嘉陵江流域土地利用／覆被變化特征及其驅(qū)動(dòng)力分析

齊師杰，張行南，1b，夏達(dá)忠，1b，劉揚(yáng)揚(yáng)，劉伯娟

（1.河海大學(xué)a.水文水資源學(xué)院；b.水資源高效利用與工程安全國(guó)家工程研究中心，南京 210098；2.江蘇省水文水資源勘測(cè)局常州分局，江蘇常州 213300）

嘉陵江流域土地利用／覆被變化特征及其驅(qū)動(dòng)力分析

齊師杰1a，張行南1a，1b，夏達(dá)忠1a，1b，劉揚(yáng)揚(yáng)1a，劉伯娟2

（1.河海大學(xué)a.水文水資源學(xué)院；b.水資源高效利用與工程安全國(guó)家工程研究中心，南京 210098；2.江蘇省水文水資源勘測(cè)局常州分局，江蘇常州 213300）

在GIS技術(shù)平臺(tái)上，通過(guò)建立指數(shù)模型，對(duì)嘉陵江流域1980，1995和2000年3個(gè)時(shí)期的土地利用／覆被時(shí)空變化特征進(jìn)行了定量研究，并進(jìn)一步分析了嘉陵江流域土地利用／覆被變化的驅(qū)動(dòng)因素。結(jié)果表明：研究區(qū)土地利用類(lèi)型以耕地、林地和草地為主，這3種植被類(lèi)型之間的相互轉(zhuǎn)化是流域土地利用／覆被變化的主要方式。自1980—2000年，耕地和林地面積先減少后略有增加，草地先增加后減少，建設(shè)用地逐年增加，其他地類(lèi)變化不明顯。分析表明，嘉陵江流域土地利用／覆被變化的驅(qū)動(dòng)力主要為自然因素、經(jīng)濟(jì)因素、人口因素及宏觀(guān)政策和工程建設(shè)，各因素之間相互影響和制約，共同影響流域土地利用格局的變化。

嘉陵江流域；土地利用／覆被變化；指數(shù)模型；驅(qū)動(dòng)力

20世紀(jì)80年代以來(lái)，全球環(huán)境變化研究成為國(guó)際研究的熱點(diǎn)領(lǐng)域之一［1－4］。2001年的IGBP科學(xué)大會(huì)上，特別強(qiáng)調(diào)了土地利用／覆被變化（LUCC）在全球環(huán)境變化和可持續(xù)發(fā)展中的重要意義［5－7］。在GIS技術(shù)平臺(tái)上，運(yùn)用各種指數(shù)模型刻畫(huà)土地利用／覆被時(shí)空變化規(guī)律，已經(jīng)成為當(dāng)前國(guó)際上開(kāi)展土地利用／覆被研究的常用方法［8－11］。一個(gè)區(qū)域的土地利用格局能夠在很大程度上反映該區(qū)域的自然資源條件和社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r，其時(shí)空變化也將對(duì)該區(qū)域的自然資源條件和社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展產(chǎn)生重要影響［12－14］。嘉陵江流域是長(zhǎng)江上游重點(diǎn)產(chǎn)沙區(qū)之一，近20 a的土地利用變化在各種層次和類(lèi)型驅(qū)動(dòng)力的復(fù)雜作用下，其深度、廣度以及速度都呈增加趨勢(shì)，其造成的影響也日益顯著［15－18］。本文在Arc-GIS技術(shù)平臺(tái)的支持下，通過(guò)建立指數(shù)模型，進(jìn)行嘉陵江流域土地利用／覆被時(shí)空變化特征及其驅(qū)動(dòng)力分析，為該流域的水資源演變研究和生態(tài)環(huán)境保護(hù)工作奠定基礎(chǔ)。

