1990-2015年烏蘇里江流域土地覆被變化

康乾坤,于 皓,王宗明,張 柏,任春穎,毛德華

(1.中南大學 地球科學與信息物理學院，湖南 長沙 410083;2.中國科學院 東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所 濕地生態(tài)與環(huán)境重點實驗室,吉林 長春 130102;3.吉林建筑大學 測繪與勘查工程學院,吉林 長春 130118)

土地覆被是人類活動因素與自然環(huán)境耦合作用下形成的土地資源空間格局[1]。土地覆被變化是全球環(huán)境變化研究中的重要組成部分，是直觀表達人類活動及自然環(huán)境變化等對地表系統(tǒng)動態(tài)影響的度量[2]。準確而高效的描述土地覆被變化的過程是土地資源管理與規(guī)劃的基礎(chǔ)[3]。不同國家和地區(qū)受到自然環(huán)境及當?shù)亟?jīng)濟政策等綜合因素影響，其土地覆被類型的分布和時空變化特征呈現(xiàn)明顯的差異性，特別是在跨境區(qū)[4]。烏蘇里江流域橫跨中俄兩國，西側(cè)位于中國境內(nèi)，東側(cè)位于俄羅斯境內(nèi)；該流域具有獨特的自然地理環(huán)境、豐富多樣的物種和自然資源[5]。近年來，隨著全球規(guī)模的人口增長、氣候變化、以及自然災(zāi)害的頻發(fā)等種種因素，烏蘇里江流域的生態(tài)系統(tǒng)也受到一定程度的影響，生態(tài)系統(tǒng)功能在逐漸的弱化[6]。國內(nèi)外學者[7-9]在土地覆被變化方面已經(jīng)進行了大量研究，但在烏蘇里江流域的土地覆被變化分析較少。吳運軍等人[10]對烏蘇里江流域中國境內(nèi)部分水土流失效應(yīng)進行分析，結(jié)果表明研究區(qū)內(nèi)土地利用結(jié)構(gòu)變化發(fā)展不利于水土保持，研究區(qū)承受水土流失加劇的危險。滿衛(wèi)東等人[11]利用面向?qū)ο筮b感影像分類方法對烏蘇里江流域中國境內(nèi)濕地景觀動態(tài)進行研究分析，結(jié)果表明天然濕地正在逐漸減少、人工濕地不斷集中化。張曉紅等人[12]對烏蘇里江水文地理研究情況展開綜述研究分析，概括了烏蘇里江水文地理的主要概況。目前僅有的研究主要針對烏蘇里江流域內(nèi)部的單一的土地覆被類型進行研究和分析，缺少對該區(qū)土地覆被整體現(xiàn)狀描述及其時空變化特征的整體分析，尤其是烏蘇里江流域內(nèi)中—俄兩國的對比分析。因此，本研究以Landsat TM/OLI遙感影像為數(shù)據(jù)源，采用基于面向?qū)ο蟮倪b感影像分類手段和動態(tài)監(jiān)測方法，獲取烏蘇里江流域1990和2015年的土地覆被分布信息，實現(xiàn)對中俄跨境區(qū)域土地覆被變化特征的對比分析，探索土地覆被變化的主要原因，旨在為烏蘇里江流域人地關(guān)系研究和土地資源管理提供參考，為中俄兩國土地資源可持續(xù)利用和生態(tài)環(huán)境保護奠定基礎(chǔ)，同時為中國東北邊境地區(qū)的相關(guān)研究提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和科學依據(jù)。

1 研究區(qū)概況

烏蘇里江是中國與俄羅斯兩國的界江，同時也是中國東北地區(qū)黑龍江南岸的支流，地處北緯43°24′—48°54′，東經(jīng)129°48′—138°6′[12]。烏蘇里江西側(cè)位于中國境內(nèi)，主要包括黑龍江省的佳木斯市、雙鴨山市、雞西市以及七臺河市等地區(qū)；東側(cè)為俄羅斯領(lǐng)土，流經(jīng)哈巴羅夫斯克邊疆區(qū)和濱海邊疆區(qū)。烏蘇里江干流河道位于中國的完達山脈和俄羅斯錫霍特山脈之間的寬闊河谷中，河道寬度100～300 m，彎曲系數(shù)約為1.13，坡降系數(shù)為0.06%～0.02%。絕大部分的河段位于低緩的平原，上中游為河谷谷地，下游多為洼地及沼澤濕地。烏蘇里江905 km的全長中，由松阿察河河口至匯入黑龍江口處為492 km，此部分為中俄兩國的界河，其余413 km則位于俄羅斯境內(nèi)。烏蘇里江全長整體流域面積1.96×105km2。流域內(nèi)年均氣溫約為3.9 ℃，年均降水520 mm左右[13]。

