基于馬爾科夫模型的吐魯番市土地覆被動態(tài)變化研究

何寶忠, 高敏華, 趙軍安

(1.新疆大學 資源與環(huán)境科學學院, 烏魯木齊 830046; 2.新疆大學 綠洲生態(tài)教育部重點實驗室, 烏魯木齊 830046)

基于馬爾科夫模型的吐魯番市土地覆被動態(tài)變化研究

何寶忠1,2, 高敏華1,2, 趙軍安1

(1.新疆大學 資源與環(huán)境科學學院, 烏魯木齊 830046; 2.新疆大學 綠洲生態(tài)教育部重點實驗室, 烏魯木齊 830046)

以吐魯番市1990年TM影像解譯數據和2005年、2011年的土地利用圖為數據源，通過建立馬爾科夫模型來預測該地區(qū)土地覆被變化情況。馬爾科夫模型的預測精度與模擬步長密切相關，因此，首先以1990年為基礎年，基于不同的模擬步長，預測2005年的各地類面積，并與其實際面積相比較，找出最佳模擬步長。其次，用該最佳步長預測2011年以后的土地覆被變化，由此分析該地區(qū)土地利用程度和土地利用空間變化動態(tài)度。研究表明：(1) 未利用地和草地相互轉換數量較大；(2) 2005年后耕地減少較為迅速，供需矛盾日益突出，基本沒有實現耕地占補平衡；(3) 在21年間水體減少近6 000 hm2，很可能與全球氣候變暖有關；(4) 由于建設用地和園地的變化而使得土地利用程度逐年提高，說明經濟的發(fā)展是土地覆被變化的重要因素；(5) 人為因素是土地覆被變化的主要原因，人們正采取越來越有力的手段影響著土地覆被變化。基于上述結論，文章提出了相應建議。

土地覆被; 馬爾科夫模型; 土地利用程度; 空間變化動態(tài)度

自從1986年國際科學理事會提出國際地圈與生物圈計劃(IGBP)和全球變化人文計劃(IHDP)于1995年共同擬定并發(fā)表了《土地利用/土地覆被變化科學研究計劃》以來,世界各國廣泛開展了對LUCC的研究。諸多研究均表明：土地質量退化、空氣污染、水質惡化等生態(tài)環(huán)境問題的出現總是與不合理的土地利用聯系在一起，而土地利用合理往往會促使區(qū)域生態(tài)環(huán)境向適應人類需求的良性方向發(fā)展[1]。國內外有很多基于區(qū)域尺度的LUCC研究取得了很多成果[2-5]，其能夠在時間和空間上較好地反映出研究區(qū)域生態(tài)環(huán)境變化，為區(qū)域生態(tài)、經濟的可持續(xù)發(fā)展提供重要的理論依據[6]，基于RS、GIS技術在LUCC方面研究的應用也頗多[7]，吐魯番市十分特殊的自然環(huán)境與交通樞紐戰(zhàn)略地位、豐富的礦產資源和旅游資源使得研究吐魯番市土地覆被時間序列變化尤其重要。以前已有過研究吐魯番市土地利用或土地覆被的內容,但研究方法和側重點不同[8-10]，這些研究內容較少地預測了吐魯番市未來土地覆被的發(fā)展變化，加之以前很多文獻應用馬爾科夫模型對模擬的步長考慮較少，只是單純的以1年或以抵達年為預測步長[11-13],這直接影響到了預測的精度，因此本文采用1990—2011年較長地數據序列和利用馬爾科夫模型求得的最優(yōu)模擬步長來研究和預測吐魯番市土地覆被變化，并分析吐魯番市土地利用程度和土地利用空間變化動態(tài)度，考慮到單一土地利用動態(tài)度和綜合土地利用動態(tài)度的缺點，引入單一土地覆被空間變化動態(tài)度和綜合土地覆被空間變化動態(tài)度[14]。