1 研究區(qū)概況

嘉陵江流域是長(zhǎng)江水系中流域面積最大的支流，因流經(jīng)陜西省鳳縣東北的嘉陵谷而得名。其干流正源出于陜西鳳縣西北代王山南側(cè)東峪溝；西源西漢水出于甘肅天水市平南川，至陜西略陽(yáng)兩河口二源相合，南經(jīng)陽(yáng)平關(guān)，至廣元縣大灘鄉(xiāng)入四川省境，至廣元縣昭化右納白龍江，再向南過(guò)蒼溪、閬中、蓬安、南充、武勝等縣市。在合川先后匯納渠江及涪江，于重慶市匯入長(zhǎng)江。干流全長(zhǎng)1 100 km，全流域地跨東經(jīng)102°35′36″—109°01′08″，北緯29°17′30″—34°28′11″，穿越川、陜、甘3省，總流域面積157 928 km2。嘉陵江是長(zhǎng)江支流中流域面積最大，長(zhǎng)度僅次于漢水，流量?jī)H次于岷江的大河；其水系呈樹(shù)枝狀，東西基本對(duì)稱(chēng)；支流眾多，流域面積在500 km2以上的一級(jí)支流就有17條，如東河、西河、白龍江及涪江、渠江等（圖1）。

2 研究方法

2.1 數(shù)據(jù)來(lái)源

本文選取的數(shù)據(jù)源為中科院資源與環(huán)境數(shù)據(jù)中心提供的1980，1995和2000年3期全國(guó)1 km網(wǎng)格土地利用數(shù)據(jù)。該數(shù)據(jù)由中國(guó)1∶100 000土地利用數(shù)據(jù)庫(kù)生產(chǎn)，以航天遙感為手段，在3 a內(nèi)基于Landsat MSS，TM和ETM遙感數(shù)據(jù)所建立。運(yùn)用RS和GIS相結(jié)合的技術(shù)進(jìn)行遙感影像預(yù)處理、輻射糾正和集合糾正、圖像配準(zhǔn)，獲得嘉陵江流域各研究時(shí)期的土地利用矢量數(shù)據(jù)。研究區(qū)土地利用／覆被類(lèi)型劃分為耕地、林地、草地、水域、建設(shè)用地和未利用土地6類(lèi)。根據(jù)嘉陵江流域1980，1995和2000年的土地利用統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，得到1980—2000年間流域土地利用類(lèi)型的基本變化情況（表1）。

圖1 嘉陵江流域位置示意圖Fig.1 M ap of Jialingjiang River Basin

表1 1980—2000年嘉陵江流域不同土地利用類(lèi)型面積及百分比Table1 Areas and percentage of land use types in Jialingjiang River Basin in 1980，1995，and 2000

2.2 分析方法

土地利用變化的影響因素較多且作用機(jī)制復(fù)雜，因此建立簡(jiǎn)化和抽象化的土地利用變化特征與變化規(guī)律的指數(shù)模型，對(duì)于揭示土地利用時(shí)空變化規(guī)律具有重要的作用，此方法也已經(jīng)成為當(dāng)前國(guó)際上開(kāi)展土地利用／覆被研究的新趨勢(shì)［8］。

2.2.1 土地利用數(shù)量變化分析

土地資源數(shù)量變化可以用單一土地利用動(dòng)態(tài)度來(lái)表示，它可以定量描述區(qū)域土地利用變化的速度，在比較土地利用比變化的區(qū)域差異和預(yù)測(cè)未來(lái)土地利用變化趨勢(shì)上具有積極作用，其表達(dá)式為

式中：K為研究時(shí)段內(nèi)某一土地利用類(lèi)型動(dòng)態(tài)度；Ua，Ub分別為研究期初及研究期末某一種土地利用類(lèi)型的數(shù)量；T為研究時(shí)段長(zhǎng)。

2.2.2 土地利用程度變化分析

土地利用程度不僅反映了土地利用中土地本身的自然屬性，同時(shí)也反映了人類(lèi)因素與自然環(huán)境因素的綜合效應(yīng)。某研究區(qū)土地利用程度綜合指數(shù)和土地利用程度變化率可分別表達(dá)為：

式中：I為某研究區(qū)域土地利用程度綜合指數(shù)；Ai為研究區(qū)域內(nèi)第級(jí)土地利用程度分級(jí)指數(shù)（表2）；Ci為研究區(qū)域內(nèi)第i級(jí)土地利用程度分級(jí)面積百分比；n為土地利用程度分級(jí)數(shù)。ΔLb－a為自a時(shí)間至b時(shí)間內(nèi)研究區(qū)土地利用程度變化量，它可定量揭示該范圍土地利用的綜合水平和變化趨勢(shì)。如ΔLb－a＞0，則該區(qū)域土地利用處于發(fā)展時(shí)期，否則處于調(diào)整期或衰退期。

