宋春威

摘要：以松嫩沙地1990年、2000年、2010年、2020年4期土地利用數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，分析該區(qū) 1990 — 2020年期間土地利用變化特征。結(jié)果表明，空間格局上，耕地面積最多，2020年耕地總面積達(dá)162 309.32 km2，占研究區(qū)總面積的46.04%;其次為林地，2020年林地總面積 ? ?96 431.76 km2，占研究區(qū)總面積的27.35%。從土地利用變化角度看，建設(shè)用地面積逐漸增加，共增加了2 337.43 km2，且建設(shè)用地的增加大都是由耕地轉(zhuǎn)化而來。

關(guān)鍵詞：土地利用變化;遙感;松嫩沙地

中圖分類號(hào)：F301.2 ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A ? ? ?文章編號(hào)：1001-1463（2021）07-0045-05

doi：10.3969/j.issn.1001-1463.2021.07.009

Abstract：Based on the land use data of 1990， 2000， 2010 and 2020 in Songnen sandy land， this paper analyzes the characteristics of land use change from 1990 to 2020. The results showed that in terms of spatial pattern， the cultivated land area is the largest， with a total area of 162 309.32 km2 in 2020， accounting for 46.04% of the total area of the study area， followed by forest land， with a total area of 96 431.76 km2 in 2020， accounting for 27.35% of the total area of the study area. From the perspective of land use change， the area of construction land increased gradually， with a total increase of 2 337.43 km2， and most of the increase of construction land came from the conversion of cultivated land. The research results can provide a scientific basis for the sustainable development of land use in this area.

Key words：Land use change;Remote sensing;Songnen sandy land

土地利用變化受自然和人文因素的影響，自然因素在一定程度上對(duì)土地利用變化起作用，如氣溫、降水、光照和風(fēng)速等;而各種人文因素也對(duì)土地利用變化有一定影響，如社會(huì)、文化、技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、和政策 等[1 ]。土地利用變化是研究全球變化的熱點(diǎn)問題之一，研究土地利用變化的內(nèi)部驅(qū)動(dòng)力和外部驅(qū)動(dòng)力是核心問題[2 ]。土地利用變化不僅可以為資源環(huán)境保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展提供決策基礎(chǔ)，還能夠?yàn)閰^(qū)域經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)發(fā)展提供理論依據(jù)。楊佳佳等[3 ]基于1985年、2000年和2017年3期土地利用遙感監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，利用土地利用轉(zhuǎn)移矩陣、重心模型和生態(tài)環(huán)境質(zhì)量指數(shù)等方法，對(duì)松嫩平原東部30年間土地利用轉(zhuǎn)型時(shí)空變化特征及生態(tài)環(huán)境效應(yīng)進(jìn)行分析。Arefin等[4 ]以1955 — 2016年間孟加拉國帕德瑪河的河流變遷作為研究對(duì)象，利用地理信息系統(tǒng)和遙感技術(shù)對(duì)土地利用的相關(guān)影響進(jìn)行評(píng)估。童威等[5 ]為探究武漢市土地利用時(shí)空變化特征，基于Landsat遙感影像數(shù)據(jù)，從土地利用動(dòng)態(tài)度和土地利用狀態(tài)指數(shù)兩個(gè)方面分析了武漢市2000 — 2019年的土地利用時(shí)空變化格局。筆者以松嫩沙地為研究區(qū)，在土地利用數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上研究松嫩沙地土地利用變化情況，以期為合理規(guī)劃流域空間布局提供科學(xué)支持。

1 ? 材料與方法

1.1 ? 研究區(qū)概況

松嫩沙地位于松嫩平原中西部，面積約為35.26萬km2[6 ]，主要分布在嫩江和第二松花江下游，東遼河中游以北，吉林白城地區(qū)的東部以及科爾沁沙地東南部[7 ]。松嫩沙地地貌主要由階地平原、泛濫平原和沖積扇平原組成，主要發(fā)育區(qū)為其階地平原。土壤類型主要有各種鹽堿土、風(fēng)沙土和黑鈣土。植被的主要植物區(qū)系包括華北植物區(qū)系、長(zhǎng)白山植物區(qū)系、蒙古植物區(qū)系和興安植物區(qū)系。年降水量360～480 mm，年蒸發(fā)量是年降水量的2～3倍。

