北方农牧交错带土地利用及景观格局变化特征

的关系具有重要理论意义 ,而且对调整区域土地利 1 km ×1 km 的 Grid 数据两两叠加 ,提取主要地类转
用政策 、维护区域及相邻地区的生态安全 、探索解决 化的空间分布特征 ,并计算获得不同地类之间的转
生态脆弱区经济发展与生态保护协调发展的途径具 移矩阵 (见表 1～3) ,主要地类转化分布见图 1～3.
的迅速发展. 这不仅影响区域自然资源的可持续利 精校正 、图像增强处理 、图像镶嵌和 AOI 裁选. 在
用 、当地人民群众的生存环境质量 ,也直接关系到首 ArcGIS910 软件环境下 ,以裁选好的栅格影像作为判
都北京及其周围地区的生态安全.
读底图 ,依据全国土地利用分类系统 ,并结合北方农
北方农牧交错带作为今后我国经济发展的第二 牧交错带实际 ,划分成 6 个一级类型 (耕地 ,林地 ,草
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第5期
刘军会等 :北方农牧交错带土地利用及景观格局变化特征
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是典型的生态脆弱区. 区内发展农业的生态风险极 第二标准纬线为47°N.
内容之一. 基于土地利用Π土地覆盖图的景观格局指 Coverage 格式存储 , 解译精度控制在 95 %以上. 在
数是景观格局分析的重要方法[326] ,使生态过程与空 ArcΠINFO 环境下 ,把以 Coverage 格式存储的土地利
间格局相互关联的度量成为可能 ,在地学等相关领 用遥感解译数据转换成1 km ×1 km的 Grid 数据.
901 163 15 486 112 038 4210 - 9 521 - 315
1995 年 水域 城乡 、工矿用地 未利用地
3 600
7 640
6 701
396
667
2 919
3 240
3 773
20 057
2 469
68
590
25
759
46
1 781
636
17 008
9 042
12 784
30 313
第 20 卷 第 5 期
环 境 科 学 研 究 Research of Environmental Sciences
Vol. 20 ,No. 5 ,2007
北方农牧交错带土地利用及景观格局变化特征
刘军会1 ,2 , 高吉喜3 3 , 耿 斌4 ,Βιβλιοθήκη Baidu吴黎军5
1. 中国科学院 成都山地灾害与环境研究所 ,四川 成都 610041 2. 中国科学院 研究生院 ,北京 100049 3. 中国环境科学研究院 生态所 ,北京 100012 4. 石家庄职业技术学院 经济贸易系 ,河北 石家庄 050081 5. 邯郸学院 地理与旅游系 ,河北 邯郸 056005
liujunhuide @sohu. com. 3 责任作者 ,gaojx @craes. org. cn
划( IHDP) 于 1995 年制定并开始执行“土地利用Π土 地覆被变化科学研究计划 (LUCC) ”[2] ,使 LUCC 研究 成为目前全球变化研究的前沿和热点课题. 交错带 是相邻生态系统的边缘交汇带 ,是陆地生态系统对 全球环境变化和人为干扰响应的关键地段. 北方农 牧交错带自东北向西南纵贯中国北部 ,阻挡西北部 沙漠向东南入侵 ,是中东部地区的重要生态屏障. 同 时北方农牧交错带降水少 、多大风 、沙尘活动强烈 ,
摘要 : 基于 1988 ,1995 和 2000 年 3 期 Landsat TM 数据 ,采用遥感 , GIS 和景观生态学方法 ,运用土地利用转移矩阵 、景观格局分 析软件 Fragstats313 ,对北方农牧交错带土地利用及景观格局变化进行了动态研究. 结果表明 : ①减少的耕地主要转为草地 ,增 加的耕地也主要源于开垦草地 ; ②耕地转为草地的空间分布较均匀 ,草地转为耕地的区域差异明显 ; ③1988 —1995 年和 1995 — 2000 年 2 个时段参加变化的土地数量差异显著 ; ④增加的沙地主要源于草地退化 ; ⑤景观异质性上升 ,结构趋向均衡化 ,稳定 性增强 ,受人类干扰程度在加大. 关键词 : 土地利用 ; 转移矩阵 ; 景观格局指数 ; Fragstats313 中图分类号 : X173 文献标识码 : A 文章编号 : 1001 - 6929 (2007) 05 - 0148 - 07
1. Institute of Mountain Hazards and Environment , Chinese Academy of Sciences , Chengdu 610041 , China 2. Graduate School , Chinese Academy of Sciences , Beijing 100049 , China 3. Institute of Ecology , Chinese Research Academy of Environmental Sciences , Beijing 100012 , China 4. Economic and Trade Department , Shijiazhuang Vocational Technology Institute , Shijiazhuang 050081 , China 5. Geography and Tourism Department of Handan College , Handan 056005 , China
中央经线105°E ,原点纬线 0°,第一标准纬线为25°N , 用类型的面积.
