新疆和田河流域土地利用_覆被变化及其驱动力分析_陈忠升

第30卷 第2期

2010年3月

中 国 沙 漠

JOURNALOFDESERTRESEARCH

Vol.30 No.2Mar.2010

文章编号:1000-694X(2010)02-0326-08

新疆和田河流域土地利用/覆被变化及其驱动力分析

陈忠升

1,2,3

,陈亚宁

1,2*

,李卫红

1,2

(1.中国科学院新疆生态与地理研究所,新疆乌鲁木齐830011;2.中国科学院绿洲生态与荒漠环境重点实验室,新疆乌鲁木齐830011;3.中国科学院研究生院,北京100049)

摘 要:土地利用/覆盖变化及其驱动力分析是土地利用/覆盖研究的一个主要核心内容。利用1990年、1999年和2005年和田河流域3期土地利用数据,对和田河流域1990)2005年土地利用/覆被变化进行了定量的分析研究,同时利用相关分析和主成分分析探讨了土地利用/覆被变化的驱动力。研究结果表明:在15a尺度上研究区土地利用/覆被变化总特征是耕地、林地、水域和建设用地面积增加,草地和未利用地面积减少;土地利用程度变化量为0156%,流域土地利用处于发展时期;优势度没有发生明显的变化,未利用地一直最高。研究区土地利用/覆被变化的主要驱动力为人口因素、经济因素、富裕程度、政策因素、技术因素和水文因素等,各驱动因素以合力形式作用于土地利用/覆被使其变化,其中,人口因素在土地利用/覆被变化中起主导作用。关键词:和田河流域;土地利用/覆被变化;优势度;土地利用程度;驱动力中图分类号:F301.24

文献标识码:A

20世纪70年代,随着全球气候变化研究的深入,人们开始认识到由人类活动所导致的土地利用/覆被变化(LUCC)是引起生态环境和气候变化的主要驱动力,同时也对人类社会的可持续发展产生了重大的影响。因此,进入90年代以来,土地利用/覆被变化受到越来越多的关注,成为全球变化研究核心领域之一[2-5],并围绕土地利用/覆被变化过程、驱动力与环境效应及其相互作用展开大量研究[6-7]。而探究土地利用/覆被变化驱动机制是进行土地利用/覆被变化以及其他相关研究的重要前提,分析土地利用/覆被变化驱动力对土地利用/覆被变化的作用显然应该放在重要位置。

在中国西部干旱区,土地利用主要集中在以流域为单元的绿洲内,具有独特性,一方面,土地利用/覆被变化受特殊的自然、人文因素的影响[8-10]和资源条件的约束;另一方面,土地利用/覆被变化又反过来影响绿洲水盐运移、土壤性状、植被生长、生物多样性等,从而改变土壤生态系统碳、氮等

[15]

元素的循环和绿洲生态过程,通过累积效应影响局部环境[16-17]。西部干旱区土地利用/覆被变化过程与驱动力研究是干旱区环境调控和可持续发展的基础。目前,干旱区土地利用/覆被变化小流域尺度研究还相对比较薄弱[18-19]。笔者选取新疆和田河流域进行土地利用/覆被变化及其驱动力研究,其目

[12-14]

[11][1-3]

的在于揭示干旱区土地利用/覆被变化过程特征及其动因,为干旱荒漠区土地利用/覆被变化研究提供典型案例,同时也为干旱区土地资源开发与保护以及土地利用结构优化提供科学依据。

1 研究区范围界定及概况

1.1 研究区范围界定

和田河流域位于塔克拉玛干沙漠南缘、昆仑山的北麓,地理位置介于34b28c)40b28cN,77b25c)81b43cE之间,研究区范围原则上以和田河流域边界为限,即在以流域内的地貌单元为基本参考因子的基础上,主要考虑到流域内土地生态系统的自然性和完整性,以及水系的空间分布特征,同时兼顾行政区划边界,范围包括和田河径流形成区的高、中山地地带径流消耗与强烈转化区的人工灌溉绿洲带、径流排泄与蒸散区的自然水域及绿洲带、缺水或少流区的平原荒漠带,流域总面积为4189@10hm。1.2 研究区概况

