黑龍江省穆棱市土地利用/覆被變化及熱點(diǎn)分析

高鳳杰 ， 馬泉來(lái) ， 單培明 ， 劉 洋 ， 郭欣欣 ， 楊 雙 ， 張志民

(東北農(nóng)業(yè)大學(xué) 資源與環(huán)境學(xué)院，哈爾濱150030)

黑龍江省穆棱市土地利用/覆被變化及熱點(diǎn)分析

高鳳杰 ， 馬泉來(lái) ， 單培明 ， 劉 洋 ， 郭欣欣 ， 楊 雙 ， 張志民

(東北農(nóng)業(yè)大學(xué) 資源與環(huán)境學(xué)院，哈爾濱150030)

土地利用/覆被變化及其過(guò)程特征是全球變化領(lǐng)域研究的重點(diǎn)和熱點(diǎn)。運(yùn)用地統(tǒng)計(jì)學(xué)和3S技術(shù)，對(duì)黑龍江省穆棱市1991—2001年和2001—2013年土地利用/覆被變化及其空間演變特征進(jìn)行研究。結(jié)果表明：1991—2001年間，耕地是主要轉(zhuǎn)入地類(lèi)，增加232.25 km2，林地作為最大轉(zhuǎn)出地類(lèi)，減少290.35 km2，林地與耕地的轉(zhuǎn)化在土地利用變化中占最大比例，其他用地均發(fā)生變化，但面積小且散亂，整體上該時(shí)期土地利用呈現(xiàn)出開(kāi)發(fā)混亂、效率低下的特點(diǎn)；2001—2013年間，受還林還草的影響，耕地減少179.01 km2，林地增加171.45 km2，其中坡耕地的退出占較大比例，且分布面積廣，該時(shí)段內(nèi)土地利用結(jié)構(gòu)得到優(yōu)化；土地利用變化的熱點(diǎn)區(qū)由2001年前的“兩大一小”模式，演變?yōu)橐允袇^(qū)和中心鄉(xiāng)鎮(zhèn)圍成的重點(diǎn)區(qū)域；1991—2013年間研究區(qū)自然因子變化較小，土地利用/覆被變化主要受退耕還林等國(guó)家政策的主導(dǎo)。

土地利用/覆被變化；地統(tǒng)計(jì)學(xué)；3S技術(shù)；黑龍江省穆棱市

0 引言

土地利用/覆被變化(LUCC)作為人類(lèi)活動(dòng)和自然過(guò)程相互作用最為密切的問(wèn)題，一直是全球變化領(lǐng)域研究的重點(diǎn)和熱點(diǎn)，引起國(guó)內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注[1-3]?！皣?guó)際地圈生物圈計(jì)劃(IGBP)”和“全球變化人文因素計(jì)劃(IHDP)”共同制定了“土地利用/覆被變化(LUCC)科學(xué)研究計(jì)劃”和“全球土地計(jì)劃(GLP)”，并作為全球變化及人地關(guān)系研究領(lǐng)域的前沿問(wèn)題。從現(xiàn)有成果看，有影響力的研究主要從全球和其他較大尺度上展開(kāi)[4-5]，涉及土地利用變化的驅(qū)動(dòng)力因子、區(qū)域土地利用的現(xiàn)狀分析及土地利用/覆被變化引起的景觀和生態(tài)環(huán)境效應(yīng)等響應(yīng)機(jī)制[6-8]，并且有在全球研究的框架之下逐步向中小尺度過(guò)渡的趨勢(shì)，其中，以典型流域和西北黃土丘陵等生態(tài)脆弱區(qū)為研究單元較多[9-10]，且多以定性分析和指標(biāo)計(jì)算方法為主，農(nóng)林牧交錯(cuò)區(qū)是多種產(chǎn)業(yè)相互發(fā)展又深具干擾性的交錯(cuò)地帶，尺度適中，也因其重要及特殊的生態(tài)區(qū)位而引起關(guān)注，并且取得了相關(guān)成果[11-12]。而結(jié)合地統(tǒng)計(jì)學(xué)的理論方法，在小單元內(nèi)研究土地利用空間格局演變可以更好地解釋其數(shù)量和空間變化特征，通過(guò)對(duì)其長(zhǎng)時(shí)間序列土地利用變化的可視化演變分析，逐步推演其格局的演變過(guò)程和成因機(jī)制，并進(jìn)行未來(lái)情景演變的模擬預(yù)測(cè)，是未來(lái)研究的重點(diǎn)和發(fā)展方向。