1 研究區(qū)概況

吐魯番市位于新疆維吾爾自治區(qū)東部，地處天山中東部主峰博格達山南麓，吐魯番盆地中心。東西寬90 km，南北長262 km，地勢南北高，中間低。地理坐標：東經88°29′28″—89°54′33″，北緯42°15′10″—43°35′，土地總面積13 589 km2。東臨哈密，西、南與巴音郭楞蒙古自治州的和靜、和碩、尉犁、若羌縣毗連，北隔天山與烏魯木齊市及昌吉回族自治州的奇臺、吉木薩爾、木壘縣相接。距新疆維吾爾自治區(qū)首府烏魯木齊市183 km。吐魯番屬于典型的大陸性暖溫帶荒漠氣候，日照充足，熱量豐富但又極端干燥，降雨稀少且大風頻繁，故有“火洲”、“風庫”之稱，自然環(huán)境十分特殊。國家“一主兩翼”大煤運鐵路線和西氣東輸二線的投入運營，交通樞紐戰(zhàn)略地位更加突出。旅游資源極為豐富，是享譽世界的優(yōu)秀旅游勝地。

2 數據來源與研究方法

2.1基于現狀土地利用圖和遙感影像的土地利用變化轉移矩陣

采用獲得的1990年吐魯番市TM影像和2005年、2011年土地利用現狀圖,運用ENVI來對1990年的影像進行幾何校正、裁剪、輻射校正、波段合成、影像解譯等操作步驟，在影像解譯時依據《土地利用現狀調查技術規(guī)程》解譯為耕地、園地、有林地、草地、水體、建設用地、未利用地、裸地、沙地、鹽堿地、灌木林、坑塘水面、永久性冰雪、內陸灘涂14類，為了討論方便，經過在ArcGIS中進行后期處理,把相關地類融合為耕地、園地、林地、草地、建設用地、水體、未利用地7大類。經過影像解譯精度評估,Kappa系數為80.34%，解譯效果較好。把影像解譯結果轉為矢量格式數據導入到ArcGIS軟件中進一步對誤判的地物進行屬性修正，獲得1990年土地利用圖，結合2005年和2011年土地利用現狀圖，導出土地利用轉移矩陣(見表1、表2、表3)。

表1 吐魯番市1990年、2005年、2011年土地覆被類型面積變化狀況 hm2

注:表中()中數字表示為該地類占該年土地總面積的百分比。

由表2和表3得出，在1990—2005年間草地和未利用地互轉面積較大，草地有33 518.59 hm2變?yōu)槲蠢玫兀蠢玫赜?3 612.19 hm2變?yōu)椴莸?，草地在此期間減少了4 965.8 hm2，主要是由于該地區(qū)氣候和缺水的原因引起的，未利用地的轉入和轉出面積都大于50 000 hm2，轉出與轉入面積分別為51 977.99，51 860.78 hm2。林地在此期間有所增加，主要是為防風固沙、水土保持的需要而植樹造林的結果。耕地與園地在此期間轉出的面積小于轉入的面積，面積都有所增加，分別為4 030.38，3 443.97 hm2，主要是由未利用地轉化而來，分別為6 127.18，5 416.78 hm2，說明耕地與園地的增加主要是由開荒而來。建設用地在這15 a間增加3 012.39 hm2，到2005年達10 412.60 hm2，主要是由未利用地、耕地、園地轉變而來，分別為2 499.62，1 012.34，964.89 hm2，在此期間由于土地整理項目和富民安居工程的實施等原因使得建設用地主要轉出為園地、未利用地和耕地，其比例分別為11.69%，8.2%，4.52%。

水體在此期間是所有地類中減少面積最多的利用類型，達6 561.30 hm2，主要是因為北部博格達峰的永久性冰雪大面積減少，使得33.57%的水體變?yōu)榱瞬莸?，達到6 459.56 hm2，其次13.55%變?yōu)榱宋蠢玫兀_到2 607.77 hm2，這很可能與全球變暖的氣候變化密切相關。

