地利用變化的特征，并揭示其對人類活動的響應。結果表明：改革開放以來，吉林省西部地區土地利用類型的變化主要表現為耕地、鹽堿地的增加與草地、沼澤地的減少，人類的盲目開荒導致草場面積的大范圍減少；吉林省西部地區耕地相對變化率最高，多數在100以上；同時，人類活動影響下土地利用數量變化的區域差異明顯。吉林省西部地區土地利用程度綜合指數從1975年的242.1增加到2013年的246.1，說明人類對土地利用的干擾程度日趨嚴重。吉林省西部地區各縣（市、區）的土地利用年變化速率在0～3%之間。

關鍵詞：吉林省西部；改革開放；土地利用變化；人類活動

中圖分類號： F323.211文獻標志碼： A文章編號：1002-1302（2016）06-0522-04

收稿日期：2015-04-27

基金項目：國家自然科學基金（編號：41271416）；國家科技基礎性工作專項（編號：2013FY112800）。

作者簡介：蒲羅曼（1993—），女，遼寧朝陽人，碩士研究生，主要從事土地資源管理研究。E-mail：puluoman@sina.com。

通信作者：張樹文，碩士，研究員，博士生導師，主要從事土地系統變化、資源環境遙感和地理信息系統應用研究。Tel：（0431）85542246；E-mail：zhangshuwen@neigae.ac.cn。土地利用變化是人類利用土地的結果，是人類活動對地表影響的重要反映。改革開放以來，隨著人口增加、經濟發展和科學技術的進步，人類活動對地球表面的作用不斷增強。 人類在對土地進行開發和利用的同時，也在不斷改變著土地利用方式。因此，對于區域土地利用變化進行分析可以有效揭示人類活動的方向和程度。建立土地利用變化模型，不僅可以深入了解土地利用變化的成因、過程，也可以揭示土地利用對人類活動的響應[1]。目前，針對土地利用變化對人類活動響應的研究已經有很多。黃琦通過土地覆蓋動態變化研究以及計算景觀格局空間指數探討三江源地區人類活動與經濟發展、土地利用變化的相關性[2]。郭振華等采用土地利用變化矩陣指標對河南省洛陽市10年來土地利用變化情況進行了分析，認為人類活動是土地利用變化的主要驅動力[3]。目前研究多側重于采用單一指標來評價人類活動影響下的土地利用變化，用土地利用動態度、土地利用程度等指標來綜合分析土地利用變化情況，并揭示土地利用變化和人類活動關系的研究較少。東北農牧交錯帶生態環境結構不穩定，生態系統脆弱性顯著[4]。本研究以吉林省西部地區為研究對象，以1975、2013年的遙感影像數據為基礎，獲取吉林省西部地區土地利用數據，并結合土地利用相對變化率指標、土地利用程度、土地利用動態度指標，綜合分析1975年以來吉林省西部地區土地利用變化規律，并分析其區域差異，揭示人類活動影響土地利用變化的方向性和嚴重性，旨在為吉林省西部地區土地利用優化提供依據[5-7]。

1研究區域概況與數據來源

1.1研究區概況

吉林省西部地區位于松嫩平原西南部，包括科爾沁大草原東部和松嫩草地南部，其北部、西部分別與黑龍江省、內蒙古自治區接壤，包括白城市、松原市、雙遼市、農安縣，位于121°38′～126°12′E，43°21′～46°19′N。該區地域遼闊，土地面積為5.53萬km2，東、南、西三面地勢較高，北部和中部地勢較低，地形似簸箕狀，總人口為646萬人。吉林省西部地區屬于北溫帶大陸性季風氣候，年均氣溫 4～6 ℃，年太陽總輻射量為5 000～5 400 MJ/m2。近50年來，吉林省西部地區年均降水量有減少趨勢，年均蒸發量有增加趨勢[8-11]。

1.2數據來源

本研究采用1975年Landsat MSS遙感影像，空間分辨率為80 m×80 m；以及2013年的Landsat 8遙感影像，空間分辨率為30 m×30 m。研究區1975年的土地利用數據來自中國科學院資源環境數據中心的土地利用數據庫，并通過人機交互目視解譯方法生成2013年土地利用數據庫和屬性數據庫。本研究采用的社會經濟數據來源于吉林省及各縣（市、區）統計年鑒。

