王龍龍 張永福

摘要：為探討新疆土地利用時(shí)空變化規(guī)律及驅(qū)動(dòng)因子，以1990、2000、2010年的中國(guó)資源與環(huán)境科學(xué)數(shù)據(jù)中心的土地利用/土地覆被變化（LUCC）為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)源，借助IDRISI17.0的LCM模型和CA-Markov模型，并結(jié)合RS技術(shù)和GIS技術(shù)分析并預(yù)測(cè)研究區(qū)域20年間土地利用的空間轉(zhuǎn)變。結(jié)果表明，20年間研究區(qū)耕地、建設(shè)用地、林地和水域面積增加，草地和未利用地減少；基于IDRISI17.0的CA-MARKOV模塊預(yù)測(cè)新疆2025年土地利用狀況，2010-2025年各地類總體上呈“一減五增”的趨勢(shì)；在各影響因素中，人口數(shù)量的增長(zhǎng)、經(jīng)濟(jì)的發(fā)展及環(huán)境政策的調(diào)整對(duì)研究區(qū)土地利用變化的影響更為顯著。

關(guān)鍵詞：CA-Markov模型；LCM模型；土地利用變化；新疆

中圖分類號(hào)：F301.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：0439-8114（2018）07-0025-07

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2018.07.006

Dynamic Change and Prediction of Land Use in Xinjiang

WANG Long-long，ZHANG Yong-fu

（School of Resources and Environment Science，Xinjiang University/Key Laboratory of Oasis Ecology，Ministry of Education，

Urumqi 830046，China）

Abstract： To study the space-time evolution and driving mechanism of land use in Xinjiang，based on data source of land-use and land-cover change（LUCC） form China resources and environmental science data center in 1990，2000 and 2010，the space-time evolution and driving mechanism of land use was analyzed and forecasted by IDRISI17.0 LCM model，CA-Markov model，and combined with RS and GIS. The results showed that the area of cultivated land，construction land，forest land and water increased，but the area of grassland and unused land decreased. Based on IDRISI17.0 CA-MARKOV model to simulate land use situation in 2025 in Xinjiang，the results showed that，on the whole，the area change of land tapes appeared “a land tape reduced and five land tapes increased” trend from 2010 to 2025. The increase in population，economic development and environmental policy adjustment to the influence of land use change was more outstanding in the study area.

Key words： CA-Markov Model； LCM Model； land-use change； Xinjiang

土地利用/土地覆被變化（Land-use and land-cover change，LUCC）是一地區(qū)土地資源利用方式的直接反映[1]。土地利用/土地覆被變化不但客觀地記錄了人類對(duì)地球輪廓的改變，還再現(xiàn)了地球表面的時(shí)空動(dòng)態(tài)過(guò)程，是地區(qū)乃至全球氣候變化的重要原因之一[2]，且正在加速的全球城市化引起土地用/覆蓋的變化，進(jìn)而導(dǎo)致區(qū)域社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和環(huán)境的變化[3，4]。遙感和GIS技術(shù)為快速、準(zhǔn)確、動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)土地資源的變化提供了有效的手段，已成為L(zhǎng)UCC研究的重要方法[5]，有關(guān)的研究和報(bào)道已經(jīng)很多。

目前土地利用變化的模擬預(yù)測(cè)模型有很多，比如隨機(jī)模型、遺傳算法、元胞自動(dòng)機(jī)（CA）神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)[6]、CA-Markov模型[7]等。其中，CA-Markov模型既保留了馬爾可夫模型（Markov）長(zhǎng)期預(yù)測(cè)的優(yōu)點(diǎn)，又吸納了CA模型（Celluar automata）模擬復(fù)雜時(shí)空系統(tǒng)變化的能力[8]。近幾年，中國(guó)學(xué)者通過(guò)CA-Markov模型在動(dòng)態(tài)變化監(jiān)測(cè)、驅(qū)動(dòng)力與驅(qū)動(dòng)機(jī)制、生態(tài)環(huán)境效應(yīng)與作用機(jī)制等LUCC的探索領(lǐng)域取得了豐碩成效[9-13]。