1.2 ? 數(shù)據(jù)來源

基于1990年、2000年、2010年和2020年4個(gè)基年的Landsat TM、OLI多光譜影像（空間分辨率為30 m）解譯獲得各期矢量數(shù)據(jù)，影像拍攝時(shí)間為6 — 9月份，云量均小于5%。數(shù)據(jù)來源于地理空間數(shù)據(jù)云（http：//www.gscloud.cn/）和美國地質(zhì)調(diào)查局（USGS）（http：//glovis.usgs.gov/），將研究區(qū)土地利用劃分為7個(gè)大類：林地、草地、沙地、耕地、水域、建設(shè)用地和未利用地等。

1.3 ? 研究方法

1.3.1 ? 單一土地利用動(dòng)態(tài)度 ? 單一土地利用動(dòng)態(tài)度可以表示一定時(shí)間范圍內(nèi)各類土地利用類型（耕地、林地、草地、水域等）的數(shù)量變化狀況 [8 ]。其公式為：

式中，Ua、Ub分別為研究時(shí)間開始、研究時(shí)間結(jié)束某一土地利用類型的面積，為研究的時(shí)間段。

1.3.2 ? 土地利用轉(zhuǎn)移矩陣 ? ?土地利用轉(zhuǎn)移矩陣不僅可以刻畫區(qū)域土地利用變化的結(jié)構(gòu)特征，而且也能表示各土地利用類型轉(zhuǎn)移的情況[9 ]。其公式為：

Sij=S11 ? ?K ? S1nM ? ? O ? MSn1 ? ? L ? Snn（2）

式中，Sij為研究期內(nèi)第i類向第j類轉(zhuǎn)化的總面積;n為土地利用類型總數(shù);i、j分別為研究時(shí)間開始、研究時(shí)間結(jié)束的土地利用類型。

2 ? 結(jié)果與分析

2.1 ? 土地利用變化特征

在研究時(shí)段內(nèi)，各類用地都發(fā)生了不同程度的改變（表1）。其中耕地面積處于增加的趨勢(shì)，增幅最大，共增加了21 817.73 km2，1990 — 2000年間增長(zhǎng)最快，共增加了13 025.97 km2。林地面積出現(xiàn)先下降再增長(zhǎng)又下降的動(dòng)態(tài)變化，共減少了4 323.10 km2。草地面積處于逐年減少的趨勢(shì)，在2000 — 2010年期間下降最快，共減少了 7 993.62 km2。水域面積也在不斷減少，共減少了4 573.55 km2。建設(shè)用地呈現(xiàn)穩(wěn)定的增長(zhǎng)趨勢(shì)，共增加了2 337.43 km2。沙地面積呈現(xiàn)減少趨勢(shì)，共減少了422.30 km2。其他未利用土地呈先減少后增加趨勢(shì)，共計(jì)增加4 155.97 km2。

2.2 ? 單一土地利用動(dòng)態(tài)變化度

松嫩沙地1990 ?— ?2020年土地利用動(dòng)態(tài)變化大小順序是沙地、水域、草地、建設(shè)用地、耕地、其他未利用土地、林地（表2）。沙地主要變化時(shí)段為1990 — 2000年，動(dòng)態(tài)變化度為-4.56%。水域變化幅度高峰在2010 — 2020年，動(dòng)態(tài)變化度為-1.64%。草地變化幅度高峰在2000 — 2010年，動(dòng)態(tài)變化度為-1.63%。建設(shè)用地呈現(xiàn)逐漸增加的趨勢(shì)，變化幅度高峰在2010 — 2020年，動(dòng)態(tài)變化度為1.28%。耕地在1990 — 2000年內(nèi)增加幅度最大，動(dòng)態(tài)變化度為0.93%。其他未利用土地變化幅度最大在2000 — 2010年，動(dòng)態(tài)變化度為1.47%。林地在1990 — 2000年間減少幅度最大，動(dòng)態(tài)變化度為-0.49%。

2.3 ? 土地利用轉(zhuǎn)移矩陣分析

30 a土地利用轉(zhuǎn)變的總面積為87 108.27 km2（表3），其中耕地、建設(shè)用地和其他未利用地的面積處于增加的局面，分別增加21 817.72 km2、2 337.43 km2和4 155.97 km2。林地、草地、水域和沙地面積均有所減少，分別減少4 323.40 km2、18 997.24 km2、4 573.55 km2和422.31 km2。

