《基于地利用轉(zhuǎn)移矩陣的G省土地利用覆蓋變化影響因素分析》5000字

基于地利用轉(zhuǎn)移矩陣的G省土地利用覆蓋變化影響因素分析目錄TOC\o"1-2"\h\u22467基于地利用轉(zhuǎn)移矩陣的G省土地利用覆蓋變化影響因素分析 021410一、引言 030510二、研究區(qū)概況與數(shù)據(jù)來源 125085（一）研究區(qū)概況 14202三、研究方法 211013（一）土地利用覆蓋動(dòng)態(tài)度 221054（二）土地利用轉(zhuǎn)移矩陣計(jì)算 332103四、計(jì)算結(jié)果與分析 518332（一）土地利用覆蓋的動(dòng)態(tài)的變化 515201（二）土地利用覆蓋變化影響因素研究 52198五、討論 72141參考文獻(xiàn) 0摘要：通過對(duì)土地的開發(fā)利用以及對(duì)土地覆蓋變化的研究，可以深刻地了解觀察到在土地利用與覆蓋變化的過程中的變化特點(diǎn)以及與其相互聯(lián)系較為重要的因素，可以對(duì)以后的區(qū)域的土地治理研究提供有關(guān)的幫助。本文以甘肅省為研究區(qū)域，基于甘肅省各時(shí)期土地利用狀況的數(shù)據(jù)以及降水量和氣溫?cái)?shù)據(jù)，運(yùn)用ArcMAP，創(chuàng)建兩個(gè)時(shí)期的土地利用轉(zhuǎn)移矩陣，分了六個(gè)地類，本研究對(duì)氣候數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，試圖從氣候方面研究甘肅省土地利用覆蓋變化的影響因素。研究結(jié)果如下：（1）從土地利用狀況可以看出，甘肅省主要用地類型是耕地，土地類型的轉(zhuǎn)移也主要是耕地的變化；（2）在2010—2018年這個(gè)時(shí)間段內(nèi)，各類土地利用面積都由所減少，耕地與林地的相互之間的轉(zhuǎn)化比重最高；（3）土地利用覆蓋受氣候影響教大，但也受到人類活動(dòng)的影響。土地利用覆蓋的變化對(duì)人類生活與生產(chǎn)活動(dòng)有各種重要的影響，所以要加強(qiáng)對(duì)土地利用覆蓋變化方面的研究利用。關(guān)鍵詞：土地利用覆蓋變化；影響因素；轉(zhuǎn)移矩陣；甘肅省一、引言土地利用覆蓋變化是目前全球變化研究的一個(gè)前沿和熱點(diǎn)領(lǐng)域。土地利用覆蓋變化會(huì)對(duì)地球生物化學(xué)圈層的功能、結(jié)構(gòu)和物質(zhì)能量循環(huán)產(chǎn)生影響，與全球生態(tài)演變、生物多樣性、氣候變化等密切相關(guān)，關(guān)系到人類生存與發(fā)展的基礎(chǔ)[1]周書貴,邵全琴,曹巍.近20年黃土高原土地利用/覆被變化特征分析[J].地球信息科學(xué)學(xué)報(bào),2016,18(02):190-199.。土地利用覆蓋變化分析已經(jīng)成為評(píng)價(jià)人類活動(dòng)對(duì)自然生態(tài)環(huán)境影響的重要方面[2][1]周書貴,邵全琴,曹巍.近20年黃土高原土地利用/覆被變化特征分析[J].地球信息科學(xué)學(xué)報(bào),2016,18(02):190-199.[2]鄭艷姣,丁妍,劉冠之,薄愛,譚玉龍.2000-2010年中國(guó)土地利用/覆被變化特征分析[J].度假旅游,2019(03):11.[3]史洪超.土地利用/覆被變化(LUCC)研究進(jìn)展綜述[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué),2012,40(26):13107-13110+13125.我國(guó)自古以來是一個(gè)農(nóng)業(yè)大國(guó)，也是土地大國(guó)，我國(guó)國(guó)土幅員遼闊，各種土地的利用種類一直都復(fù)雜多樣，我們國(guó)家及人民對(duì)于土地和與土地有相關(guān)的問題一直以來都很重視。土地利用覆蓋變化是生態(tài)環(huán)境變化最直接、最直觀的反映，是全球生態(tài)環(huán)境變化研究中一直被關(guān)注的熱點(diǎn)之一。