新疆的土地面積在中國(guó)是最大的，土地開(kāi)發(fā)利用歷史悠久。隨著“一帶一路”戰(zhàn)略的實(shí)施，國(guó)家和自治區(qū)不僅在農(nóng)業(yè)方面對(duì)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了調(diào)整，同時(shí)注重在城市基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)方面加大投入，不斷加快城鎮(zhèn)化建設(shè)步伐，使得新疆的土地利用方式發(fā)生了顯著變化，因此迫切需要對(duì)土地利用變化數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行及時(shí)更新。本研究通過(guò)LCM和CA-Markov模型結(jié)合GIS10.3軟件對(duì)新疆LUCC數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，為新疆未來(lái)土地利用資源的合理開(kāi)發(fā)提供相關(guān)參考。

1 研究區(qū)概況、數(shù)據(jù)來(lái)源及研究方法

1.1 研究區(qū)概況

新疆地處歐亞大陸腹地，地理位置為73°40′-96°23′E，34°25′-49°10′N。周邊與俄羅斯、哈薩克斯坦、吉爾吉斯斯坦、塔吉克斯坦、巴基斯坦、蒙古、印度、阿富汗斯坦八國(guó)接壤，在歷史上是古絲綢之路的重要通道，現(xiàn)在是第二座“亞歐大陸橋”的必經(jīng)之地，戰(zhàn)略位置十分重要。東西最長(zhǎng)為2 000 km，南北最寬處為1 650 km，土地面積1 660 000 km2，約占全國(guó)土地總面積的1/6，為中國(guó)面積最大的省份。在歷史上，新疆有聞名于世的古“絲綢之路”，是東西文化的交匯處，而今又成為橫穿兩大洲的“亞歐大陸橋”的必經(jīng)之地，既是中國(guó)西部大開(kāi)發(fā)的重點(diǎn)區(qū)域，又是通往中亞、西亞、西南亞、歐洲和非洲的陸上通道。

1.2 數(shù)據(jù)來(lái)源及預(yù)處理

數(shù)據(jù)來(lái)源于中國(guó)科學(xué)院地理科學(xué)與資源研究所（http：//www.resdc.cn/）網(wǎng)站的全國(guó)LUCC數(shù)據(jù)和DEM數(shù)據(jù)，分辨率為1 km。LUCC數(shù)據(jù)共計(jì)3期，分別為1990、2000、2010年，氣象數(shù)據(jù)來(lái)源于研究區(qū)內(nèi)77個(gè)氣象站1990-2010年的年平均降水量、年平均氣溫?cái)?shù)據(jù)，統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)來(lái)源于新疆統(tǒng)計(jì)年鑒，土地綜合利用規(guī)劃圖、土壤類型圖和水系圖、交通圖等數(shù)據(jù)分別來(lái)自國(guó)土資源部門(mén)、地質(zhì)部門(mén)和環(huán)境部門(mén)等相關(guān)部門(mén)。

在ArcGIS10.3進(jìn)行源數(shù)據(jù)的重投影預(yù)處理，使所有圖件投影一致，然后根據(jù)研究區(qū)1∶10萬(wàn)地形圖及其矢量化新疆邊界進(jìn)行LUCC數(shù)據(jù)裁剪，并依據(jù)中國(guó)科學(xué)院數(shù)據(jù)中心的分類系統(tǒng)中的一級(jí)地類進(jìn)行地類重分類，具體劃分為耕地（gd）、林地（ld）、草地（cd）、水域（sy）、城鄉(xiāng)/工礦/居民用地[簡(jiǎn)稱為建設(shè)用地（js）]和未利用地（wlyd）6類。具體轉(zhuǎn)化分析在IDRISI 17.0中進(jìn)行。

