回汉聚居区土地利用变化对比分析

贾科利，李 群，何 杰

（1.宁夏大学 资源环境学院，宁夏 银川 750021）

回汉聚居区土地利用变化对比分析

贾科利1，李 群1，何 杰1

（1.宁夏大学 资源环境学院，宁夏 银川 750021）

利用1978～2015年Landsat数据，以宁夏盐池县和同心县为例，对回汉聚居区近40 a土地利用变化时空特征进行了对比分析。结果表明，①盐池、同心两县耕地、林地面积总体呈增长态势，盐池县耕地、林地面积分别增加了5.18×104hm2和6.67×104hm2，同心县耕地、林地面积分别增加了2.66×104hm2和3.28×104hm2。两县草地面积以1987年为转折点，之前大幅减少，而后持续增加。②同心县土地利用程度指数高于盐池县，均呈增大趋势。1978～1996年，盐池县土地利用集中化程度高于同心县，而2007～2015年，同心县土地利用集中化程度超过了盐池县，土地利用类型主要集中于草地、耕地和林地，呈现以农牧为主的土地利用格局。③两县土地利用信息熵均呈上升趋势，表明土地系统的有序化程度逐步降低。

土地利用；对比分析；盐池县；同心县

1995年，国际地圈—生物圈计划和全球环境变化中的人文领域计划将土地利用变化的案例比较研究列为其重点研究领域之一[1-2]，强调要加强不同历史背景、不同地理单元LUCC过程中人文因素区域差异研究[3]。国际地理联合会LUCC研究组也将区域对比研究作为其研究计划的重点目标之一，并认为对比研究可以极大地深化对LUCC历史过程与驱动机制的科学认识[3-8]。通过案例比较，可以分析影响土地使用者或管理者改变土地利用和管理方式的主要驱动因子，对建立区域性的土地利用/覆被变化经验模型具有重要意义。宁夏回族自治区的同心县和盐池县拥有相似的自然地理条件，但分属回族、汉族聚居区。同心县回族人口占全县总人口的88.87%，盐池县汉族人口占全县总人口的97.11%，这为进行回汉聚居区土地利用变化对比研究提供了有利条件。鉴于此，以盐池县和同心县为研究对象，本文对比了两县的土地利用结构、土地利用程度及其变化特征，揭示了两县在不同时期社会发展历程下土地利用变化时空特征差异。

1 研究区概况

盐池县和同心县分别位于宁夏回族自治区东部和中部，土地面积分别为8 377.06 km2和5 666.7 km2。两县相邻，地貌为由鄂尔多斯缓坡丘陵向黄土丘陵的过渡带。两县地处干旱半干旱温带大陆性气候区，干旱少雨，蒸发大，冬春季节风大沙多，植被类型从干草原向荒漠草原过渡。农业生产以牧业为主，农、林、副业相结合，是典型的农牧交错区。2014年，盐池县总人口为17.23万人，国内生产总值为56.35万元，农村居民人均可支配收入为6 975元；同心县总人口为32.41万人，国内生产总值为44.2亿元，农村居民人均可支配收入为6 123元。

2 数据来源与研究方法

2.1 数据来源

采用1978年MSS，1987年、1996年、2007年TM/ ETM和2015年Landsat8 OLI遥感影像数据，数据来源于中国科学院计算机网络信息中心地理空间数据云平台（http：//www.gscloud.cn/）。所选影像成像时间均为6～8月，且已经过辐射校正和几何粗校正。波段合成除2015年影像用5（R）、4（G）、3（B）波段合成假彩色影像外，其他时期均采用4（R）、3（G）、2（B）波段合成假彩色影像。采用二次多项式对影像进行配准，配准误差小于1个像元，满足精度要求。对经过校正的数字影像进行拼接、分割和融合；结合野外实测资料，建立解译标志，并采用人机交互解译方式提取不同时期土地利用信息。

