阿克蘇河灌區(qū)種植結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)變化與驅(qū)動(dòng)力分析

王志成，張 超，劉江華

(1.塔里木河流域阿克蘇管理局， 新疆 阿克蘇 843300； 2.西南林業(yè)大學(xué)林學(xué)院， 云南 昆明 650224)

阿克蘇河灌區(qū)種植結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)變化與驅(qū)動(dòng)力分析

王志成1，張 超2，劉江華2

(1.塔里木河流域阿克蘇管理局， 新疆 阿克蘇 843300； 2.西南林業(yè)大學(xué)林學(xué)院， 云南 昆明 650224)

在對(duì)研究區(qū)進(jìn)行系統(tǒng)全面調(diào)查的基礎(chǔ)上，劃分了7類一級(jí)景觀要素和19類二級(jí)景觀要素，基于Landsat衛(wèi)星遙感影像獲得了1998年、2002年、2006年、2010年和2014年共5期解譯結(jié)果，選取了8個(gè)景觀指數(shù)，分別在阿克蘇河灌區(qū)土地利用現(xiàn)狀特征分析、種植結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)變化分析和驅(qū)動(dòng)力分析三個(gè)方面開展研究。研究結(jié)果表明:(1) 2014年，灌區(qū)耕地面積58.59萬hm2，占灌區(qū)土地總面積的26.51%，主要作物品種為棉花、水稻、小麥、玉米和馬鈴薯；園地面積30.07萬hm2，占灌區(qū)總面積的13.60%，主要經(jīng)濟(jì)林品種為核桃、棗、蘋果和葡萄。(2) 1998—2014年間，林地、其它土地和水域的面積變化相對(duì)不大，園地、住宅用地、草地和耕地的面積變化則較大。其中，水稻和馬鈴薯耕種面積有所減少，分別減少了25.5%和1.7%，棗、蘋果、核桃、小麥、玉米和棉花耕種面積則有所增加，分別增加了382.3%，150.4%，110.3%，232.8%，139.7%和29.0%。(3) 受到近年來高強(qiáng)度、大范圍的墾荒和集約化產(chǎn)業(yè)發(fā)展的影響，各類種植作物和植被的斑塊面積逐漸減小，離散化程度提高，景觀破碎化程度加劇。(4) 導(dǎo)致阿克蘇河灌區(qū)種植結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)變化的主要驅(qū)動(dòng)力因子是經(jīng)濟(jì)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展、人口變化等社會(huì)經(jīng)濟(jì)因素，自然驅(qū)動(dòng)力則發(fā)揮較為穩(wěn)定的累積效應(yīng)。

種植結(jié)構(gòu)；景觀格局；動(dòng)態(tài)變化；驅(qū)動(dòng)力；阿克蘇河灌區(qū)

近年來，阿克蘇河灌區(qū)水資源管理方面的問題和矛盾日益突出[1]。在城市化速度加快、人口增加、經(jīng)濟(jì)發(fā)展、水土資源需求量增大的背景下，如何充分提高阿克蘇河灌區(qū)的用水效率和水資源管理水平，以最終實(shí)現(xiàn)水資源時(shí)空分布的優(yōu)化配置，已成為阿克蘇河灌區(qū)水資源管理中亟待解決的重要科學(xué)問題[2-4]。了解和掌握阿克蘇河灌區(qū)種植結(jié)構(gòu)的數(shù)量、質(zhì)量、空間分布、動(dòng)態(tài)變化及主要驅(qū)動(dòng)力，是解決上述問題的前提和基礎(chǔ)。