黑龍江省穆棱市是東北地區(qū)典型的農(nóng)林交錯(cuò)帶，在21世紀(jì)初開(kāi)始實(shí)施退耕還林工程，土地利用/覆被變化劇烈，農(nóng)林用地呈現(xiàn)新的空間演變特征，選取該區(qū)域?yàn)檠芯糠秶?，采用遙感影像及相關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，借助于3S技術(shù)，建立1991—2013年間土地利用數(shù)據(jù)庫(kù)，以1 km × 1 km柵格為單元，建立土地利用總體變化指數(shù)和土地利用類(lèi)型面積變化指數(shù)，將不同時(shí)間點(diǎn)的土地利用數(shù)據(jù)及相關(guān)指數(shù)進(jìn)行空間展布，定量精確地獲取不同單元內(nèi)人類(lèi)活動(dòng)和社會(huì)發(fā)展對(duì)土地利用變化的影響強(qiáng)度及空間差異性，分析熱點(diǎn)區(qū)域變化特征，同時(shí)，結(jié)合研究區(qū)氣象及社會(huì)等要素對(duì)土地利用變化的驅(qū)動(dòng)力進(jìn)行探討，為穆棱市區(qū)域發(fā)展的決策與管理提供理論依據(jù)。

1 研究區(qū)概況與數(shù)據(jù)來(lái)源

1.1 研究區(qū)概況

穆棱市地處黑龍江省東南部，位于129°45′19″～130°58′07″E 、43°49′55″～45°07′16″N，南與吉林省接壤，東西部分別有老爺嶺和太平嶺南北走向分布，全境海拔232～1 111 m，平均海拔600 m，多為低山丘陵，屬溫帶大陸性季風(fēng)氣候。全市下轄六鎮(zhèn)兩鄉(xiāng)，市區(qū)在八面通鎮(zhèn)，總面積6 673 km2，總?cè)丝?0萬(wàn)，生產(chǎn)總值超過(guò)100億元，是黑龍江省近些年發(fā)展速度較快的縣市之一。境內(nèi)河流眾多，穆棱河從南向北貫穿全境，林地在土地利用中占比較大，森林覆蓋率達(dá)60%以上，年均降水量530 mm，主要集中于6—8月份，占全年降水量的60%以上，耕地土層較薄，大部分為暗棕壤，是黑龍江省典型的農(nóng)林交錯(cuò)區(qū)和生態(tài)敏感區(qū)。20世紀(jì)末，穆棱市人口快速增長(zhǎng)，生活需求擴(kuò)大，以農(nóng)為綱思想影響廣泛，從而造成毀林開(kāi)荒、超破耕作、水土流失、植被破壞等現(xiàn)象嚴(yán)重，林地、草地大面積減少，耕地驟增，土地資源遭到不合理開(kāi)發(fā)和利用，水土流失情況嚴(yán)重，生態(tài)環(huán)境脆弱[13-14]。