2 研究方法與數(shù)據(jù)來源

2.1 數(shù)據(jù)來源與預(yù)處理

本研究以1990年和2015年夏季覆蓋流域全境、質(zhì)量良好的Landsat TM/OLI遙感影像為基礎(chǔ)源數(shù)據(jù)(http:∥glovis.usgs/gov)；2009年度空間分辨率為300 m的GlobCover土地覆被柵格數(shù)據(jù)為分類參考數(shù)據(jù)(歐空局GlobCover全球陸地覆蓋數(shù)據(jù)，http:∥glbalchage.nsdc.cn)；輔助數(shù)據(jù)為空間分辨率為30 m的數(shù)字高程模型〔ASTER-GDEM(v.2)，http:∥www.gscloud.cn/〕。氣象數(shù)據(jù)是由中科院所提供的1990—2015年1 km分辨率柵格影像。研究區(qū)中國境內(nèi)地區(qū)的經(jīng)濟、人口、農(nóng)業(yè)等數(shù)據(jù)均取自黑龍江省1990—2016年的統(tǒng)計年鑒；俄羅斯境內(nèi)相關(guān)數(shù)據(jù)取自世界銀行數(shù)據(jù)平臺(https:∥data.worldbank.org.cn/)和1990—2016年俄羅斯統(tǒng)計年鑒。數(shù)據(jù)預(yù)處理主要包括：對研究區(qū)遙感影像進行幾何糾正、大氣校正、輻射定標、圖幅拼接和分幅等處理。對難以判別的地物進行圖幅的增強處理，加強土地覆被目標類型的影響辨識度。

2.2 土地覆被信息提取方法及精度驗證

本研究依據(jù)東北亞地區(qū)土地資源的空間分布特征，參考國內(nèi)外相關(guān)的土地覆被遙感分類體系[14-18]，對烏蘇里江流域建立土地覆被遙感分類規(guī)則集，主要包括：林地、草地、濕地、水體、火燒痕跡、裸土地、永久冰雪、農(nóng)田和人工表面共計9個土地覆被類型。根據(jù)不同土地覆被類型的遙感影像特征、結(jié)合實地調(diào)查采樣點信息、地形相關(guān)因子等輔助決策信息，采用波段反射率；NDVI，RVI，SAVI，LAVI等植被指數(shù)；NDWI，mNDWI等水體指數(shù)；以及形狀、紋理等光譜特征，構(gòu)建基于Landsat TM/OLI影像的土地覆被遙感分類規(guī)則集，主要土地覆被類型分類規(guī)則集如圖1所示，其中火燒痕跡、永久冰雪這兩類信息一般最后進行提取，并結(jié)合目視解譯的方法修改，最后將所有的分類信息整合，同時通過目視解譯的方法完善分類結(jié)果。

圖1 烏蘇里江流域主要土地被覆類型遙感分類規(guī)則集

本研究采用基于面向?qū)ο蟮亩喑叨确指罘椒╗19]，對研究區(qū)1990和2015年的遙感影像進行圖像分割提取。面向?qū)ο蠓诸惙椒ǜ纳屏藗鹘y(tǒng)基于像元分類方法的局限性，以相鄰的同質(zhì)像元集合為處理單元，有效的避免了基于像元方法所產(chǎn)生的“椒鹽現(xiàn)象”，有利于實現(xiàn)較高精度的圖像分類和目標地物信息提取[20-21]。采用德國Definiens Imaging公司所研發(fā)的eCognition 8.64軟件對遙感影像及相關(guān)參考輔助數(shù)據(jù)進行面向?qū)ο蟮亩喑叨确指钐幚?，通過測試和對比分析，確定圖像的分割尺度、波段權(quán)重完成圖像對象分割。結(jié)合多源輔助信息，運用分層分類、多時相輔助，變化檢測的方法完成烏蘇里江流域遙感影像的信息提取。依據(jù)分割對象的植被指數(shù)、水體指數(shù)、光譜特征、紋理形狀、地形特征等參量進行不斷調(diào)試并最終確定分類閾值。分類閾值的確立以農(nóng)田覆被類型為例(見圖2)，最終完成土地覆被信息的提取。