表2 吐魯番市1990-2005年土地利用轉移矩陣 hm2

注：表中() 中的數字表示該行土地覆被類型轉變?yōu)樵摿型恋馗脖活愋偷陌俜謹?。下同?/p>

表3 吐魯番市2005-2011年土地利用轉移矩陣 hm2

表3中各地類的變化趨勢與表2的變化趨勢基本相同，只是從總體上看未利用地和耕地面積分別減少了18 646.83，766.37 hm2，耕地供需矛盾日益突出，隨著城市化進程的不斷加快,現有耕地已在較大程度上不能滿足日益增長的各項建設和農民增收的需要[15]，而其他地類面積均有所增加，增幅最大的是草地和建設用地，分別為10 532.7，4 365.78 hm2，主要是2005—2011年有很多新建項目加之富民安居工程的實施，使得未利用地進一步開發(fā)，并占用了近300 hm2耕地，還有就是在在近幾年實施“退糧還經”戰(zhàn)略的影響下[15]，大量的耕地轉化成以葡萄種植為主的園地,同時對未利用地開墾也會導致園地面積的大幅增加。

從表1—3可以得出這兩期各地類面積排在前4位的都是未利用地、草地、林地和園地。從減幅和增幅來看未利用地連續(xù)減少，連續(xù)增加的是建設用地、林地和園地，先增后減的是耕地，先減后增的是水體面積，但是從表1可以得出建設用地的增幅最為迅速。1990年、2005年和2011年耕地面積分別約16 506.26，20 536.64，19 770.26 hm2，呈現先增后減的趨勢，由表3可知主要是耕地15.09%轉變?yōu)閳@地的結果，因此土地管理部門應制定相應措施實現耕地的占補平衡。在1990—2005年15 a的變化面積是146 601.97 hm2，但2005—2011年變化面積就達到了50 521.6 hm2，可見吐魯番市的經濟迅速發(fā)展，人們對土地的利用程度不斷增加。

由以上討論可以得出在2005年之前土地利用變化比較平緩，2005年之后土地利用變化比較劇烈，未利用地和草地互轉比例較大，永久性冰雪面積減少的面積超過6 000 hm2，建設用地面積增加迅速,說明全球氣候變化和人類活動是影響土地覆被變化的重要因素。

2.2 吐魯番市的馬爾科夫模型

3 基于不同步長模型模擬結果與分析

由于馬爾科夫模型受到自然、經濟、政策等因素的影響使得預測結果會出現誤差，不同的模擬步長也會有不同的模擬精度[16]，由以上討論中得出2005年后土地利用變化發(fā)生劇烈變化，因此以2011年為基準年來進行模擬是適當的，為了消除這些因素的影響，分別以1990年為基準年，2005年為抵達年分別以1年、3年、5年為模擬步長得出2005年預測結果，然后與2005年實際數據進行比較找出最優(yōu)的模擬步長，再以2011年為基準年，用2005—2011年轉移矩陣的轉移概率為轉移概率矩陣，比較得出最優(yōu)模擬步長來預測2011年后的土地覆被變化。

3.1 初始狀態(tài)矩陣的建立

以1990年的各土地覆被類型所占土地總面積的百分比作為初始狀態(tài)概率構成初始狀態(tài)矩陣(見表1)。

3.2 轉移概率矩陣和最優(yōu)模擬步長的確定

以該市1990—2005年的數據得到的轉移矩陣作為Markov模型中的轉移概率矩陣(見表2)，分別以1年、3年和5年為模擬步長對吐魯番市土地覆被變化進行模擬，模擬結果見下表4。

