賈科利，李 群，何 杰

（1.寧夏大學(xué) 資源環(huán)境學(xué)院，寧夏 銀川 750021）

回漢聚居區(qū)土地利用變化對(duì)比分析

賈科利1，李 群1，何 杰1

（1.寧夏大學(xué) 資源環(huán)境學(xué)院，寧夏 銀川 750021）

利用1978～2015年Landsat數(shù)據(jù)，以寧夏鹽池縣和同心縣為例，對(duì)回漢聚居區(qū)近40 a土地利用變化時(shí)空特征進(jìn)行了對(duì)比分析。結(jié)果表明，①鹽池、同心兩縣耕地、林地面積總體呈增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，鹽池縣耕地、林地面積分別增加了5.18×104hm2和6.67×104hm2，同心縣耕地、林地面積分別增加了2.66×104hm2和3.28×104hm2。兩縣草地面積以1987年為轉(zhuǎn)折點(diǎn)，之前大幅減少，而后持續(xù)增加。②同心縣土地利用程度指數(shù)高于鹽池縣，均呈增大趨勢(shì)。1978～1996年，鹽池縣土地利用集中化程度高于同心縣，而2007～2015年，同心縣土地利用集中化程度超過(guò)了鹽池縣，土地利用類型主要集中于草地、耕地和林地，呈現(xiàn)以農(nóng)牧為主的土地利用格局。③兩縣土地利用信息熵均呈上升趨勢(shì)，表明土地系統(tǒng)的有序化程度逐步降低。

土地利用；對(duì)比分析；鹽池縣；同心縣

1995年，國(guó)際地圈—生物圈計(jì)劃和全球環(huán)境變化中的人文領(lǐng)域計(jì)劃將土地利用變化的案例比較研究列為其重點(diǎn)研究領(lǐng)域之一[1-2]，強(qiáng)調(diào)要加強(qiáng)不同歷史背景、不同地理單元LUCC過(guò)程中人文因素區(qū)域差異研究[3]。國(guó)際地理聯(lián)合會(huì)LUCC研究組也將區(qū)域?qū)Ρ妊芯孔鳛槠溲芯坑?jì)劃的重點(diǎn)目標(biāo)之一，并認(rèn)為對(duì)比研究可以極大地深化對(duì)LUCC歷史過(guò)程與驅(qū)動(dòng)機(jī)制的科學(xué)認(rèn)識(shí)[3-8]。通過(guò)案例比較，可以分析影響土地使用者或管理者改變土地利用和管理方式的主要驅(qū)動(dòng)因子，對(duì)建立區(qū)域性的土地利用/覆被變化經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ途哂兄匾饬x。寧夏回族自治區(qū)的同心縣和鹽池縣擁有相似的自然地理?xiàng)l件，但分屬回族、漢族聚居區(qū)。同心縣回族人口占全縣總?cè)丝诘?8.87%，鹽池縣漢族人口占全縣總?cè)丝诘?7.11%，這為進(jìn)行回漢聚居區(qū)土地利用變化對(duì)比研究提供了有利條件。鑒于此，以鹽池縣和同心縣為研究對(duì)象，本文對(duì)比了兩縣的土地利用結(jié)構(gòu)、土地利用程度及其變化特征，揭示了兩縣在不同時(shí)期社會(huì)發(fā)展歷程下土地利用變化時(shí)空特征差異。

1 研究區(qū)概況

鹽池縣和同心縣分別位于寧夏回族自治區(qū)東部和中部，土地面積分別為8 377.06 km2和5 666.7 km2。兩縣相鄰，地貌為由鄂爾多斯緩坡丘陵向黃土丘陵的過(guò)渡帶。兩縣地處干旱半干旱溫帶大陸性氣候區(qū)，干旱少雨，蒸發(fā)大，冬春季節(jié)風(fēng)大沙多，植被類型從干草原向荒漠草原過(guò)渡。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以牧業(yè)為主，農(nóng)、林、副業(yè)相結(jié)合，是典型的農(nóng)牧交錯(cuò)區(qū)。2014年，鹽池縣總?cè)丝跒?7.23萬(wàn)人，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值為56.35萬(wàn)元，農(nóng)村居民人均可支配收入為6 975元；同心縣總?cè)丝跒?2.41萬(wàn)人，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值為44.2億元，農(nóng)村居民人均可支配收入為6 123元。

