近40年东北农牧交错带土地利用变化对人类活动的响应

蒲罗曼++张树文++李飞++常丽萍+++杨久春

摘要：将吉林省西部地区作为农牧交错带的典型区域，采用人机交互解译的方法获取吉林省西部地区1975年与2013年2期的土地利用数据，从土地利用数量和类型的变化、土地利用程度、土地利用变化速度方面，全面分析了改革开放40年以来吉林省西部地区土地利用变化的特征，并揭示其对人类活动的响应。结果表明：改革开放以来，吉林省西部地区土地利用类型的变化主要表现为耕地、盐碱地的增加与草地、沼泽地的减少，人类的盲目开荒导致草场面积的大范围减少；吉林省西部地区耕地相对变化率最高，多数在100以上；同时，人类活动影响下土地利用数量变化的区域差异明显。吉林省西部地区土地利用程度综合指数从1975年的242.1增加到2013年的246.1，说明人类对土地利用的干扰程度日趋严重。吉林省西部地区各县（市、区）的土地利用年变化速率在0～3%之间。

关键词：吉林省西部；改革开放；土地利用变化；人类活动

中图分类号： F323.211文献标志码： A文章编号：1002-1302（2016）06-0522-04

收稿日期：2015-04-27

基金项目：国家自然科学基金（编号：41271416）；国家科技基础性工作专项（编号：2013FY112800）。

作者简介：蒲罗曼（1993—），女，辽宁朝阳人，硕士研究生，主要从事土地资源管理研究。E-mail：puluoman@sina.com。

通信作者：张树文，硕士，研究员，博士生导师，主要从事土地系统变化、资源环境遥感和地理信息系统应用研究。Tel：（0431）85542246；E-mail：zhangshuwen@neigae.ac.cn。土地利用变化是人类利用土地的结果，是人类活动对地表影响的重要反映。改革开放以来，随着人口增加、经济发展和科学技术的进步，人类活动对地球表面的作用不断增强。 人类在对土地进行开发和利用的同时，也在不断改变着土地利用方式。因此，对于区域土地利用变化进行分析可以有效揭示人类活动的方向和程度。建立土地利用变化模型，不仅可以深入了解土地利用变化的成因、过程，也可以揭示土地利用对人类活动的响应[1]。目前，针对土地利用变化对人类活动响应的研究已经有很多。黄琦通过土地覆盖动态变化研究以及计算景观格局空间指数探讨三江源地区人类活动与经济发展、土地利用变化的相关性[2]。郭振华等采用土地利用变化矩阵指标对河南省洛阳市10年来土地利用变化情况进行了分析，认为人类活动是土地利用变化的主要驱动力[3]。目前研究多侧重于采用单一指标来评价人类活动影响下的土地利用变化，用土地利用动态度、土地利用程度等指标来综合分析土地利用变化情况，并揭示土地利用变化和人类活动关系的研究较少。东北农牧交错带生态环境结构不稳定，生态系统脆弱性显著[4]。本研究以吉林省西部地区为研究对象，以1975、2013年的遥感影像数据为基础，获取吉林省西部地区土地利用数据，并结合土地利用相对变化率指标、土地利用程度、土地利用动态度指标，综合分析1975年以来吉林省西部地区土地利用变化规律，并分析其区域差异，揭示人类活动影响土地利用变化的方向性和严重性，旨在为吉林省西部地区土地利用优化提供依据[5-7]。

1研究区域概况与数据来源

1.1研究区概况

吉林省西部地区位于松嫩平原西南部，包括科尔沁大草原东部和松嫩草地南部，其北部、西部分别与黑龙江省、内蒙古自治区接壤，包括白城市、松原市、双辽市、农安县，位于121°38′～126°12′E，43°21′～46°19′N。该区地域辽阔，土地面积为5.53万km2，东、南、西三面地势较高，北部和中部地势较低，地形似簸箕状，总人口为646万人。吉林省西部地区属于北温带大陆性季风气候，年均气温 4～6 ℃，年太阳总辐射量为5 000～5 400 MJ/m2。近50年来，吉林省西部地区年均降水量有减少趋势，年均蒸发量有增加趋势[8-11]。

