郑州市城市化中土地利用变化及其驱动力研究

摘要

我国城市化快速发展，影响了区域生态系统的结构和功能，对城市土地安全造成了影响。目前，郑州市处于城市化快速发展时期，人为活动对自然环境的影响日益显著，土地覆被状况发生剧烈变化，其生态问题日益突出，主要有土地退化、环境污染、植被破坏、酸雨危害等一系列生态环境问题。本文研究郑州市土地利用变化时空特征，提出了郑州市土地利用存在问题及建议。
　　本文基于RS和GIS技术，利用ENVI4.8软件对郑州市1988年、2001年、2016年三期TM遥感影像进行了处理，建立能够满足研究需要的土地利用分类系统，并通过非监督分类和监督分类相结合的方法，对遥感影像进行解译和判读，根据遥感解译的结果，生成土地利用类型面积转移矩阵。将得到的土地利用变化栅格数据矢量化，并运用ArcGIS软件提取郑州市土地利用变化信息，得出土地利用数据，综合运用土地利用变化模型，对郑州市土地利用变化特点进行分析，并采用区域重心模型，分析郑州市各土地利用类型重心变化特点。根据土地利用变化数据，采用马尔可夫模型，预测郑州市2031年土地利用变化状态。
　　在土地利用变化分析的基础上，采用定性和定量相结合的方法对郑州市土地利用变化驱动机制进行分析。首先，对自然因素和社会经济因素进行定性分析，其次，选取驱动因子指标，运用SPSS软件，采用主成分分析方法对社会经济因素进行定量研究。根据郑州市土地利用变化分析结果和实际情况，提出郑州市土地利用变化过程中存在的问题和建议。具体结论如下：
　　（1）1988-2016年，郑州市土地利用变化的主要趋势是建设用地显著增加，耕地、水域、未利用地面积显著减少，林地面积先减少后增加。1988-2016年郑州市土地利用受人类干扰程度越来越大，变化速度不断加快。建设用地增长速度最快，耕地、水域减少速度越来越快，未利用地减少速度变慢，林地呈先减少后增加的趋势，但减少速度大于增加速度。从土地利用程度来看，郑州市土地利用程度综合指数呈增加趋势，郑州市土地利用变化处于发展时期，且发展速度较快；从郑州市土地类型转换流向可知：郑州市各土地利用类型均参与转化，但耕地和建设用地的转化明显，建设用地的转入来源主要为耕地，是郑州市主要的土地利用类型。
　　（2）由土地利用类型重心迁移轨迹可知，1988-2016年郑州市耕地重心最终向东北方向偏移，林地重心最终向西北方向偏移。水域重心最终向西北方向偏移，建设用地重心最终偏移至东南方向，未利用地重心最终偏移至西北方向，各类土地利用重心发生明显变化。
　　（3）通过土地利用变化分析，在土地利用面积转移矩阵基础上，利用马尔可夫模型对郑州市2031年土地利用变化趋势进行了预测，郑州市2031年耕地、林地、水域、未利用地面积呈减少趋势，建设用地呈增加趋势，在今后的一段时期，耕地面积的减少和建设用地面积的扩张，仍然是郑州市土地利用最大的矛盾。
　　（4）通过对郑州市驱动因素的分析，得出人口因素、经济发展、农业产出、科技进步是郑州市土地利用变化的内在动力。主成分分析结果表明，社会经济因素中，人口、经济发展因素、农业产出、科技进步是郑州市土地利用变化的主要驱动因子，并且这些社会经济因素对郑州市土地利用变化影响力整体是增强的。

目录

声明

1 绪论

1.1 研究背景及意义

1.2 研究综述

1.3 研究内容及技术路线

2 研究区概况

2.1 地理位置

2.2 自然环境

2.3 社会经济条件

3 研究数据及处理

3.1 数据来源

3.2 遥感影像预处理

3.3 土地利用变化信息提取

4 土地利用变化分析

4.1 土地利用时空变化分析

4.2 土地利用类型重心变化分析

4.3 土地利用变化预测分析

5 土地利用变化驱动力分析

5.1 自然因素驱动力分析

5.2 社会经济因素驱动力分析

5.3 主成分分析

6 郑州市土地利用存在问题及建议

6.1 土地利用存在的问题

6.2 合理利用土地的建议

7结论与展望

7.1 主要结论

7.2 研究展望

参考文献

致谢