利用遙感與地理信息系統(tǒng)技術(shù)，可以獲得阿克蘇河灌區(qū)種植結(jié)構(gòu)的多源、多時(shí)相數(shù)據(jù)[5]，為阿克蘇河灌區(qū)種植結(jié)構(gòu)的空間分布和動(dòng)態(tài)變化分析提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。利用景觀格局分析技術(shù)，通過分析阿克蘇河灌區(qū)內(nèi)景觀組成的類型、多樣性及其空間作用關(guān)系[6]，可以研究阿克蘇河灌區(qū)景觀結(jié)構(gòu)的數(shù)量和質(zhì)量特征以及景觀的功能；通過對(duì)阿克蘇河灌區(qū)景觀在結(jié)構(gòu)和功能方面隨時(shí)間的變化分析，可以揭示景觀動(dòng)態(tài)變化特征[7]；結(jié)合阿克蘇河灌區(qū)景觀變化的主要社會(huì)經(jīng)濟(jì)影響因素，可以定量分析引起該變化的主要驅(qū)動(dòng)力[8-9]。本文基于阿克蘇河灌區(qū)多期遙感圖像解譯結(jié)果，提出了阿克蘇河灌區(qū)各主要需水作物和植被的面積、分布和動(dòng)態(tài)變化數(shù)量特征，分析了導(dǎo)致上述景觀格局演變的主要驅(qū)動(dòng)力，旨在為今后阿克蘇河灌區(qū)水資源管理提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和決策支持。

1 研究區(qū)概況

本文研究區(qū)位于塔里木河流域阿克蘇河灌區(qū)，地處東經(jīng)78°46′～82°44′，北緯40°7′～41°35′之間，總面積221.03萬hm2，涉及烏什縣、溫宿縣、阿克蘇市、阿瓦提縣、柯坪縣共5個(gè)縣市的部分區(qū)域和新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)農(nóng)一師16個(gè)團(tuán)場。灌區(qū)位于歐亞大陸深處，氣候干燥，蒸發(fā)量大(年均蒸發(fā)量1 890 mm)，降水稀少(年均降水量64 mm)，寒冬酷夏，晝夜溫差大，年均氣溫9.2℃～12℃。灌區(qū)屬河谷平原地貌，土壤肥沃，宜農(nóng)宜牧。灌區(qū)內(nèi)的阿克蘇河是新疆三大國際河流之一，由庫木艾日克河和托什干河匯流而成，亦是灌區(qū)內(nèi)主要作物和植被的灌溉水來源。

2 研究方法

2.1 數(shù)據(jù)收集

于2015年6—7月對(duì)研究區(qū)進(jìn)行了較系統(tǒng)的遙感樣地調(diào)查，涉及烏什縣、溫宿縣、阿克蘇市和阿瓦提縣，共設(shè)置了調(diào)查樣地338個(gè)，建立了研究區(qū)典型地物的遙感解譯標(biāo)志。

獲取了覆蓋研究區(qū)的1998年、2002年、2006年、2010年和2014年共5期Landsat TM/ETM/OLI遙感影像(空間分辨率為30 m，均成像于作物生長季7—9月)和2000—2014年每月MOD13A1植被指數(shù)數(shù)據(jù)(空間分辨率為500 m，16天合成)，來源于美國馬里蘭大學(xué)；收集了覆蓋研究區(qū)的1∶25萬基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)，來源于國家基礎(chǔ)地理信息中心；收集了阿克蘇地區(qū)1998—2014年統(tǒng)計(jì)年鑒，來源于阿克蘇地區(qū)統(tǒng)計(jì)局。

2.2 景觀要素劃分

以景觀要素的外在特征(包括景觀的尺度、景觀鑲嵌體特征、基質(zhì)的形狀和大小等)作為劃分依據(jù)[10-11]，同時(shí)考慮研究區(qū)主要土地利用類型分布特征，采用二級(jí)區(qū)劃法劃分研究區(qū)景觀要素。一級(jí)景觀要素包括：耕地、園地、林地、草地、住宅用地、水域和其它土地共7類；二級(jí)景觀要素包括：水稻、棉花、馬鈴薯、小麥、玉米、核桃、蘋果、葡萄、棗、喬木林、灌木林、草地、居民區(qū)、河流水面、水庫水面、坑塘水面、空閑地、裸地和其它土地共19類。