1.2 數(shù)據(jù)來(lái)源

采用1991，2001年的Landsat5 TM影像和2013年的Landsat8 OLI影像，為了便于影像特征識(shí)別與處理，分別選取研究區(qū)9，10月份影像，空間分辨率為30 m，在ENVI 4.5中進(jìn)行波段融合、影像的配準(zhǔn)校正，在ArcGIS 10.0平臺(tái)以穆棱市所在的129°E經(jīng)線為中央經(jīng)線進(jìn)行投影轉(zhuǎn)換，建立解譯標(biāo)志，進(jìn)行人工目視解譯得到穆棱市不同時(shí)間點(diǎn)的土地利用類(lèi)型分布圖，之后進(jìn)行研究區(qū)樣點(diǎn)選取和精度驗(yàn)證，通過(guò)專家咨詢和野外調(diào)研選取驗(yàn)證樣點(diǎn)，在野外通過(guò)手持GPS實(shí)現(xiàn)研究區(qū)土地利用類(lèi)型的定點(diǎn)驗(yàn)證，結(jié)果表明，土地利用類(lèi)型判別準(zhǔn)確度在90%以上，滿足研究要求。同時(shí)，參照國(guó)家土地利用劃分標(biāo)準(zhǔn)并結(jié)合研究區(qū)實(shí)際狀況和本研究的目的，將研究區(qū)土地類(lèi)型劃分為旱地、水田、林地、草地、水域和建設(shè)用地6種類(lèi)型，以穆棱市地形圖、水系圖及行政區(qū)劃圖為輔助圖件數(shù)據(jù)，建立土地利用數(shù)據(jù)庫(kù)。相關(guān)社會(huì)經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)主要來(lái)源于牡丹江地區(qū)統(tǒng)計(jì)年鑒和相關(guān)部門(mén)網(wǎng)站，氣象數(shù)據(jù)來(lái)源于中國(guó)氣象科學(xué)數(shù)據(jù)共享平臺(tái)。

2 研究方法

在時(shí)間尺度上，以退耕還林工程的實(shí)施為理論分割依據(jù)，以2001年為時(shí)間尺度分割點(diǎn)，劃分前后兩個(gè)時(shí)間段，即對(duì)退耕還林前后兩個(gè)時(shí)期展開(kāi)研究。

2.1 土地利用轉(zhuǎn)移矩陣

運(yùn)用1991—2001年和2001—2013年兩個(gè)時(shí)間段、3個(gè)時(shí)間點(diǎn)的穆棱市土地利用數(shù)據(jù)，通過(guò)ArcGIS 10.0中的 Intersect功能和在Excel中添加透視表對(duì)解譯得到的3期土地利用數(shù)據(jù)進(jìn)行空間疊加分析和統(tǒng)計(jì)，獲得穆棱市1991—2001年、2001—2013年前后兩個(gè)時(shí)間段的土地利用類(lèi)型轉(zhuǎn)移矩陣。對(duì)比在研究區(qū)受到外部強(qiáng)烈干擾情況下，即退耕還林前后的土地利用/覆被變化的數(shù)量和結(jié)構(gòu)特征，并做進(jìn)一步分析。

2.2 土地利用變化指數(shù)

2.2.1 土地利用總體變化指數(shù)。土地利用總體變化指數(shù)反映區(qū)域土地利用變化的程度，本研究以公里網(wǎng)格為獨(dú)立單元，精確反映研究區(qū)不同地理單元內(nèi)部土地利用變化部分所占比例及土地利用變化的速率，整體上也可以反映人類(lèi)活動(dòng)對(duì)土地利用的干擾強(qiáng)度。公式為：

(1)

式中：Iluc為土地利用總體變化指數(shù)；uai,ubi分別為研究時(shí)段初年和末年第i類(lèi)土地利用類(lèi)型面積；D為柵格單元面積，除研究區(qū)邊緣外，其他均為1 km2。

2.2.2 土地利用類(lèi)型面積變化指數(shù)。土地利用類(lèi)型面積變化指數(shù)可以作為進(jìn)一步深入分析土地利用變化的狀況指標(biāo)，具體是指在單元格內(nèi)土地利用總體變化指數(shù)的基礎(chǔ)上進(jìn)一步得出每一單元內(nèi)發(fā)生變化的土地中各土地類(lèi)型之間的轉(zhuǎn)化情況及其占單元格內(nèi)所有土地利用變化面積的比重。土地利用變化指數(shù)是局部中的整體反映，而土地利用類(lèi)型面積變化指數(shù)是對(duì)前者的進(jìn)一步量化與解釋，使得區(qū)域土地利用變化更加明細(xì)化，公式如下[15-16]：