全球氣候變化導(dǎo)致全球水熱資源重新配置，對(duì)全球土地覆蓋格局及區(qū)域LUCC動(dòng)態(tài)影響較大，且近幾十年人類社會(huì)活動(dòng)的非理性超越發(fā)展，帶來不同區(qū)域LUCC的空間異質(zhì)性，加劇了生態(tài)環(huán)境脆弱化程度，成為影響全球土地覆蓋變化的主要驅(qū)動(dòng)力[4][4]侯學(xué)會(huì),李新華,徐洪彪,王猛.基于時(shí)序特征的黃河三角洲土地覆蓋動(dòng)態(tài)及驅(qū)動(dòng)力分析[J].水資源與水工程學(xué)報(bào),2021,32(01):233-240.甘肅省東西跨度大，地形地貌、氣候等多種多樣，存在多種類型的土地，情況復(fù)雜。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和時(shí)代的進(jìn)步,在人口、經(jīng)濟(jì)和政策等多種因素的共同影響之下,土地利用變化往往是非常強(qiáng)烈并且難以分析和控制的[1]覃鳳,張翊,顏靖芳,張銀,李窚琪.呈貢區(qū)土地利用/覆蓋變化的時(shí)空分異特征及驅(qū)動(dòng)力分析[J].中國(guó)資源綜合利用,2020,38(09):35-40.。加強(qiáng)對(duì)甘肅土地利用覆蓋變化的研究可以對(duì)以后的甘肅省的土地利用規(guī)劃與土地資源的合理分配提供有利的幫助。通過對(duì)甘肅省2010年、2015年、2018年三年的土地利用的收集到的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理計(jì)算，然后就得到2010—2015年的和2015年—2018年的兩個(gè)土地利用轉(zhuǎn)移矩陣，計(jì)算后得到了各類土地面積的流轉(zhuǎn)變化。研究出針對(duì)該地區(qū)一系列的生態(tài)問題的對(duì)策，有利于我國(guó)生態(tài)安全的發(fā)展。而且對(duì)城鎮(zhèn)化進(jìn)程中土地資源的有效利用具有重要意義[1]覃鳳,張翊,顏靖芳,張銀,李窚琪.呈貢區(qū)土地利用/覆蓋變化的時(shí)空分異特征及驅(qū)動(dòng)力分析[J].中國(guó)資源綜合利用,2020,38(09):35-40.[2]張成揚(yáng),趙智杰.近10年黃河三角洲土地利用/覆蓋時(shí)空變化特征與驅(qū)動(dòng)因素定量分析[J].北京大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2015,51(01):151-158.二、研究區(qū)概況與數(shù)據(jù)來源（一）研究區(qū)概況甘肅省位于西北內(nèi)陸黃河上游地區(qū)。介于93°13′～108°46′E,32°11′～42°57′N之間,地勢(shì)自西南向東北傾斜,全省生態(tài)環(huán)境相對(duì)脆弱,地形以山地和高原為主。轄蘭州、天水、白銀、金昌、嘉峪關(guān)、武威、慶陽、平?jīng)?、張掖、酒泉、定西、隴南12個(gè)市,臨夏、甘南2個(gè)州。全省水資源總量為209.56×108m3,甘南、隴南水資源多,土地條件差,河西地區(qū)土地條件好,水資源缺乏。根據(jù)2017年甘肅省國(guó)土資源公報(bào),2016年全省土地總面積為4258.89×104hm2,耕地面積為537.22×104hm2,城鎮(zhèn)村及工礦用地面積為78.65×104hm2,交通運(yùn)輸用地為26.46×104hm2[3][3]王全喜,孫鵬舉,劉學(xué)錄,任君,劉永康.甘肅省土地利用空間協(xié)調(diào)度時(shí)空分異及態(tài)勢(shì)分析[J].干旱區(qū)地理,2020,43(01):271-279.1、數(shù)據(jù)來源本文中2010、2015、2018年的土地利用數(shù)據(jù)和降水量與氣溫?cái)?shù)據(jù)主要來源于中國(guó)科學(xué)院資源環(huán)境科學(xué)與數(shù)據(jù)中心。