宁夏中部干旱带土地利用变化及驱动力分析
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摘 要:利用1978年 MSS、1987年、1996年及2007年 TM 遥 感 影 像,借 助 遥 感 和 GIS 技 术 及 相 关 分 析、主 成 分 分 析 方法,对宁夏中部干旱带1978-2007年土地利用 变 化 及 驱 动 力 进 行 了 分 析。 结 果 表 明:1978-2007 年 耕 地、城 镇 用 地面积快速增加,沙地面积减少了281 682hm2。草地以年 均 0.17% 的 速 率 不 断 增 加,林 地 面 积 减 少 了 近 3 万 hm2。 土 地 利 用 系 统 无 序 化 程 度 增 加 ,土 地 利 用 利 用 结 构 复 杂 性 和 多 样 性 增 大 。 人 口 、经 济 、产 业 结 构 、农 业 生 产 、投 入 、富 裕 程度、政策和自然因素是驱动研究区土地利 用 变 化 的 主 要 因 素,其 中,人 口 作 为 社 会 经 济 活 动 的 主 体,对 土 地 利 用 变 化起着推动作用。 关 键 词 :土 地 利 用 ;驱 动 力 ;信 息 熵 ;变 化 趋 势 ;宁 夏 中 部 干 旱 带 中 图 分 类 号 :F301.24 文 献 标 识 码 :A 文 章 编 号 :1005-3409(2011)06-0062-05
第6期
贾 科 利 等 :宁 夏 中 部 干 旱 带 土 地 利 用 变 化 及 驱 动 力 分 析
63
是气候因素对区域土地利用变化具有重要的影响作 方式解译出不同时期土地利用现状图。对解译结果
用。因此,本文以宁 夏 中 部 干 旱 带 为 研 究 区,应 用 定 经精度评价,综合分类精度均 达 到 89% 以 上,符 合 精
the main driving forces inducing land use change in arid area of central Ningxia Hui Autonomous Region. More importantly,the principal component analysis showed that the impacts of human activity combining with some other conditions were the leading factors that induced dynamic change of the 1and use. Key words:land use;driving force;information entropy;changing trend;arid area of central Ningxia Hui
收 稿 日 期 :2011-04-24 修 回 日 期 :2011-07-05 资 助 项 目 :国 家 自 然 科 学 基 金 项 目 (40801219);宁 夏 大 学 211 工 程 重 点 建 设 学 科 “草 业 科 学 与 生 态 工 程 ”子 项 目 作 者 简 介 :贾 科 利 (1975- ),男 ,陕 西 宝 鸡 人 ,副 教 授 ,博 士 ,主 要 从 事 土 地 资 源 与 3S 技 术 应 用 研 究 。E-mail:jiakeli@163.com
第 18 卷 第 6 期 2011 年 12 月
水土保持研究 Research of Soil and Water Conservation
Vol.18,No.6 Dec.,2011
宁夏中部干旱带土地利用变化及驱动力分析
贾 科 利1,张 俊 华2
(1.宁夏大学 资源环境学院,银川 750021;2.宁夏大学 新技术应用研究开发中心,银川 750021)
理 ,结 合 野 外 调 查 资 料 ,建 立 解 译 标 志 ,通 过 人 机 交 互
3.1 土 地 利 用 变 化 分 析 从 表 1 可 以 看 出 ,研 究 区 耕 地 、草 地 、未 利 用 土 地
和沙地面积较大,占总面 积 的 86% 以 上。 其 中 沙 地、 耕 地 和 草 地 面 积 始 终 占 有 较 大 比 重 ,分 别 占 总 面 积 的 16.5% ,27.7% ,24.7% 上 ,体 现 了 研 究 区 是 典 型 的 荒 漠景观下的农牧交错区。
水量126~225 mm,干旱少雨、风大沙多、日照充 足、 蒸发强烈,干旱、冰 雹、沙 尘、霜 冻 等 灾 害 性 天 气 比 较 频 繁 。 土 壤 以 灰 钙 土 为 主 ,结 构 松 散 沙 性 大 。 由 于 降 水 不 足 ,多 大 风 和 沙 暴 天 气 ,风 蚀 和 风 沙 危 害 严 重 ,生 态环境极其脆弱。
区、中宁县、吴忠利通区、红寺堡开发区、灵武市、盐池 个二 级 类 型。 一 级Baidu Nhomakorabea类 型 即 耕 地、林 地、草 地、城 镇 用
县、同心 县 北 部 等。 土 地 总 面 积 253.7 万 hm2,平 均 地、水域和未利用土地。图像分类和数据分析除沙地
海 拔 1 100~1 600 m,处 于 毛 乌 素 沙 地 和 腾 格 里 沙 漠 的 边 缘 ,为 典 型 的 荒 漠 草 原 带 。 在 地 质 构 造 上 属 于 鄂
动力因相对稳定研究较少。宁夏中部干旱带处于荒 漠 草 原 和 干 草 原 的 过 渡 带 ,东 西 两 边 处 在 毛 乌 素 沙 地 和腾格里沙漠边缘,自 然 地 理 位 置 独 特,决 定 了 其 自 然地理环境具有明 显 的 过 渡 性、干 旱 性、多 样 性 及 脆 弱 性 等 特 点 。 这 使 得 在 生 态 脆 弱 地 区 ,自 然 因 素 特 别