1.3研究方法

1.3.1土地利用類型的變化土地利用類型變化反映區域土地利用變化的結構特征和人類活動下土地利用變化的方向性[9]。分別統計出吉林省西部地區1975年Landsat MSS遙感影像與2013年Landsat 8土地利用數據中的土地利用類型面積，并計算土地利用類型的面積變化情況，將1975與2013年的土地利用數據在Arcgis軟件中進行疊加分析，得到研究區不同土地利用類型面積變化的轉移情況。

3結論

改革開放以來，吉林省西部地區土地利用類型的變化主要表現為耕地、鹽堿地的增加與草地、沼澤地的減少，反映盲目開墾與過度開發導致草地破壞，土地沙化、鹽堿化嚴重。1975—2013年，吉林省西部地區耕地相對變化率最高，多數在100以上。人類活動下的土地利用類型區域差異明顯：東部山區由于人口增長導致建設用地大范圍增加，中部農牧區無休止地盲目開荒耕種與過度放牧促使草地退化和鹽堿化，西部平原地區耕地、林地的相對變化率均較高，與草地的相互轉化作用明顯，反映人類對西部平原地區進行大范圍植樹造林和開墾耕地的同時，也導致大范圍的草場退化和土地鹽堿

化。近幾十年來，吉林省西部地區土地利用程度綜合指數從1975年的242.1增加到2013年的246.1，說明人類對土地利用的干擾日趨嚴重。吉林省西部地區東部、西北部土地利用程度普遍偏高，主要原因是東部地區人口眾多，對建設用地的需求也相應增大，人類活動影響較大。1975—2013年，吉林省西部各縣的土地利用年變化速率在0～3%之間。土地利用綜合動態度較大的區域分布于研究區西部的通榆縣、洮南市、大安縣，以及中部的乾安縣、前郭縣，可見人類活動對西部、中部地區影響較大，土地利用變化速度較快。

參考文獻：

[1]吳琳娜，楊勝天，劉曉燕，等. 1976年以來北洛河流域土地利用變化對人類活動程度的響應[J]. 地理學報，2014，69（1）：54-63.

[2]黃琦. 基于GIS的三江源地區生態環境變化與人類活動影響研究[D]. 北京：中央民族大學，2012.

[3]郭振華，楊武年，楊鑫，等. 洛陽市近十年土地利用遙感動態監測及驅動力分析[J]. 測繪，2012（2）：62-65.

[4]王讓虎，李曉燕，張樹文，等. 東北農牧交錯帶景觀生態安全格局構建及預警研究——以吉林省通榆縣為例[J]. 地理與地理信息科學，2014，30（2）：111-115，封3.

[5]劉紀遠，張增祥，徐新良，等. 21世紀初中國土地利用變化的空間格局與驅動力分析[J]. 地理學報，2009，64（12）：1411-1420.

[6]邵景安，李陽兵，魏朝富，等. 區域土地利用變化驅動力研究前景展望[J]. 地球科學進展，2007，22（8）：798-809.

[7]楊梅，張廣錄，侯永平. 區域土地利用變化驅動力研究進展與展望[J]. 地理與地理信息科學，2011，27（1）：95-100.

[8]李月芬. 吉林西部草原生態環境評價及其專家系統研究[D]. 長春：吉林大學，2004.

[9]趙鳳琴. 吉林西部土地生態環境安全研究[D]. 長春：吉林大學，2005.

[10]盧遠. 吉林西部土地利用/土地覆蓋變化及其生態效應[D]. 長春：吉林大學，2005.

[11]神祥金，吳正方，杜海波. 近50年來吉林西部半干旱區氣候變化特征[J]. 干旱區資源與環境，2014，28（2）：190-196.

[12]Li F，Zhang S W，Bu K，et al. The relationships between land use change and demographic dynamics in western Jilin Province[J]. Journal of Geographical Sciences，2015，25（5）：617-636.

[13]Palanlyandi M，Nagarathinam V. Land use/land cover mapping and change detection using space borne data[J]. Journal of the Indian Society of Remote Sensing，1997，25（1）：27-33.