1.3 研究方法

1.3.1 CA-Markov模型 CA模型是一種基于不連續(xù)的時(shí)空動(dòng)態(tài)模擬模型，其特點(diǎn)是時(shí)間、空間和狀態(tài)都是離散的[14]。Markov過(guò)程是指事件由一種狀態(tài)轉(zhuǎn)移至另一種狀態(tài)的過(guò)程，該過(guò)程的特點(diǎn)為無(wú)后效性和穩(wěn)定性，土地利用變化也具有無(wú)后效性的特點(diǎn)，滿足該模型使用條件，所以可以用來(lái)模擬土地利用變化的趨勢(shì)[15]。

CA-Markov模型具備土地利用變化的自發(fā)性和自組織性特征，將Markov模型與CA模型模擬復(fù)雜時(shí)空系統(tǒng)變化的優(yōu)點(diǎn)集中在一起，所以本研究通過(guò)CA-Markov模型模擬不同土地利用/覆被類型的數(shù)量及結(jié)構(gòu)特征。在GIS軟件IDRISI 17.0的環(huán)境下[16]，通過(guò)對(duì)轉(zhuǎn)移面積矩陣和轉(zhuǎn)移條件概率圖像的運(yùn)算，用來(lái)確定元胞狀態(tài)的轉(zhuǎn)移，測(cè)算土地利用格局的變化。

為檢測(cè)CA-Markov模型的預(yù)測(cè)模型是否符合預(yù)測(cè)要求，將2010年的實(shí)際土地利用狀況和預(yù)測(cè)的2010年土地利用狀況進(jìn)行對(duì)比，并對(duì)2010年的模擬結(jié)果分別進(jìn)行數(shù)量精度檢驗(yàn)和Kappa精度檢驗(yàn)，這彌補(bǔ)了以往只采用Kappa系數(shù)這一單一的、不完整的檢驗(yàn)方法缺陷。

1）數(shù)量精度檢驗(yàn)。采取精度誤差方式檢驗(yàn)CA-Markov模型模擬的數(shù)量精度[17]，具體公式為：

a=■ （1）

式中，a為土地利用類型i類的誤差精度，xim和xin分別為該種土地利用類型的預(yù)測(cè)面積和真實(shí)面積。a的絕對(duì)值越小則表示模擬的精度越高；a>0，則表明土地利用類型i的模擬面積偏大，反之亦然。

2）Kappa精度檢驗(yàn)。Kappa系數(shù)一般被用來(lái)評(píng)價(jià)兩個(gè)圖件的一致性或者進(jìn)行遙感解譯的精度評(píng)價(jià)[18]，本研究利用2010年土地利用狀況圖和2010年土地利用預(yù)測(cè)圖的Kappa系數(shù)來(lái)定量評(píng)價(jià)模擬精度。具體公式如下：

Kappa=■ （2）

式中，po為準(zhǔn)確模擬的比例，pc為隨機(jī)選擇情況下期望的準(zhǔn)確模擬比例，pp為理想情況下的準(zhǔn)確模擬比例（100%）。

1.3.2 LCM模型 LCM是ArcGIS的一種擴(kuò)展，是美國(guó)CLARH實(shí)驗(yàn)室和國(guó)際保護(hù)委員會(huì)針對(duì)目前加速的土地發(fā)展趨勢(shì)和生物多樣性保護(hù)特別需要等迫切性問(wèn)題共同研發(fā)的。它綜合了多圖層感知器神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（MLP-ANN）/邏輯回歸模型（Logistic regression）、Markov Chain、外部矩陣模型及軟硬預(yù)測(cè)模型，并廣泛應(yīng)用于優(yōu)化保護(hù)和規(guī)劃工作，可快速分析土地利用覆被變化，預(yù)測(cè)模擬未來(lái)土地利用變化，評(píng)價(jià)物種的影響和生物多樣性。還包含確定土地結(jié)構(gòu)變化的影響因子，土地利用格局變化及其過(guò)程分析和物種分布的建模等功能。LCM有著直觀、易用、創(chuàng)新、應(yīng)用范圍廣等特點(diǎn)。本研究以新疆1990、2000、2010年土地利用現(xiàn)狀圖為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，利用IDRISI的LCM模塊分析新疆1990、2000、2010年3個(gè)時(shí)期土地利用主要地類變化的情況。