表 1 1988 —1995 年土地利用转移矩阵
Table 1 Transform matrix of land use from 1988 to 1995
km2
项目
1988 年
耕地 林地 草地 水域 城乡 、工矿用地 未利用地 转入 占有率Π% 面积净变化 相对变化率Π%
n
∑Aij ×100 %
j=1
形图和 GPS 数据等. 首先将数据集成到统一的坐标
(1)
体系中 ,投影方式为双标准纬线等面积圆锥 (Albers) 投影 ,采用的椭球体为 Krasovsky 椭球体 ,主要参数 :
式中 , i , j 分别为 k 与 k + 1 时期的土地利用类型 ; Aij 为 k 时期的土地利用类型转变为 k + 1 时期土地利
耕地 115 957 13 506 66 029 1 169
292 6 721 87 717 3218 - 7 525 - 316
林地 15 712 37 872 28 460
241 77 1 413 45 903 1315 - 5 484 - 611
草地 61 589 33 899 148 660
Abstract : Using the techniques of RS , GIS and landscape ecology , based on Landsat TM data of 1988 , 1995 and 2000 , integrating with land use transform matrix and landscape pattern analysis software Fragstats313 , the dynamic changes of land use and landscape pattern from 1988 to 2000 in the farming2pastoral region of Northern China were studied. The main results show that : ①The reason of farmland decrease is the change from farmland to grassland , and its increase is due to the reclamation of grassland ; ②The change from farmland to grassland is well2 proportioned while the change from grassland to farmland has its distinct regional difference ; ③The quantity of land use change is different greatly between 1988 to 1995 and 1995 to 2000 ; ④The reason of sandy land increase is owing to grassland degradation ; ⑤Landscape heterogeneity is increased , landscape structure inclines to equilibrium , landscape stability is reinforced , and the interference degree of landscape change by people is being aggravated. Key words : land use ; transform matrix ; landscape pattern indices ; Fragstats313
有重要意义.
k + 1 时期土地利用类型相对于 k 时期的变化
1 数据及处理
程度一般用相对变化率来表示.
数据包括 1988 ,1995 和 2000 年 3 期 Landsat TM 影像 (数据来源于全国生态环境调查) ,1∶100 000地
相对变化率 =
n
n
∑ ∑ Aij -
A ij
i =1
j=1
条“黄金带”和生态建设的重点地区 ,近期土地利用 地 ,水域 ,城乡 ,工矿用地 ,未利用地) 和 20 个二级类
变化处于不断调整的过程中. 掌握区域土地利用格 型. 通过人机交互解译方式分层提取目标地类 ,建立
局变化过程是土地利用Π土地覆盖变化研究的重要 土 地 利 用 空 间 数 据 库 和 属 性 数 据 库 , 数 据 以
119
212
716
6 073
12 181
4 276
大 ,但迫于人口和经济压力 ,农民为维持生计大力开
在 ArcGIS910 中对地形图和 GPS 数据进行配
垦农田 ,致使农业生产低而不稳 ,且易导致草地退 准 、矢量化 ,提取相关专题信息. 遥感数据的处理在
化 、农田风蚀 、荒漠化 、生物多样性丧失等生态破坏 ERDAS 软件中依次进行以下步骤 : 波段合成 、几何
Study o n the Dyna mic Change of Land Use and Landscap e Pattern in the Farming2Pa storal Regio n of Northern China
LIU J un2hui1 ,2 , GAO Ji2xi3 , GENG Bin4 , WU Li2jun5
域得到了普遍应用[7] . 笔者采用遥感 , GIS 和景观生 2 土地利用变化特征
态学方法 ,对北方农牧交错带的土地利用和景观格
为更加形象 、直观地描述北方农牧交错带不同
局变化进行了定量分析 ,这不仅对研究区域土地利 地类 之 间 的 相 互 转 化 , 在 ArcΠINFO 环 境 下 用
用变化特点 、机制和探讨景观演化与人类活动之间 Combine 命令将 1988 ,1995 和 2000 年 3 期土地利用
土地利用动态变化研究是全球环境变化的重要 课题[1] ,也是引起区域环境变化的关键要素. 国际地 圈生物圈计划 ( IGBP) 和国际全球变化人文因素计
收稿日期 : 2007 - 04 - 10 修订日期 : 2007 - 06 - 04 基金项目 : 国家环境保护总局项目 作者简介 : 刘 军 会 ( 1976 - ) , 男 , 河 北 顺 平 人 , 博 士 研 究 生 ,