2.3 遙感圖像解譯

基于覆蓋研究區(qū)的5期Landsat TM/ETM/OLI遙感影像和外業(yè)調(diào)查中建立的解譯標(biāo)志，采用監(jiān)督分類和目視解譯相結(jié)合的方法，以19類二級(jí)景觀要素為分類系統(tǒng)，進(jìn)行了研究區(qū)各類地物的遙感信息提取和分類。在進(jìn)行信息提取時(shí)，首先采用監(jiān)督分類方法得到初步結(jié)果，在此基礎(chǔ)上利用2000—2014年每月MOD13A1植被指數(shù)數(shù)據(jù)，根據(jù)不同作物的物候期和產(chǎn)期不同所致的地表反射率差異，采用人工目視解譯方法實(shí)現(xiàn)了對(duì)研究區(qū)各類種植作物的進(jìn)一步識(shí)別。

2.4 景觀指數(shù)選取

結(jié)合本研究區(qū)的特點(diǎn)，選取生態(tài)學(xué)意義明確的8個(gè)指標(biāo)[11]，分別為：斑塊類型面積(CA，用于描述景觀的組成結(jié)構(gòu))、斑塊數(shù)量(NP，用于描述景觀的組成結(jié)構(gòu))、斑塊平均面積(MPS，用于描述景觀粒度的大小，在一定意義上也可用來表示景觀破碎化程度)、斑塊密度(PD，反映景觀要素或整個(gè)景觀的鑲嵌程度)、平均斑塊形狀指數(shù)(MSI，反映斑塊形狀的規(guī)則程度)、面積加權(quán)平均斑塊形狀指數(shù)(AWMSI，反映斑塊形狀的規(guī)則程度)、平均斑塊分維數(shù)(MPFD，用于描述類型斑塊形狀的復(fù)雜程度)和面積加權(quán)平均斑塊分維數(shù)(AWMPFD，用于描述類型斑塊形狀的復(fù)雜程度)[12-13]。以上各景觀指數(shù)的計(jì)算方法可查閱相關(guān)參考文獻(xiàn)[14-15]。

2.5 種植結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)變化的驅(qū)動(dòng)力分析

在相對(duì)較短的時(shí)間尺度上，自然驅(qū)動(dòng)力表現(xiàn)為相對(duì)穩(wěn)定且緩慢，人為驅(qū)動(dòng)力(社會(huì)經(jīng)濟(jì)方面)則突出表現(xiàn)較為活躍[8]。阿克蘇河灌區(qū)內(nèi)的種植結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)變化受當(dāng)?shù)刈匀?、社?huì)、經(jīng)濟(jì)多方面因素的共同影響和作用，因素間存在著耦合效應(yīng)。借鑒國內(nèi)外已有的相關(guān)研究成果[16-18]，結(jié)合本研究區(qū)自身特點(diǎn)，選取了影響當(dāng)?shù)胤N植結(jié)構(gòu)變化的12個(gè)主要自然、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)進(jìn)行分析。定量分析種植結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)變化驅(qū)動(dòng)力，需要考慮多維因素間的相關(guān)性和信息重疊[19]。本文采用主成分分析方法[20]，將各影響因素的信息壓縮到若干合成因子(主分量)中。

3 結(jié)果與分析

3.1 阿克蘇河灌區(qū)土地利用現(xiàn)狀特征分析

據(jù)2014年8月Landsat OLI遙感影像解譯結(jié)果，阿克蘇河灌區(qū)總面積為221.03萬hm2，其中：其它土地面積為79.13萬hm2，占灌區(qū)總面積的35.80%；耕地面積為58.59萬hm2，占灌區(qū)總面積的 26.51%；林地面積為40.47萬hm2，占灌區(qū)總面積的18.31%；園地面積為30.07萬hm2，占灌區(qū)總面積的13.60%；水域面積為7.33萬hm2，占灌區(qū)總面積的3.32%；草地面積為3.29萬hm2，占灌區(qū)總面積的1.49%；住宅用地面積為2.16萬hm2，占灌區(qū)總面積的0.98%?？臻g分布如圖1所示。

灌區(qū)內(nèi)需引水灌溉的耕地和園地總面積為88.65萬hm2，分布于灌區(qū)中部。灌區(qū)以發(fā)展農(nóng)業(yè)和林果業(yè)為主，是重要的糧食、棉花和特色林果生產(chǎn)基地。經(jīng)外業(yè)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，隨著水資源需求量的不斷增加，已出現(xiàn)較為突出的水資源供需矛盾及無序開發(fā)利用等問題。

