《基于地利用转移矩阵的G省土地利用覆盖变化影响因素分析》5000字

基于地利用转移矩阵的G省土地利用覆盖变化影响因素分析目录TOC\o"1-2"\h\u22467基于地利用转移矩阵的G省土地利用覆盖变化影响因素分析 021410一、引言 030510二、研究区概况与数据来源 125085（一）研究区概况 14202三、研究方法 211013（一）土地利用覆盖动态度 221054（二）土地利用转移矩阵计算 332103四、计算结果与分析 518332（一）土地利用覆盖的动态的变化 515201（二）土地利用覆盖变化影响因素研究 52198五、讨论 72141参考文献 0摘要：通过对土地的开发利用以及对土地覆盖变化的研究，可以深刻地了解观察到在土地利用与覆盖变化的过程中的变化特点以及与其相互联系较为重要的因素，可以对以后的区域的土地治理研究提供有关的帮助。本文以甘肃省为研究区域，基于甘肃省各时期土地利用状况的数据以及降水量和气温数据，运用ArcMAP，创建两个时期的土地利用转移矩阵，分了六个地类，本研究对气候数据进行分析，试图从气候方面研究甘肃省土地利用覆盖变化的影响因素。研究结果如下：（1）从土地利用状况可以看出，甘肃省主要用地类型是耕地，土地类型的转移也主要是耕地的变化；（2）在2010—2018年这个时间段内，各类土地利用面积都由所减少，耕地与林地的相互之间的转化比重最高；（3）土地利用覆盖受气候影响教大，但也受到人类活动的影响。土地利用覆盖的变化对人类生活与生产活动有各种重要的影响，所以要加强对土地利用覆盖变化方面的研究利用。关键词：土地利用覆盖变化；影响因素；转移矩阵；甘肃省一、引言土地利用覆盖变化是目前全球变化研究的一个前沿和热点领域。土地利用覆盖变化会对地球生物化学圈层的功能、结构和物质能量循环产生影响，与全球生态演变、生物多样性、气候变化等密切相关，关系到人类生存与发展的基础[1]周书贵,邵全琴,曹巍.近20年黄土高原土地利用/覆被变化特征分析[J].地球信息科学学报,2016,18(02):190-199.。土地利用覆盖变化分析已经成为评价人类活动对自然生态环境影响的重要方面[2][1]周书贵,邵全琴,曹巍.近20年黄土高原土地利用/覆被变化特征分析[J].地球信息科学学报,2016,18(02):190-199.[2]郑艳姣,丁妍,刘冠之,薄爱,谭玉龙.2000-2010年中国土地利用/覆被变化特征分析[J].度假旅游,2019(03):11.[3]史洪超.土地利用/覆被变化(LUCC)研究进展综述[J].安徽农业科学,2012,40(26):13107-13110+13125.我国自古以来是一个农业大国，也是土地大国，我国国土幅员辽阔，各种土地的利用种类一直都复杂多样，我们国家及人民对于土地和与土地有相关的问题一直以来都很重视。土地利用覆盖变化是生态环境变化最直接、最直观的反映，是全球生态环境变化研究中一直被关注的热点之一。全球气候变化导致全球水热资源重新配置，对全球土地覆盖格局及区域LUCC动态影响较大，且近几十年人类社会活动的非理性超越发展，带来不同区域LUCC的空间异质性，加剧了生态环境脆弱化程度，成为影响全球土地覆盖变化的主要驱动力[4][4]侯学会,李新华,徐洪彪,王猛.基于时序特征的黄河三角洲土地覆盖动态及驱动力分析[J].水资源与水工程学报,2021,32(01):233-240.甘肃省东西跨度大，地形地貌、气候等多种多样，存在多种类型的土地，情况复杂。随着社会经济的快速发展和时代的进步,在人口、经济和政策等多种因素的共同影响之下,土地利用变化往往是非常强烈并且难以分析和控制的[1]覃凤,张翊,颜靖芳,张银,李窚琪.呈贡区土地利用/覆盖变化的时空分异特征及驱动力分析[J].中国资源综合利用,2020,38(09):35-40.。加强对甘肃土地利用覆盖变化的研究可以对以后的甘肃省的土地利用规划与土地资源的合理分配提供有利的帮助。通过对甘肃省2010年、2015年、2018年三年的土地利用的收集到的相关数据进行处理计算，然后就得到2010—2015年的和2015年—2018年的两个土地利用转移矩阵，计算后得到了各类土地面积的流转变化。研究出针对该地区一系列的生态问题的对策，有利于我国生态安全的发展。而且对城镇化进程中土地资源的有效利用具有重要意义[1]覃凤,张翊,颜靖芳,张银,李窚琪.呈贡区土地利用/覆盖变化的时空分异特征及驱动力分析[J].中国资源综合利用,2020,38(09):35-40.[2]张成扬,赵智杰.近10年黄河三角洲土地利用/覆盖时空变化特征与驱动因素定量分析[J].北京大学学报(自然科学版),2015,51(01):151-158.二、研究区概况与数据来源（一）研究区概况甘肃省位于西北内陆黄河上游地区。介于93°13′～108°46′E,32°11′～42°57′N之间,地势自西南向东北倾斜,全省生态环境相对脆弱,地形以山地和高原为主。辖兰州、天水、白银、金昌、嘉峪关、武威、庆阳、平凉、张掖、酒泉、定西、陇南12个市,临夏、甘南2个州。全省水资源总量为209.56×108m3,甘南、陇南水资源多,土地条件差,河西地区土地条件好,水资源缺乏。