(2)

式中：Ilua為土地利用類(lèi)型面積變化指數(shù)；uai,ubi分別為研究時(shí)段初年和末年第i類(lèi)土地利用類(lèi)型面積。

2.3 分級(jí)熱點(diǎn)探測(cè)

分級(jí)熱點(diǎn)探測(cè)是全局聚集性檢驗(yàn)方法之一，用于確定在整個(gè)研究區(qū)域內(nèi)是否存在聚集性，通過(guò)定義一個(gè)“聚集單元”的“極限距離或閾值”，將其與每一個(gè)空間點(diǎn)對(duì)的距離進(jìn)行比較，距離小于極限距離時(shí)，該點(diǎn)被計(jì)入聚集單元[17]，在本研究中，采用定義極限距離進(jìn)行分析，同時(shí)也可以通過(guò)指定聚集單元點(diǎn)的數(shù)目來(lái)強(qiáng)化地理要素的聚集規(guī)則，以此類(lèi)推得到研究區(qū)土地利用/覆被變化的熱點(diǎn)區(qū)域在空間上的轉(zhuǎn)移過(guò)程，是一種從整體上把握土地利用格局變化的直觀方法[18]。

3 結(jié)果與分析

3.1 土地利用現(xiàn)狀及轉(zhuǎn)移特征分析

結(jié)合表1、表2及土地利用現(xiàn)狀可以得出：在1991，2001，2013年中，林地一直是穆棱市主要的土地利用類(lèi)型，分別占到72.22%，68.04%和71.27%，且主要分布于穆棱市南部和東部海拔較高的山區(qū)、半山區(qū)和丘陵地帶，集中連片分布，破碎度小。耕地面積在不同時(shí)期均占研究區(qū)總面積20%以上，集中分布在中部地勢(shì)平坦、水源豐富、居民點(diǎn)聚集的地區(qū)。

1991—2001年和2001—2013年土地利用轉(zhuǎn)移矩陣表明：1991—2001年，林地的面積不斷減少，共減少290.35 km2，其中主要轉(zhuǎn)化為耕地、草地和建設(shè)用地，轉(zhuǎn)化為耕地的面積占總比例的90%以上，同時(shí)也有少量的草地轉(zhuǎn)化為林業(yè)用地，建設(shè)用地面積小幅度增加，水域基本不變，這與同時(shí)期人類(lèi)對(duì)研究區(qū)土地資源的不合理開(kāi)發(fā)利用密切相關(guān)，在20世紀(jì)末，為提高糧食產(chǎn)量，研究區(qū)出現(xiàn)毀林開(kāi)荒，亂砍濫伐現(xiàn)象，森林覆蓋面積急劇下降，也導(dǎo)致水土流失、土壤污染等災(zāi)害頻發(fā)，生態(tài)環(huán)境遭到破壞。2001年開(kāi)始實(shí)施國(guó)家退耕還林工程，土地利用的格局和數(shù)量發(fā)生劇烈變化，呈現(xiàn)出新特點(diǎn)。2001年之后，由于國(guó)家政策干預(yù)，大量坡度在15°以上的、耕作條件差的耕地被還林還草，其中，旱地還林還草面積為171.51 km2，在研究區(qū)占主要地位。在此背景下，林地面積持續(xù)增加，截至2013年共增加171.45 km2，同時(shí)一些未利用地逐步演變?yōu)椴莸?，草地面積略有增加，水域面積在該時(shí)期增加約2 km2，由于農(nóng)村居民點(diǎn)的整治，建設(shè)用地的規(guī)范使用，使其利用率得到提高，騰出的空閑建設(shè)用地通過(guò)土地整治工程轉(zhuǎn)為其他用地，建設(shè)用地總面積有所下降，其開(kāi)發(fā)使用更加科學(xué)合理。