圖1 阿克蘇河灌區(qū)土地利用現(xiàn)狀分布

種植結(jié)構(gòu)方面，2014年棉花面積為519 755.4 hm2，是灌區(qū)最主要的種植作物；核桃面積為196 800.4 hm2，主要分布于溫宿縣西南部、烏什縣中部、阿瓦提縣北部和阿克蘇市中西部；棗面積為75 493.9 hm2，主要分布于阿拉爾市中部、阿克蘇市西部和阿瓦提縣北部；水稻面積為39 781.1 hm2，主要分布于溫宿縣西南部和烏什縣中部；蘋果面積為27 759.4 hm2，主要分布于溫宿縣南部和阿克蘇市北部；小麥面積為18 487.6 hm2，在空間上較為分散。灌區(qū)主要種植結(jié)構(gòu)組成如圖2所示。

3.2 阿克蘇河灌區(qū)種植結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)變化分析

3.2.1 總體變化特征 在研究時(shí)段1998—2014年內(nèi)，阿克蘇河灌區(qū)各土地利用類型轉(zhuǎn)移概率矩陣如表1所示。

轉(zhuǎn)移概率矩陣表示各土地利用類型在一定條件下相互轉(zhuǎn)移的可能性和概率。近16 a間，林地、其它土地和水域的面積變化相對(duì)不大。林地方面，面積由1998年的61.31萬hm2減少至2014年的40.47萬hm2，其中，喬木林變化相對(duì)較小，面積減少率為8.5%，灌木林變化較大，面積減少率為47.8%，與灌區(qū)內(nèi)近年來林果業(yè)和農(nóng)業(yè)快速發(fā)展有關(guān)；其它土地(主要包括空閑地、裸地等)和水域向其它類型轉(zhuǎn)移的概率較低，主要受當(dāng)?shù)刈匀粭l件的影響。

圖2 阿克蘇河灌區(qū)主要種植結(jié)構(gòu)組成

園地、住宅用地、草地和耕地的面積變化相對(duì)較大。近16 a來，灌區(qū)內(nèi)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，人口增加，農(nóng)區(qū)面積呈現(xiàn)擴(kuò)展趨勢。園地方面，面積由1998年的12.05萬hm2增加至2014年的30.07萬hm2，棗、蘋果和核桃等主要經(jīng)濟(jì)林產(chǎn)品發(fā)展迅速，面積增長率分別為382.3%、150.4%和110.3%；住宅用地方面，面積由1998年的1.09萬hm2增加至2014年的2.16萬hm2，人口數(shù)量由1998年的197.71萬人增加至2013年底的245.76萬人；草地方面，面積由1998年的4.44萬hm2減少至2014年的3.29萬hm2，主要的變化方向?yàn)楦睾退?；耕地方面，面積由1998年的46.58萬hm2增加至2014年的58.59萬hm2，主要農(nóng)作物品種為棉花、水稻、小麥、玉米和馬鈴薯，其中，水稻和馬鈴薯耕種面積有所減少，面積減少率分別為25.5%和1.7%，小麥、玉米和棉花耕種面積有所增加，面積增長率分別為232.8%、139.7%和29.0%。

3.2.2 景觀要素格局特征(見圖3)

表1 阿克蘇河灌區(qū)1998—2014年土地利用類型轉(zhuǎn)移概率矩陣/%

圖3 阿克蘇河灌區(qū)種植結(jié)構(gòu)主要景觀指數(shù)排序

(1) 景觀組成方面。各景觀要素中面積最大的為裸地，占景觀總面積的29.8%，斑塊個(gè)數(shù)為180個(gè)，占總斑塊數(shù)的3.0%。需水作物和植被總面積占景觀總面積的40.1%，斑塊個(gè)數(shù)占總斑塊數(shù)的77.8%，其中：面積最大的為棉花，面積占總面積的23.5%，斑塊個(gè)數(shù)1329個(gè)，占景觀總斑塊數(shù)的22.0%；其次為核桃，面積占總面積的8.9%，斑塊個(gè)數(shù)為941個(gè)，占需水總斑塊數(shù)的15.6%。

