曹宇鵬 徐迪 方江平＊ 屈興樂

（1、西藏農(nóng)牧學(xué)院高原生態(tài)研究所，西藏林芝 860000 2、西藏林芝高山森林生態(tài)系統(tǒng)國家野外科學(xué)觀測研究站，西藏林芝860000 3、西藏高原森林生態(tài)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，西藏林芝 860000 4、西藏自治區(qū)生態(tài)安全聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室，西藏林芝 860000）

土地利用的變化是人與自然對(duì)地球表層生態(tài)系統(tǒng)最直接的表現(xiàn)形式[1-2]。土地利用不僅可以直觀反映地區(qū)的土地規(guī)劃情況，其變化規(guī)律也能反映當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境狀況。21 世紀(jì)以來，全球變化背景下的區(qū)域土地利用與覆蓋變化已經(jīng)成為研究的熱點(diǎn)之一[3-5]。

此研究以西藏自治區(qū)首府——拉薩市為研究對(duì)象，以期能為拉薩市以后的土地利用規(guī)劃、城市發(fā)展規(guī)劃、生態(tài)環(huán)境建設(shè)等提供理論依據(jù)。

1 數(shù)據(jù)與方法

1.1 試驗(yàn)區(qū)域

拉薩市位于青藏高原中南部，有“日光城”之稱，平均在海拔4800m 左右，是西藏自治區(qū)的經(jīng)濟(jì)與文化中心（圖1）。

圖1 拉薩市高程圖

1.2 研究方法

1.2.1 土地利用轉(zhuǎn)移矩陣

土地利用轉(zhuǎn)移矩陣是對(duì)系統(tǒng)狀態(tài)與狀態(tài)轉(zhuǎn)移的一種定量描述，不僅可以反映各地類面積之間的關(guān)系，還能反映各地類在不同時(shí)間段的變化情況（表1）。

其中：pij表示在T1- T2時(shí)期內(nèi)第i 種土地類型轉(zhuǎn)換為第j種土地類型面積占總土地面積的百分比；pii表示在T1- T2時(shí)期內(nèi)第i 種土地類型不變面積的百分比。pi+表示T1時(shí)期內(nèi)第i種土地類型占總面積的百分比；p+j表示T2時(shí)期內(nèi)第j 種土地類型占總面積的百分比。pi+-pii表示第j 種土地類型在T1- T2時(shí)期內(nèi)所減少面積的百分比；p+j-pjj表示第j 種土地類型在T1-T2時(shí)期內(nèi)所增加面積的百分比。

1.2.2 標(biāo)準(zhǔn)差橢圓

表1 土地利用轉(zhuǎn)移矩陣[6]

表2 土地利用分類系統(tǒng)[10]

圖2 拉薩市2015 年土地利用

標(biāo)準(zhǔn)差橢圓可以揭示數(shù)據(jù)的空間分析方向性，其計(jì)算公式為:

其中，

式中，x 和y 是i 的坐標(biāo)，n 為樣本總數(shù)[7]。

1.3 數(shù)據(jù)來源

本文以拉薩市土地利用類型為基本研究單位，選用1995、2005 與2015 年的土地利用數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)來源于國家青藏高原科學(xué)數(shù)據(jù)中心[8]，該數(shù)據(jù)是由各年份Landsat TM/ETM 遙感影像為數(shù)據(jù)源，經(jīng)過人工目視解譯而成，空間參考為Albers 投影，空間分辨率為1km。數(shù)字高程模型來源于地理空間數(shù)據(jù)（www.gscloud.cn）。

2 結(jié)果與分析

2.1 土地利用狀況

利用Excel 連接土地分類矢量圖，參考徐新良等（2014）的中國土地分類系統(tǒng)[9]，對(duì)其進(jìn)行一級(jí)分類，分為林地、草地、耕地、未利用土地、城鎮(zhèn)用地與水域六種類型。（表2、圖2）截止2015 年，拉薩市土地利用情況是以草地為優(yōu)勢地類，主要由于其海拔較高，氣候干旱，造成大面積的草地生長。其次是未利用地，幾乎都分布在拉薩市高海拔地區(qū)，因自然條件惡劣而難以利用。水域主要為南部的拉薩河與西北部的納木錯(cuò)，耕地多靠近水域分布。林地分布較為分散，大都分布于拉薩市的東部地區(qū)。建筑用地主要集中與拉薩市城關(guān)區(qū)，是拉薩市的主城區(qū)。

