区域城市土地利用/覆被变化及其驱动力研究——以长株潭为例

摘要

20世纪90年代以来，土地利用/土地覆被变化一直是全球变化研究的热点和焦点之一。长株潭城市群作为我国中部城市群的典型代表，近年来随城市化进程的加快，其土地利用/覆被变化渐趋剧烈。因此，在该区进行土地利用/覆被变化研究，不仅丰富了该区LUCC研究基础，而且对长株潭及我国其它相似区域的土地利用规划与可持续发展具有十分重要的意义。
　　本研究选取长株潭城市群为研究对象，在 GIS技术及相关软件的支持下，以1990年、1995年、2000年和2007年四期遥感影像制作成的土地利用数据为主要数据源，从整体和区域差异角度出发，运用数学模型、GIS空间分析方法、定性和定量分析相结合等方法，揭示了研究区不同时期的土地利用动态变化规律，探求了其驱动机制，特别是耕地与城乡工矿居民用地变化的社会经济驱动，最后预测了土地利用/覆被变化的趋势。
　　主要结论有：
　　1.从长株潭整体看：（1）1990~2007年，长株潭的土地利用/覆被变化处于发展期，土地利用结构以耕地和林地为主，其它地类比例较小，综合利用程度不断上升；城乡工矿居民用地的变化幅度最大且持续快速增加，耕地、林地和草地锐减，水域面积有所增加。（2）地类多度和重要度表现为：林地＞耕地＞城乡工矿居民用地＞水域＞草地，说明林地的空间频次最大，对土地利用结构的重要性最强，城乡工矿居民用地的重要性逐渐上升，耕地则下降。（3）地类转换主要为耕地和林地向城乡工矿居民用地大量转移。
　　2.从区域内部看：（1）1990~2007年长沙、株洲和湘潭的土地利用结构及变化趋势一致，耕地和林地是主要地类且不断减少，城乡工矿居民用地面积增加迅速；长沙市的综合土地利用动态度较高，而湘潭市土地综合利用程度水平较高。（2）多度和重要度大小为：林地＞耕地＞城乡工矿居民用地＞水域＞草地，体现了各地类的空间频次大小及对土地结构的影响程度。（3）三市的耕地和林地向城乡工矿居民用地转移明显，长沙市土地转移量大于其它两市。结果表明：长株潭局部与整体的土地利用变化趋势相一致。
　　3.从时间序列比较分析：2000~2007年，长株潭整体与内部城市的土地利用变化幅度较大，利用程度较强，地类相互转移面积较多；地类多度与重要前后变化显著，反映了这一时期土地利用的集约程度对指数的影响。
　　4.分析驱动因素：（1）气候、水文、地质地貌、土壤和植被等是土地利用变化的主要自然因素，人口、经济、科技、土地政策等则是主要的社会人文因素；（2）耕地变化的主要社会人文驱动可归纳为：人口、经济和农业科技；而人口、经济及基础设施建设对城乡工矿居民用地的影响显著。社会人文因素对耕地和城乡工矿居民用地变化的综合影响程度不断增强。
　　5.从变化趋势看：长株潭城乡工矿居民用地的变化幅度最大，它和水域面积将持续增加，而耕地、林地和草地逐渐缩减。预计到2028年，全区城乡工矿居民用地将扩大68.73％。株洲和湘潭市的地类变化趋势与长株潭整体一致，而长沙市除水域减少外，其它地类变化趋势相一致。

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第1章 绪 论

1.1 研究背景及意义

1.2 土地利用/土地覆被变化研究进展

1.3 本文的主要研究工作

第2章 研究区概况及数据来源

2.1 研究区概况

2.2 数据来源与处理

第3章 数学模型

3.1 土地利用变化动态度

3.2 土地利用程度模型

3.3 多度与重要度指数

3.4 土地利用类型转换

3.5 单一土地利用类型相对变化率

3.6 马尔科夫过程模型

第4章 长株潭土地利用/覆被时空动态变化分析

4.1 长株潭土地利用/覆被变化分析

4.2 土地利用/覆被变化区域差异分析

本章小结

第5章 长株潭土地利用/覆被变化驱动力分析

5.1 长株潭土地利用/覆被变化驱动力定性分析

5.2 长株潭耕地变化的社会经济驱动力分析

5.3 长株潭城乡工矿居民用地变化的驱动力分析

本章小结

第6章 区域土地利用/覆被变化预测分析

6.1 长沙市土地利用变化预测

6.2 株洲市土地利用变化预测

6.3 湘潭市土地利用变化预测

6.4 长株潭土地利用变化预测

本章小结

第7章 结论与展望

7.1 结 论

7.2 展 望

参考文献

致谢

附录：攻读学位期间的学术成果