(2) 斑塊面積方面。各主要土地利用類型中，裸地、河流水面、喬木林、灌木林、水庫水面和草地的斑塊平均面積較大，均在500 hm2以上；棉花、蘋果、核桃和葡萄居中，斑塊平均面積處于200～400 hm2之間；玉米、水稻、馬鈴薯和小麥的斑塊平均面積較小，均在100 hm2以下。

(3) 斑塊形狀方面。在需水作物和植被中，棉花、蘋果、核桃、棗、玉米和水稻的斑塊周長/面積較大，反映其景觀破碎化程度較高；馬鈴薯、葡萄和小麥斑塊形狀的規(guī)則程度較高。核桃、棉花和水稻的斑塊面積離散程度較高，表明這些類型的斑塊面積差異程度較大，而蘋果、棗、玉米、小麥、葡萄和馬鈴薯的斑塊面積離散程度較小，其斑塊大小趨近一致。

(4) 景觀鑲嵌程度方面。在需水作物和植被中，棉花和核桃的斑塊密度相對(duì)較大，這是由于當(dāng)?shù)孛藁ê秃颂乙?guī)模種植、斑塊平均面積較大所致。在景觀鑲嵌格局中，裸地、喬木林、灌木林和草地等類型的最大斑塊指數(shù)較大，表明這些類型的斑塊對(duì)整個(gè)景觀組成和結(jié)構(gòu)具有較大影響，占有較為重要的地位，而玉米、小麥、葡萄和馬鈴薯等需水作物和植被的最大斑塊指數(shù)較小，這主要是因?yàn)槠浒邏K面積離散程度較小所致。

(5) 景觀破碎度方面。從平均斑塊密度來看，1998年到2014年，景觀總斑塊數(shù)由3397個(gè)增加至6050個(gè)，景觀水平的平均斑塊密度由0.154個(gè)/km2增加至0.274個(gè)/km2，說明從1998年到2014年，阿克蘇河灌區(qū)的景觀破碎度為上升趨勢。灌區(qū)內(nèi)高強(qiáng)度、大范圍的墾荒和集約化林果業(yè)、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)導(dǎo)致了園地、耕地面積和斑塊數(shù)量的大量增加，大面積的人為干擾使景觀破碎化程度加劇。

3.3 阿克蘇河灌區(qū)種植結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)變化驅(qū)動(dòng)力分析

綜合考慮數(shù)據(jù)資料的可獲得性和研究區(qū)自身特點(diǎn)，結(jié)合外業(yè)調(diào)查結(jié)果，本文首先選取了影響當(dāng)?shù)胤N植結(jié)構(gòu)變化的12個(gè)主要自然、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，如表2所示。對(duì)以上12個(gè)指標(biāo)進(jìn)行主成分分析，得到特征值及主成分貢獻(xiàn)率(如表3所示)和成分載荷矩陣(如表4所示)。前2個(gè)主成分的累計(jì)貢獻(xiàn)率達(dá)84.78%，包含了原始數(shù)據(jù)的大部分信息。

表2 阿克蘇河灌區(qū)1998～2013年主要自然、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)因素

注：X1為氣溫(℃)，X2為降水量(mm)，X3為第一產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)總值(億元)，X4為第二產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)總值(億元)，X5為第三產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)總值(億元)，X6為人均GDP(元)，X7為總?cè)丝?萬人)，X8為鄉(xiāng)村人口(萬人)，X9為農(nóng)林牧漁總產(chǎn)值(億元)，X10為農(nóng)業(yè)產(chǎn)值(億元)，X11為糧食作物總產(chǎn)量(萬t)，X12為水果總產(chǎn)量(萬t)。

Note:X1, temperature(℃);X2,precipitation(mm);X3,primary industry GDP(108yuan);X4,second industry GDP(108yuan);X5,third industry GDP(108yuan);X6,per capita GDP(yuan);X7,total population(million);X8,rural population(million);X9,total output value of agriculture forestry, animal husbandry and fishery(108yuan);X10, agricultural output value;X11,total crop yield(104t);X12,total output of fruits(104t).