表1 1991—2001年土地利用類(lèi)型轉(zhuǎn)移矩陣 km2

表2 2001—2013年土地利用類(lèi)型轉(zhuǎn)移矩陣 km2

3.2 土地利用變化特征分析

通過(guò)公式(1)和公式(2)，得出研究區(qū)1991—2013年間的土地利用總體變化指數(shù)和土地利用類(lèi)型面積變化指數(shù)，并以區(qū)域內(nèi)交通、城鎮(zhèn)分布等信息為基礎(chǔ)，全面而準(zhǔn)確地反映了穆棱市土地利用/覆被變化特征。

根據(jù)土地利用總體變化指數(shù)計(jì)算結(jié)果，結(jié)合區(qū)域基礎(chǔ)信息可以看出，1991—2001年間土地利用的高變化區(qū)域主要集中在以穆棱市為中心、其西北部臨近雞西市區(qū)和沿鐵路公路交通干道向西南方向延伸的地帶，該地區(qū)地勢(shì)平坦，交通便利，人口聚集，耕地大面積連片分布，同時(shí)也是農(nóng)業(yè)與林業(yè)交錯(cuò)地帶；2001—2013年間，土地利用變化中心明顯發(fā)生偏移，相比2001年前較分散的土地利用變化，2001年之后的土地利用變化情況呈現(xiàn)出中心聚集特征，城市已不是土地利用變化的最大區(qū)域，重心開(kāi)始集中于距離城市比較近的中心鄉(xiāng)鎮(zhèn)，下城子鎮(zhèn)、馬橋河鎮(zhèn)和市區(qū)三者所圍成的區(qū)域內(nèi)，該區(qū)域是社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和區(qū)域行政中心，多種優(yōu)勢(shì)要素聚集，未來(lái)發(fā)展空間大，同時(shí)也是鐵路、公路和水系交錯(cuò)發(fā)達(dá)的地區(qū)，說(shuō)明該區(qū)域的土地利用仍受交通的影響。

從土地利用類(lèi)型面積變化指數(shù)計(jì)算結(jié)果可以得到，1991—2001年間，所有地類(lèi)之間均有不同程度的相互轉(zhuǎn)化，其中林地轉(zhuǎn)耕地占轉(zhuǎn)化面積的50%以上，同時(shí)也有部分低覆蓋度的草地被開(kāi)墾為耕地；其次在太平嶺和老爺嶺邊緣等難以開(kāi)發(fā)利用地帶存在大比例的耕地轉(zhuǎn)為林草用地現(xiàn)象，但數(shù)量分布和所占比重小；這一時(shí)期在河流流域、水資源豐富地區(qū)旱地改水田的現(xiàn)象頻繁發(fā)生；建設(shè)用地變化在土地利用整體變化中十分微小，只略見(jiàn)于城市和鄉(xiāng)鎮(zhèn)邊緣區(qū)域?？傊摃r(shí)期土地利用變化類(lèi)型多種多樣。2001—2013年間，主要是耕地轉(zhuǎn)化為林草用地，且所占比重普遍很高；旱地改水田現(xiàn)象在數(shù)量和比重上均呈現(xiàn)增加趨勢(shì)；在局部地區(qū)出現(xiàn)草地轉(zhuǎn)為耕地和林地、建設(shè)用地增加等現(xiàn)象，但數(shù)量很少，且分布集中，主要分布于研究區(qū)中部地勢(shì)平坦區(qū)域及其邊緣的交錯(cuò)地帶，這與該區(qū)域傳統(tǒng)的土地利用和社會(huì)發(fā)展分不開(kāi)?？傊@一時(shí)期土地利用變化現(xiàn)象呈現(xiàn)出耕地轉(zhuǎn)為林草用地較多、其他地類(lèi)間微小變動(dòng)的特征。

