內(nèi)蒙古多倫縣土地利用時(shí)空變化及其對(duì)生態(tài)安全格局的影響研究

　　【摘 要】本文利用2000年、2010年兩期遙感影像，解譯得到2000年與2010年多倫縣土地利用圖；在ARCGIS支持下將土地利用圖進(jìn)行空間疊置分析，揭示了近十年多倫縣土地利用動(dòng)態(tài)變化情況；運(yùn)用PSR模型構(gòu)建生態(tài)安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，并且應(yīng)用信息熵與AHP法確定指標(biāo)權(quán)重；利用功效函數(shù)對(duì)各指標(biāo)進(jìn)行無量綱化處理，采用綜合指數(shù)法計(jì)算生態(tài)安全綜合指數(shù)；將土地利用圖與生態(tài)安全評(píng)價(jià)圖做疊置分析，得到了生態(tài)安全格局與土地利用格局間的內(nèi)在聯(lián)系。
　　【關(guān)鍵詞】土地利用 生態(tài)安全 格局影響
　　一 引言
　　本文選取內(nèi)蒙古多倫縣為研究區(qū)，在3S的支持下，研究2000～2010年多倫縣的土地利用變化；在吸收已有區(qū)域生態(tài)安全評(píng)價(jià)、環(huán)境評(píng)價(jià)以及國(guó)土資源評(píng)價(jià)相關(guān)成熟經(jīng)驗(yàn)與方法的基礎(chǔ)上，建立多倫縣生態(tài)安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，利用GIS提供的空間分析功能，研究多倫縣近十年土地利用與生態(tài)安全的內(nèi)在關(guān)系。
　　二 研究區(qū)域概況與數(shù)據(jù)來源
　　1.研究區(qū)域概況
　　多倫縣地處內(nèi)蒙古波狀高原的南緣，地理坐標(biāo)115°54′E～116°55′E，41°46′N～42°39′N。東與河北省圍場(chǎng)縣接壤；南與豐寧、沽源縣交界，西與鑲白旗、正藍(lán)旗為鄰，北與赤峰市克什克騰旗毗鄰，縣境南北長(zhǎng)110千米，東西寬70千米。地貌為平緩起伏的沙地，土壤以發(fā)育在砂性母質(zhì)上的風(fēng)沙土為主，也有草原栗鈣土，間有風(fēng)沙土、棕鈣土和草甸土等土類，植被以典型的草原植被為主，氣候?qū)儆跍貛О敫珊迪虬霛駶?rùn)過渡的典型大陸性氣候。目前，多倫縣已演化為沙漠化較重的地區(qū)，其北部為著名的渾善達(dá)克沙地。
　　2.數(shù)據(jù)來源
　　本文采用的數(shù)據(jù)源包括：2000年和2010年TM影像；1﹕50000的地形圖、2000年和2010年土地詳查數(shù)據(jù)；2000年和2010年土地利用現(xiàn)狀圖；2000～2010年間多倫縣統(tǒng)計(jì)年鑒、環(huán)境公報(bào)和其他相關(guān)社會(huì)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。
　　三 方法與結(jié)果
　　1.土地利用動(dòng)態(tài)
　　主要利用ERDAS9.2進(jìn)行遙感影像預(yù)處理及解譯，采用ARCGIS9.3進(jìn)行矢量化數(shù)據(jù)處理、空間分析及土地利用和土地利用變化專題圖的制作。分類過程中對(duì)混合像元采用實(shí)地校驗(yàn)的方法，運(yùn)用GPS手持接收機(jī)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查并記錄土地利用狀況與經(jīng)緯度，然后用采集的樣本定義監(jiān)督分類模板，并結(jié)合現(xiàn)有的結(jié)合現(xiàn)有的土地利用現(xiàn)狀圖與其他圖件，分類結(jié)果精度評(píng)估顯示研究的遙感影像解譯精度達(dá)到應(yīng)用要求。土地利用轉(zhuǎn)移矩陣限于篇幅不再列出。
　　2.指標(biāo)體系及模型
　　第一，指標(biāo)體系及權(quán)重。參考相關(guān)研究成果，在考慮區(qū)域特點(diǎn)基礎(chǔ)上，運(yùn)用PSR模型構(gòu)建了區(qū)域生態(tài)安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，分別用生態(tài)環(huán)境壓力、生態(tài)環(huán)境狀態(tài)、人文環(huán)境響應(yīng)模擬現(xiàn)實(shí)的生態(tài)狀況；為了避免AHP在確定權(quán)重時(shí)的主觀性，本文采用信息熵與AHP相結(jié)合的方法確定指標(biāo)權(quán)重（指標(biāo)體系及權(quán)重如表1）根據(jù)已有研究成果，在考慮區(qū)域差異的基礎(chǔ)上，擬定了生態(tài)安全的5個(gè)等級(jí)（表2）。