2.1 数 据 来 源 与 数 据 处 理 土地利用数据以1978 年 MSS,1987 年、1996 年
分析采用相关分 析、主 成 分 分 析 法,在 SPSS 13.0 软 件中完成。
和2007 年 TM/ETM 遥 感 影 像 为 基 本 信 息 源,由 国 3 结果与分析
家科技基础条件平台建设项目地球系统科学数据共
2 数据来源及研究方法
大 ,不 同 土 地 利 用 类 型 越 多 ,面 积 相 差 越 小 ,结 构 越 均
衡。计算公式为 : [13]
n
H=- ∑Pi×lnPi i=1
(1)
式中:H———土地 利 用 信 息 熵;Pi———第i 类 土 地 类
型面积占总面积的比重。
2.2.2 土 地 利 用 变 化 机 制 分 析 土 地 利 用 变 化 机 制
量方法,探讨自然因素和人类活动在土地利用变化中 度要求。由于各期数 据 具 有 相 同 的 数 据 基 础 及 分 类
的耦合效应,为揭示 土 地 利 用 变 化 的 自 然、社 会 驱 动 系统,分类结果具有 可 比 性,可 以 进 行 土 地 利 用 变 化
因子提供一个案例。
时空分析。自 然、社 会 经 济 方 面 的 数 据 源 自 1980-
Abstract:By using data derived from the 1978 MSS image and 1987,1996,2007Landsat TM/ETM images and with the help of GIS,the land use change in arid area of central Ningxia Hui Autonomous Region was analyzed.At the same time,the driving forces of the land use change was identified by making use of the cor- relation analysis and principal component.The results showed that the overall trend of land use change in ar- id area of central Ningxia Hui Autonomous Region was in an enlargement of the areas of cultivated land,ur- ban land,whereas sandy land area decreased 281 682hm2,an average annual increase rate grassland area was 0.17% ,and area of forest land reduced nearly 30 000hm2 over 30years.The land use information entropy indicating that the degree of disorder for land use system increased,and the structure of land use became complexity and diversity.It was considered that population,economic,regional socio-economic development degree,industrial structure,agricultural production,socio-input,government policy,and natural factors are
按 二 级 类 型 单 独 统 计 分 析 外 ,其 它 类 型 按 二 级 类 型 统 计 ,一 级 类 型 汇 总 。
尔 多 斯 台 地 ,是 我 国 北 方 农 区 与 天 然 草 地 牧 区 接 壤 的 过渡地带。
该区属中温带 半 干 旱 区,年 均 温10.4℃,年 均 降
2.2 分 析 方 法 2.2.1 土 地 利 用 信 息 熵 土 地 利 用 信 息 熵 的 大 小 反 映 了 土 地 利 用 系 统 的 有 序 程 度 ,土 地 利 用 信 息 熵 值 越
Analysis on Land Use Change and Its Driving Forces in Arid Area of Central Ningxia Hui Autonomous Region
JIA Ke-li 1,ZHANG Jun-hua2
(1.School of Resources and Environment,Ningxia University,Yinchuan 750021,China; 2.The Applied Research and Development Center For New Technology,Ningxia University,Yinchuan 750021,China)
Autonomous Region
土地利用驱动力研究对 解 释 LUCC 时 空 变 化 和 预测模型建立起 到 关 键 作 用,被 认 为 是 土 地 利 用/覆 被变化 (LUCC)研 究 的 焦 点 问 题 。 [1-3] 目 前,国 内 外 驱动力研究更多地 从 人 口、经 济、技 术 和 政 策 等 方 面 揭示由于人为驱动引起 的 土 地 利 用 变 化 ,自 [4-12] 然 驱