表2 土地利用程度分級(jí)及賦值Table2 Classification and evaluation result of land use degree

2.2.3 土地利用類(lèi)型轉(zhuǎn)化分析

轉(zhuǎn)移矩陣可全面而又具體地刻畫(huà)區(qū)域土地利用變化的結(jié)構(gòu)、特征與各用地類(lèi)型變化的方向。該方法來(lái)源于系統(tǒng)分析中對(duì)系統(tǒng)狀態(tài)與狀態(tài)轉(zhuǎn)移的定量描述，為國(guó)際、國(guó)內(nèi)所常用。轉(zhuǎn)移矩陣的數(shù)學(xué)形式為

式中：S代表面積；n代表土地利用的類(lèi)型數(shù)；i，j分別代表研究期初與研究期末的土地利用類(lèi)型。轉(zhuǎn)移矩陣的意義在于它被不僅可以反映研究期初、研究期末的土地利用類(lèi)型結(jié)構(gòu)，同時(shí)還可以反映研究時(shí)段內(nèi)各土地利用類(lèi)型的來(lái)源與構(gòu)成。

3 結(jié)果與分析

3.1 土地利用數(shù)量變化分析

3.1.1 土地利用變化的幅度分析

由1980—2000年間流域土地利用類(lèi)型的基本變化情況（表1）可知：

（1）研究期內(nèi)，嘉陵江的土地利用結(jié)構(gòu)沒(méi)有發(fā)生巨大變化，表現(xiàn)出相對(duì)的穩(wěn)定性。

（2）研究區(qū)土地利用類(lèi)型以耕地、林地和草地為主，三者面積之和在3個(gè)時(shí)期占研究區(qū)面積比例分別為99.14%，99.10%和99.01%。但三者的變化趨勢(shì)略有不同：耕地和林地在1980至2000年間呈先減少后略微增加的趨勢(shì)，但總體變化不大；草地在1980—1995年間由21.53%增加到23.44%，主要原因是此間大量林地轉(zhuǎn)變?yōu)椴莸?，之后?000年又下降到21.98%，呈先增加后減少的趨勢(shì)。

（3）其它3類(lèi)（水域、建設(shè)用地和未利用土地）所占研究區(qū)的面積比例相對(duì)較小，其中水域在研究期間變化不明顯，20 a間增加了29 km2；未利用土地變化很小，只是在1980—1995年之間略有增加，之后到2000年又減到403 km2；建設(shè)用地呈逐漸增加的趨勢(shì)，這可能受人為因素影響較為顯著。

3.1.2 土地利用變化的速度分析

利用嘉陵江流域1980，1995，2000年的土地利用變更數(shù)據(jù)，通過(guò)公式計(jì)算得出嘉陵江單一土地利用動(dòng)態(tài)度（表3）。

表3 1980—2000年嘉陵江流域單一土地利用類(lèi)型動(dòng)態(tài)度Table3 The dynam ic indexes of single land use type in Jialingjiang River Basin from 1980 to 2000

由表3可知：在1980—1995年間：耕地、林地和水域是減少的，且林地減少速度最快（年變化率達(dá)－0.31%）。草地、建設(shè)用地和未利用土地都有不同程度的增加，且以建設(shè)用地增長(zhǎng)速度最快（1.37%），其次為草地（0.59%）。

在1995—2000年間：草地和未利用土地呈大幅減少的趨勢(shì)且速度較快，單一土地利用動(dòng)態(tài)度分別為－1.24%和－1.04%。耕地、林地、水域和建設(shè)用地都有不同程度的增加，尤以建設(shè)用地增長(zhǎng)速度最快，其單一土地利用動(dòng)態(tài)度高達(dá)5.92%，其次為水域1.31%、林地0.57%、耕地0.24%。