根据2017年甘肃省国土资源公报,2016年全省土地总面积为4258.89×104hm2,耕地面积为537.22×104hm2,城镇村及工矿用地面积为78.65×104hm2,交通运输用地为26.46×104hm2[3][3]王全喜,孙鹏举,刘学录,任君,刘永康.甘肃省土地利用空间协调度时空分异及态势分析[J].干旱区地理,2020,43(01):271-279.1、数据来源本文中2010、2015、2018年的土地利用数据和降水量与气温数据主要来源于中国科学院资源环境科学与数据中心。各年土地状况与人口及各年的平均降水量与平均气温等相关信息来源于甘肃省统计年鉴。2、数据处理三期土地利用数据质量较好。对栅格数据主要进行了重分类，以及由栅格转为矢量数据的处理，主要的处理软件为ArcMAP10.2。三、研究方法（一）土地利用覆盖动态度土地利用覆盖的动态度包括单一土地利用动态度和综合土地利用动态度，其中单一土地利用动态度表示一定区域在特定时段内某一种土地类型的变化速度：式中:K1为研究时段内某一土地利用覆盖类型的动态度；Sa、Sb分别为研究期初及研究期末某一种土地利用/覆盖类型的面积；T为研究时段长度,以年为单位。综合土地利用动态度可表示研究时段内区域土地利用的变化速度：式中：K2为土地利用覆盖的综合动态度；Si为研究起始时第i类土地利用覆盖类型面积；∆Si-j为研究时段内第i类土地利用覆盖类型转变为j类土地利用覆盖类型面积之和；n为土地利用覆盖类型的数目。表SEQ表\*ARABIC12010年、2015年、2018年三年土地利用状况比较TableSEQTable\*ARABIC1Comparisonoflandusein2010,2015and20182010年2015年2018年面积(km2)占总面积(%)面积(km2)占总面积(%)面积(km2)占总面积(%)农用地25412255.9718553243.5618542743.54建设用地98172.1688302.0892762.18居民点及工矿88571.9576471.879771.87交通运输6730.157970.199050.21水利设施2870.063860.093940.09未利用地19006141.8623152754.3623113354.28表SEQ表\*ARABIC22010年、2015年、2018年三个时间段土地利用动态度的比较TableSEQTable\*ARABIC2Comparisonofdynamicattitudeoflanduseinthreeperiodsin2010,2015and2018类型2010年—2015年(%)2015年—2018年(%)2010年—2018(%)农用地-0.05-0.00019-0.03建设用地-0.020.01684-0.01居民点及工矿-0.030.01438-0.01交通运输0.040.045170.04水利设施0.070.006910.05未利用地0.04-0.000570.03（二）土地利用转移矩阵计算由于自然和人文因素的影响,土地覆盖方式随着时间推移处于动态变化之中。各种土地利用覆盖类型转化的数量、方向及速度都不同。本文通过对2010、2015和2018年3期2个时段土地覆盖类型图的叠加分析,运用ArcMAP10.2求得研究时段内各类型相互转化的数量,构建土地覆盖类型之间的转移矩阵,反映不同类型间的转化趋势和速度。表SEQ表\*ARABIC32010—2015年各种地类土地利用转移矩阵（km2）TableSEQTable\*ARABIC3Landusetransfermatrixofdifferentregionsfrom2010to2015(km2)耕地林地草地水域城乡、工矿、居民用地未利用地总计耕地9548462651425482584213104453林地5547790571154579951486428草地9199944817431111778152016水域553100975272233846339城乡、工矿、居民用地35012217115292595207896908未利用地173536136310619855264156804总计103026870745392460009661356311402948表SEQ表\*ARABIC42015—2018年各种地类土地利用转移矩阵（km2）TableSEQTable\*ARABIC4Landusetransfermatrixofvariouslandtypesfrom2015to2018(km2)耕地林地草地水域城乡、工矿、居民用地未利用地总计耕地65211243088293234019221058103132林地25639502497879767734244287710草地82817761251065745158445451334水域269888571019345276307384城乡、工矿、居民用地1561602545236782533576496279未利用地8622407444333660514234256441总计104252862125188363189692556690402280图SEQ图\*ARABIC12010年、2015年、2018年土地利用现状比较FigureSEQFigure\*ARABIC1Comparisonoflandusestatusin2010,2015and2018四、计算结果与分析（一）土地利用覆盖的动态的变化从表1中看到甘肃省主要的土地类型是农用地，在2010年占甘肃土地面积的一半，2015年和2018年有所减少但所占比重仍然较大。