东北区县域土地利用景观格局演变及驱动机制研究

摘要

土地利用景观格局演变客观地记录了人类改变地球表面特征的空间格局，而且还再现了地球表面景观的时空动态变化过程，它受众多不确定因素的影响。本研究以东北区典型县域黑龙江省巴彦县为研究区，以1976-2011年间8期遥感影像为数据源像，基于景观生态学理论，运用景观指数法，分析研究区基于景观水平的土地利用景观格局演变特征，在RS、GIS技术支持下，运用空间统计分析和转移矩阵分析方法，分析研究区基于景观类型水平的土地利用景观格局演变特征。在分析研究区土地利用景观格局演变特征基础上，运用GA-BP因子降维模型，筛选和甄别土地利用景观格局演变的驱动因子，运用通径分析法阐明单一驱动因子和复合因子对土地利用景观格局演变的作用机理。
　　研究结果表明:(1)1976-2011年间，研究区土地利用景观类型发生显著变化，主要表现为旱地面积大幅度增加，其变化主要是由其他用地和建设用地的减少所导致的;林地面积明显增多，主要由旱地转入;牧草地面积减少，其转出主要为旱地、建设用地和其他用地;建设用地、其他用地、水域和园地面积逐渐减少，水田面积增多。(2)1976-2011年间，研究区景观破碎化程度下降，由多种要素密集的格局逐渐转变为优势斑块连续性较好的状态，土地利用景观格局分布的集散程度呈现出“集中-分散-集中”的变化特征，优势景观类型的比重增加，单一组分对景观的控制作用增强，各景观类型所占比例差异增大，景观异质性降低，土地利用景观格局整体稳定性呈“稳定-不稳定-稳定”的复合稳定性特征，景观斑块的形状有所简化，人类活动对该区域的影响小幅度增加，差别不大，土地利用景观格局形状呈“简化-复杂-简化”的变化特征。(3)1976-2011年间，研究区土地利用景观类型变化最频繁的区域主要集中在研究区南部的富江乡和松花江乡，西部的西集镇和红光乡与东部的洼兴镇。(4)总人口(X1)、非农业人口(X3)、人口密度(X4)、人均GDP(X6)、第一产业增加值(X8)、第二产业增加值(X9)、第三产业增加值(X10)、农业总产值(X11)、农林牧渔业总产值(X14)、农用化肥使用量(X15)、农民人均纯收入(X16)、城乡居民储蓄余额(X19)、农作物总播种面积(X20)、公路里程(X22)、大牲畜年末头数(X23)，这15个因子对土地利用景观格局演变的影响极大，是最主要的驱动因子。(5)单一的驱动因子作用与土地利用景观格局演变关系密切，并且各驱动因子的作用强度、大小、和方向不同。研究结果表明，对研究区土地利用景观格局演变的作用强度最大的是农林牧渔业总产值，对研究区土地利用景观格局演变的作用强度最弱的是大牲畜年末头数。其中农林牧渔业总产值、总人口、第三产业增加值、城乡居民储蓄余额、非农业人口、公路里程、第二产业增加值、农作物总播种面积、大牲畜年末头数与土地利用景观格局演变呈现正相关的关系，促进土地利用景观格局的演变;第一产业增加值、农业总产值、农民人均纯收入、人均GDP和人口密度和农用化肥使用量与土地利用景观格局演变呈现负相关的关系，抑制土地利用景观格局的演变。(6)总人口与第一产业增加值、农林牧渔业总产值之间，人均GDP、农业总产值与总人口与第一产业增加值、第三产业增加值、农林牧渔业总产值、城乡居民储蓄余额之间，第一产业增加值、第三产业增加值和农林牧渔业总产值除互相关系密切外，与总人口和城乡居民储蓄余额之间，农用化肥使用量与与总人口、第一产业增加值、农林牧渔业总产值之间，公路里程与总人口、第一产业增加值、农林牧渔业总产值之间，具有密切的相互作用关系，对土地利用景观格局演变的复合作用显著，土地利用景观格局演变的主要作用机理是单一因子与复合因子的共同作用，且各因子间的复合作用强度均高于其单一因子的作用强度，因此，对研究区土地利用景观格局的演变作用机理更加显著是各因子间复合的作用。

目录

声明

摘要

1 引言

1．1 研究背景

1．2 研究目的和意义

1．3 国内外研究动态

1．3．1 国外研究动态

1．3．2 国内研究动态

1．3．3 当前研究特点及存在问题

1．4 研究思路

1．5 研究方法

1．6 研究重点及难点

2 相关概念界定及理论基础

2．1 相关概念界定

2．1．1 土地利用景观格局

2．1．2 土地利用景观格局演变

2．1．3 土地利用景观格局演变的驱动机制

2．2 理论基础

2．2．1 景观生态学理论

2．2．2 土地可持续发展理论

2．2．3 人地关系理论

3 研究区概况及数据来源与处理

3．1 研究区概况

3．1．1 自然环境概况

3．1．2 社会经济概况

3．2 数据来源与处理

3．2．1 数据来源

3．2．2 数据处理

4 研究区土地利用景观格局演变特征分析

4．1 基于景观水平的土地利用景观格局演变特征

4．1．1 景观分离度

4．1．2 景观多样性

4．1．3 景观形状指数

4．2 基于景观类型水平的土地利用景观格局演变特征分析

4．2．1 土地利用景观类型面积变化基本特征

4．2．2 土地利用景观类型面积转化特征

4．2．3 土地利用景观类型空间变化特征

5 研究区土地利用景观格局演变驱动因子作用机理

5．1 土地利用景观格局演变驱动因子选择

5．2 土地利用景观格局演变驱动因子识别

5．2．1 土地利用景观格局演变驱动因子的识别模型

5．2．2 土地利用景观格局演变驱动因子识别结果

5．3 土地利用景观格局演变驱动因子间相互作用机理

5．3．1 土地利用景观格局演变驱动因子作用机理模型构建

5．3．2 影响土地利用景观格局演变单一驱动因子作用结果与机理分析

5．3．3 土地利用景观格局演变驱动因子相互作用关系及其复合因子作用机理分析

6 结论与讨论

6．1 结论

6．2 讨论

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文