3.2 土地利用程度變化分析

為真實(shí)反映區(qū)域的土地利用程度空間變化情況，將整個(gè)嘉陵江流域劃分為91個(gè)子流域。根據(jù)土地利用程度綜合指數(shù)的計(jì)算公式得到1980，1995和2000年嘉陵江各子流域各個(gè)時(shí)期土地利用程度綜合指數(shù)的值。結(jié)果顯示：1980，1995和2000年嘉陵江土地利用綜合指數(shù)的平均值分別為255.984，255.56和256.136，可知自1980年以來(lái)的20 a間，嘉陵江流域土地利用程度呈先降低后增長(zhǎng)的趨勢(shì)，到2000年土地利用程度最高。在ArcGIS軟件的支持下生成1980，1995和2000年的嘉陵江流域土地利用程度空間分布圖，如圖2所示。

圖2 嘉陵江流域土地利用程度綜合指數(shù)分區(qū)示意圖Fig.2 Regional difference of land use degree change in Jialingjiang River Basin

圖2分級(jí)表示了嘉陵江各子流域的土地利用程度的空間差異，值越大表示土地利用程度越高。由圖可知：嘉陵江流域不同時(shí)期土地利用程度在空間分布上具有一致性。白龍江流域和嘉陵江上游流域土地利用程度最低，其次是渠江流域，這是因?yàn)榧瘟杲嫌蔚貐^(qū)主要為山區(qū)，受山區(qū)地形和交通不便的限制，該地區(qū)不利于農(nóng)業(yè)灌溉和機(jī)械化生產(chǎn)。嘉陵江中下游地區(qū)人類(lèi)活動(dòng)劇烈，經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展水平較高，土地利用程度較高。其中，嘉陵江中下游流域和涪江流域的土地利用程度最高，這與短期人類(lèi)活動(dòng)密切相關(guān)，其土地利用程度格局與嘉陵江流域經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平有密切的相關(guān)性［13］。1980以來(lái)的20多年，嘉陵江流域土地利用程度總體呈增加趨勢(shì)，增加明顯的流域依次是岷江、白龍江、白水江、白草河、明月江；也存在少數(shù)流域土地利用程度降低的現(xiàn)象，降低最明顯的是插江流域，羊漠河和清江河土地利用程度也有降低的趨勢(shì)。

3.3 土地利用類(lèi)型轉(zhuǎn)化分析

將不同時(shí)期研究區(qū)各土地利用類(lèi)型轉(zhuǎn)入和轉(zhuǎn)出的情況以矩陣的形式匯總，利用ArcGIS軟件技術(shù)，得到下面的概率轉(zhuǎn)移矩陣（表4、表5）。

表4 1980—1995年間嘉陵江流域土地利用概率轉(zhuǎn)移矩陣Table4 The probability conversion matrix of land use in Jialingjiang River Basin from 1980 to 1995%

表5 1995—2000年間嘉陵江流域土地利用概率轉(zhuǎn)移矩陣Table5 The probability conversion matrix of land use in Jialingjiang River Basin from 1995 to 2000%

為研究土地利用類(lèi)型的空間變化分布，本文繪制了1980—1995年和1995—2000年嘉陵江流域土地利用變化去向空間分布圖（圖3）。由表4、表5和圖3可知：土地利用轉(zhuǎn)移主要是耕地、草地和林地之間的轉(zhuǎn)化。將研究期分為1980—1995年和1995—2000年2個(gè)時(shí)段來(lái)分析。

圖3 1980—1995年、1995—2000年嘉陵江流域土地利用類(lèi)型變化圖斑Fig.3 Map spots of land use type change in Jialingjiang River Basin in 1980—1995 and 1995—2000

3.3.1 1980—1995年間嘉陵江流域土地利用轉(zhuǎn)化情況

（1）此期間主要是林地和草地之間以及耕地和林地之間的相互轉(zhuǎn)化。由于耕地、林地和草地本身面積基數(shù)大，所以圖3清楚地顯示了三者之間的轉(zhuǎn)化情況：草地大面積轉(zhuǎn)化為林地，林地也有相當(dāng)一部分轉(zhuǎn)化為草地，其次是耕地與林地之間的相互轉(zhuǎn)化。其中，土地利用變化幅度最大的是林地，其次依次為建設(shè)用地、水域、草地、耕地和未利用土地。

