黑土区县级尺度土地利用变化及空间格局模拟研究

摘要

土地利用/覆盖变化(LUCC)是影响陆地生态系统最重要的人为因素，是当前土地研究的前沿和热点问题之一。本文依托黑龙江省自然科学基金项目(D201410)，以五常市2005年、2010年、2015年三期Landsat TM遥感影像为主要数据，辅助于DEM和其他数据，基于ENVI和ArcGIS支持下，借助于土地利用时空演变模型定量分析LUCC数量和质量变化，并探究10年间LUCC时空演化规律，在此基础上，应用CA-Markov模型完成未来土地利用预测模拟研究，旨在为实现该区域土地资源合理有效的利用和土地利用系统可持续发展提供技术支持和理论依据。结果表明:
　　(1)耕地和林地是研究区域的主要土地利用类型，分别占总面积的49.82％和44.41％。耕地、居民建筑用地面积在不断扩大，林地、草地未利用地面积先增大后减小，水域面积略有增加。耕地增加的面积最多，为345.01km2。林地减少面积为396.69km2，林地是耕地的主要增加来源。居民建筑用地面积呈现出持续缓慢增加趋势，草地和未利用地面积小，且这两种地类土地利用变化最为频繁。
　　(2)基于IDRISI的Markov得到2005～2010年和2010～2015年土地利用类型转移矩阵，耕地具有很高的保留率，分别为93.98％和90.18％。林地和草地为耕地的主要增加来源;林地有较高的保留率，分别为86.51％和90.45％。缓坡耕地是林地增加主要来源;水域的保留率为63.97％和74.12％，河漫滩—农田是水域转向耕地主要原因;草地的保留率最低，草地-林地的转变是造成草地萎缩的主要原因。
　　(3)在定量分析研究区域2010～2015年土地利用变化的基础上，基于CA-Markov模型完成2020年土地利的模拟，模拟结果表明:耕地、林地、草地、水域、居民建筑用地和未利用地所占比例分别为49.87％、44.22％、0.73％、1.40％、3.40％和0.38％，与2010年和2015年的土地利用格局相比，耕地、水域、居民建筑用地和未利用地面积增大，但增幅相对较小且速度变慢，林地和草地面积减小，幅度和速度变缓和变慢。
　　(4)10年间研究区域第二、第三产业飞速发展，成为其经济发展的主导力量，加速了研究区域的城市化进程，但造成局部区域土地利用不合理，耕地不断向缓坡林地和滩涂地扩张，城镇周围的耕地被蚕食和侵占。急需以生态功能主导因素将各类土地用途建立农业生态系统，水域生态系统、湿地生态系统和城镇生态系统在内的四个结构单元，加强对土地的合理利用监测，实现土地资源的可持续利用。

目录

摘要

1 绪论

1．1 研究背景与意义

1．1．1 研究背景

1．1．2 研究意义

1．2 国内外研究进展

1．2．1 国外研究现状及进展

1．2．2 国内研究现状及进展

1．3 理论基础与模型概述

1．3．1 马尔科夫链原理

1．3．2 CA模型基本原理

1．4 研究内容、方法及技术路线

1．4．1 研究内容与方法

1．4．2 研究技术路线

2 研究区概况

2．1 自然环境及地理概况

2．2 社会经济概况

3 遥感数据处理及信息提取

3．1 数据来源

3．2 遥感影像处理

3．3 土地利用分类

3．4 遥感土地利用分类后处理

3．4．1 精度验证

3．4．2 分类结果与规划对比分析

3．4．3 分类土地生成

4 研究区土地利用变化分析

4．1 土地利用数量变化分析

4．2 土地利用类型转换研究分析

4．2．1 2005~2010年土地利用类型转换分析

4．2．2 2010~2015年土地利用类型转换分析

4．3 土地利用类型动态分析

4．4 本章小结

5 研究区±地利用变化模拟及驱动机制

5．1 CA-Markov模型

5．1．1 研究区元胞自动机组成

5．1．2 确定预测年份

5．1．3 土地利用转移矩阵

5．1．4 循环次数的确定

5．2 研究区土地利用变化模拟

5．2．1 CA-Markov模型模拟精度检验

5．2．2 五常市2020年土地利用模拟

5．3 土地利用驱动机制分析

5．3．1 自然因素

5．3．2 社会经济因素

5．4 五常市土地利用未来发展建议

6 结论与讨论

6．1 结论

6．2 讨论

参考文献

附录

攻读学位期间发表的学术论文

致谢

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