2 數(shù)據(jù)來(lái)源與研究方法

2.1 數(shù)據(jù)來(lái)源

采用1978年MSS，1987年、1996年、2007年TM/ ETM和2015年Landsat8 OLI遙感影像數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)來(lái)源于中國(guó)科學(xué)院計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信息中心地理空間數(shù)據(jù)云平臺(tái)（http：//www.gscloud.cn/）。所選影像成像時(shí)間均為6～8月，且已經(jīng)過(guò)輻射校正和幾何粗校正。波段合成除2015年影像用5（R）、4（G）、3（B）波段合成假彩色影像外，其他時(shí)期均采用4（R）、3（G）、2（B）波段合成假彩色影像。采用二次多項(xiàng)式對(duì)影像進(jìn)行配準(zhǔn)，配準(zhǔn)誤差小于1個(gè)像元，滿足精度要求。對(duì)經(jīng)過(guò)校正的數(shù)字影像進(jìn)行拼接、分割和融合；結(jié)合野外實(shí)測(cè)資料，建立解譯標(biāo)志，并采用人機(jī)交互解譯方式提取不同時(shí)期土地利用信息。

2.2 研究方法

2.2.1 土地利用指數(shù)模型

采用綜合土地利用動(dòng)態(tài)度模型、土地利用綜合程度指數(shù)模型綜合反映土地利用變化的劇烈程度和各類型間的轉(zhuǎn)化速率，體現(xiàn)土地利用的廣度和深度，其計(jì)算方法見(jiàn)文獻(xiàn)[9]。

2.2.2 集中化指數(shù)模型

根據(jù)洛倫茲曲線原理，分別計(jì)算不同土地類型占土地總面積的百分比，并按由大到小順序排列，然后計(jì)算累計(jì)百分比，以土地類型代碼為橫坐標(biāo)，累計(jì)百分比為縱坐標(biāo)繪制曲線。

2.2.3 土地利用信息熵

觀察兩組血液流變學(xué)、患者滿意度?；颊邼M意度采取我院自制問(wèn)卷調(diào)查，主要分為三個(gè)等級(jí)——十分滿意、基本滿意、不滿意，十分滿意+基本滿意=總滿意概率。

土地利用的空間結(jié)構(gòu)特征用信息熵來(lái)測(cè)度，可反映區(qū)域土地利用結(jié)構(gòu)的有序化程度。其計(jì)算模型見(jiàn)文獻(xiàn)[10]。

3 研究結(jié)果與分析

3.1 土地利用變化的總體特征

由表1可知，1978～2015年鹽池、同心兩縣土地利用均發(fā)生了較大變化，隨時(shí)間推移各種土地利用類型面積出現(xiàn)不同程度的增減，總體上耕地、林地面積有所增加，草地、未利用地面積有一定幅度減少。

表1 1978～2015年鹽池縣和同心縣土地利用類型面積變化

1）鹽池縣耕地面積增幅高于同心縣，近40 a增加了5.18×104hm2，年均增長(zhǎng)率為6.45%；而同心縣耕地面積增加了2.66×104hm2，年均增長(zhǎng)率為5.62%。從兩 縣耕地開(kāi)發(fā)的階段特征來(lái)看，鹽池縣在1978～1987 年、1996～2007年耕地面積快速增長(zhǎng)，年均增長(zhǎng)率分別為2.89%和2.66%，其他時(shí)段增加較緩。同心縣耕地在1978～1987年快速增加，增加了4.46×104hm2，年均增長(zhǎng)率為3.94%；但1987～1996年耕地面積卻減少了2.49×104hm2，而后緩慢增加。

2）兩縣林地?cái)?shù)量總體呈增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。鹽池縣林地面積增加了6.67×104hm2，為1978年的2.3倍；而同心縣林地面積在1978～1987年有小幅減少，而后又不斷增加，總體上增加了3.28×104hm2，增幅為1.22%。

3.2 土地利用程度分析

通過(guò)計(jì)算土地利用程度指數(shù)和動(dòng)態(tài)度數(shù)值顯示，兩縣土地利用強(qiáng)度變化趨勢(shì)大體相同，均呈增長(zhǎng)趨勢(shì)，并在2015年達(dá)到最大值；但土地利用動(dòng)態(tài)度大體以1996年為界，之前不斷增大，而后逐漸減小，這說(shuō)明人類對(duì)土地的擾動(dòng)強(qiáng)度減弱，土地類型間的轉(zhuǎn)化速率逐步減緩。

從土地利用程度指數(shù)來(lái)看，同心縣土地利用程度指數(shù)高于鹽池縣（表2），說(shuō)明同心縣土地開(kāi)發(fā)程度較大。從土地利用動(dòng)態(tài)度來(lái)看（表3），1978～1996年鹽池縣土地動(dòng)態(tài)度高于同心縣，其中1987～1996年達(dá)到最大值，表明這一時(shí)期土地利用變化最為劇烈，而變化程度減緩；1996～2015年同心縣土地利用變化強(qiáng)度超過(guò)了鹽池縣，其中1996～2007年土地利用動(dòng)態(tài)度達(dá)到1.57，表明這一時(shí)期同心縣土地利用開(kāi)發(fā)程度增大。