（2）耕地轉(zhuǎn)移方向主要是林地和草地，轉(zhuǎn)移比例分別為1.59%和1.71%；林地的退化主要是其向草地和耕地的轉(zhuǎn)移造成的，其中有7.56%的林地轉(zhuǎn)化為草地，2.18%的林地轉(zhuǎn)化為耕地，另有小部分轉(zhuǎn)化為建設(shè)用地和未利用土地；草地的擴(kuò)張以林地和耕地為主，研究期間約有3.65%的草地轉(zhuǎn)化為林地，1.66%的草地轉(zhuǎn)化為耕地，亦有少量轉(zhuǎn)化為建設(shè)用地和未利用土地；水域主要轉(zhuǎn)化為耕地，其轉(zhuǎn)化概率為6.16%，另有0.78%轉(zhuǎn)化為草地，0.38%轉(zhuǎn)化為林地，0.12%轉(zhuǎn)化為建設(shè)用地；建設(shè)用地的轉(zhuǎn)化相對(duì)比例較大，轉(zhuǎn)化的方向主要是耕地，其轉(zhuǎn)化概率為7.05%，另有少量建設(shè)用地轉(zhuǎn)化為林地、草地和水域；水域的變化最不明顯，只有0.05%的水域轉(zhuǎn)化為林地，變化不明顯。

（3）就空間變化而言，草地轉(zhuǎn)化為林地，主要分布在涪江、插江、平通河、清江河和大通江流域附近；林地轉(zhuǎn)化為草地，主要集中在永定河和通口河附近流域；林地轉(zhuǎn)化為耕地，主要分布在凱江和小安溪附近流域。其它轉(zhuǎn)化相對(duì)分散且面積相對(duì)較小。

3.3.2 1995—2000年間嘉陵江流域土地利用轉(zhuǎn)化情況

（1）此研究期內(nèi)轉(zhuǎn)化面積較大的是林地和草地之間的相互轉(zhuǎn)化以及耕地和林地之間的轉(zhuǎn)化。約有3 271.33 km2的草地轉(zhuǎn)化為林地，1 741.68 km2的林地轉(zhuǎn)化為草地，耕地轉(zhuǎn)化為林地和林地轉(zhuǎn)化為耕地的面積差不多持平，分別為1 021 km2和1 098 km2。就自身變化比例而言，轉(zhuǎn)化最為明顯的是草地，約有12.27%的草地轉(zhuǎn)化為其他地類(lèi)；其次是建設(shè)用地，但是由于建設(shè)用地本身面積基數(shù)較小，所以圖斑變化不明顯。

（2）耕地主要轉(zhuǎn)化為林地；林地轉(zhuǎn)化的方向主要是草地和耕地，有3.74%的林地轉(zhuǎn)變?yōu)椴莸兀?.36%的林地轉(zhuǎn)變?yōu)楦?；草地主要轉(zhuǎn)化為耕地和林地，轉(zhuǎn)化比例分別為3.47%和8.78%。其他土地類(lèi)型由于自身面積基數(shù)較小，所以圖斑變化不明顯。

（3）就空間變化而言，草地轉(zhuǎn)化為林地，主要分布在永定河、通口河、白草河、平通河和東河流域附近；林地轉(zhuǎn)化為草地，主要集中在永定河、平通河、清江河、廣坪河和東河附近流域；林地轉(zhuǎn)化為耕地，主要分布在凱江和小安溪附近流域，退耕還林的趨勢(shì)可能與人類(lèi)活動(dòng)密切相關(guān)。

4 土地利用變化驅(qū)動(dòng)力分析

土地利用變化的驅(qū)動(dòng)力主要包括自然環(huán)境因子和社會(huì)經(jīng)濟(jì)因子2個(gè)方面。自然環(huán)境因子（地形、地貌、降雨等）主要從宏觀(guān)尺度上影響土地資源條件和土地利用變化的空間分布格局，社會(huì)經(jīng)濟(jì)因子（人口因子、經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)因子、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整因子等）受人為因素影響較大且作用機(jī)制更加復(fù)雜［19－21］。綜合考慮嘉陵江流域的概況，本文主要從自然因素、經(jīng)濟(jì)因素、人口因素和政策因素4個(gè)方面分析嘉陵江流域土地利用變化的驅(qū)動(dòng)力。