1.2数据来源

本研究采用1975年Landsat MSS遥感影像，空间分辨率为80 m×80 m；以及2013年的Landsat 8遥感影像，空间分辨率为30 m×30 m。研究区1975年的土地利用数据来自中国科学院资源环境数据中心的土地利用数据库，并通过人机交互目视解译方法生成2013年土地利用数据库和属性数据库。本研究采用的社会经济数据来源于吉林省及各县（市、区）统计年鉴。

1.3研究方法

1.3.1土地利用类型的变化土地利用类型变化反映区域土地利用变化的结构特征和人类活动下土地利用变化的方向性[9]。分别统计出吉林省西部地区1975年Landsat MSS遥感影像与2013年Landsat 8土地利用数据中的土地利用类型面积，并计算土地利用类型的面积变化情况，将1975与2013年的土地利用数据在Arcgis软件中进行叠加分析，得到研究区不同土地利用类型面积变化的转移情况。

3结论

改革开放以来，吉林省西部地区土地利用类型的变化主要表现为耕地、盐碱地的增加与草地、沼泽地的减少，反映盲目开垦与过度开发导致草地破坏，土地沙化、盐碱化严重。1975—2013年，吉林省西部地区耕地相对变化率最高，多数在100以上。人类活动下的土地利用类型区域差异明显：东部山区由于人口增长导致建设用地大范围增加，中部农牧区无休止地盲目开荒耕种与过度放牧促使草地退化和盐碱化，西部平原地区耕地、林地的相对变化率均较高，与草地的相互转化作用明显，反映人类对西部平原地区进行大范围植树造林和开垦耕地的同时，也导致大范围的草场退化和土地盐碱

化。近几十年来，吉林省西部地区土地利用程度综合指数从1975年的242.1增加到2013年的246.1，说明人类对土地利用的干扰日趋严重。吉林省西部地区东部、西北部土地利用程度普遍偏高，主要原因是东部地区人口众多，对建设用地的需求也相应增大，人类活动影响较大。1975—2013年，吉林省西部各县的土地利用年变化速率在0～3%之间。土地利用综合动态度较大的区域分布于研究区西部的通榆县、洮南市、大安县，以及中部的乾安县、前郭县，可见人类活动对西部、中部地区影响较大，土地利用变化速度较快。

参考文献：

[1]吴琳娜，杨胜天，刘晓燕，等. 1976年以来北洛河流域土地利用变化对人类活动程度的响应[J]. 地理学报，2014，69（1）：54-63.

[2]黄琦. 基于GIS的三江源地区生态环境变化与人类活动影响研究[D]. 北京：中央民族大学，2012.

[3]郭振华，杨武年，杨鑫，等. 洛阳市近十年土地利用遥感动态监测及驱动力分析[J]. 测绘，2012（2）：62-65.

[4]王让虎，李晓燕，张树文，等. 东北农牧交错带景观生态安全格局构建及预警研究——以吉林省通榆县为例[J]. 地理与地理信息科学，2014，30（2）：111-115，封3.

[5]刘纪远，张增祥，徐新良，等. 21世纪初中国土地利用变化的空间格局与驱动力分析[J]. 地理学报，2009，64（12）：1411-1420.

[6]邵景安，李阳兵，魏朝富，等. 区域土地利用变化驱动力研究前景展望[J]. 地球科学进展，2007，22（8）：798-809.

[7]杨梅，张广录，侯永平. 区域土地利用变化驱动力研究进展与展望[J]. 地理与地理信息科学，2011，27（1）：95-100.

[8]李月芬. 吉林西部草原生态环境评价及其专家系统研究[D]. 长春：吉林大学，2004.

[9]赵凤琴. 吉林西部土地生态环境安全研究[D]. 长春：吉林大学，2005.

[10]卢远. 吉林西部土地利用/土地覆盖变化及其生态效应[D]. 长春：吉林大学，2005.