2.2 土地利用轉(zhuǎn)移矩陣

通過Acrgis 對(duì)1995 年,2005 年與2015 年三年數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，得到1995-2015 年的土地利用轉(zhuǎn)移矩陣，結(jié)果參見表3 與圖4。

由表3 可知：

林地的轉(zhuǎn)入、轉(zhuǎn)出地類主要為草地與未利用地，其次為耕地。耕地主要由草地轉(zhuǎn)入，轉(zhuǎn)出為林地。林地與水域的面積相當(dāng)。建筑用地在15 年間變化不大，主要轉(zhuǎn)移方向?yàn)椴莸嘏c耕地。水域面積主要為納木錯(cuò)與拉薩河，主要轉(zhuǎn)入與轉(zhuǎn)出地類為草地與未利用地。

總體看，草地、未利用地因面積占比高，因此轉(zhuǎn)移量很大，其相互轉(zhuǎn)換范圍也很大，覆蓋絕大部分區(qū)域，主要集中在中西部與東部地區(qū)。建筑用地的轉(zhuǎn)化主要位于人口最多的城關(guān)區(qū)。水域面積在研究期間有一定程度的提升，耕地則有減小。

2.3 標(biāo)準(zhǔn)差橢圓分析

為進(jìn)一步分析拉薩市土地利用轉(zhuǎn)移的變化方向與趨勢，提取其中1995-2005 年，2005-2015 年兩個(gè)時(shí)期土地轉(zhuǎn)移情況，基于Arcgis 空間分析功能，采用第一級(jí)別標(biāo)準(zhǔn)差(68%)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)差橢圓分析，結(jié)果參見表4 與圖4。

如表4，圖4 所示：（1）橢圓中心點(diǎn)位于林周縣中西部，沿西北——東南方向分布，覆蓋了林周縣、堆龍德慶區(qū)與當(dāng)雄縣的部分地區(qū)。（2）前一時(shí)期橢圓長短半軸差值大于后一時(shí)期，表明前一時(shí)期土地利用轉(zhuǎn)化的方向性相較于后一時(shí)期更加明顯。（3）橢圓面積呈縮小趨勢，可知2005-2015 年所土地利用變化的范圍小于1995-2005 年。橢圓角度變化不大，表明其變化方向沒有明顯偏移。

3 結(jié)論與討論

土地利用是人與環(huán)境共同作用的結(jié)果，能在一定程度上反映出全球變化背景下的生態(tài)環(huán)境狀況。隨著氣候變化與川藏鐵路開通等因素影響，都會(huì)導(dǎo)致土地利用的變化。因此，拉薩市土地利用可進(jìn)行合理的優(yōu)化調(diào)整，以滿足社會(huì)的發(fā)展和人民的需要。

表3 拉薩市1995-2015 年土地利用轉(zhuǎn)移矩陣（km2）

圖3 1995-2015 年拉薩市土地利用類型轉(zhuǎn)移變化圖

表4 拉薩市2000-2015 年土地利用變化標(biāo)準(zhǔn)差橢圓參數(shù)

圖4 拉薩市1995-2015 年土地利用變化標(biāo)準(zhǔn)差橢圓面積圖

通過對(duì)1995 年-2015 年拉薩市土地利用變化研究，可以看出：

（1）拉薩市受自然環(huán)境影響，以草地與未利用地占絕對(duì)優(yōu)勢。

（2）草地與未利用地相互轉(zhuǎn)移量大，耕地面積有所減小。林地與水域的面積變大，主要轉(zhuǎn)出為草地。建筑用地面積變化不大。

（3）拉薩市土地利用變化方向性逐漸減弱，變化范圍縮小。變化中心位于林周縣中西部地區(qū)，沿西北——東南方向縮小。