不同模擬步長與2005年土地利用實際面積比較誤差見表5。

表4 Markov Chain模型的不同步長模擬下吐魯番市土地覆被變化 萬hm2

表5 不同步長模擬下吐魯番市2005年土地利用模擬值與實際面積比較誤差

由表4和表5可以得出，1990—2005年對于吐魯番市的土地覆被變化而言，模擬的步長越接近15年模擬的效果越好，即草地、耕地、建設用地、林地、水體、未利用地、園地的模擬值越接近2005年實測值。模擬步長1年、3年、5年的各個地類相對誤差均是1年>3年>5年，從相對誤差可以得出模擬的效果從高到底排列為：未利用地>草地>園地>林地>建設用地>耕地>水體，除對水體模擬的誤差達9%左右誤差較大外(這可能是解譯的誤差引起的與模型本身的精度或許沒有關系)，其它地類的模擬誤差都在3%以下，可見用馬爾科夫模型預測吐魯番市土地覆被變化效果是較好的。

由以上討論可知，對于吐魯番市而言，模擬步長越接近所達之年模擬精度越高，因此選擇以2011年為基準年，以n=6年為模擬步長來進行土地覆被變化預測，即以2005年各土地類型面積比例為初始概率矩陣(見表1)，以2005—2011年的土地轉移頻數為土地利用轉移概率矩陣(見表3)，預測結果見表6。

表6 土地覆被類型預測結果 hm2

由表6可以得出:(1)農用地中，耕地面積整體上逐年減少，且減幅較小，由2011年的19 770.26 hm2減少到2023年的19 218.64 hm2，說明耕地供需矛盾日益突出。園地和林地面積逐年增加分別從2011年的23 814.11，27 194.67 hm2增加到2023年的24 597.10，32 669.75 hm2。(2) 建設用地逐年增加,從2011年的14 778.38 hm2增加到2029年的21 698.14 hm2。(3) 水體面積也是逐年增加，且增幅較大，從2011年的13 302.42 hm2增加到2023年的14 467.39 hm2，水體面積在增加說明吐魯番市進行的一系列水利工程中起到了很好的作用。(4) 未利用地面積逐年減少，并且減少的面積特別大，由預測結果來看2011—2023年未利用地將減少33 970.23 hm2，這其中減少面積肯定有許多轉變?yōu)椴傻V用地，這與吐魯番市礦產資源豐富密切相關，也刺激了該地區(qū)經濟的發(fā)展。由此得出很可能是一系列土地整理和復墾項目的確起到了作用，使得吐魯番市水體、林地和草地的面積都有所增加。

4 土地利用程度變化的時空特征分析

4.1 吐魯番市土地利用程度分析

土地利用程度主要反映了土地利用的廣度和深度，不僅反映了土地利用中土地本身的自然屬性，同時也反映了人類因素和自然環(huán)境因素的綜合效應[18]。采用劉紀遠[19]提出的土地利用程度的綜合分析方法，將土地利用程度按照土地自然綜合體在社會因素影響下的自然平衡分為4級，并賦予分級指數(見表7)，得出吐魯番市土地利用程度定量表達式。

表7 土地利用程度分級賦值

土地利用程度綜合指數計算公式為[18]：

式中：Lj——研究區(qū)域土地利用程度綜合指數；Ai——研究域內第i級土地利用程度分級指數；Ci——研究區(qū)域內第i級土地利用程度分級面積百分比；n——土地利用程度分級數。

土地利用程度變化量Lb-a和變化率R，計算公式為：

(1)

(2)

式中：Lb——b時間的區(qū)域土地利用程度綜合指數；La——a時間的區(qū)域土地利用程度綜合指數；Ai——第i級的土地利用程度分級指數；Cib——某區(qū)域b時間第i級土地利用程度面積百分比；Cia——某區(qū)域a時間第i級土地利用程度面積百分比。

土地利用程度及其變化量和變化率可定量地揭示該范圍土地利用的綜合水平和變化趨勢，如果Lb-a>0或R>0，則區(qū)域土地利用處于發(fā)展期，否則處于調整期或衰退期[18]。根據表7和以上兩式得出吐魯番市不同時期土地利用程度綜合指數，土地利用程度變化量和變化率。