圖2 農(nóng)田覆被類型信息提取分類樹

本研究利用Google Earth平臺的高分辨率衛(wèi)星影像選取覆被類型驗證點的形式，對烏蘇里江流域的分類結(jié)果進行驗證。其中Google Earth平臺上，采用835個均勻選點的形式獲取驗證點數(shù)據(jù)。在研究區(qū)內(nèi)1990年驗證點共計361個，2015年驗證點474個。驗證結(jié)果表明，兩期影像土地覆被分類總體精度分別為93.5%和94.67%，kappa系數(shù)分別為0.89和0.92，總體分類精度滿足本次研究需求。

2.3 土地覆被變化監(jiān)測分析方法

土地覆被類型變化的差異可以通過土地覆被類型轉(zhuǎn)出率和轉(zhuǎn)入率來集中體現(xiàn)[22]，即對于某一單一土地覆被類型X：

(1)

(2)

式中：ΔXin為后一時刻(t2)條件下，其他土地覆被類型轉(zhuǎn)為該土地覆被類型的總面積數(shù)；ΔXout為前一時刻(t1)條件下，該土地覆被類型轉(zhuǎn)為其他土地覆被類型的總面積數(shù)；Xi(t1)為t1時刻第i項土地覆被類型的總面積。該模型主要針對于單一土地覆被類型的總體變化格局的度量。

利用土地覆被變化轉(zhuǎn)移矩陣可以具體、精確地反映出土地覆被變化的動態(tài)特征[20]。其主要表達在具體的時間間隔中，土地覆被變化的定量表述，其數(shù)學表達式為：

(3)

式中：S為某時間間隔內(nèi)的土地覆被轉(zhuǎn)移矩陣；Sij為該時間間隔內(nèi)由土地覆被類型i轉(zhuǎn)化為類型j的具體定量表達；n為土地覆被的類型數(shù)。

3 結(jié)果分析

3.1 烏蘇里江流域土地覆被現(xiàn)狀及動態(tài)變化

本研究對烏蘇里江流域1990，2015年的兩期Landsat衛(wèi)星影像進行遙感解譯、處理后，得到烏蘇里江流域土地覆被類型空間分布圖(見封3，附圖6)，各個土地覆被類型面積統(tǒng)計特征詳見表1。2015年烏蘇里江流域最主要的土地覆被類型為林地，總面積1.18×105km2，占流域總面積的59.85%，主要分布于烏蘇里江東側(cè)地區(qū)；第二大土地覆被類型為農(nóng)田，總面積3.91×104km2，占比19.55%，農(nóng)田主要分布于烏蘇里江干流的西側(cè)以及興凱湖周邊地區(qū)；濕地總面積為2.28×105km2，占比11.64%，主要集中分布于中俄邊界以東地區(qū)以及興凱湖東側(cè)地區(qū)；水體面積6 253.27 km2，占比3.18%，主要集中于興凱湖地區(qū)；人工表面積、裸土地、永久積雪等土地覆被類型在流域內(nèi)相對較少，占比均不超過2%。依據(jù)烏蘇里江流域1990—2015年的土地覆被類型面積變化以及其變化幅度，可以看出，農(nóng)田是流域內(nèi)變化幅度最大的覆被類型，面積呈顯著增長趨勢(+6 089.69 km2)，增長率18.40%。農(nóng)田的變化區(qū)域主要分布于流域西北部、西部、以及中部中俄邊界西側(cè)等地區(qū)；水體和人工表面也呈現(xiàn)增趨勢(281.24，159.2 km2)，增長率為4.74%和6.3%。以上3種覆被類型26 a間呈現(xiàn)增長趨勢，濕地、草地、林地等覆被類型呈現(xiàn)出不同程度的面積削減，其中以濕地最為嚴重，同1990年相比面積減少5 683.51 km2，減少率為19.91%。林地和草地變化幅度相對較小，減少率分別為0.71%和0.39%?；馃圹E由于2015年未監(jiān)測出其存在，減少比例為100%。