4.1 自然因素

自然條件在一定程度上決定了土地利用類(lèi)型的分布并進(jìn)一步制約人類(lèi)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)。嘉陵江流域地勢(shì)西、北、東三面較高，東南面高程逐漸降低，地勢(shì)漸趨平緩。各水系上游均為山區(qū)，河谷狹窄，河床比降大，兩岸耕地少。干流自廣元以下河谷逐漸開(kāi)闊，地形從深丘逐步過(guò)渡到淺丘，河曲、階地和沖溝發(fā)育，與涪江、渠江中下游構(gòu)成川中盆地，人煙稠密，農(nóng)業(yè)發(fā)達(dá)。地形地貌、土壤類(lèi)型等變化對(duì)于土地利用的變化起著關(guān)鍵的作用。嘉陵江流域上游地區(qū)90%的縣為山區(qū)縣，受山區(qū)地形的限制，不利于農(nóng)業(yè)灌溉和機(jī)械化生產(chǎn)［21］；此外，上游地區(qū)是長(zhǎng)江流域的兩大主產(chǎn)沙區(qū)之一（另一個(gè)是金沙江下游），而嘉陵江中下游地區(qū)則是長(zhǎng)江流域的重點(diǎn)水土侵蝕地區(qū)之一［17，22］。長(zhǎng)期以來(lái)，人為的破壞森林植被，使流域內(nèi)的森林資源銳減，生態(tài)環(huán)境慘遭破壞。解放初期涪江、嘉陵江、渠江流域的森林覆被率分別為33%，29%，35%，而現(xiàn)在分別為10%，17%，16%。森林資源慘遭破壞，流域內(nèi)的土壤侵蝕面積逐年增加，每年隨土壤流失的有機(jī)質(zhì)達(dá)237萬(wàn)t，使耕地的肥力減弱。水利工程的長(zhǎng)年失修，使有效灌溉不斷減少。自“長(zhǎng)治”工程以及“退耕還林還草”等政策實(shí)施以來(lái)，流域內(nèi)森林面積有所增加，由1995年的46 617 km2增加到2000年的47 938 km2。

4.2 經(jīng)濟(jì)因素

為了發(fā)展經(jīng)濟(jì)，人類(lèi)劇烈的開(kāi)發(fā)活動(dòng)（建設(shè)占地、水利占地、棄農(nóng)轉(zhuǎn)牧等）造成大量?jī)?yōu)質(zhì)耕地的減少和退化，不僅導(dǎo)致了生態(tài)環(huán)境的惡化，而且使土地利用類(lèi)型也發(fā)生了根本性轉(zhuǎn)變。一方面，農(nóng)民為了尋求更多的經(jīng)濟(jì)利益，調(diào)整農(nóng)業(yè)生產(chǎn)結(jié)構(gòu)；另一方面，中國(guó)城鄉(xiāng)經(jīng)濟(jì)之間巨大的差距也使得大量農(nóng)村人口流向城市和大量耕地荒廢或非農(nóng)化，也間接影響著土地利用的格局。1980年以來(lái)，嘉陵江流域經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展推動(dòng)并加快了城鎮(zhèn)化，使得耕地向非農(nóng)業(yè)用途的土地轉(zhuǎn)化，城鎮(zhèn)建設(shè)用地和交通運(yùn)輸用地面積不斷擴(kuò)大。從空間分布上看，嘉陵江流域上游地區(qū)大部分為山區(qū)縣，薄弱的經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)不利于農(nóng)業(yè)灌溉和機(jī)械化生產(chǎn)，也阻礙上游地區(qū)依靠農(nóng)業(yè)資源改變經(jīng)濟(jì)發(fā)展現(xiàn)狀。土地利用變化圖斑較大的區(qū)域主要集中在嘉陵江下游經(jīng)濟(jì)較發(fā)達(dá)地區(qū)——重慶地區(qū)和德陽(yáng)、綿陽(yáng)市區(qū)，以及甘肅省的天水市。下游地區(qū)經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)較好，有豐富的礦產(chǎn)資源、旅游資源、人力資本，鐵路、高速路、國(guó)道、省道橫貫其間，有利于下游地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，也間接影響著土地利用格局。其中綿陽(yáng)位于“成—德—綿”經(jīng)濟(jì)帶上，與成都相距100多km，受到成都經(jīng)濟(jì)的輻射帶動(dòng)作用強(qiáng)，土地利用變化相對(duì)較大；天水市作為“關(guān)中—天水”經(jīng)濟(jì)區(qū)的核心城市，其經(jīng)濟(jì)發(fā)展基礎(chǔ)較好，土地利用變化相對(duì)周邊地區(qū)較活躍［23］。