3.3 熱點(diǎn)區(qū)域分析

借助于CrimeStat空間分析軟件，對(duì)穆棱市1991—2013年間兩個(gè)時(shí)間段的土地利用變化指數(shù)在同一參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)下進(jìn)行分級(jí)熱點(diǎn)探測(cè)，得出1991—2001年和2001—2013年兩個(gè)時(shí)期土地利用變化的熱點(diǎn)區(qū)域空間分布圖(圖1)。1991—2001年間，穆棱市土地利用/覆被變化的熱點(diǎn)區(qū)域主要有3個(gè)，即“兩大一小”的區(qū)域，其中北部以市區(qū)為中心沿鐵路交通和穆棱河南北走向分布，同時(shí)也是研究區(qū)最大的熱點(diǎn)區(qū)域，其次為中部受?chē)?guó)道交通影響較大，形成第二大熱點(diǎn)區(qū)域；穆棱市地處兩省交界處，在南部穆棱河源頭和吉林省交界地帶土地利用變化也較為突出。整體來(lái)看，該階段的土地利用變化并不受政策導(dǎo)向的影響，仍然是以肥沃的土地、豐富的水域和便利的交通等自然條件為先決要素，即自然要素決定土地資源的開(kāi)發(fā)利用過(guò)程。2001—2013年間，穆棱市北部為土地利用/覆被變化的熱點(diǎn)區(qū)域，包括八面通鎮(zhèn)、馬橋河鎮(zhèn)和下城子鎮(zhèn)所形成的橢圓形區(qū)域，該區(qū)域包括了穆棱市郊和研究區(qū)的中心城鎮(zhèn)，同時(shí)是鐵路、公路、水系和地形等資源條件非常豐富的區(qū)域，構(gòu)成了研究區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)、交通發(fā)展的核心區(qū)域?？梢钥闯?，2001年之后的土地利用變化已經(jīng)受到社會(huì)發(fā)展、城市化等政策的干預(yù)，特別是近十年的新農(nóng)村建設(shè)、城鎮(zhèn)化發(fā)展更是加速了城市邊緣區(qū)、區(qū)域中心城鎮(zhèn)土地資源利用的劇烈變化，自然要素在土地利用中的主導(dǎo)地位已逐漸弱化。總之，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，穆棱市土地資源的開(kāi)發(fā)利用從亂開(kāi)濫用轉(zhuǎn)向受政策導(dǎo)向的重點(diǎn)開(kāi)發(fā)利用，土地資源得到高效合理配置。

圖1 1991—2013年穆棱市土地利用變化熱點(diǎn)圖

3.4 驅(qū)動(dòng)力分析

3.4.1 氣候因子。氣候變化一般被認(rèn)為是土地利用覆被變化的主要驅(qū)動(dòng)因素之一[16,19]。選取穆棱市1991—2012年間的年降水量、≥0.1 mm降水日數(shù)、年平均氣溫和平均相對(duì)濕度作為研究區(qū)自然驅(qū)動(dòng)力因子進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。從而得到穆棱市近22年間的降水量以600 mm線為中軸上下波動(dòng)，在1999年和2011年出現(xiàn)較大波動(dòng)點(diǎn)；≥0.1 mm降水日數(shù)和年平均氣溫在22年間均無(wú)較大的變化，相對(duì)穩(wěn)定；22年間穆棱市年平均相對(duì)濕度發(fā)生十分微小的波動(dòng)，其值始終在65%左右。綜合幾項(xiàng)氣候因子在時(shí)間序列上的變化情況，穆棱市近22年間自然要素基本上沒(méi)有發(fā)生變化，也沒(méi)有氣溫驟降、降雨量突變等極端氣候的出現(xiàn)?？梢钥闯?，相對(duì)于穆棱市近22年的土地利用/覆被變化特征，氣溫、降雨等自然驅(qū)動(dòng)力對(duì)其的影響是十分微弱的。

