松嫩平原自然地理?xiàng)l件空間分區(qū)及土地利用變化分析

左一龍，馬艷敏

(哈爾濱師范大學(xué))

0 引言

近年來隨著社會(huì)的發(fā)展，人類對(duì)自然的開發(fā)和利用日益增強(qiáng).為了滿足人口增長對(duì)生產(chǎn)資料和生活資料不斷增加的需求，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)在不斷調(diào)整，區(qū)域的景觀格局和各類生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)也在不斷的發(fā)生變化，各種用地類型也在隨之改變［1］.這種改變除了部分有利于人類和生態(tài)系統(tǒng)的和諧發(fā)展之外，更多的則導(dǎo)致了一系列的生態(tài)環(huán)境危機(jī).及時(shí)準(zhǔn)確的掌握并運(yùn)用這種變化的情況，對(duì)指導(dǎo)土地資源的合理利用，促進(jìn)生態(tài)環(huán)境可持續(xù)循環(huán)，保證國民經(jīng)濟(jì)健康發(fā)展有重要的意義.對(duì)任何一個(gè)區(qū)域的研究和管理，都需要有一個(gè)適當(dāng)?shù)目臻g分析框架，傳統(tǒng)的區(qū)劃方法并不能完整的反映生態(tài)系統(tǒng)的連續(xù)性和整體性等特點(diǎn).因此，采用合適的區(qū)劃方法對(duì)松嫩平原的土地利用變化進(jìn)行研究，揭示其變化的特點(diǎn)和規(guī)律更有利于為管理部門合理的利用土地資源、調(diào)整土地利用結(jié)構(gòu)、實(shí)現(xiàn)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展提供科學(xué)依據(jù)［2－4］.

1 研究區(qū)概況

松嫩平原的地理范圍是東經(jīng)121°38'～128°33'，北緯 42°49'～ 49°12'，位于我國東北地區(qū)的中西部，是東北三大平原之一.南以松遼分水嶺為界，北與小興安嶺山脈相連，東西兩側(cè)分別與東部山地和大興安嶺相接壤.由松花江及其支流沖積而成，地跨黑龍江和吉林兩省.包括的行政區(qū)域有黑龍江省的大慶、安達(dá)、富裕、杜蒙、龍江、齊齊哈爾、肇州、肇源等35個(gè)市縣和吉林省的大安、寧江、通榆、前郭、乾安等20個(gè)市縣，總面積達(dá)22.35萬km2.從經(jīng)緯度看，它屬于我國緯度比較高、經(jīng)度比較偏東的地區(qū)，從全球尺度來看，松嫩平原處于中底緯度，屬于溫帶半濕潤、半干旱的森林草甸與草甸草原地帶，也是我國內(nèi)陸濕地廣泛分布的地區(qū)之一.

2 數(shù)據(jù)來源及研究方法

松嫩平原的自然地理?xiàng)l件分區(qū)的主要思路是:基于氣候的百年平均年均溫、降水量、水汽壓;地形地貌的高度、坡度;歸一化植被指數(shù)NDVI;土壤有機(jī)質(zhì)含量及腐殖質(zhì)層厚度;河網(wǎng)密度等指標(biāo)，利用Arc－GIS軟件進(jìn)行柵格數(shù)據(jù)提取，對(duì)柵格數(shù)據(jù)進(jìn)行 K– 均值聚類分析［5，6］，得到自然地理?xiàng)l件空間差異分區(qū).

通過Arc－GIS的漁網(wǎng)功能將松嫩平原按5km×5km分辨率分成共計(jì)12596個(gè)網(wǎng)格.如圖1所示.

圖1 松嫩平原網(wǎng)格劃分圖

利用Arc－GIS對(duì)各指標(biāo)柵格數(shù)據(jù)按網(wǎng)格進(jìn)行分區(qū)統(tǒng)計(jì)，得到每個(gè)5×5 km柵格的各指標(biāo)數(shù)據(jù).

對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理后，通過SPSS進(jìn)行K－均值聚類，將松嫩平原網(wǎng)格分成五個(gè)部分，將結(jié)果通過GIS軟件添加到網(wǎng)格圖層的屬性表連接［7］，得到空間分布情況如圖2所示.

圖2 松嫩平原自然地理?xiàng)l件分區(qū)

將得到的空間分布圖與松嫩平原三個(gè)時(shí)期(1980年、2000年、2010年)的土地利用圖相疊加進(jìn)行對(duì)比和分析.

3 分析和討論

3.1 分區(qū)結(jié)果分析

由分區(qū)結(jié)果可以看到，各區(qū)分布的空間性比較強(qiáng)，不像以往的分區(qū)區(qū)劃思路與方法形成的分區(qū)那樣規(guī)則，成片狀分布，而是存在同一區(qū)分隔和有零星分布的狀況，每個(gè)分區(qū)表現(xiàn)均很明顯，特別是2、4區(qū).

第1區(qū)，該區(qū)分布于松嫩平原的北部和東部，占松嫩平原總面積的21.37%.主要包括黑河中西部、東部部分地區(qū);齊齊哈爾東部和北部;綏化市中部部分地區(qū);哈爾濱北部、中部、西南部、南部的部分地區(qū);長春市局部地區(qū);松原和四平的局部地區(qū).