4.3 人口因素

人口作為一個(gè)獨(dú)特的因素，是土地利用變化中最具活力的驅(qū)動(dòng)力之一。一方面，人口的增加必然會(huì)導(dǎo)致居民點(diǎn)用地和城鎮(zhèn)用地的需求增加；另一方面，為了滿(mǎn)足快速增長(zhǎng)的人口的食物需求并實(shí)現(xiàn)收入水平的增加，擴(kuò)大耕地面積也成為客觀(guān)需求。嘉陵江流域上游人口稀少，人類(lèi)活動(dòng)強(qiáng)度相對(duì)較弱，而四川盆地成為嘉陵江流域中下游人口密集地，大量少數(shù)民族的聚集加上傳統(tǒng)的粗放型生產(chǎn)模式和對(duì)畜牧業(yè)的依賴(lài)使嘉陵江流域林地和草地破壞較為嚴(yán)重。以四川盆地為例，自1985年以來(lái)，由于人口持續(xù)增長(zhǎng)的巨大壓力以及人類(lèi)從事各種社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的加劇，造成種植業(yè)的發(fā)展與農(nóng)耕區(qū)的擴(kuò)張，必然導(dǎo)致森林植被的不斷縮減。四川盆地長(zhǎng)期以來(lái)強(qiáng)大的人口壓力和人類(lèi)活動(dòng)的影響是造成該區(qū)林地變化最為顯著的主要原因。

4.4 宏觀(guān)政策和工程建設(shè)

宏觀(guān)政策方針和工程建設(shè)等，對(duì)土地利用／覆被的空間分布也有著深遠(yuǎn)影響。針對(duì)由于盲目發(fā)展造成不斷惡化的生態(tài)環(huán)境，1988年國(guó)務(wù)院批準(zhǔn)的“長(zhǎng)治”工程使得水土流失現(xiàn)象出現(xiàn)明顯好轉(zhuǎn)。嘉陵江流域自1989至1996年間開(kāi)展了50個(gè)縣的治理工作，共治理2 1361 km2，治理程度為25.79%。措施包括坡地改梯田、水土保持林、補(bǔ)植經(jīng)濟(jì)果木林等［21］。在小型水利水土保持方面，修塘堰70 793座，谷坊3 828座，蓄水池94 998座，排灌渠22 787 km，截水溝9 679 km，沉沙池l567 756個(gè)，總工程量19 559.27×104m3。嘉陵江流域大規(guī)模的水土流失治理收到顯著成效［18，22］。20世紀(jì)90年代政府實(shí)施的部分陡坡“退耕還林還草”的土地利用結(jié)構(gòu)調(diào)整政策，使90年代末期草地的減少量明顯減緩。在耕地大量轉(zhuǎn)向農(nóng)村居住用地、林地、草地、城市建設(shè)用地、園林和水域等類(lèi)型的同時(shí)，也存在反向轉(zhuǎn)移。累計(jì)1980年到2000年間，嘉陵江流域耕地轉(zhuǎn)入量為3 535 km2，轉(zhuǎn)向耕地的土地利用類(lèi)型主要有林地、草地。從空間分布看，耕地轉(zhuǎn)出量大的地區(qū)，其轉(zhuǎn)入量也隨之增加，說(shuō)明維持耕地總量動(dòng)態(tài)平衡的政策在土地管理中發(fā)揮了重要作用。