2 結(jié)果與分析

2.1 土地利用結(jié)構(gòu)與速率變化

2.1.1 土地利用結(jié)構(gòu)變化 由新疆研究時(shí)段內(nèi)的各地類的面積及所占的比例（表1）可知，1990、2000、2010年未利用地的比例都超過(guò)了60.00%，并且按所占比例排序?yàn)槲蠢玫?gt;草地>耕地>水域>林地>建設(shè)用地，說(shuō)明新疆是以未利用地為主，主要是沙地、戈壁、鹽堿地、沼澤地、裸土地、裸巖石質(zhì)地，這符合干旱、半干旱地區(qū)的特點(diǎn)。草地和耕地所占比例較大，表明研究區(qū)以農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)為主，符合區(qū)域經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的特點(diǎn)。在這20年內(nèi)研究區(qū)土地利用類型總體上沒(méi)有太大波動(dòng)，耕地、水域、林地、建設(shè)用地分別增加了1 278 601.37、179 571.81、176 024.20、82 951.53 hm2，草地和未利用地分別減少了

1 125 219.29、591 929.62 hm2。在研究時(shí)段的前10年（1990-2000年）呈“二減四增”的趨勢(shì)，草地和未利用地面積減少，分別減少了567 826.72、203 674.66 hm2，林地、水域、建設(shè)用地和耕地面積增加，分別增加了244 472.25、189 379.92、22 537.77、315 111.49 hm2；在研究時(shí)段的后10年（2000-2010年）呈“二增四減”的趨勢(shì)，其中耕地和建設(shè)用地面積分別增加了963 489.89、60 413.76 hm2，草地、林地、未利用地和水域面積分別減少了557 392.57、68 448.06、388 254.91、9 808.10 hm2。

2.1.2 土地利用速率變化 由圖1可以看出，20年間變化最大的是耕地，其變化速率為22.25%；其次是建設(shè)用地，其變化速率為19.80%。選取10年作為研究間隔，1990-2000年，林地的變化速率最大，為6.7%，建設(shè)用地、耕地、水域、草地和未利用地變化速率分別為5.38%、5.48%、4.02%、1.16%和0.20%；2000-2010年，耕地的變化速率最大，為15.90%，其次是建設(shè)用地，為13.68%。在這20年間，林地、水域呈現(xiàn)先增后減的趨勢(shì)，耕地和建設(shè)用地遞增，草地和未利用地遞減。

2.2 土地利用變化驅(qū)動(dòng)力分析

2.2.1 自然因素 影響土地利用變化的自然因素主要有地質(zhì)、地貌、土壤、氣溫和降水等[19]。20年內(nèi)地質(zhì)、地貌和土壤的變化雖然不大，但它的影響還是不可忽略的，地形條件中，坡度是最重要的影響因素之一，它通過(guò)對(duì)水分、溫度、風(fēng)速、光照、土壤質(zhì)地等自然因素的再分配，直接或間接地影響著土地利用；高程是最主要的地形地貌特征之一，高程高的地方一般是高山，且不平坦，這些地形阻止了城市發(fā)展和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，研究區(qū)高程和坡度如圖2a、圖2b所示，準(zhǔn)格爾盆地、塔里木盆地和東部的高程和坡度都較小，地勢(shì)較平坦，而天山、昆侖山和阿爾泰山的高程和坡度都較大，氣溫和降水表現(xiàn)相對(duì)活躍。因此，本研究不僅從坡度和高程兩個(gè)方面來(lái)闡述自然因素對(duì)土地利用變化的影響，還考慮氣候因素，氣候在一定水平上會(huì)影響區(qū)域水系統(tǒng)，從而影響區(qū)域土地利用的空間分布格局。由于研究區(qū)干旱環(huán)境對(duì)氣候變化響應(yīng)比較敏感，使得氣候的小幅度變化都將對(duì)該區(qū)域生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生顯著影響[20]。本研究選擇研究區(qū)內(nèi)77個(gè)氣象站1990-2010年年均氣溫、年降水量結(jié)果表明，降水量大體呈波動(dòng)式持續(xù)增加的趨勢(shì)，氣溫大體上呈上升的趨勢(shì)。