從轉(zhuǎn)出方面看，草地轉(zhuǎn)出面積最大，為31 519.60 km2，轉(zhuǎn)出為耕地、其他未利用土地、林地、建設(shè)用地、水域和沙地的面積為13 710.41 km2、8 662.87 km2、8 032.46 km2、581.77 km2、363.48 km2和169.21 km2，分別占草地轉(zhuǎn)出面積的43.50%、27.48%、25.48%、1.85%、1.15%和0.54%。其次是林地，轉(zhuǎn)出面積為18 061.22 km2，轉(zhuǎn)出為耕地、草地、其他未利用土地、水域、建設(shè)用地和沙地的面積為8 931.12 km2、5 301.12 km2、3 253.95 km2、366.51 km2、187.58 km2和4.86 km2，分別占林地轉(zhuǎn)出面積的49.55%、29.35%、18.02%、2.03%、1.04%和0.003%。耕地轉(zhuǎn)出面積為13 597.16 km2，轉(zhuǎn)出為建設(shè)用地、林地、草地、其他未利用土地、水域和沙地的面積為4 124.99 km2、3 841.62 km2、3 232.20 km2、1 742.54 km2、679.05 km2和23.71 km2，分別占耕地轉(zhuǎn)出面積的30.34%、28.25%、23.77%、12.82%、4.99%和0.17%。其他未利用土地的轉(zhuǎn)出面積為13 154.34 km2，轉(zhuǎn)出為耕地、草地、林地、水域、建設(shè)用地和沙地的面積為7 342.93 km2、2 981.42 km2、1 420.59 km2、1 015.72 km2、356.69 km2和40.87 km2，分別占其他未利用土地轉(zhuǎn)出的55.82%、22.66%、10.80%、7.72%、2.71%和0.31%。水域轉(zhuǎn)出面積為7 051.79 km2，轉(zhuǎn)出為其他未利用土地、耕地、草地、林地、建設(shè)用地和沙地的面積為3 517.65 km2、2 645.13 km2、569.88 km2、213.71 km2、96.61 km2和5.91 km2，分別占水域轉(zhuǎn)出面積的49.88%、37.51%、8.08%、3.03%、1.37%和0.08%。建設(shè)用地的轉(zhuǎn)出面積為3 053.79 km2，轉(zhuǎn)出為耕地、草地、林地、其他未利用土地、水域和沙地的面積為2 520.84 km2、241.75 km2、110.52 km2、100.69 km2、36.27 km2和3.55 km2，分別占建設(shè)用地轉(zhuǎn)出的82.55%、7.92%、3.62%、3.30%、1.19%和0.12%。沙地的轉(zhuǎn)出面積為670.37 km2，轉(zhuǎn)出為耕地、草地、林地、其他未利用土地、水域和建設(shè)用地的面積分別為309.37 km2、193.95 km2、103.85 km2、39.75 km2、16.05 km2和7.38 km2，分別占沙地轉(zhuǎn)出面積的46.15%、28.93%、15.49%、5.93%、2.39%和1.10%。

從轉(zhuǎn)入方面看，耕地轉(zhuǎn)入面積最大，為35 414.89 km2，由草地、林地、其他未利用土地、水域、建設(shè)用地和沙地轉(zhuǎn)入，轉(zhuǎn)入面積為13 710.41 km2、8 931.12 km2、7 342.93 km2、2 645.13 km2、2 520.84 km2和309.37 km2，分別占耕地轉(zhuǎn)入面積的38.71%、25.22%、20.73%、7.47%、7.12%和0.87%。其他未利用土地的轉(zhuǎn)入面積排在第二，為17 310.31 km2，由草地、水域、林地、耕地、建設(shè)用地和沙地轉(zhuǎn)入，轉(zhuǎn)入面積為8 662.87 km2、3 517.65 km2、3 253.95 km2、1 742.54 km2、100.69 km2和39.75 km2，分別占其他未利用土地轉(zhuǎn)入面積的50.04%、20.32%、18.80%、10.07%、0.58%和0.23%。林地的轉(zhuǎn)入面積為13 738.12 km2，排在第三，由草地、耕地、其他未利用土地、水域、建設(shè)用地和沙地轉(zhuǎn)入，轉(zhuǎn)入面積為8 032.46 km2、 3 841.62 km2、1 420.59 km2、213.71 km2、110.52 km2和103.85 km2，分別占林地轉(zhuǎn)入面積的58.47%、27.96%、10.34%、1.56%、0.80%和0.76%。草地的轉(zhuǎn)入面積為12 522.36 km2，由林地、耕地、其他未利用土地、水域、建設(shè)用地和沙地轉(zhuǎn)入，轉(zhuǎn)入面積為 ? ? 5 301.12 km2、3 232.20 km2、2 981.42 km2、569.88 km2、241.75 km2和193.95 km2，分別占草地轉(zhuǎn)入面積的42.33%、25.81%、23.81%、4.55%、1.93%和1.55%。建設(shè)用地轉(zhuǎn)入面積達(dá)5 391.22 km2，由耕地、草地、其他未利用土地、林地、水域和沙地轉(zhuǎn)入，轉(zhuǎn)入面積為4 124.99 km2、581.77 km2、356.69 km2、187.58 km2、96.61 km2和7.38 km2，分別占建設(shè)用地轉(zhuǎn)入面積的76.51%、10.79%、6.62%、3.48%、1.79%和0.14%。水域的轉(zhuǎn)入面積為2 478.24 km2，由其他未利用土地、耕地、林地、草地、建設(shè)用地和沙地轉(zhuǎn)入，轉(zhuǎn)入面積為1 015.72 km2、679.05 km2、366.51 km2、363.48 km2、36.27 km2和16.05 km2，分別占水域轉(zhuǎn)入面積的40.99%、27.40%、14.79%、14.67%、1.46%和0.65%。沙地轉(zhuǎn)入面積最小，為248.07 km2，由草地、其他未利用土地、耕地、水域、林地和建設(shè)用地轉(zhuǎn)入，轉(zhuǎn)入面積為169.21 km2、40.87 km2、23.71 km2、5.91 km2、4.86 km2和3.55 km2，分別占沙地轉(zhuǎn)入面積的68.21%、16.48%、9.56%、2.38%、1.96%和1.43%。