表1 烏蘇里江流域1990和2015年土地覆被類型面積統(tǒng)計結(jié)果

3.2 烏蘇里江流域中國境內(nèi)區(qū)域土地覆被動態(tài)變化

烏蘇里江流域中位于中國境內(nèi)的區(qū)域總面積6.11×104km2，約占流域總面積的1/3。通過對分類結(jié)果的分析，農(nóng)田是該區(qū)域最主要的土地覆被變化類型，其次為林地和濕地。其余土地覆被類型轉(zhuǎn)入轉(zhuǎn)出率均在5%以下。具體的面積統(tǒng)計及土地覆被類型轉(zhuǎn)化數(shù)據(jù)詳見表2—3。對比表2中各土地覆被類型的類型間轉(zhuǎn)移矩陣可以看出，1990—2015年流域中國境內(nèi)面積增加的土地覆被類型依次為：農(nóng)田、水體和人工表面，農(nóng)田是面積增長最大的覆被類型(+6 089.59 km2)，增長率22.45%；水體增加14.38%(+290.17 km2)，人工表面有所增長(+145.03 km2)，增長率12.4%。流域中國境內(nèi)面積減少的土地覆被類型為：濕地、林地、草地和裸土地，濕地是面積減小最顯著的土地覆被類型(-5 685.28 km2)，減少率為56.40%；其次為林地(-720.22 km2)，減少比例為3.51%；草地面積減少較小(-116.82 km2)，但相對于草地總體減少比例較高，為55.88%；裸土地的變化面積最小(-2.48 km2)，但同樣變化幅度較大，減少率53.6%。

表2 烏蘇里江流域中國境內(nèi)區(qū)域1990-2015年土地覆被類型間轉(zhuǎn)化面積 km2

對比表3中轉(zhuǎn)入轉(zhuǎn)出率數(shù)據(jù)，濕地的減少主要轉(zhuǎn)化為農(nóng)田(-5 416.77 km2)，占區(qū)域內(nèi)濕地總體面積的53.74%，產(chǎn)生變化的區(qū)域多集中在流域的北部地區(qū)(撫遠、密山、雞東及寶清等地)。林地的削減也主要轉(zhuǎn)化為農(nóng)田(-1 206.2 km2)，轉(zhuǎn)出率5.89%，但同時，26.87%的草地轉(zhuǎn)化為林地；水體有所增加，主要來源為濕地的轉(zhuǎn)化(+245.46 km2)。流域中國境內(nèi)，各類型間存在交替變化，既有轉(zhuǎn)出又有轉(zhuǎn)入，土地覆被變化作用較為廣泛。

表3 烏蘇里江流域中國境內(nèi)區(qū)域1990-2015年各土地覆被類型變化率轉(zhuǎn)移矩陣 %

3.3 烏蘇里江流域俄羅斯境內(nèi)區(qū)域土地覆被動態(tài)變化

烏蘇里江流域總面積的2/3位于俄羅斯境內(nèi)，總面積1.35×105km2，依據(jù)遙感分類結(jié)果對比分析，與中國境內(nèi)地區(qū)農(nóng)田占比近半數(shù)的情況不同，俄羅斯境內(nèi)最主要的土地覆被類型為林地，總面積為9.78×104km2，約占流域俄羅斯境內(nèi)區(qū)域總面積的72%，在區(qū)域內(nèi)均勻分布，占主導(dǎo)地位。濕地是第二大土地覆被類型，總面積1.85×104km2，占區(qū)域總面積的13.65%，濕地集中分布于興凱湖地區(qū)以及中—俄邊境東側(cè)的東南部地區(qū)，其他區(qū)域也有零散分布。其余的土地覆被類型面積較小，流域總面積占比均不足5%，依所占比例大小依次為草地、農(nóng)田、水體、裸土地、人工表面及永久冰雪。在2015年影像監(jiān)測中亦未見有火燒痕跡覆被類型的出現(xiàn)，其具體數(shù)據(jù)見表4。烏蘇里江流域俄羅斯境內(nèi)區(qū)域各個土地覆被類型變化均不明顯，去除2015年影像監(jiān)測中未見有的火燒痕跡類型，其余土地覆被類型的面積變化率均不超過2%，其中林地削減了123.7 km2，是面積變化最大的覆被類型，減少率0.13%，草地增長了92.49 km2，是增長幅度最大的覆被類型，增長率1.53%。兩者均屬于面積變化較大的覆被類型，相較于各自總體面積而言，變化幅度均不明顯。其他土地覆被類型變化幅度與變化面積均遠小于上述兩者，轉(zhuǎn)入轉(zhuǎn)出率均低于1%。