表3 特征值及主成分貢獻(xiàn)率

表4 成分載荷矩陣

主成分1的特征值為8.875，顯著高于其它主成分，其貢獻(xiàn)率為73.96%。對(duì)各指標(biāo)在主成分1中的載荷量分析，第一產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)總值、第二產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)總值、第三產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)總值、人均GDP、總?cè)丝?、農(nóng)林牧漁總產(chǎn)值、農(nóng)業(yè)產(chǎn)值和水果總產(chǎn)量對(duì)主成分1的貢獻(xiàn)度最大，載荷量均在0.920以上，均表現(xiàn)為正影響。結(jié)果表明，主成分1受經(jīng)濟(jì)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展、人口變化等社會(huì)經(jīng)濟(jì)因素綜合影響。主成分2的特征值為1.298，貢獻(xiàn)率為10.82%，主要受自然氣候條件的影響。氣溫和降水量對(duì)主成分2的貢獻(xiàn)度最大，氣溫表現(xiàn)為負(fù)影響，降水量表現(xiàn)為正影響。

綜合以上主成分分析結(jié)果可以看出，影響阿克蘇河灌區(qū)種植結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)變化的主要驅(qū)動(dòng)力是經(jīng)濟(jì)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展、人口變化等社會(huì)經(jīng)濟(jì)因素，發(fā)揮著顯著的驅(qū)動(dòng)作用，各社會(huì)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)間存在較強(qiáng)的相關(guān)性，體現(xiàn)為指標(biāo)間相互作用的綜合影響。因研究時(shí)段較短，自然條件對(duì)阿克蘇河灌區(qū)種植結(jié)構(gòu)變化的影響明顯較弱，但不能忽視較大時(shí)間尺度上自然條件的驅(qū)動(dòng)作用，需尤其關(guān)注在氣候變化、水資源供應(yīng)日趨緊張等形勢下的自然條件的穩(wěn)定的累積效應(yīng)。

4 結(jié) 論

本文分別從阿克蘇河灌區(qū)土地利用現(xiàn)狀特征分析、種植結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)變化分析和驅(qū)動(dòng)力分析三個(gè)方面進(jìn)行了研究，較準(zhǔn)確地提取了阿克蘇河灌區(qū)5個(gè)時(shí)期的土地利用現(xiàn)狀尤其是灌區(qū)種植結(jié)構(gòu)組成、分布的數(shù)量特征和動(dòng)態(tài)變化特征，分析了灌區(qū)主要需水作物和植被的景觀格局特征，提取了導(dǎo)致灌區(qū)種植結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)變化的主要驅(qū)動(dòng)力因子。

(1) 阿克蘇河灌區(qū)總面積221.03萬hm2，需引水灌溉的耕地和園地總面積88.65萬hm2。其中，耕地面積58.59萬hm2，占灌區(qū)土地總面積的26.51%，主要作物品種為棉花、水稻、小麥、玉米和馬鈴薯；園地面積30.07萬hm2，占灌區(qū)總面積的13.60%，主要經(jīng)濟(jì)林品種為核桃、棗、蘋果和葡萄。

(2) 近年來，灌區(qū)林果業(yè)和農(nóng)業(yè)發(fā)展迅速，種植結(jié)構(gòu)亦隨之發(fā)生了較大變化。1998—2014年間，林地、其它土地和水域的面積變化相對(duì)不大，園地、住宅用地、草地和耕地的面積變化則較大。其中，水稻和馬鈴薯耕種面積有所減少，面積減少率分別為25.5%和1.7%；棗、蘋果、核桃、小麥、玉米和棉花耕種面積則有所增加，面積增長率分別為382.3%、150.4%、110.3%、232.8%、139.7和29.0%。

(3) 灌區(qū)內(nèi)非種植區(qū)域的斑塊平均面積較大，均在500 hm2以上，而棉花、蘋果、核桃和葡萄居中，斑塊平均面積處于200～400 hm2之間；玉米、水稻、馬鈴薯和小麥的斑塊平均面積較小，均在100 hm2以下。伴隨著高強(qiáng)度、大范圍的墾荒和集約化產(chǎn)業(yè)發(fā)展，各類種植作物和植被的斑塊面積逐漸減小，離散化程度提高，景觀破碎化程度加劇。