經計算，可以得出1990—2011年土地利用程度綜合指數呈連續(xù)上升趨勢，從1990年的131.09上升到2011年的134.06；土地利用程度變化量從1990—2005年的0.997上升到2005—2011年的1.977，1990—2011年為2.974；土地利用程度變化率從1990—2005的0.007 6上升到2005—2011年的0.015 0，1990—2011年為0.022 7。說明人們對吐魯番的土地利用程度不斷加深，利用區(qū)域更加廣泛，主要是由于經濟發(fā)展而使得很多以前沒有利用的土地現在正在利用，以前利用的土地其利用的程度更深更細，期間許多建設項目落戶該地區(qū)，城區(qū)面積和居民點面積也不斷增加，只是居民點越來越集中，為了更好地利用土地，有些村莊集體搬遷合為一整體。

4.2 吐魯番市土地利用空間變化動態(tài)度

存在單一土地利用動態(tài)度和綜合土地利用動態(tài)度，應用它們的缺點在于出現地類面積增減變化的抵消,這樣在一定程度上掩蓋了土地覆被變化的實際情況，不能夠反映出土地覆被類型的空間變化[14]，因此引入單一土地覆被空間變化動態(tài)度和綜合土地覆被空間變化動態(tài)度。

單一土地覆被空間變化動態(tài)度，其表達式為：

(3)

綜合土地覆被空間變化動態(tài)度，其表達式為：

(4)

單一土地覆被空間變化動態(tài)度和綜合土地覆蓋空間變化動態(tài)度體現了土地覆被變化在空間上的變化速度[14]。以1990—2005年土地利用轉移面積和2005—2011年土地利用轉移面積計算吐魯番市土地覆被空間變化動態(tài)度，見表8。

表8 不同時段吐魯番市土地覆被空間變化動態(tài)度 %

從表8可以得出:

(1) 1990—2005年間空間動態(tài)變化度最大的是耕地和林地，其次是園地、建設用地、水體、草地、未利用地，分別為11.6%，11.58%，7.57%，6.42%，4.16%，1.85%，0.7%，在此期間耕地、林地、園地、建設用地空間變化動態(tài)度最大主要是因為期間人們墾荒和建設用地占用其它地類的結果。2005—2011年間土地覆蓋類型空間變化動態(tài)度最大的是建設用地，其次是耕地、園地、林地、水體、草地、未利用地，分別為11.33%、9.37%，7.96%，7.28%，1.86%，1.34%，0.62%，可見該時期隨著城市化水平的提高、城鎮(zhèn)建設的發(fā)展引起了建設用地空間變化動態(tài)度的加大。

這兩期都是未利用地空間變化動態(tài)度為最小，這并不是說未利用地變化最小，從總體上看未利用地在這三期中每一期變化的面積都超過了30 000 hm2，均為各地類最高，主要是因為未利用地占到了吐魯番市總面積的70%以上，基數太大所以空間變化動態(tài)度相對最小，所以所有地類的空間變化動態(tài)度都是相對而言的。

(2) 比較前后兩個階段，2005—2011年除了建設用地和園地空間變化動態(tài)度大于前一個時期外，其它地類均小于前一個時期，由此可以得出主要是由于建設用地和園地的變化造成了后一時期的土地利用綜合程度指數總的趨勢是逐年升高，說明這兩個時期建設用地和園地與其他地類相互之間的轉移比較活躍，這主要是由于園地種植的主要是葡萄，是一大經濟產業(yè)，而使得許多其它地類轉變?yōu)榱藞@地，再者由于城市規(guī)劃、耕地占補平衡、經濟快速發(fā)展等原因使得許多其他地類轉變?yōu)榱私ㄔO用地。