2.2.2 距離空間變量 從離城市中心、水域和道路的距離來(lái)確定距離空間變量，研究其對(duì)土地利用變化的影響。商業(yè)和政治圈主要集中在城市中心，這對(duì)城市的社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展起到較大的作用。水域在一個(gè)城市的發(fā)展中起著很大的促進(jìn)作用，沒(méi)有水域也就缺少生產(chǎn)生活的源頭。公路、鐵路等的發(fā)展程度代表一個(gè)城市的發(fā)展水平，便捷的交通對(duì)區(qū)域經(jīng)濟(jì)有著較大的推進(jìn)作用。

在LCM中，通過(guò)GIS Analysis中的Distance工具得到影響因子離城市中心距離、離水域距離和離道路距離，如圖2c、圖2d、圖2e所示，隨著顏色由淺到深，數(shù)值越來(lái)越大，各土地利用類型到各級(jí)行政中心的距離、水域和道路的距離由近及遠(yuǎn)。

2.2.3 社會(huì)經(jīng)濟(jì)因素 雖然研究區(qū)的氣候在近20年有暖濕趨勢(shì)，但氣候變化在20年時(shí)間尺度上對(duì)土地利用的影響并不明顯，而在短時(shí)間內(nèi)能對(duì)環(huán)境變化起到主導(dǎo)作用的應(yīng)是人類活動(dòng)，隨著人口的不斷增加以及城市化和工業(yè)化的發(fā)展，人類活動(dòng)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生的影響也逐漸增強(qiáng)[21，22]。人口是社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)中最重要的因素，同時(shí)也是土地利用變化的直接驅(qū)動(dòng)因子。根據(jù)年鑒統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)研究區(qū)20年以來(lái)人口是遞增的，1990年的人口數(shù)為1 529.16萬(wàn)人，到2000年的時(shí)候增加到1 849.41萬(wàn)人，再到2010年人口數(shù)為2 181.33萬(wàn)人。20年間增加人口652.17萬(wàn)人，隨著人口數(shù)量的增加，未利用地和草地被大面積開(kāi)墾，建設(shè)用地?cái)U(kuò)張。20年間研究區(qū)的工業(yè)生產(chǎn)總值飛速增長(zhǎng)，從1990年的219.92億元到2010的5 766.51億元，農(nóng)、林、牧、漁業(yè)生產(chǎn)總值從1990年的1 446 535萬(wàn)元到2010年的18 461 828萬(wàn)元，工業(yè)和農(nóng)、林、牧、漁業(yè)的快速發(fā)展必然會(huì)導(dǎo)致建設(shè)用地的擴(kuò)張。

2.2.4 政策因素 政策因素也是一個(gè)很重要的驅(qū)動(dòng)因子，它可以利用城市規(guī)劃、地權(quán)制度、經(jīng)營(yíng)機(jī)制等影響土地利用和土地布局。隨著各種經(jīng)濟(jì)體制管理的執(zhí)行，土地利用結(jié)構(gòu)也有著巨大的改變。1991-2003年，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)整治，多種經(jīng)營(yíng)模式的出現(xiàn)，棉花價(jià)格增加，農(nóng)民生產(chǎn)熱情增加，耕地面積增加。隨著西部大發(fā)展，在非耕地特別是戈壁灘和荒地上搞開(kāi)發(fā)利用的，可以免交土地使用費(fèi)，土地使用權(quán)保持50年不變，也促進(jìn)了耕地面積增加。