表4 烏蘇里江流域俄羅斯境內(nèi)區(qū)域1990-2015年土地覆被類型間轉(zhuǎn)化面積 km2

3.4 中-俄跨境區(qū)域土地覆被分布對比分析

中—俄兩國烏蘇里江流域土地覆被類型的時空間分布具有較為明顯的差異，依據(jù)上述結(jié)果：中國部分是以農(nóng)田和林地為主要覆被類型，俄羅斯部分則以林地和濕地為主。流域內(nèi)俄羅斯境內(nèi)面積為中國境內(nèi)面積的2倍有余，其林地和濕地面積更是遠超中國部分，約為中國部分的4倍；在中國境內(nèi)占據(jù)主導(dǎo)地位的土地覆被類型是農(nóng)田，其面積為俄羅斯部分的5.5倍。中—俄兩國在土地覆被類型的空間分布上存在巨大的差異(圖3)。

圖3 烏蘇里江流域中-俄境內(nèi)區(qū)域1990-2015年土地覆被類型面積對比

3.5 中-俄跨境區(qū)域土地覆被類型間轉(zhuǎn)化對比

中—俄兩國境內(nèi)區(qū)域的土地覆被類型間轉(zhuǎn)化也存在明顯差異，主要表現(xiàn)在農(nóng)田、草地、林地和濕地這四種變化明顯的土地覆被類型間：①農(nóng)田轉(zhuǎn)入。中國境內(nèi)農(nóng)田面積的增長主要來源于濕地(5 416.7 km2)和林地(1 206.2 km2)的轉(zhuǎn)化；俄羅斯境內(nèi)的農(nóng)田變化微弱。②林地轉(zhuǎn)出。中俄兩國林地面積均有所縮減，中國境內(nèi)1 206.2 km2的林地轉(zhuǎn)化為農(nóng)田，但同時544.25 km2的其它覆被類型轉(zhuǎn)化為林地；俄羅斯境內(nèi)的林地縮減面積的73.8%轉(zhuǎn)化為草地。③草地轉(zhuǎn)出。中國境內(nèi)61.3%的草地轉(zhuǎn)化為其他土地覆被類型，主要轉(zhuǎn)化為林地、農(nóng)田和濕地；俄境內(nèi)草地呈現(xiàn)略微的增加的趨勢，主要是由于林地轉(zhuǎn)化而來。④濕地轉(zhuǎn)出。濕地在中國境內(nèi)總面積的56.4%轉(zhuǎn)化為其他覆被類型，主要轉(zhuǎn)化為農(nóng)田。俄境內(nèi)基本無變化。

1990—2015年俄境內(nèi)土地覆被的類型間的轉(zhuǎn)入轉(zhuǎn)出率均不超過2%，土地覆被類型的面積變化微弱，從而表現(xiàn)出俄羅斯地區(qū)土地覆被類型的空間格局穩(wěn)定性較高。

4 中-俄跨境區(qū)域土地覆被變化驅(qū)動力分析

4.1 自然地理因素

近些年來烏蘇里江流域氣溫的逐漸變冷、降水量的波動變化，是人煙稀少的烏蘇里江流域土地覆被變化的重要自然地理因素[24]。烏蘇里江流域地區(qū)1990—2015年年均氣溫呈逐漸下降趨勢(見圖4)，農(nóng)作物霜凍期隨之增加，不利于農(nóng)業(yè)耕作；單位面積的耕作產(chǎn)出也會因此而減少，在農(nóng)業(yè)不斷發(fā)展的前提下，農(nóng)田的需求會因此而增加，致使林地、草地以及濕地等轉(zhuǎn)為耕地[25]。

圖4 烏蘇里江流域1990-2015年氣溫及降水變化趨勢

另一方面流域內(nèi)降水雖整體以平緩增勢增長，但年際間降水波動較大，通過對比中俄兩國境內(nèi)區(qū)域的土地覆被變化情況，在幾近相同的氣溫、降水條件下，中國境內(nèi)土地覆被類型變化明顯，俄羅斯境內(nèi)土地覆被類型變化微弱，由此可知自然地理因素雖然會對土地覆被變化產(chǎn)生一定的影響作用，但并不是該流域主要的驅(qū)動力因素。