(3) 綜合前兩個階段，1990—2011年期間土地覆蓋類型空間變化動態(tài)度變化最大的是林地，其次是耕地、建設用地、園地、水體、草地、未利用地，其實耕地和水體主要反映的是1990—2005年時期的變化，主要是開荒和全球氣候變暖的結果；建設用地和園地主要反映的是2005—2011年時期的變化，說明隨著城鎮(zhèn)化水平的提高和經濟發(fā)展的需要，建設用地和園地空間變化動態(tài)度加大；而未利用地和林地主要反映的是1990—2011年整個時期的變化，期間由于環(huán)境保護的需要，許多未利用地轉變?yōu)榱肆值囟脕矸里L固沙、水土保持，未利用地與其他地類相互轉變十分頻繁。

通過以上分析得出：人為因素是土地覆蓋變化的主要原因；看空間變化動態(tài)度時一定要看它的基數面積值，值最小的也可能是絕對數量變化最大的；人們正采取越來越有力的手段改變著土地利用結構。

5 結論與建議

5.1 結 論

(1) 從面積上看，1990—2011年吐魯番市面積最大的是未利用地、草地、林地、園地，其它地類各年面積排名稍有不同。耕地面積2005—2011年面積減少了766.37 hm2，耕地供需矛盾日益突出。

(2) 從面積轉移矩陣中可以得出，2005年之前土地覆被變化比較平緩，2005年之后土地覆被變化比較劇烈，1990—2005年15年間才變化146 601.97 hm2，而2005—2011年6年之間就變化了50 521.60 hm2；1990—2011年未利用地和草地互轉數量較大，未利用地轉變?yōu)槠渌仡惷娣e較大，其它地類轉變?yōu)槲蠢玫孛娣e較少；水體在1990—2005年間面積大幅減少近6 000 hm2，主要是由于北部博格達峰永久性冰雪的減少，這很可能與全球氣候變暖密切相關；建設用地面積增加迅速。

(3) 對于吐魯番市而言，馬爾科夫模型的預測步長越接近于抵達年，那么對各個地類的預測誤差越小，除對水體模擬的誤差達9%左右，誤差較大外，其它地類的模擬誤差都在3%以下，不過這可能與對1990年影像解譯的誤差有關，而與模型本身的精度關系不大，可見用馬爾科夫模型模擬吐魯番市土地覆被變化效果是較好的。

(4) 從預測結果來看，農用地中，耕地逐年減少，說明照現在的情況發(fā)展下去，離現在提出的保護耕地的目標是背道而馳的；園地逐年增加，這與為了發(fā)展經濟而使得許多耕地轉變?yōu)榱藞@地密切相關。建設用地逐年增加，從2011年的14 778.38 hm2增加到2023年的21 698.14 hm2。水體也是逐年增加且增幅較大，從2011年的13 302.42 hm2增加到2023年的14 467.39 hm2。未利用地逐年減少，并且減少的面積特別大，由預測結果來看，2011—2023年未利用地將減少33 970.23 hm2，這減少的面積肯定有很多轉變?yōu)榱瞬傻V用地，這與吐魯番市礦產資源豐富密切相關。

(5) 從吐魯番市土地利用程度分析得出，1990—2011年間人們對土地利用程度不斷加深，土地利用程度綜合指數從1990年的131.09上到2011年的134.06。

(6) 吐魯番市土地覆被空間變化動態(tài)度方面可知，1990—2005年期間耕地、林地、園地的空間變化動態(tài)度最大，主要是該期間墾荒、經濟發(fā)展和從生態(tài)方面需要而植樹造林的結果。2005—2011年間土地覆蓋類型空間變化動態(tài)度最大的是建設用地，可見該地區(qū)城市化水平不斷提高。主要是由于2005—2011年建設用地和園地的變化造成了1990—2011年的土地利用綜合程度指數總的趨勢是逐年升高的，說明經濟的發(fā)展是土地覆被變化的重要因素。耕地、水體主要反映的是1990—2005年的變化，主要是開荒和全球氣候變暖的結果；建設用地和園地主要反映的是2005—2011年時期的變化；未利用地和林地主要反映的是1990—2011年整個時期的變化，期間由于環(huán)境保護的需要許多未利用地轉變?yōu)榱肆值囟脕矸里L固沙、水土保持，未利用地與其他地類相互轉變頻繁。