2.3 土地利用轉(zhuǎn)化分析

用LCM模型計(jì)算1990-2010年的各地類之間的相互轉(zhuǎn)化面積（表2），20年間，耕地增加1 278 601.37 hm2，轉(zhuǎn)入地類有草地、未利用地、建設(shè)用地、林地和水域，各自占轉(zhuǎn)入面積的57.17%、28.98%、5.55%、4.91%、3.40%；20年間人口增加了652.17萬(wàn)人，隨著人口的增加，未利用地和草地等被大面積開(kāi)墾。這些新增耕地多來(lái)源于原灌區(qū)內(nèi)部及灌區(qū)周邊，因其開(kāi)墾條件相對(duì)較好，因此容易被占用，同時(shí)耕地也相應(yīng)地轉(zhuǎn)為草地、未利用地等，占轉(zhuǎn)入面積的54.85%、24.11%。

盡管建設(shè)用地所占比例小，但是20年來(lái)建設(shè)用地呈現(xiàn)持續(xù)增長(zhǎng)的趨勢(shì)，面積增加了82 951.53 hm2，僅次于耕地的增長(zhǎng)速度，說(shuō)明新疆城市化進(jìn)程較快。建設(shè)用地的轉(zhuǎn)入地類為耕地、草地和未利用地等，各自占轉(zhuǎn)入面積的51.22%、22.58%和21.26%。20世紀(jì)90年代以來(lái)，隨著新疆城鎮(zhèn)人口和經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)、縣改市、建立開(kāi)發(fā)區(qū)等一系列的城市規(guī)模擴(kuò)張措施，使城市化加速，再由于西部大發(fā)展，使新疆的建設(shè)用地發(fā)生了巨大的變化。建設(shè)用地的轉(zhuǎn)出地類主要為耕地、草地、未利用地，各自占轉(zhuǎn)出面積的57.89%、22.25%和14.38%，主要是由于政府對(duì)鄉(xiāng)村分散的城鄉(xiāng)/工礦/居民用地進(jìn)行集中整治、統(tǒng)一規(guī)劃，同時(shí)將原來(lái)的建設(shè)用地退還成耕地和草地等。

草地面積減少1 125 219.29 hm2，轉(zhuǎn)出為未利用地、耕地、林地、水域等，各自占轉(zhuǎn)化面積的60.29%、16.28%、15.66%、7.00%。其減少原因是大量的開(kāi)墾占用，不合理放牧，從而使得草地退化。

林地面積增加176 024.20 hm2，主要是三北防護(hù)林工程、退耕還林還草、人工生態(tài)林建設(shè)和流域生態(tài)綜合治理等造林工程的開(kāi)展，主要轉(zhuǎn)入類型為草地、未利用地、耕地等，各自占轉(zhuǎn)化面積的77.34%、14.88%和5.77%。

水域面積增加179 571.81 hm2，主要轉(zhuǎn)入地類為未利用地和草地，各自占轉(zhuǎn)入面積的57.21%、35.80%。20年來(lái)，研究區(qū)內(nèi)77個(gè)氣象站年均氣溫、年降水量結(jié)果表明，降水量總體上呈波動(dòng)式增加趨勢(shì)，氣溫總體上呈上升趨勢(shì)。新疆氣候由暖干向暖濕的轉(zhuǎn)變，降水量的增加和水利設(shè)施建設(shè)以及濕地保護(hù)工程的開(kāi)展成為新疆水域面積擴(kuò)展的重要原因。

未利用地由于墾荒、撂荒、開(kāi)發(fā)建設(shè)等因素的影響，面積總體呈減少的趨勢(shì)，減少了591 929.62 hm2。轉(zhuǎn)出地類主要為草地、水域和耕地，各自占減少面積的71.72%、13.65%和10.07%。

由以上結(jié)果可知，20年內(nèi)變化最快的兩種地類分別為建設(shè)用地和耕地，其中建設(shè)用地的轉(zhuǎn)入地類主要是草地、未利用地、耕地，耕地的轉(zhuǎn)入地類主要是草地、未利用地等。從而得到1990-2010年耕地的主要轉(zhuǎn)入地類（圖3）。