地形因素也是影響土地覆被變化的重要因素之一[26]，隨著坡度的升高，居住成本不斷提升，水流由緩至快、水土流失加劇，導(dǎo)致農(nóng)業(yè)耕作困難。烏蘇里江流域71.29%的土地集中在海拔500 m以下的區(qū)域，85.31%的土地集中于坡度15°以下的區(qū)域(詳見表5)。

表5 地形因子與土地覆被變化類型空間分析結(jié)果 km2

土地覆被類型發(fā)生轉(zhuǎn)化的地區(qū)里主要以低海拔、低坡度等特征為主，林地由于其自身的特殊性較多地出現(xiàn)在高海拔和大坡度地區(qū)，農(nóng)田和濕地的轉(zhuǎn)化多發(fā)生在坡度6°以下、海拔150 m以下的地區(qū)，占比均超過轉(zhuǎn)化總面積的90%。由此可見低海拔、低坡度是土地覆被轉(zhuǎn)化的主要發(fā)生區(qū)域。

4.2 人類活動因素

土地覆被變化是各種相關(guān)因素綜合作用下的結(jié)果，自然因素主要影響土地覆被的空間格局，人類活動因素則作用于土地覆被的時空間變化[27]。

本文通過人口因素、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、和農(nóng)業(yè)宏觀政策三個方面來分析人類活動對烏蘇里江流域土地覆被變化的影響。

4.2.1 人口因素 人口的增長是人類活動作用加劇的主要動力[28]。根據(jù)黑龍江省1990—2015年的統(tǒng)計年鑒數(shù)據(jù)，烏蘇里江流域中國境內(nèi)1990—2015年人口變化呈現(xiàn)微弱下降趨勢，從1990年的494.63萬人到2015年的472.6萬人，人口總數(shù)有所下降。農(nóng)業(yè)人口所占比重由1990年的52%降至2015年的41.2%，農(nóng)業(yè)人口比例減少，城鎮(zhèn)化遷移加劇，致使中國境內(nèi)人工表面的增加。流域俄羅斯境內(nèi)人口由1990年的122.41萬人減至2015年的119.04萬人。人工表面基本無變化。由此說明人口結(jié)構(gòu)的變化導(dǎo)致人工表面的擴張，人口因素對土地覆被變化存在一定的影響作用，但不是烏蘇里江流域土地覆被變化的主要驅(qū)動力因素。

4.2.2 農(nóng)業(yè)生產(chǎn) 烏蘇里江流域中國區(qū)域26 a以來在政策導(dǎo)向下農(nóng)業(yè)的不斷發(fā)展，與之對應(yīng)的是農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值的穩(wěn)步提升，流域中—俄境內(nèi)農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值增長率的變化對比證實了兩地區(qū)的農(nóng)業(yè)發(fā)展水平的差異(圖5)，流域中國境內(nèi)人均農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值由1990年的996.31元增長至2015年的18 541元，26 a來增長明顯。俄境內(nèi)人均農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值則由3 917.7元增長至3 960.8元，增長趨勢微弱。依據(jù)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)角度，俄羅斯境內(nèi)多年來較為穩(wěn)定，農(nóng)田這一覆被類型未有明顯變化；中國境內(nèi)由于人口規(guī)模的小幅度降低，但農(nóng)田面積呈現(xiàn)出較大幅度的增長，因此，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式的改變便成了農(nóng)田擴張乃至土地覆被整體格局變化的主要驅(qū)動力因素(圖6)。

圖5 烏蘇里江流域中俄境內(nèi)區(qū)域1990-2015年農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值增長率對比

圖6 烏蘇里江流域中國區(qū)域1990-2015年農(nóng)業(yè)生產(chǎn)總值以及農(nóng)業(yè)機械總動力變化

農(nóng)業(yè)機械總動力和農(nóng)業(yè)機械數(shù)量的變化總體上呈相似的增長趨勢，在總體人口規(guī)模略有縮減的情況下，農(nóng)業(yè)機械的發(fā)展和規(guī)模的擴大化是農(nóng)田擴張的主要影響因素，由于農(nóng)業(yè)機械人均擁有量的增加，人均可耕作能力逐步提升，農(nóng)田的需求也隨之增加。伴隨而來的便是農(nóng)業(yè)活動的加劇，農(nóng)田面積的增長，其他土地覆被類型的減少，最終農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值逐步提升，主要表現(xiàn)形式即為農(nóng)田覆被類型的增長。由此可知農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式和規(guī)模的改進是流域中國境內(nèi)土地覆被變化的主要驅(qū)動力來源。