各年土地狀況與人口及各年的平均降水量與平均氣溫等相關(guān)信息來源于甘肅省統(tǒng)計(jì)年鑒。2、數(shù)據(jù)處理三期土地利用數(shù)據(jù)質(zhì)量較好。對(duì)柵格數(shù)據(jù)主要進(jìn)行了重分類，以及由柵格轉(zhuǎn)為矢量數(shù)據(jù)的處理，主要的處理軟件為ArcMAP10.2。三、研究方法（一）土地利用覆蓋動(dòng)態(tài)度土地利用覆蓋的動(dòng)態(tài)度包括單一土地利用動(dòng)態(tài)度和綜合土地利用動(dòng)態(tài)度，其中單一土地利用動(dòng)態(tài)度表示一定區(qū)域在特定時(shí)段內(nèi)某一種土地類型的變化速度：式中:K1為研究時(shí)段內(nèi)某一土地利用覆蓋類型的動(dòng)態(tài)度；Sa、Sb分別為研究期初及研究期末某一種土地利用/覆蓋類型的面積；T為研究時(shí)段長(zhǎng)度,以年為單位。綜合土地利用動(dòng)態(tài)度可表示研究時(shí)段內(nèi)區(qū)域土地利用的變化速度：式中：K2為土地利用覆蓋的綜合動(dòng)態(tài)度；Si為研究起始時(shí)第i類土地利用覆蓋類型面積；?Si-j為研究時(shí)段內(nèi)第i類土地利用覆蓋類型轉(zhuǎn)變?yōu)閖類土地利用覆蓋類型面積之和；n為土地利用覆蓋類型的數(shù)目。表SEQ表\*ARABIC12010年、2015年、2018年三年土地利用狀況比較TableSEQTable\*ARABIC1Comparisonoflandusein2010,2015and20182010年2015年2018年面積(km2)占總面積(%)面積(km2)占總面積(%)面積(km2)占總面積(%)農(nóng)用地25412255.9718553243.5618542743.54建設(shè)用地98172.1688302.0892762.18居民點(diǎn)及工礦88571.9576471.879771.87交通運(yùn)輸6730.157970.199050.21水利設(shè)施2870.063860.093940.09未利用地19006141.8623152754.3623113354.28表SEQ表\*ARABIC22010年、2015年、2018年三個(gè)時(shí)間段土地利用動(dòng)態(tài)度的比較TableSEQTable\*ARABIC2Comparisonofdynamicattitudeoflanduseinthreeperiodsin2010,2015and2018類型2010年—2015年(%)2015年—2018年(%)2010年—2018(%)農(nóng)用地-0.05-0.00019-0.03建設(shè)用地-0.020.01684-0.01居民點(diǎn)及工礦-0.030.01438-0.01交通運(yùn)輸0.040.045170.04水利設(shè)施0.070.006910.05未利用地0.04-0.000570.03（二）土地利用轉(zhuǎn)移矩陣計(jì)算由于自然和人文因素的影響,土地覆蓋方式隨著時(shí)間推移處于動(dòng)態(tài)變化之中。各種土地利用覆蓋類型轉(zhuǎn)化的數(shù)量、方向及速度都不同。本文通過對(duì)2010、2015和2018年3期2個(gè)時(shí)段土地覆蓋類型圖的疊加分析,運(yùn)用ArcMAP10.2求得研究時(shí)段內(nèi)各類型相互轉(zhuǎn)化的數(shù)量,構(gòu)建土地覆蓋類型之間的轉(zhuǎn)移矩陣,反映不同類型間的轉(zhuǎn)化趨勢(shì)和速度。