4 ? 小結(jié)

松嫩沙地的主要土地利用類型為耕地、林地和草地。在研究期內(nèi)，耕地、建設(shè)用地及其他未利用土地的面積均處于不斷增加的趨勢(shì)，分別增加21 817.72 km2、2 337.43 km2和4 155.97 km2。林地、草地、水域和沙地面積處于不斷減少的趨勢(shì)，分別減少18 997.24 km2、4 323.10 km2、4 573.55 km2和422.31 km2。

松嫩沙地土地利用在空間上表現(xiàn)為耕地面積最多，其次為林地。建筑用地的面積逐漸增加，呈現(xiàn)出不斷向外擴(kuò)張的趨勢(shì)，且建筑用地的增加大都是由耕地轉(zhuǎn)化而來。草地的面積不斷減少，呈現(xiàn)出逐漸收縮的趨勢(shì)，且草地的減少主要是轉(zhuǎn)化為耕地和其他未利用土地。水域面積在不斷收縮，耕地逐年吞并濕地。

參考文獻(xiàn)：

[1] 丁文峰，李欣欣，岑 ? 奕. ?近10年丹江流域土地利用時(shí)空動(dòng)態(tài)演變[J]. ?長(zhǎng)江科學(xué)院院報(bào)，2010，27（11）：71-74.

[2] 喬擁軍，張?zhí)熘? ?基于主成分分析的榆中縣土地利用驅(qū)動(dòng)因子分析[J]. 甘肅農(nóng)業(yè)科技，2015（10）：16-19.

[3] 楊佳佳，張一鶴，馮雨林，等. ?松嫩平原東部土地利用時(shí)空動(dòng)態(tài)變化分析[J]. ?地質(zhì)與資源，2020，29（6）：627-634;602.

[4] R AREFIN，S G MESHRAM，D Z SEKER. River channel migration and land-use/land-cover change for Padma River at Bangladesh： a RS-and GIS-based approach[J]. ?International Journal of Environmental Science and Technology，2021，2：1-18.

[5] 童 ? 威，郎豐鎧. ?基于地理探測(cè)器的武漢市土地利用變化及其驅(qū)動(dòng)機(jī)制探討[J]. ?水利水電技術(shù)（中英文），2021，52（4）：45-46.

[6] 肖榮寰. ?松嫩沙地的土地沙漠化研究[M]. ?長(zhǎng)春：東北師范大學(xué)出版社，1995.

[7] 白 ? 彥. ?呼倫貝爾沙地植被變化遙感監(jiān)測(cè)[D]. ?長(zhǎng)春：東北師范大學(xué)，2013.

[8] 李生永，李 ? 昂，王 ? 磊，等. ?基于遙感的紙坊溝流域土地利用時(shí)空變化分析[J]. ?湖南師范大學(xué)自然科學(xué)學(xué)報(bào)，2020，43（6）：8-14.

[9] 周 ? 彬，余新曉，陳麗華，等. ?基于InVEST模型的北京山區(qū)土壤侵蝕模擬[J]. ?水土保持研究，2010，17（6）：9-13.

（本文責(zé)編：陳 ? ?珩）