4.2.3 農(nóng)業(yè)宏觀政策 黑龍江省一直是中國糧食主產(chǎn)區(qū)。流域內(nèi)雙鴨山市、七臺河市、牡丹江市均以大豆為主要農(nóng)作物，佳木斯市農(nóng)作物則以大豆、玉米、水稻并重。1990年，黑龍江省擴大農(nóng)業(yè)生產(chǎn)政策出臺，全省范圍內(nèi)大面積種植水稻、大豆等農(nóng)作物，全省耕地面積10 a間由8.73×106hm2增至9.40×106hm2[29]；2004年作為全國農(nóng)村稅費改革首批試驗點，黑龍江全省免征農(nóng)業(yè)稅，減輕農(nóng)業(yè)人口稅費壓力，鼓勵農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，扭轉(zhuǎn)長期以來農(nóng)業(yè)人口負擔過重的局面；2013年國務(wù)院同意《黑龍江省“兩大平原”現(xiàn)代農(nóng)業(yè)綜合配套改革試驗總體方案》，先行在黑龍江省開始現(xiàn)代農(nóng)業(yè)改革，明確了轉(zhuǎn)變農(nóng)業(yè)發(fā)展方式，提高農(nóng)業(yè)綜合生產(chǎn)能力和農(nóng)民收入的目標。其后的2015年糧食產(chǎn)量7.62×107t，實現(xiàn)12 a連續(xù)增長，全國占比9.74%，產(chǎn)量位居全國首位。隨著農(nóng)業(yè)宏觀政策的不斷細化和完善，政策調(diào)控的影響效應(yīng)已經(jīng)全面帶動農(nóng)業(yè)的快速發(fā)展，同時也是整個烏蘇里江流域土地覆被結(jié)構(gòu)發(fā)生改變的重要驅(qū)動力因素。

5 結(jié) 論

(1) 1990—2015年烏蘇里江流域土地覆被變化呈現(xiàn)出跨境分割性的差異變化，中國境內(nèi)變化強度大，土地覆被類型間轉(zhuǎn)化較為廣泛；俄羅斯境內(nèi)由于人煙稀少，人類活動作用因素較弱，生態(tài)系統(tǒng)較為穩(wěn)定，土地覆被變化不明顯、強度低。烏蘇里江流域的整體變化主要來自于中國境內(nèi)的土地覆被變化，俄境內(nèi)整體土地覆被變化較小，轉(zhuǎn)入轉(zhuǎn)出率均不超過2%。

(2) 烏蘇里江流域土地覆被情況總體呈現(xiàn)出農(nóng)田的顯著增加(+6 089.59 km2)、濕地的顯著減少(-5 685.28 km2)、林地、草地等生態(tài)系統(tǒng)面積也呈現(xiàn)減少。農(nóng)田和濕地是烏蘇里江流域內(nèi)變化最突出的兩個土地覆被類型。在流域內(nèi)部，中國境內(nèi)區(qū)域主要以農(nóng)田的增加為主要變化類型；俄羅斯境內(nèi)區(qū)域則是以林地的削減為主要變化類型。

(3) 土地覆被變化驅(qū)動力分析表明，氣溫和降水對流域內(nèi)土地覆被變化的影響較小；低海拔、低坡度區(qū)域是烏蘇里江流域土地覆被轉(zhuǎn)化的集中區(qū)域。在流域內(nèi)人口規(guī)模有所縮減的情況下，得益于良好的農(nóng)業(yè)發(fā)展政策、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式的改進和規(guī)模的擴大提升了農(nóng)業(yè)從業(yè)人員的個體耕作能力，從而加劇了對農(nóng)田的需求，由農(nóng)田擴張所帶來的一系列土地覆被變化則是烏蘇里江流域整體土地覆被變化的主要代表。農(nóng)業(yè)宏觀政策、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式的改進和規(guī)模的擴大是烏蘇里江流域土地覆被變化的最主要驅(qū)動力。