表SEQ表\*ARABIC32010—2015年各種地類土地利用轉(zhuǎn)移矩陣（km2）TableSEQTable\*ARABIC3Landusetransfermatrixofdifferentregionsfrom2010to2015(km2)耕地林地草地水域城鄉(xiāng)、工礦、居民用地未利用地總計(jì)耕地9548462651425482584213104453林地5547790571154579951486428草地9199944817431111778152016水域553100975272233846339城鄉(xiāng)、工礦、居民用地35012217115292595207896908未利用地173536136310619855264156804總計(jì)103026870745392460009661356311402948表SEQ表\*ARABIC42015—2018年各種地類土地利用轉(zhuǎn)移矩陣（km2）TableSEQTable\*ARABIC4Landusetransfermatrixofvariouslandtypesfrom2015to2018(km2)耕地林地草地水域城鄉(xiāng)、工礦、居民用地未利用地總計(jì)耕地65211243088293234019221058103132林地25639502497879767734244287710草地82817761251065745158445451334水域269888571019345276307384城鄉(xiāng)、工礦、居民用地1561602545236782533576496279未利用地8622407444333660514234256441總計(jì)104252862125188363189692556690402280圖SEQ圖\*ARABIC12010年、2015年、2018年土地利用現(xiàn)狀比較FigureSEQFigure\*ARABIC1Comparisonoflandusestatusin2010,2015and2018四、計(jì)算結(jié)果與分析（一）土地利用覆蓋的動(dòng)態(tài)的變化從表1中看到甘肅省主要的土地類型是農(nóng)用地，在2010年占甘肅土地面積的一半，2015年和2018年有所減少但所占比重仍然較大。在2015年和2018年未利用地面積增長(zhǎng)快，占總面積比重變大，在總面積里所占的比重很明顯超過了農(nóng)用地。從表2三年的土地利用動(dòng)態(tài)度比較來看，在2010年-2015年間農(nóng)用地、建設(shè)用地、居民點(diǎn)及工礦這三類用地呈現(xiàn)負(fù)增長(zhǎng)，而交通運(yùn)輸、水利設(shè)施、未利用地三類用地動(dòng)態(tài)度為正。而在2015到2018年時(shí)間段內(nèi)，只有農(nóng)用地與未利用地的動(dòng)態(tài)度為負(fù)，其余的都為正。從表3、表4這兩個(gè)時(shí)間段的計(jì)算出的土地轉(zhuǎn)移矩陣可以看出，甘肅省主要用地類型是耕地，土地類型的轉(zhuǎn)移也主要是耕地的變化，主要的用地類型也已耕地為主；在2010—2018年這個(gè)時(shí)間段內(nèi)，各類土地利用面積都由所減少，耕地與林地的相互之間的轉(zhuǎn)化比重最高；土地利用覆蓋受氣候影響較大，但也受到人類活動(dòng)的影響。（二）土地利用覆蓋變化影響因素研究圖SEQ圖\*ARABIC22010年、2015年甘肅省降水量分布圖FigureSEQFigure\*ARABIC2PrecipitationdistributionmapofGansuProvincein2010and2015圖SEQ圖\*ARABIC32010年、2015年甘肅省氣溫分部圖FigureSEQFigure\*ARABIC3MapofairtemperaturedistributioninGansuProvincein2010and2015從該地區(qū)的降水季開始降水量增大并集中，而且降水分布極其不均勻。降水集中分布對(duì)地形地貌有直接的影響，降水過多極易引發(fā)泥石流等地質(zhì)災(zāi)害，沖刷地表，流水帶走土壤中的肥力，使得土壤質(zhì)量下降。地形地貌的改變也對(duì)制備的生長(zhǎng)有著直接的影響。從圖2得到兩年的降水量，降水分布的變化主要在甘肅省東南部地區(qū)，東南部也是甘肅省植被覆蓋率較高的地區(qū)，人口較多。圖3中兩年氣溫的比較，得出兩年氣溫影響變化不是很大，但是氣溫對(duì)植被等有著根本的影響。