基于动态模型的土地利用变化分析

基于动态模型的土地利用变化分析

摘要通过转移矩阵和动态度方法对佛山市鲁岗村1998—2008年的土地利用变化进行研究，结果表明：耕地的变化最大，其次是水域和建设用地；综合土地利用动态度较大，达到3.34%，反映出1998—2008年10年间是研究区土地利用一个剧变期；耕地、林地、草地等拥有较高生态系统服务价值的土地利用类型大幅减少，而建设用地相应的增加，改变了研究区域的生态功能服务价值。

Abstract Through methods of transfer matrix and dynamic degrees，this paper analyzed land use change of Lugang Village in Foshan City from 1998 to 2008.The results showed that the biggest change was arable land，followed by water and construction prehensive land use dynamic degree was larger that reached 3.34%，which reflected the 10 years from 1998 to 2008 was a drastic change of land use period.That had a higher value of ecosystem services type of land use such as arable land，woodland，grassland and other substantially reduced and a corresponding increase in construction sites changing the value of ecosystem services function of study area.

Key words land use；transfer matrix；dynamic degree

土地利用与土地覆被变化是由国际地圈与生物圈计划（IGBP）和全球环境变化人文因素计划（IHDP）联合提出的一个涉及自然和社会科学交叉学科的研究计划[1]，它不仅影响人类生存与发展的自然基础，而且对陆地生态系统组成结构、功能及生态服务价值等方面也产生作用[2]。由于土地利用及其格局变化会对生态环境产生重要影响[3]，因此，研究土地利用变化，对于保护生态环境和促进生态环境的恢复具有重要的理论意义。以佛山市鲁岗村作为研究区，通过转移矩阵和动态度模型分析其从1998—2008年的土地利用变化，为该地区合理利用土地资源，建设社会主义新农村提供参考。

1 研究方法

1.1 转移矩阵

土地利用转移矩阵分析方法是进行土地利用动态结构的主要研究方法。根据地图代数方法对任意2期土地利用/覆被图进行空间叠加处理，可以得出由k时期到k+1时期的土地利用变化图Cij。转移矩阵包含了区域不同时期土地利用数量结构信息和不同时段各种土地利用类型之间的转化信息[4]。计算公式为：

Cij=A×100+A（1）

据此可求得土地利用类型相互转化的数量关系的原始转移矩阵，构建土地利用变化动态模型，反映不同类型间的转化趋势和速度。

1.2 动态度

1.2.1 单一土地利用动态度。运用土地利用动态度模型可以分析土地利用类型的动态变化，从而真实反映研究区域的土地利用类型的变化速度和程度。单一土地利用动态度表达了某研究区在一定时间范围内某种土地利用类型的数量变化情况[5]。计算公式为：

k（%）=××100（2）

式中，K为研究时段内某一土地利用类型动态度，Ua、Ub分别为研究初期、研究末期某一土地利用类型的数量，T为研究时段长，当T的时段设定为年时，K值就是该研究区某种土地利用类型的年变化度。

1.2.2 综合土地利用动态度。综合土地利用动态度综合考虑了研究时段内各种土地利用类型间的相互转化，刻画了区域土地利用变化的剧烈程度，便于在不同空间尺度上找出土地利用变化的热点区域，同时对预测未来土地利用变化趋势也有积极作用[6]。计算公式为：

LC（%）=××100（3）

式中，LC为研究时段内综合土地利用动态度；LUi为监测起始时刻第i类土地利用类型的面积；？驻LUi-j为监测时段内第i类土地利用类型转化为非i 类土地类型面积的绝对值；T为监测时段长度。

2 结果分析

2.1 1998—2008年土地利用结构变化及其特点

2.1.1 1998年土地利用状况及其特点。1998年研究区土地利用结构如表1所示。可以看出，其土地利用现状特点主要有以下几个方面：一是土地利用以农用地为主，耕地所占比重大；林地、草地所占比重小。1998年研究区耕地面积为730.19 hm2，占土地总面积的比例达67.64%；林地面积为1

3.76 hm2，占土地总面积比例为1.27%；草地面积为3.55 hm2，占土地总面积比例为0.33%。这种土地利用现状结构反映出研究区当时土地经营方式是以传统农业为主。二是建设用地比重偏少，可开发利用土地潜力小。1998年研究区建设用地总面积为133.43 hm2，占土地总面积的12.36%。建设用地包括农村居民点、交通运输用地、水利设施用地、公共建筑用地等，建设用地在土地比重中变少，从侧面反映了研究区的基础设施建设滞后。而占土地总面积3.84%的未利用土地，包括了开发难度很大或者生态环境脆弱不适合开发的荒地、裸土地、滩涂等，可以开发利用的土地有限，土地开发潜力较小。2.1.2 2008年土地利用现状及其特点。2008年研究区土地利用结构如表2所示。可以看出，2008年研究区土地利用现状特点主要有以下几个方面：一是用地结构较均衡。建设用地、耕地、水域三大用地类型占土地总面积的85.956%。其中，建设用地占30.020%，耕地占37.485%，水域占18.451%。水域所占比例较大，除了河流水面外，一部分是滩涂、坑塘水面。二