表2 1978～2015年鹽池縣和同心縣土地利用程度指數(shù)

表3 1978～2015年鹽池縣和同心縣土地利用動(dòng)態(tài)度

3.3 土地利用結(jié)構(gòu)集中化分析

從鹽池縣和同心縣土地利用結(jié)構(gòu)洛倫茲曲線（圖1）可以看出，1978～1996年鹽池縣土地利用集中化程度高于同心縣（圖1a、1b、1c），兩縣主要土地類型為草地、未利用地和耕地，三者面積累計(jì)百分比超過(guò)了85%，呈現(xiàn)以農(nóng)牧為主的土地利用格局。2007～2015年同心縣土地利用集中化程度超過(guò)了鹽池縣（圖1d、1e），其中2007年同心縣土地利用類型向草地、耕地和林地集中，三者面積累計(jì)百分比達(dá)到86.9%；鹽池縣主要土地利用類型仍以草地、未利用地和耕地為主。到2015年，兩 縣土地利用類型主要集中于草地、耕地和林地。

圖1 1978～2015年鹽池縣和同心縣土地利用類型洛倫茲曲線圖

3.4 土地利用信息熵分析

計(jì)算土地利用信息熵顯示（表4），1978～2015年兩縣土地利用信息熵均呈上升趨勢(shì)，其中，1996年同心縣土地信息熵值最大，為1.36，表明人為土地開(kāi)發(fā)活動(dòng)強(qiáng)烈，土地利用景觀多樣性逐漸增大，土地利用類型差異性增強(qiáng)，土地利用系統(tǒng)有序化程度逐步降低。

表4 1978～2015年鹽池縣和同心縣土地利用信息熵

分析兩縣土地利用信息熵變化的主要原因：氣候干旱是影響兩縣土地利用信息熵變化的基本因素；人為誘發(fā)加重了兩縣土地利用信息熵的空間變化。鹽池縣北部處于毛烏蘇沙地邊緣，人為開(kāi)荒，使草地向耕地轉(zhuǎn)化，在干旱氣候、強(qiáng)烈風(fēng)蝕作用下，耕地因流沙覆蓋導(dǎo)致棄耕，草地因開(kāi)荒逐漸退化；鹽池縣中部及同心縣北部和中部部分地區(qū)因過(guò)度打沙蒿、挖甘草等加速了草地退化，導(dǎo)致土地的有序化程度較低。20世紀(jì)90年代末，國(guó)家實(shí)施退耕還林、封育禁牧政策，加快了兩縣黃土丘陵區(qū)耕地向草地、林地轉(zhuǎn)化，使退化草場(chǎng)逐漸恢復(fù)，土地利用信息熵呈現(xiàn)不同變化。

4 結(jié) 語(yǔ)

1）近40 a來(lái)，鹽池、同心兩縣土地利用均發(fā)生了較大變化，變化趨勢(shì)大體相同。耕地、林地面積總體呈增長(zhǎng)趨勢(shì)，耕地年均增長(zhǎng)率分別為6.45%和5.62%。鹽池縣林地持續(xù)增長(zhǎng)，面積增加了6.67×104hm2；而同心縣在1978～1987年面積有小幅減少，而后又不斷增加，總體上增加了3.28×104hm2。兩縣草地面積以1987年為轉(zhuǎn)折點(diǎn)，之前大幅減少，而后持續(xù)增加。

2）從土地利用程度來(lái)看，兩縣土地利用強(qiáng)度變化趨勢(shì)大體相同，呈增長(zhǎng)趨勢(shì)，但同心縣土地利用程度指數(shù)高于鹽池縣。1978～1996年，鹽池縣土地利用集中化程度高于同心縣，兩縣主要土地類型為草地、未利用地和耕地；2007～2015年同心縣土地利用集中化程度超過(guò)了鹽池縣，土地利用類型主要集中于草地、耕地和林地，呈以農(nóng)牧為主的土地利用格局。

3）1978～2015年兩縣土地利用信息熵均呈上升趨勢(shì)，表明兩縣土地利用景觀多樣性逐漸增大，同心縣土地利用信息熵高于鹽池縣，表明同心縣土地利用系統(tǒng)受外界干擾的程度較大。

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P237

B

1672-4623（2017）05-0085-03

10.3969/j.issn.1672-4623.2017.0052.6

賈科利，博士，副教授，主要從事土地利用與3S技術(shù)應(yīng)用研究。

2016-03-25。

項(xiàng)目來(lái)源：國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目（41361014）。