(4) 短期內(nèi)，社會(huì)經(jīng)濟(jì)因素(包括經(jīng)濟(jì)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展、人口變化等)是導(dǎo)致阿克蘇河灌區(qū)種植結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)變化的主要驅(qū)動(dòng)力因子，表現(xiàn)為相互作用的綜合影響；從長期看，亦不能忽視自然條件的穩(wěn)定的累積效應(yīng)。

通過對(duì)阿克蘇河灌區(qū)土地利用現(xiàn)狀和種植結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)變化的分析發(fā)現(xiàn)，灌區(qū)草地面積需適量增加，今后應(yīng)避免對(duì)灌區(qū)范圍內(nèi)草地類型的占用，盡量控制草地的轉(zhuǎn)移變化；水域作為灌區(qū)內(nèi)一種重要的土地利用類型，為灌區(qū)提供豐富的灌溉水資源，應(yīng)保護(hù)水域的面積不受侵占，以保障灌區(qū)內(nèi)重要的工農(nóng)業(yè)需水來源；需水的耕地和原地面積應(yīng)受到嚴(yán)格控制，以減輕灌區(qū)水資源的供需矛盾。需要注意的是，本文在進(jìn)行阿克蘇河灌區(qū)種植結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)變化驅(qū)動(dòng)力分析時(shí)，選取了影響當(dāng)?shù)胤N植結(jié)構(gòu)變化的12個(gè)主要自然、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)?？茖W(xué)構(gòu)建驅(qū)動(dòng)力影響的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系是一個(gè)較為復(fù)雜的問題，針對(duì)不同區(qū)域、不同時(shí)間、不同特點(diǎn)的研究對(duì)象所構(gòu)建的指標(biāo)體系必然不同。

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StudyondynamicchangeofplantationstructureanditsdrivingforcesinAkesuRiverIrrigationArea

WANG Zhi-cheng1, ZHANG Chao2, LIU Jiang-hua2

(1.AksuManagementBureauoftheTarimRiverBasin,Aksu843300,China；2.SouthwestForestryUniversity，F(xiàn)orestrySchool，YunnanKunming, 650224,China)

Akesu River Irrigation Area, based on a comprehensive survey on the agriculture and fruit industry, was classified into 7 landscape elements at the first level and 19 landscape elements at the second level. According to the result of the year 1998, 2002, 2006, 2010, and 2014 obtained from the remote sensing images of Landsat and 8 selected landscape indexes, the research was carried out in the following aspects: characteristic analysis on the land use status, dynamic change of plantation structure and its driving forces. The results show: (1) In the year of 2014, the cultivated area 585852 hm2, accounted for 26.51% of total area, where the main types of crop were cotton, rice, winter wheat, corn and potato; the garden area 300659 hm2, accounted for 13.60% of total area, where the main types of fruits were walnut, jujube, apple and grape. (2) The area of forest land, other lands and water didn't change much between 1998 and 2014, in contrast, the area of garden, residential land, grassland and cultivated land changed more, where the area of rice and potato decreased, and the area of jujube, apple, walnut, winter wheat, corn and cotton increased. (3) The patch area of crop vegetation of cultivated land and fruit forest gradually decreased which was affected by the large range of reclaiming wasteland and intensive industry development, and the trend of fragmentation intensified. (4) The main driving forces of the changes were economic development and the population change, and the natural driving forces showed a steady cumulative effect.

plantation structure; landscape pattern; dynamic change; driving forces; Aksu River Irrigation Area

1000-7601(2017)03-0278-07doi:10.7606/j.issn.1000-7601.2017.03.43

2016-03-20

：2017-05-03

：國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(31460195，31660236)

王志成(1963—)，男，山東海陽人，高級(jí)工程師，主要從事水資源管理及研究工作。E-mail:13765432215@qq.com。

劉江華(1970—)，男，湖北天門人，副教授，主要從事植被生態(tài)學(xué)研究。 E-mail：583711802@qq.com。

S127；TV213.4

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