2.4 基于CA-Markov模型的新疆土地利用預(yù)測(cè)

2.4.1 CA-Markov模型精度驗(yàn)證 在IDRISI17.0軟件中，以1990年和2000年土地現(xiàn)狀圖作為基圖，用CA-Markov模塊來(lái)預(yù)測(cè)2010年的土地狀況（圖4），然后將2010年模擬土地利用變化情況與實(shí)際土地利用狀況的地類變動(dòng)進(jìn)行對(duì)比，對(duì)模擬情況進(jìn)行數(shù)量精度驗(yàn)證和Kappa精度驗(yàn)證。驗(yàn)證結(jié)果（表3）表明，CA-Markov預(yù)測(cè)精度較高，有3種地類的模擬精度均超過(guò)了90%，能夠較好地用來(lái)模擬土地利用的變化情況，其中耕地為99.00%，未利用地為94.00%，草地為92.00%，而精度最低的水域也達(dá)到了71.00%。利用IDRISI 17.0中GIS分析模塊中交叉驗(yàn)證模塊進(jìn)行Kappa系數(shù)檢驗(yàn)，Kappa系數(shù)為0.896，精度也較高，說(shuō)明與實(shí)際情況較為一致。因此，CA-Markov模塊完全適用于預(yù)測(cè)新疆未來(lái)土地利用狀況。

2.4.2 預(yù)測(cè)結(jié)果與分析 CA-Markov模型通過(guò)模型精度驗(yàn)證后，以2010年的土地利用狀況為基礎(chǔ)，用坡度、水系、道路和規(guī)劃數(shù)據(jù)等作為約束條件，預(yù)測(cè)研究區(qū)2025年土地利用狀況（圖4）。根據(jù)模型預(yù)測(cè)結(jié)果可知，在2025年未利用地還是占很大的比例，面積為95 141 861.14 hm2，占全疆土地面積的57.31%；草地次之，為51 132 368.57 hm2，占30.80%；耕地、水域、林地、建設(shè)用地面積分別為8 076 244.76、6 285 952.42、4 744 306.00、619 267.11 hm2。2010-2025年，未利用地減少，而其他5種地類均增加，水域面積增幅最大，為1 399 220.20 hm2。造成這種結(jié)果的可能原因是全球變暖，氣溫持續(xù)上升，加快了冰雪的融化速度，降水量增多，導(dǎo)致水域面積變大。在西部大發(fā)展背景下，城市化發(fā)展加快，人數(shù)顯著增長(zhǎng)，導(dǎo)致建設(shè)用地和耕地的增多。新疆地處西北干旱區(qū)，生態(tài)環(huán)境脆弱，為了保證生態(tài)平衡，國(guó)家制定了一系列的退耕還草、還林政策，導(dǎo)致草地和林地面積的增加。

3 結(jié)論

1990-2010年研究區(qū)耕地、建設(shè)用地、林地和水域面積分別增加了1 278 601.37、82 951.53、176 024.20、

179 571.81 hm2，草地和未利用地面積分別減少了1 125 219.29、591 929.62 hm2。1990-2000年各地類總體上呈現(xiàn)“二減四增”的趨勢(shì)，2000-2010年總體上呈現(xiàn)“二增四減”的趨勢(shì)。20年內(nèi)改變最大的兩種地類分別為建設(shè)用地和耕地。

利用基于IDRISI 17.0的CA-Markov模塊預(yù)測(cè)新疆2025年土地利用狀況，2010-2025年各地類總體上呈現(xiàn)“一減五增”的趨勢(shì)。

距離因子、高程、坡度、人類活動(dòng)和政策是導(dǎo)致20年來(lái)土地利用變化的主要驅(qū)動(dòng)因子，但人口數(shù)量的增長(zhǎng)、經(jīng)濟(jì)的發(fā)展及環(huán)境政策的完善對(duì)研究區(qū)土地利用變化的影響更為顯著。

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