綜合以上結論可以得出人為因素是土地覆被變化的主要原因，人們正采取越來越有力的手段改變著土地利用結構。

5.2 建 議

嚴格制定保護耕地的措施，實現耕地的占補平衡；加大對未利用地的開發(fā)，吐魯番市有近70%的未利用地,加上在未利用地上有很多旅游資源，可在生態(tài)旅游方面多做規(guī)劃，解決該地區(qū)一些土地資源過度開發(fā)和退化的問題；適當減少工礦企業(yè)的發(fā)展，多發(fā)展生態(tài)產業(yè)，因為過多的工礦產業(yè)會增多CO2的排放，使得全球氣候變暖的效應更加突出，以遏制吐魯番市北部博格達峰永久性冰雪面積減少的速度。

由于缺少2000年之前十分詳細的資料，因此根據相關資料對吐魯番市土地覆被變化的原因只是做了一些定性的解釋，如果資料充足，最好可對該地區(qū)土地覆被變化的驅動因素做一些定量的研究，如用主成分分析法、典型相關分析法等。這有待以后改進、完善；由于馬爾科夫模預測的對象要求其保持某一固定的轉移概率，要求預測對象的變化過程是平穩(wěn)的，并且不能綜合考慮政策的改變等因素的影響，但實際上土地覆被的變化會因諸多自然或人為因素的影響而隨時間有所變化，是該模型的局限所在，有待進一步完善。

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DynamicChangesofLandCoverBasedonMarkovModelinTurpanCity

HE Bao-zhong1,2, GAO Min-hua1,2, ZHAO Jun-an1

(1.CollegeofResourcesandEnvironmentalScience,XinjiangUniversity,Urumqi830046,China; 2.KeylaboratoryofOasisEcology,MinistryofEducation,Urumqi830046,China)

The land-cover data obtained from the TM remote sensing images of 1990 as well as land-use map of 2005, 2011 were used in Turpan to set up a Markov model for predicting changes of land-cover. Given the accuracy of prediction in Markov model is closely related to its simulated step, therefore, firstly, 1990 was taken as initial year to predict various areas of land-cover on different classes in 2005, and the optimal simulated step was found out by comparing the minimum difference between the simulate and actual areas of land-cover. Secondly, the changes of land-cover in 2011 was predicted by taking the optimal simulated step in Markov model, then the land use degree and land use space change dynamic were analyzed based on this. Results could be summarized as: (1) the areas of transform between unutilized land and grassland are enormous; (2) the cultivated land decreased quickly since 2005, which indicated that the contradiction between supplement and demand was being increased, and also meant that the balance of the cultivated occupation and supplement had not implemented; (3) nearly 6 000 hectares of water disappeared in 21 years which was largely probably associated with global warming; (4) because the change of construction land and garden plot made the land use degree increase year by year, it exhibited that the development of economy was an important factor resulting in the changes of land cover; (5) anthropic factor was a major reason which led to the changes of land-cover, people were taking more and more powerful means to affect the land cover change. Therefore, some appropriate proposals were also offered according to the above results.

land cover; Markov model; land use degree; dynamic space change

2013-11-25

：2013-12-26

國家自然科學基金項目“吐魯番綠洲人與自然耦合系統(tǒng)變化的驅動與適應機制研究”(41271168)。

何寶忠(1989—),男,重慶市梁平縣人,在讀碩士,主要從事遙感和土地利用研究。E-mail:hbz108@163.com

高敏華(1963—),男,新疆烏魯木齊市人,副教授,碩士生導師,主要從事土地資源評價及土地利用規(guī)劃。E-mail:mh_gao@163.com

F301.24

：A

：1005-3409(2014)05-0041-08