和田河流域东邻克里雅河流域,南以昆仑山和喀喇昆仑山与西藏和克什米尔为界,西与叶尔羌河流域接壤,北入塔里木盆地腹地。该流域是我国典型干旱地区,属暖温带大陆性气候。冬季气候异常

6

2

收稿日期:2008-09-07;改回日期:2008-10-02

基金项目:中国科学院知识创新工程重要方向项目群项目(KZCX2-YW-Q10-5-4)和新疆重大专项(200733144-4)共同资助作者简介:陈忠升(1981)),男(汉族),山东菏泽人,在读硕士,主要研究方向为区域资源开发。Email:zihan6688@

第2期陈忠升等:新疆和田河流域土地利用/覆被变化及其驱动力分析

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干燥寒冷;夏季难以受到湿润季风的影响,高温少雨,年均气温为1214e,干燥度大于60,降水量远远小于蒸发量,是全国最干旱的地区之一。流域内光热资源丰富,有效辐射量约为7126万kJ#cm

-2

定时段内,某种土地利用类型数量的变化速度,它对预测未来土地利用/覆被变化趋势也具有积极的作用。其表达式为:

R=

211

@100%

T

(1)

,

大于等于10e年有效积温达4797.6e,光照时间长,热量充足,且日温差较大,适合多种作物生长,特别是在中游的低山丘陵区,山前倾斜平原至沙漠前缘为连片的冲、洪积平原区,是和田河流域灌区的主要分布区,也是人口聚集区,成为新疆南疆地区一个重要的农业生产基地,土地开发利用强度较大,土地利用/覆被格局发生了较大变化。

式中:S1,S2分别为研究区内研究初期和研究末期某种土地利用类型的面积;T为研究时段长。当T设定为年时,R为研究时段内某一土地利用类型的年变化率。

信息熵和均衡度[21]能分别反映土地利用系统的有序程度和土地利用结构的均衡性。熵本是热力学概念,是对系统运动有序程度的度量,在土地利用变化中引入此指数可以用来表征土地利用系统的有序程度,熵越大,土地利用系统有序度越低,反之,有序度越高;均衡度(E)是基于信息熵函数构建的能反映土地利用结构均衡性的量值,取值范围为EI[0,1],即:当E=0时,研究区用地处于最不均匀状

态,E值越大,均质性越强,当E=1时,则用地类型达到理想平衡状态。二者的表达式分别为:

H=-m

i=1m

2 资料来源及研究方法

2.1 数据来源及处理方法

研究区1990年、1999年和2005年的土地利用/覆被数据来自于/中国西部环境与生态科学数据中心0,土地利用类型采用中国科学院资源环境数据库中全国1B100000土地利用二级分类系统,同时考虑研究区土地利用的特点,将流域划分为6类一级土地利用类型和22类二级土地利用类型(表1)。自然与社会经济数据主要是通过实地调查和统计分析资料获得。最后利用SPSS和Excel等软件对各期土地利用/覆被类型面积与相应年份的自然、社会经济指标进行相关性与主成分分析,探讨研究区用地结构动态演变及其主要驱动力。

表1 和田河流域土地利用/土地覆被分类方案Table1 Theclassificationschemeofland

use/coverinHotanRiverBasin

一级土地利用类型耕地林地草地水域

水田、水浇地

有林地、灌木林地、疏林地、其他林地高、中、低覆盖度草地

河渠、湖泊、水库和坑塘、冰川雪地、滩地

二级土地利用类型

E(P)ln(P)

i

i

i

i

(2)(3)

E=-

i=1

E[(P)ln(P)]/ln(m)

(2)式、(3)式和(4)式中:Pi为研究区中某一土地利用类型面积比例;m为研究区内土地利用类型数。

优势度是表征区域某种土地利用类型是否占主导地位的量值。其在传统生态学中用来表示一个种在群落中的地位与作用,借助其意义,构建土地利用类型优势度模型来表征某一土地利用类型在区域中的景观优势,优势度值大的土地利用类型决定着区域生态系统的性质,是区域生态环境质量的主要控制性 …… 此处隐藏：3321字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……