3.4.2 社會(huì)因子。人類(lèi)活動(dòng)和社會(huì)發(fā)展作為影響自然過(guò)程的主要要素受到廣泛的關(guān)注[20-22]。人類(lèi)活動(dòng)對(duì)研究區(qū)土地利用/覆被變化的影響具有時(shí)間段、變化大的特點(diǎn)。穆棱市近些年人口總數(shù)突破30萬(wàn)，全市生產(chǎn)總值在2010年已超過(guò)100億元，人口、社會(huì)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)迅速；在土地利用方面，2001年前，相關(guān)政策規(guī)范尚未形成，人類(lèi)活動(dòng)受政策影響較少，對(duì)土地資源的開(kāi)發(fā)利用依自然條件的優(yōu)劣而行。研究區(qū)經(jīng)歷多年隨意性的混亂開(kāi)發(fā)，2001年初，穆棱市作為試點(diǎn)市開(kāi)始實(shí)施退耕還林工程，坡度>15°耕地堅(jiān)決退耕還林還草，中低農(nóng)業(yè)用地得到改善，不適宜農(nóng)業(yè)用地退出農(nóng)業(yè)用地，撂荒地進(jìn)行生態(tài)林營(yíng)造，嚴(yán)格限制耕地面積和建設(shè)用地占用，農(nóng)民在這個(gè)過(guò)程中也得到國(guó)家經(jīng)濟(jì)補(bǔ)助，退耕還林，保護(hù)生態(tài)環(huán)境的熱情空前高漲。政策的實(shí)施改變了以往的土地利用情形，土地利用結(jié)構(gòu)在短期內(nèi)得到優(yōu)化調(diào)整，林業(yè)用地增加，耕地資源合理配置，建設(shè)用地限制性發(fā)展。由人類(lèi)活動(dòng)對(duì)土地利用產(chǎn)生的干擾隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展更加趨于規(guī)范性和方向性，經(jīng)濟(jì)的發(fā)展促使越來(lái)越多的人口從第一產(chǎn)業(yè)向二、三產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移，土地利用的零碎狀態(tài)與盲目性逐漸消失，促進(jìn)了土地利用的規(guī)模化與規(guī)范性。同時(shí)，隨著科學(xué)發(fā)展理念的廣泛宣傳，人們環(huán)保意識(shí)不斷提高，河流湖泊等具有重要生態(tài)意義的土地類(lèi)型和地表過(guò)程得到保護(hù)，經(jīng)過(guò)這一時(shí)期的調(diào)整發(fā)展，穆棱市的土地資源利用在結(jié)構(gòu)和數(shù)量上達(dá)到最佳狀態(tài)。可以看出，人類(lèi)生產(chǎn)活動(dòng)和國(guó)家政策的實(shí)施是穆棱市過(guò)去幾十年土地利用/覆被變化的主要驅(qū)動(dòng)因子。

4 結(jié)論

1)1991—2013年，穆棱市土地利用/覆被變化呈現(xiàn)出不同的空間特征和演變過(guò)程。以2001年為研究分割點(diǎn)，在實(shí)施退耕還林前，由于缺乏相關(guān)政策和可持續(xù)發(fā)展的意識(shí)，穆棱市土地利用呈現(xiàn)攤子大、土地資源開(kāi)發(fā)利用無(wú)規(guī)律的特點(diǎn)，耕地突增，林草用地驟減，生態(tài)環(huán)境遭到破壞并惡化。退耕還林后，通過(guò)坡耕地還林還草，嚴(yán)格建設(shè)用地占用耕地等政策，耕地與林地之間轉(zhuǎn)化比例大，研究區(qū)森林覆蓋率得到提高，土地資源利用的適宜性進(jìn)一步提高，整體土地利用發(fā)生變化，但劇烈變化區(qū)域相對(duì)集中，多發(fā)生在城市和中心鄉(xiāng)鎮(zhèn)的周邊區(qū)域，區(qū)域內(nèi)中心鄉(xiāng)鎮(zhèn)的發(fā)展是新形勢(shì)下城鎮(zhèn)化發(fā)展的重點(diǎn)。