5 結(jié) 論

在GIS技術(shù)平臺(tái)上，將不同時(shí)期的土地利用圖進(jìn)行疊置，運(yùn)用各種指數(shù)模型，計(jì)算出土地利用變化的轉(zhuǎn)移矩陣等相關(guān)變化指標(biāo)，可以有效地研究土地利用／覆被的時(shí)空變化規(guī)律。研究結(jié)果表明：研究區(qū)土地利用類(lèi)型以耕地、林地和草地為主，其它3類(lèi)用地比重相對(duì)較小，這種特征決定了該流域以農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)為主的特點(diǎn)。研究期間各種土地利用類(lèi)型的變化趨勢(shì)不同：耕地和林地呈先減少后略微增加的趨勢(shì)，但總體變化不大；草地呈先增加后減少的趨勢(shì)，但總體是增加的。建設(shè)用地呈逐漸增加的趨勢(shì)，這可能受人為因素影響較為顯著。水域和未利用土地變化相對(duì)較小。

研究區(qū)土地利用類(lèi)型轉(zhuǎn)移的主要方向是耕地、林地和草地之間的相互轉(zhuǎn)化。全流域土地利用／覆被變化的驅(qū)動(dòng)力主要來(lái)自自然條件和人類(lèi)活動(dòng)兩大類(lèi)因素的綜合影響，主要?dú)w納為4個(gè)方面：自然因素、經(jīng)濟(jì)因素、人口因素、宏觀(guān)政策和大型工程。總之，復(fù)雜的自然條件是制約土地利用水平和結(jié)構(gòu)的重要因素，而人類(lèi)活動(dòng)和宏觀(guān)政策的制訂對(duì)土地利用變化的影響更為顯著。因此，應(yīng)在尊重流域土地自然生態(tài)特征的基礎(chǔ)上，進(jìn)行科學(xué)合理的流域規(guī)劃和管理，優(yōu)化流域土地利用結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)流域的可持續(xù)發(fā)展。

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（編輯：曾小漢）

Characteristics and Driving Forces of Land Use／Cover Change in Jialingjiang River Basin

QIShi-jie1，ZHANG Xing-nan1，2，XIA Da-zhong1，2，LIU Yang-yang1，LIU Bo-juan3
（1.College of Hydrology and Water Resources，Hohai University，Nanjing 210098，China；2.National Engineering Research Center ofWater Resources Efficient Utilization and Engineering Safety，Hohai University，Nanjing 210098，China；3.Changzhou Branch of Jiangsu Provincial Hydrology and Water Resources Investigation Bureau，Changzhou 213300，China）

On the basis of remotely sensed land use data in 1980，1995 and 2000，we quantitatively analyzed the characteristics of the spatio-temporal distribution of land use／cover changes（LUCC）in the Jialingjiang River Basin by using GIS technical platform and establishing index model.Furthermore，we analyzed the driving forces of the LUCC in detail.Results show that farm land，forest and grassland weremajor land covers in the studied area，and the conversion among the three was the major pattern of land use change.During the period from 1980 to 2000，farm land and forest decreased initially and increased afterwards；grassland increased initially and then decreased；land for construction showed an ever-increasing trend；other land use types were in small change.The analysis showed thatnatural factor，economy，population，macro-policy and large-scale projectswere themain driving forces of LUCC in the studied area.All the factors restricted each other and then affected the land use patterns.

Jialingjiang River Basin；land use／cover change；indexmodel；driving force

S157.2

A

1001－5485（2013）01－0001－07

10.3969／j.issn.1001－5485.2013.01.001

2012－01－20；

2012－02－23

國(guó)家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目（41030636）；水利部公益性行業(yè)專(zhuān)項(xiàng)經(jīng)費(fèi)項(xiàng)目（201101003－04）；中國(guó)長(zhǎng)江三峽集團(tuán)公司科研項(xiàng)目（XLD－10－04－01）

齊師杰（1987－），女，天津人，碩士研究生，現(xiàn)主要從事水文水資源研究，（電話(huà)）13770515581（電子信箱）han_yang0910＠163.com