第2區(qū)，該區(qū)分布零散，面積最小，占松嫩平原總面積的4.6%.主要包括黑河局部地區(qū);齊齊哈爾西部和北部部分地區(qū)，這一部分為2區(qū)的主要組成部分;綏化市中部局部地區(qū);哈爾濱局部地區(qū);長春東北部局部地區(qū);白城和四平的零星分布.齊齊哈爾西部海拔較高，最高點(diǎn)在1000 m以上.

第3區(qū)，該區(qū)分布于松嫩平原的中西部，相對(duì)集中且分布面積最廣，占松嫩平原總面積的38.04%.主要包括齊齊哈爾東部和北部;綏化市西部;大慶的絕大部分地區(qū);哈爾濱西南小部分地區(qū);長春市西部地區(qū);松原絕大部分地區(qū);四平中西部;白城絕大部分地區(qū).該區(qū)多為山麓地區(qū)，地形起伏較大，侵蝕強(qiáng)烈.區(qū)內(nèi)河流密度最小，植被覆蓋程度也最差.

第4區(qū)，該區(qū)分布于松嫩平原的北部、東部邊緣及西部部分地區(qū)，分布面積較小，占松嫩平原總面積的14.41%.主要包括齊齊哈爾部分地區(qū);黑河北部和東部;綏化東部;大慶部分地區(qū);哈爾濱東部;長春市東部;四平東部;白城北部地區(qū).該區(qū)海拔多在 112.21～ 1166.85 m，海拔最高，坡度較大.相比其他區(qū)年均溫較低，年降水量較豐富，大氣濕度居中.土壤多為黑土、暗棕壤、沼澤土，土壤有機(jī)質(zhì)含量高［8］.區(qū)內(nèi)河流密度較大，植被覆蓋程度最好.

第5區(qū)，該區(qū)基本分布于第1與3區(qū)之間，部分地區(qū)呈條帶狀分布，分布面積與1區(qū)相似，占松嫩平原總面積的21.57%.在各大城市均有不同面積的分布.

3.2 土地利用變化情況分析

在1980～2010年間，松嫩平原整體的耕地、建筑用地、未利用地持續(xù)增加，其中耕地增加的幅度在降低，建筑用地和未利用地增加的幅度在增加;濕地、林地、草地、水域總體呈減少趨勢.濕地面積持續(xù)減少，并且減少的幅度和速度都是呈增加趨勢.

1980～2000年，土地利用變化的趨勢表現(xiàn)在林地、草地、濕地、未利用地向耕地轉(zhuǎn)化，其中，又以草地、林地的轉(zhuǎn)變?yōu)橹?主要表現(xiàn)地區(qū)是1區(qū)、3區(qū)和4區(qū).林地向耕地轉(zhuǎn)變，主要分布松嫩平原北部、東部邊緣，也就是1區(qū)的北部和4區(qū).草地向耕地轉(zhuǎn)變分布在3區(qū)，行政區(qū)域主要包括白城、齊齊哈爾，其次是在大慶和松原.

2000～2010年，土地利用變化主要表現(xiàn)為林地、草地、濕地、建筑用地向耕地的轉(zhuǎn)化，這一趨勢與1980～2000年相同，林地轉(zhuǎn)化面積有所增加.林地向耕地的轉(zhuǎn)化與前一時(shí)間段相比在南部有所分布，在1區(qū)和3區(qū)的面積有所增大;草地向耕地轉(zhuǎn)化主要表現(xiàn)在3區(qū).

4 結(jié)束語

通過對(duì)比和分析發(fā)現(xiàn)，自然地理?xiàng)l件分區(qū)能夠更好的反映出區(qū)域內(nèi)土地利用類型的變化趨勢.分區(qū)中1區(qū)和3區(qū)的面積逐年增加，2區(qū)、4區(qū)和5區(qū)的土地類型逐年向1區(qū)和3區(qū)土地類型轉(zhuǎn)化，面積逐漸減小.人類活動(dòng)的影響較大，土地利用結(jié)構(gòu)不合理;林地、濕地退化、鹽堿地?cái)U(kuò)張等問題急需解決.

［1］周繼松.松嫩平原土地利用現(xiàn)狀的遙感分析［J］.國土與自然資源研究，1993(3):32－34.

［2］鄭度，歐陽，周成虎.對(duì)自然地理區(qū)劃方法的認(rèn)識(shí)與思考［J］.地理學(xué)報(bào)，2008，63(6):563–573.

［3］舒若杰，高建恩，趙建民，等.黃土高原生態(tài)分區(qū)探討［J］.干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究，2006，24(3):143–206.

［4］李學(xué)梅，李忠峰.土地利用/覆被變化研究進(jìn)展及其意義［J］.安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2008，36(6):1–2.

［5］徐建華.現(xiàn)代地理學(xué)中的數(shù)學(xué)方法［M］.北京:高等教育出版社，2009.69–83.

［6］張文彤.SPSS統(tǒng)計(jì)分析教程:高級(jí)篇［M］.北京:北京希望電子出版社，2002.116–176.

［7］馬艷敏.松嫩平原地理單元空間分異區(qū)劃研究［D］.哈爾濱師范大學(xué)碩士學(xué)位論文，2013.

［8］劉興土.松嫩平原退化土地整治與農(nóng)業(yè)發(fā)展［M］.北京:科學(xué)出版社，2001.

［9］于萬輝.基于LUCC的松嫩平原生態(tài)安全評(píng)價(jià)與預(yù)警［D］.哈爾濱師范大學(xué)博士學(xué)位論文，2011.