2)針對(duì)大時(shí)間尺度上的氣候變化和人類(lèi)活動(dòng)對(duì)土地利用/覆被變化的影響，在全球范圍、大流域尺度內(nèi)對(duì)氣候變化與土地利用/覆被變化的研究具有重大意義。從小空間尺度出發(fā)進(jìn)行同類(lèi)研究，結(jié)果表明氣候等自然因素對(duì)小區(qū)域土地利用/覆被變化的影響十分有限，特別是氣候變化相對(duì)平穩(wěn)的區(qū)域范圍。本研究從1991年到2013年近23年的時(shí)間尺度分析表明，人類(lèi)活動(dòng)是造成區(qū)域土地利用發(fā)生劇烈變化和重心轉(zhuǎn)移的根本原因，特別是國(guó)家政策、人口增長(zhǎng)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展等人文因素。

3)研究表明，以公里網(wǎng)格為單元進(jìn)行土地類(lèi)型面積變化指數(shù)的計(jì)算分析并進(jìn)行空間展布意義重大。在未來(lái)區(qū)域土地利用變化研究中，通過(guò)結(jié)合區(qū)域發(fā)展情況對(duì)小單元內(nèi)土地類(lèi)型面積變化指數(shù)擬合分析，由點(diǎn)及面對(duì)區(qū)域內(nèi)土地利用變化做出模擬分析，以此為基礎(chǔ)，能夠進(jìn)一步準(zhǔn)確有效地補(bǔ)充和完善中小尺度的不同發(fā)展情景下土地利用/覆被變化的模擬預(yù)測(cè)及相關(guān)研究，也是土地科學(xué)領(lǐng)域未來(lái)研究的方向和重點(diǎn)。

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Land Use/Cover Change and Hot Spots Analysis in Muling City of Heilongjiang Province

Gao Fengjie , Ma Quanlai , Shan Peiming ,Liu Yang , Guo Xinxin , Yang Shuang , Zhang Zhimin

(SchoolofResourceandEnvironment,NortheastAgriculturalUniversity,Harbin150030，China)

Land Use/Cover Change(LUCC) and its process characteristics is an important and hot issue in global change research filed. This study focused on spatial-temporal evolution of land use and cover change from 1991 to 2013 in Muling City of Heilongjiang Province, using geo-statistics and 3S technology. From 1991 to 2001, the area of cropland increased 232.25 km2, the forest decreased 290.35 km2and the changes in cropland and forest accounted were the big parts in the land use and cover change, others also had a change in area, but small and scattered, the exploit chaos and low efficiency were the characteristic of land use from 1991 to 2001 in Muling. From 2001 to 2013, the area of cropland decreased 179.01 km2, the forest increased 171.45 km2, and the exit of slop land had a great contribution for the change and a wide distribution, the structure of land use optimized in the period. The hot spots of land use was a key region consisted of city and key towns during 2001—2013 from the pattern of two big and a small regions during 1991—2001. From 2001 to 2013, nature factor changed slightly in Muling, land use and cover change was drived by the policy of Grain for Green and other land use policies.

land use/land cover change; geo-statistics; 3S technology; Muling City of Heilongjiang Province

2015-03-31；

2016-05-27

黑龍江省教育廳科學(xué)技術(shù)面上研究項(xiàng)目(12541037)

高鳳杰(1981-)，女，河北遷西縣人，副教授，博士， 主要從事資源環(huán)境遙感研究，(E-mail)gaojiecumt@126.com。

郭欣欣(1982-)，女，黑龍江齊齊哈爾市人，講師，博士，主要從事土地利用規(guī)劃研究，(E-mail)xinxin8504021@163.com。

F301.24

A

1003-2363(2016)04-0126-05