　　第二，生態(tài)安全綜合指數(shù)測(cè)算。本文采用功效函數(shù)對(duì)各指標(biāo)進(jìn)行無量綱化處理。假定各指標(biāo)變量為uj（j=1，2，…，m），aj，bj分別為各評(píng)價(jià)指標(biāo)的最大值與最小值。指標(biāo)值xj對(duì)生態(tài)安全綜合指數(shù)的功效Ui（uj）由式（1）確定，再根據(jù)表1中的各指標(biāo)權(quán)重wj，運(yùn)用綜合指數(shù)法計(jì)算生態(tài)安全綜合指數(shù)ESIj，計(jì)算公式見式（2）。
　　Ui（uj）= Ui（uj）具有正功效時(shí) （1）
　　ESIi= Ui（uj）具有負(fù)功效時(shí) （2）
　　3.生態(tài)安全動(dòng)態(tài)
　　本文采用Kriging插值法將統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行格網(wǎng)化轉(zhuǎn)換，柵格大小為25m×25m，地圖采用Albers Conical Equal Area投影，參考橢球體為Krasovsky，基準(zhǔn)面為Beijing1954。將表2中各指標(biāo)進(jìn)行格網(wǎng)化后分層存放，在ARCMAP中通過，按
　　照生態(tài)安全綜合指數(shù)測(cè)算方法得到2000年與2010年生態(tài)安全評(píng)價(jià)圖，限于篇幅未列出。在ARCMAP提供的屬性統(tǒng)計(jì)功能對(duì)生態(tài)安全綜合評(píng)價(jià)圖與生態(tài)安全動(dòng)態(tài)圖屬性表分別進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，可以得到多倫縣生態(tài)安全格局（見圖1）。
　　從圖1可以看出，近十年來多倫縣生態(tài)理想安全區(qū)域、安全區(qū)域和臨界安全區(qū)有所增加，局部區(qū)域正在向不安全區(qū)域和很不安全區(qū)域過度，而且向很不安全區(qū)域過度的幅度很大。說明從2000～2010年由于多倫縣采取各種生態(tài)環(huán)境保護(hù)措施而收到良好效果，近十幾年來生態(tài)環(huán)境狀況有所好轉(zhuǎn)，但有些局部地區(qū)有加劇惡化的趨勢(shì)。
　　4.土地利用變化與生態(tài)安全
　　將2000年和2010年土地利用圖分別與2000年和2010年生態(tài)安全評(píng)價(jià)圖做疊置分析，得到不同土地利用類型生態(tài)安全等級(jí)面積比例表（表3），與土地利用的生態(tài)安全評(píng)價(jià)圖（限于篇幅未列出）。
　　四 結(jié)論與展望
　　第一，2000～2010年，多倫縣土地利用/覆蓋變化劇烈，10年間耕地面積、未利用地面積減少，建設(shè)用地面積則增加，林地、草地、水域面積急劇增加。導(dǎo)致建設(shè)用地增加的原因，是城市化的步伐不斷加快；林地、草地面積增加的原因，是近年來進(jìn)一步退耕還林還草的成果。
　　第二，2000～2010年，按照生態(tài)安全評(píng)價(jià)結(jié)果中安全等級(jí)像元出現(xiàn)的頻率，2010年較之2000年雖然生態(tài)理想安全區(qū)域、安全區(qū)域和臨界安全區(qū)域有所增加，局部區(qū)域正在向不安全區(qū)域和很不安全區(qū)域過度，而且向很不安全區(qū)域過度的幅度很大。說明從2000～2010年由于多倫縣采取各種生態(tài)環(huán)境保護(hù)措施而收到良好效果，近十幾年來多倫縣整體的生態(tài)環(huán)境狀況有所好轉(zhuǎn)，但有些局部地區(qū)有加劇惡化的趨勢(shì)。
　　第三，2000～2010年，很不安全土地利用類型面積除林地、草地都有所減少，其中減少幅度最大為耕地，最小為水域。很不安全面積有所增加的林地、草地有必要采取有效的土地整理措施，使閑置土地回復(fù)其生態(tài)功能、經(jīng)濟(jì)功能、社會(huì)功能；在不安全的土地利用類型中，林地、水域、未利用地與建設(shè)用地面積有所減少；臨界安全的土地利用類型中，林地和草地面積有增加，應(yīng)進(jìn)一步加大生態(tài)建設(shè)的投入力度，擴(kuò)大生態(tài)建設(shè)的范圍，長(zhǎng)期推行嚴(yán)格的生態(tài)環(huán)境保護(hù)制度；在安全的土地利用類型中，耕地、林地與水域均有所增加，證明政府在局地采取生態(tài)保護(hù)政策取成效；耕地、林地、水域與建設(shè)用地理想安全的面積均有所增加，林地的增加幅度最大。整體上，多倫縣的耕地、林地、草地、水域、建設(shè)用地和未利用地等土地利用類型生態(tài)安全狀況都有所好轉(zhuǎn)。
　　第四，本文對(duì)于土地利用與生態(tài)安全動(dòng)態(tài)僅是一個(gè)探索性的研究，今后有必要在不同土地利用類型的生態(tài)服務(wù)功能價(jià)值方面進(jìn)一步研究。同時(shí)，如何對(duì)土地利用類型進(jìn)行合理的配置才能形成生態(tài)安全格局等命題，值得進(jìn)一步探索。
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