在2015年和2018年未利用地面积增长快，占总面积比重变大，在总面积里所占的比重很明显超过了农用地。从表2三年的土地利用动态度比较来看，在2010年-2015年间农用地、建设用地、居民点及工矿这三类用地呈现负增长，而交通运输、水利设施、未利用地三类用地动态度为正。而在2015到2018年时间段内，只有农用地与未利用地的动态度为负，其余的都为正。从表3、表4这两个时间段的计算出的土地转移矩阵可以看出，甘肃省主要用地类型是耕地，土地类型的转移也主要是耕地的变化，主要的用地类型也已耕地为主；在2010—2018年这个时间段内，各类土地利用面积都由所减少，耕地与林地的相互之间的转化比重最高；土地利用覆盖受气候影响较大，但也受到人类活动的影响。（二）土地利用覆盖变化影响因素研究图SEQ图\*ARABIC22010年、2015年甘肃省降水量分布图FigureSEQFigure\*ARABIC2PrecipitationdistributionmapofGansuProvincein2010and2015图SEQ图\*ARABIC32010年、2015年甘肃省气温分部图FigureSEQFigure\*ARABIC3MapofairtemperaturedistributioninGansuProvincein2010and2015从该地区的降水季开始降水量增大并集中，而且降水分布极其不均匀。降水集中分布对地形地貌有直接的影响，降水过多极易引发泥石流等地质灾害，冲刷地表，流水带走土壤中的肥力，使得土壤质量下降。地形地貌的改变也对制备的生长有着直接的影响。从图2得到两年的降水量，降水分布的变化主要在甘肃省东南部地区，东南部也是甘肃省植被覆盖率较高的地区，人口较多。图3中两年气温的比较，得出两年气温影响变化不是很大，但是气温对植被等有着根本的影响。表SEQ表\*ARABIC52010年、2015年、2018年三年人口数及构成（万人）TableSEQTable\*ARABIC5Populationnumberandcompositionin2010,2015and2018(10,000people)年份年末总人口城镇人口数比重（%）乡村人口数比重（%）20102559.98924.6636.121635.3263.8820152599.551122.7543.191476.856.8120182637.261257.7147.691379.5552.31从这三年的年末常住人口可以看出，甘肃省地区人口逐年增加，而且在增长的人口中主要是城市人口总数在增长，而农村人口总数在减少。而城市人口增长势必会带来城镇面积的扩张增加，在已经有的城镇面积较少的情况下，城镇扩张会侵占农村宅基地，导致农村面积减少。地区生产总值的逐年增长说明该地区居民收入增长，生活水平提高，更多的人想要入住城市，这也是城镇面积增长的原因之一。通过甘肃省三年的各类土地之间的面积转换情况，对比分析过后得到，土地利用表现出明显的非农用地特征，大量农用设施用地转为建设用地[1][1]杨丽娜,牛叔文,马利邦,李怡欣.敦煌市土地利用/覆盖变化特征及成因分析[J].生态学杂志,2010,29(04):766-775.五、讨论通过甘肃省统计年鉴收集到了甘肃省三年的土地利用状况的详细的各种用地类型的面积数据，以及对甘肃省的三期的土地利用土地覆盖遥感检测到的数据影像图进行了处理和读取,将甘肃省土地利用类型大致分为了6种类型,对研究区域土地利用覆盖变化特征及成因进行了分析。从3个时期2个时段的土地类型转移矩阵来看,研究区域各地类之间的转变较为复杂。主要是耕地与林地之间的转化，但是这些各类土地之间的变化也没有使得甘肃省的各种地类的使用规模发生变化，土地利用的格局没有大的变动。引起甘肃省土地利用覆盖变化的因素主要来自自然和人文2个方面的影响因素。随着近年来的城市人口的增加，当下的城市面积已经容不下慢慢增长的城市人口数量，这就会让人们渐渐地开始扩张城市面积，城市面积增加最直接受到影响的就是农村用地面积。虽然其他的各种类型的土地也会因此受到影响，但从这几年的情况来看，受到最直接影响的是农村用地的面积，这就使得农用地开始减少。而且由于社会经济发展，大量的农村人口涌入城市，这也使得耕地等农用地存在着无人看管现象，所以就会出现土地的舍弃荒废。而通过表2看出未利用地也在逐渐地增长，这就说明，近年来，甘肃省的土地资源分配可能存在不合理的现象，土地也没有得到很好的保护与利用，说明存在浪费土地资源的现象。这也与农村人口进入城市有关。近年来，科技经济双重发展，不仅对人类社会有着影响，而且对自然界来说，这也是重要的一个发展阶段。科技的发展不仅仅是改变了人类的生活方式，而且也改变了动植物的生长方式习性。随着人类数量的增加在全球气候变化的大背景下,温度升高对植被生长具有一定的影响,而土地开垦、灌溉、旅游等人类活动加大了对水资源的需求,挤占生态用水,这是植被退化、自然生态系统萎缩的主要原因。要时