享 网 (www.geodata.cn)提 供 。 所 选 影 像 成 像 时 间 均 在7-8月,已经 过 辐 射 校 正 和 几 何 粗 校 正。 以 宁 夏 回族自治区 1∶25万地形图为参照,并对照4期图像 选取控制 点,采 用 多 项 式 变 换 模 型,在 ERDAS 8.7 软件中进行 几 何 精 校 正、镶 嵌、拼 接、分 割 和 融 合 处
1 研究区概况
2008 年 宁 夏 统 计 年 鉴 。 土地利用分类主要依据土地利用方式和土地覆
宁夏中部干旱带地处宁夏回族自治区中部(104°17′ 盖特征,参照《土地 利 用 现 状 调 查 技 术 规 程》,把 宁 夏
-107°39′E,36°54′-38°23′N),包 括 中 卫 市 沙 坡 头 中部干旱带 土 地 利 用 类 型 划 分 为 6 个 一 级 类 型,20
第6期
贾 科 利 等 :宁 夏 中 部 干 旱 带 土 地 利 用 变 化 及 驱 动 力 分 析
63
是气候因素对区域土地利用变化具有重要的影响作 方式解译出不同时期土地利用现状图。对解译结果
用。因此,本文以宁 夏 中 部 干 旱 带 为 研 究 区,应 用 定 经精度评价,综合分类精度均 达 到 89% 以 上,符 合 精
the main driving forces inducing land use change in arid area of central Ningxia Hui Autonomous Region. More importantly,the principal component analysis showed that the impacts of human activity combining with some other conditions were the leading factors that induced dynamic change of the 1and use. Key words:land use;driving force;information entropy;changing trend;arid area of central Ningxia Hui
收 稿 日 期 :2011-04-24 修 回 日 期 :2011-07-05 资 助 项 目 :国 家 自 然 科 学 基 金 项 目 (40801219);宁 夏 大 学 211 工 程 重 点 建 设 学 科 “草 业 科 学 与 生 态 工 程 ”子 项 目 作 者 简 介 :贾 科 利 (1975- ),男 ,陕 西 宝 鸡 人 ,副 教 授 ,博 士 ,主 要 从 事 土 地 资 源 与 3S 技 术 应 用 研 究 。E-mail:jiakeli@163.com
第 18 卷 第 6 期 2011 年 12 月
水土保持研究 Research of Soil and Water Conservation
Vol.18,No.6 Dec.,2011
宁夏中部干旱带土地利用变化及驱动力分析
贾 科 利1,张 俊 华2
(1.宁夏大学 资源环境学院,银川 750021;2.宁夏大学 新技术应用研究开发中心,银川 750021)
理 ,结 合 野 外 调 查 资 料 ,建 立 解 译 标 志 ,通 过 人 机 交 互
3.1 土 地 利 用 变 化 分 析 从 表 1 可 以 看 出 ,研 究 区 耕 地 、草 地 、未 利 用 土 地
和沙地面积较大,占总面 积 的 86% 以 上。 其 中 沙 地、 耕 地 和 草 地 面 积 始 终 占 有 较 大 比 重 ,分 别 占 总 面 积 的 16.5% ,27.7% ,24.7% 上 ,体 现 了 研 究 区 是 典 型 的 荒 漠景观下的农牧交错区。
水量126~225 mm,干旱少雨、风大沙多、日照充 足、 蒸发强烈,干旱、冰 雹、沙 尘、霜 冻 等 灾 害 性 天 气 比 较 频 繁 。 土 壤 以 灰 钙 土 为 主 ,结 构 松 散 沙 性 大 。 由 于 降 水 不 足 ,多 大 风 和 沙 暴 天 气 ,风 蚀 和 风 沙 危 害 严 重 ,生 态环境极其脆弱。
区、中宁县、吴忠利通区、红寺堡开发区、灵武市、盐池 个二 级 类 型。 一 级Baidu Nhomakorabea类 型 即 耕 地、林 地、草 地、城 镇 用
县、同心 县 北 部 等。 土 地 总 面 积 253.7 万 hm2,平 均 地、水域和未利用土地。图像分类和数据分析除沙地
海 拔 1 100~1 600 m,处 于 毛 乌 素 沙 地 和 腾 格 里 沙 漠 的 边 缘 ,为 典 型 的 荒 漠 草 原 带 。 在 地 质 构 造 上 属 于 鄂
动力因相对稳定研究较少。宁夏中部干旱带处于荒 漠 草 原 和 干 草 原 的 过 渡 带 ,东 西 两 边 处 在 毛 乌 素 沙 地 和腾格里沙漠边缘,自 然 地 理 位 置 独 特,决 定 了 其 自 然地理环境具有明 显 的 过 渡 性、干 旱 性、多 样 性 及 脆 弱 性 等 特 点 。 这 使 得 在 生 态 脆 弱 地 区 ,自 然 因 素 特 别
2.1 数 据 来 源 与 数 据 处 理 土地利用数据以1978 年 MSS,1987 年、1996 年
分析采用相关分 析、主 成 分 分 析 法,在 SPSS 13.0 软 件中完成。
和2007 年 TM/ETM 遥 感 影 像 为 基 本 信 息 源,由 国 3 结果与分析
家科技基础条件平台建设项目地球系统科学数据共
2 数据来源及研究方法
大 ,不 同 土 地 利 用 类 型 越 多 ,面 积 相 差 越 小 ,结 构 越 均
衡。计算公式为 : [13]
n
H=- ∑Pi×lnPi i=1
(1)
式中:H———土地 利 用 信 息 熵;Pi———第i 类 土 地 类