[11]神祥金，吴正方，杜海波. 近50年来吉林西部半干旱区气候变化特征[J]. 干旱区资源与环境，2014，28（2）：190-196.

[12]Li F，Zhang S W，Bu K，et al. The relationships between land use change and demographic dynamics in western Jilin Province[J]. Journal of Geographical Sciences，2015，25（5）：617-636.

[13]Palanlyandi M，Nagarathinam V. Land use/land cover mapping and change detection using space borne data[J]. Journal of the Indian Society of Remote Sensing，1997，25（1）：27-33.

蒲罗曼 张树文 李飞 常丽萍 杨久春

摘要：将吉林省西部地区作为农牧交错带的典型区域，采用人机交互解译的方法获取吉林省西部地区1975年与2013年2期的土地利用数据，从土地利用数量和类型的变化、土地利用程度、土地利用变化速度方面，全面分析了改革开放40年以来吉林省西部地区土地利用变化的特征，并揭示其对人类活动的响应。结果表明：改革开放以来，吉林省西部地区土地利用类型的变化主要表现为耕地、盐碱地的增加与草地、沼泽地的减少，人类的盲目开荒导致草场面积的大范围减少；吉林省西部地区耕地相对变化率最高，多数在100以上；同时，人类活动影响下土地利用数量变化的区域差异明显。吉林省西部地区土地利用程度综合指数从1975年的242.1增加到2013年的246.1，说明人类对土地利用的干扰程度日趋严重。吉林省西部地区各县（市、区）的土地利用年变化速率在0～3%之间。

关键词：吉林省西部；改革开放；土地利用变化；人类活动

中图分类号： F323.211文献标志码： A文章编号：1002-1302（2016）06-0522-04

收稿日期：2015-04-27

基金项目：国家自然科学基金（编号：41271416）；国家科技基础性工作专项（编号：2013FY112800）。

作者简介：蒲罗曼（1993—），女，辽宁朝阳人，硕士研究生，主要从事土地资源管理研究。E-mail：puluoman@sina.com。

通信作者：张树文，硕士，研究员，博士生导师，主要从事土地系统变化、资源环境遥感和地理信息系统应用研究。Tel：（0431）85542246；E-mail：zhangshuwen@neigae.ac.cn。土地利用变化是人类利用土地的结果，是人类活动对地表影响的重要反映。改革开放以来，随着人口增加、经济发展和科学技术的进步，人类活动对地球表面的作用不断增强。 人类在对土地进行开发和利用的同时，也在不断改变着土地利用方式。因此，对于区域土地利用变化进行分析可以有效揭示人类活动的方向和程度。建立土地利用变化模型，不仅可以深入了解土地利用变化的成因、过程，也可以揭示土地利用对人类活动的响应[1]。目前，针对土地利用变化对人类活动响应的研究已经有很多。黄琦通过土地覆盖动态变化研究以及计算景观格局空间指数探讨三江源地区人类活动与经济发展、土地利用变化的相关性[2]。郭振华等采用土地利用变化矩阵指标对河南省洛阳市10年来土地利用变化情况进行了分析，认为人类活动是土地利用变化的主要驱动力[3]。目前研究多侧重于采用单一指标来评价人类活动影响下的土地利用变化，用土地利用动态度、土地利用程度等指标来综合分析土地利用变化情况，并揭示土地利用变化和人类活动关系的研究较少。东北农牧交错带生态环境结构不稳定，生态系统脆弱性显著[4]。本研究以吉林省西部地区为研究对象，以1975、2013年的遥感影像数据为基础，获取吉林省西部地区土地利用数据，并结合土地利用相对变化率指标、土地利用程度、土地利用动态度指标，综合分析1975年以来吉林省西部地区土地利用变化规律，并分析其区域差异，揭示人类活动影响土地利用变化的方向性和严重性，旨在为吉林省西部地区土地利用优化提供依据[5-7]。

