基于空间自相关的1975—2015年玛纳斯河流域耕地时空特征变化分析

摘要

为揭示耕地空间分布特征与变化趋势,本研究以玛纳斯河流域为例,基于7期(1975年、1990年、1995年、2000年、2005年、2010年和2015年)土地利用数据提取流域耕地信息,采用空间自相关、重心模型、标准差椭圆、地学信息图谱等方法,分析1975-2015年流域耕地空间格局演变特征。结果表明:耕地空间分布存在显著全局正相关,局部空间异质性较强,耕地在时间序列上呈现先减弱后增强再减弱的集聚态势,最终形成以沙湾县商户地乡与石河子市北泉镇为左、右核心的"高-高"集聚分布。耕地空间变化总体呈现西北方向的明显偏移,耕地重心迁移速度经历"缓慢(1975-1995年)-加速(1995-2005年)-减速(2005-2015年)"过程。1995年后标准差椭圆空间分布格局在西北方向愈加明显,椭圆面积大幅增长,耕地涨幅不断增强,并有继续向流域北部荒漠区扩张的趋势。LISA频率图谱中稳定不变与低频区域占比合计达84.58%,耕地空间格局相对稳定。1975-2015年耕地聚集状态主要变化特征表现为"低-低"集聚和"低-高"集聚向"高-高"集聚的转变,流域耕地呈现高密度扩增式发展。通过构建LISA频率图谱,结合重心模型与标准差椭圆较为全面地、动态地掌握了区域耕地空间演变趋势,为耕地资源的科学管理与有效保护提供理论基础与决策依据。