表SEQ表\*ARABIC52010年、2015年、2018年三年人口數(shù)及構(gòu)成（萬人）TableSEQTable\*ARABIC5Populationnumberandcompositionin2010,2015and2018(10,000people)年份年末總?cè)丝诔擎?zhèn)人口數(shù)比重（%）鄉(xiāng)村人口數(shù)比重（%）20102559.98924.6636.121635.3263.8820152599.551122.7543.191476.856.8120182637.261257.7147.691379.5552.31從這三年的年末常住人口可以看出，甘肅省地區(qū)人口逐年增加，而且在增長(zhǎng)的人口中主要是城市人口總數(shù)在增長(zhǎng)，而農(nóng)村人口總數(shù)在減少。而城市人口增長(zhǎng)勢(shì)必會(huì)帶來城鎮(zhèn)面積的擴(kuò)張?jiān)黾?，在已?jīng)有的城鎮(zhèn)面積較少的情況下，城鎮(zhèn)擴(kuò)張會(huì)侵占農(nóng)村宅基地，導(dǎo)致農(nóng)村面積減少。地區(qū)生產(chǎn)總值的逐年增長(zhǎng)說明該地區(qū)居民收入增長(zhǎng)，生活水平提高，更多的人想要入住城市，這也是城鎮(zhèn)面積增長(zhǎng)的原因之一。通過甘肅省三年的各類土地之間的面積轉(zhuǎn)換情況，對(duì)比分析過后得到，土地利用表現(xiàn)出明顯的非農(nóng)用地特征，大量農(nóng)用設(shè)施用地轉(zhuǎn)為建設(shè)用地[1][1]楊麗娜,牛叔文,馬利邦,李怡欣.敦煌市土地利用/覆蓋變化特征及成因分析[J].生態(tài)學(xué)雜志,2010,29(04):766-775.五、討論通過甘肅省統(tǒng)計(jì)年鑒收集到了甘肅省三年的土地利用狀況的詳細(xì)的各種用地類型的面積數(shù)據(jù)，以及對(duì)甘肅省的三期的土地利用土地覆蓋遙感檢測(cè)到的數(shù)據(jù)影像圖進(jìn)行了處理和讀取,將甘肅省土地利用類型大致分為了6種類型,對(duì)研究區(qū)域土地利用覆蓋變化特征及成因進(jìn)行了分析。從3個(gè)時(shí)期2個(gè)時(shí)段的土地類型轉(zhuǎn)移矩陣來看,研究區(qū)域各地類之間的轉(zhuǎn)變較為復(fù)雜。主要是耕地與林地之間的轉(zhuǎn)化，但是這些各類土地之間的變化也沒有使得甘肅省的各種地類的使用規(guī)模發(fā)生變化，土地利用的格局沒有大的變動(dòng)。引起甘肅省土地利用覆蓋變化的因素主要來自自然和人文2個(gè)方面的影響因素。隨著近年來的城市人口的增加，當(dāng)下的城市面積已經(jīng)容不下慢慢增長(zhǎng)的城市人口數(shù)量，這就會(huì)讓人們漸漸地開始擴(kuò)張城市面積，城市面積增加最直接受到影響的就是農(nóng)村用地面積。雖然其他的各種類型的土地也會(huì)因此受到影響，但從這幾年的情況來看，受到最直接影響的是農(nóng)村用地的面積，這就使得農(nóng)用地開始減少。而且由于社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，大量的農(nóng)村人口涌入城市，這也使得耕地等農(nóng)用地存在著無人看管現(xiàn)象，所以就會(huì)出現(xiàn)土地的舍棄荒廢。而通過表2看出未利用地也在逐漸地增長(zhǎng)，這就說明，近年來，甘肅省的土地資源分配可能存在不合理的現(xiàn)象，土地也沒有得到很好的保護(hù)與利用，說明存在浪費(fèi)土地資源的現(xiàn)象。這也與農(nóng)村人口進(jìn)入城市有關(guān)。近年來，科技經(jīng)濟(jì)雙重發(fā)展，不僅對(duì)人類社會(huì)有著影響，而且對(duì)自然界來說，這也是重要的一個(gè)發(fā)展階段。科技的發(fā)展不僅僅是改變了人類的生活方式，而且也改變了動(dòng)植物的生長(zhǎng)方式習(xí)性。隨著人類數(shù)量的增加在全球氣候變化的大背景下,溫度升高對(duì)植被生長(zhǎng)具有一定的影響,而土地開墾、灌溉、旅游等人類活動(dòng)加大了對(duì)水資源的需求,擠占生態(tài)用水,這是植被退化、自然生態(tài)系統(tǒng)萎縮的主要原因。要時(shí)