型面积占总面积的比重。
2.2.2 土 地 利 用 变 化 机 制 分 析 土 地 利 用 变 化 机 制
量方法,探讨自然因素和人类活动在土地利用变化中 度要求。由于各期数 据 具 有 相 同 的 数 据 基 础 及 分 类
的耦合效应,为揭示 土 地 利 用 变 化 的 自 然、社 会 驱 动 系统,分类结果具有 可 比 性,可 以 进 行 土 地 利 用 变 化
因子提供一个案例。
时空分析。自 然、社 会 经 济 方 面 的 数 据 源 自 1980-
Abstract:By using data derived from the 1978 MSS image and 1987,1996,2007Landsat TM/ETM images and with the help of GIS,the land use change in arid area of central Ningxia Hui Autonomous Region was analyzed.At the same time,the driving forces of the land use change was identified by making use of the cor- relation analysis and principal component.The results showed that the overall trend of land use change in ar- id area of central Ningxia Hui Autonomous Region was in an enlargement of the areas of cultivated land,ur- ban land,whereas sandy land area decreased 281 682hm2,an average annual increase rate grassland area was 0.17% ,and area of forest land reduced nearly 30 000hm2 over 30years.The land use information entropy indicating that the degree of disorder for land use system increased,and the structure of land use became complexity and diversity.It was considered that population,economic,regional socio-economic development degree,industrial structure,agricultural production,socio-input,government policy,and natural factors are
按 二 级 类 型 单 独 统 计 分 析 外 ,其 它 类 型 按 二 级 类 型 统 计 ,一 级 类 型 汇 总 。
尔 多 斯 台 地 ,是 我 国 北 方 农 区 与 天 然 草 地 牧 区 接 壤 的 过渡地带。
该区属中温带 半 干 旱 区,年 均 温10.4℃,年 均 降
2.2 分 析 方 法 2.2.1 土 地 利 用 信 息 熵 土 地 利 用 信 息 熵 的 大 小 反 映 了 土 地 利 用 系 统 的 有 序 程 度 ,土 地 利 用 信 息 熵 值 越
Analysis on Land Use Change and Its Driving Forces in Arid Area of Central Ningxia Hui Autonomous Region
JIA Ke-li 1,ZHANG Jun-hua2
(1.School of Resources and Environment,Ningxia University,Yinchuan 750021,China; 2.The Applied Research and Development Center For New Technology,Ningxia University,Yinchuan 750021,China)
Autonomous Region
土地利用驱动力研究对 解 释 LUCC 时 空 变 化 和 预测模型建立起 到 关 键 作 用,被 认 为 是 土 地 利 用/覆 被变化 (LUCC)研 究 的 焦 点 问 题 。 [1-3] 目 前,国 内 外 驱动力研究更多地 从 人 口、经 济、技 术 和 政 策 等 方 面 揭示由于人为驱动引起 的 土 地 利 用 变 化 ,自 [4-12] 然 驱
享 网 (www.geodata.cn)提 供 。 所 选 影 像 成 像 时 间 均 在7-8月,已经 过 辐 射 校 正 和 几 何 粗 校 正。 以 宁 夏 回族自治区 1∶25万地形图为参照,并对照4期图像 选取控制 点,采 用 多 项 式 变 换 模 型,在 ERDAS 8.7 软件中进行 几 何 精 校 正、镶 嵌、拼 接、分 割 和 融 合 处
1 研究区概况
2008 年 宁 夏 统 计 年 鉴 。 土地利用分类主要依据土地利用方式和土地覆
宁夏中部干旱带地处宁夏回族自治区中部(104°17′ 盖特征,参照《土地 利 用 现 状 调 查 技 术 规 程》,把 宁 夏
-107°39′E,36°54′-38°23′N),包 括 中 卫 市 沙 坡 头 中部干旱带 土 地 利 用 类 型 划 分 为 6 个 一 级 类 型,20