1研究区域概况与数据来源

1.1研究区概况

吉林省西部地区位于松嫩平原西南部，包括科尔沁大草原东部和松嫩草地南部，其北部、西部分别与黑龙江省、内蒙古自治区接壤，包括白城市、松原市、双辽市、农安县，位于121°38′～126°12′E，43°21′～46°19′N。该区地域辽阔，土地面积为5.53万km2，东、南、西三面地势较高，北部和中部地势较低，地形似簸箕状，总人口为646万人。吉林省西部地区属于北温带大陆性季风气候，年均气温 4～6 ℃，年太阳总辐射量为5 000～5 400 MJ/m2。近50年来，吉林省西部地区年均降水量有减少趋势，年均蒸发量有增加趋势[8-11]。

1.2数据来源

本研究采用1975年Landsat MSS遥感影像，空间分辨率为80 m×80 m；以及2013年的Landsat 8遥感影像，空间分辨率为30 m×30 m。研究区1975年的土地利用数据来自中国科学院资源环境数据中心的土地利用数据库，并通过人机交互目视解译方法生成2013年土地利用数据库和属性数据库。本研究采用的社会经济数据来源于吉林省及各县（市、区）统计年鉴。

1.3研究方法

1.3.1土地利用类型的变化土地利用类型变化反映区域土地利用变化的结构特征和人类活动下土地利用变化的方向性[9]。分别统计出吉林省西部地区1975年Landsat MSS遥感影像与2013年Landsat 8土地利用数据中的土地利用类型面积，并计算土地利用类型的面积变化情况，将1975与2013年的土地利用数据在Arcgis软件中进行叠加分析，得到研究区不同土地利用类型面积变化的转移情况。

3结论

改革开放以来，吉林省西部地区土地利用类型的变化主要表现为耕地、盐碱地的增加与草地、沼泽地的减少，反映盲目开垦与过度开发导致草地破坏，土地沙化、盐碱化严重。1975—2013年，吉林省西部地区耕地相对变化率最高，多数在100以上。人类活动下的土地利用类型区域差异明显：东部山区由于人口增长导致建设用地大范围增加，中部农牧区无休止地盲目开荒耕种与过度放牧促使草地退化和盐碱化，西部平原地区耕地、林地的相对变化率均较高，与草地的相互转化作用明显，反映人类对西部平原地区进行大范围植树造林和开垦耕地的同时，也导致大范围的草场退化和土地盐碱

化。近几十年来，吉林省西部地区土地利用程度综合指数从1975年的242.1增加到2013年的246.1，说明人类对土地利用的干扰日趋严重。吉林省西部地区东部、西北部土地利用程度普遍偏高，主要原因是东部地区人口众多，对建设用地的需求也相应增大，人类活动影响较大。1975—2013年，吉林省西部各县的土地利用年变化速率在0～3%之间。土地利用综合动态度较大的区域分布于研究区西部的通榆县、洮南市、大安县，以及中部的乾安县、前郭县，可见人类活动对西部、中部地区影响较大，土地利用变化速度较快。

参考文献：

[1]吴琳娜，杨胜天，刘晓燕，等. 1976年以来北洛河流域土地利用变化对人类活动程度的响应[J]. 地理学报，2014，69（1）：54-63.

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[3]郭振华，杨武年，杨鑫，等. 洛阳市近十年土地利用遥感动态监测及驱动力分析[J]. 测绘，2012（2）：62-65.

[4]王让虎，李晓燕，张树文，等. 东北农牧交错带景观生态安全格局构建及预警研究——以吉林省通榆县为例[J]. 地理与地理信息科学，2014，30（2）：111-115，封3.

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[8]李月芬. 吉林西部草原生态环境评价及其专家系统研究[D]. 长春：吉林大学，2004.

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[11]神祥金，吴正方，杜海波. 近50年来吉林西部半干旱区气候变化特征[J]. 干旱区资源与环境，2014，28（2）：190-196.

[12]Li F，Zhang S W，Bu K，et al. The relationships between land use change and demographic dynamics in western Jilin Province[J]. Journal of Geographical Sciences，2015，25（5）：617-636.

[13]Palanlyandi M，Nagarathinam V. Land use/land cover mapping and change detection using space borne data[J]. Journal of the Indian Society of Remote Sensing，1997，25（1）：27-33.