2.2 研究方法

2.2.1 土地利用指数模型

采用综合土地利用动态度模型、土地利用综合程度指数模型综合反映土地利用变化的剧烈程度和各类型间的转化速率，体现土地利用的广度和深度，其计算方法见文献[9]。

2.2.2 集中化指数模型

根据洛伦兹曲线原理，分别计算不同土地类型占土地总面积的百分比，并按由大到小顺序排列，然后计算累计百分比，以土地类型代码为横坐标，累计百分比为纵坐标绘制曲线。

2.2.3 土地利用信息熵

观察两组血液流变学、患者满意度。患者满意度采取我院自制问卷调查，主要分为三个等级——十分满意、基本满意、不满意，十分满意+基本满意=总满意概率。

土地利用的空间结构特征用信息熵来测度，可反映区域土地利用结构的有序化程度。其计算模型见文献[10]。

3 研究结果与分析

3.1 土地利用变化的总体特征

由表1可知，1978～2015年盐池、同心两县土地利用均发生了较大变化，随时间推移各种土地利用类型面积出现不同程度的增减，总体上耕地、林地面积有所增加，草地、未利用地面积有一定幅度减少。

表1 1978～2015年盐池县和同心县土地利用类型面积变化

1）盐池县耕地面积增幅高于同心县，近40 a增加了5.18×104hm2，年均增长率为6.45%；而同心县耕地面积增加了2.66×104hm2，年均增长率为5.62%。从两 县耕地开发的阶段特征来看，盐池县在1978～1987 年、1996～2007年耕地面积快速增长，年均增长率分别为2.89%和2.66%，其他时段增加较缓。同心县耕地在1978～1987年快速增加，增加了4.46×104hm2，年均增长率为3.94%；但1987～1996年耕地面积却减少了2.49×104hm2，而后缓慢增加。

2）两县林地数量总体呈增长态势。盐池县林地面积增加了6.67×104hm2，为1978年的2.3倍；而同心县林地面积在1978～1987年有小幅减少，而后又不断增加，总体上增加了3.28×104hm2，增幅为1.22%。

3.2 土地利用程度分析

通过计算土地利用程度指数和动态度数值显示，两县土地利用强度变化趋势大体相同，均呈增长趋势，并在2015年达到最大值；但土地利用动态度大体以1996年为界，之前不断增大，而后逐渐减小，这说明人类对土地的扰动强度减弱，土地类型间的转化速率逐步减缓。

从土地利用程度指数来看，同心县土地利用程度指数高于盐池县（表2），说明同心县土地开发程度较大。从土地利用动态度来看（表3），1978～1996年盐池县土地动态度高于同心县，其中1987～1996年达到最大值，表明这一时期土地利用变化最为剧烈，而变化程度减缓；1996～2015年同心县土地利用变化强度超过了盐池县，其中1996～2007年土地利用动态度达到1.57，表明这一时期同心县土地利用开发程度增大。

表2 1978～2015年盐池县和同心县土地利用程度指数

表3 1978～2015年盐池县和同心县土地利用动态度

3.3 土地利用结构集中化分析

从盐池县和同心县土地利用结构洛伦兹曲线（图1）可以看出，1978～1996年盐池县土地利用集中化程度高于同心县（图1a、1b、1c），两县主要土地类型为草地、未利用地和耕地，三者面积累计百分比超过了85%，呈现以农牧为主的土地利用格局。2007～2015年同心县土地利用集中化程度超过了盐池县（图1d、1e），其中2007年同心县土地利用类型向草地、耕地和林地集中，三者面积累计百分比达到86.9%；盐池县主要土地利用类型仍以草地、未利用地和耕地为主。到2015年，两 县土地利用类型主要集中于草地、耕地和林地。

图1 1978～2015年盐池县和同心县土地利用类型洛伦兹曲线图

3.4 土地利用信息熵分析

计算土地利用信息熵显示（表4），1978～2015年两县土地利用信息熵均呈上升趋势，其中，1996年同心县土地信息熵值最大，为1.36，表明人为土地开发活动强烈，土地利用景观多样性逐渐增大，土地利用类型差异性增强，土地利用系统有序化程度逐步降低。

表4 1978～2015年盐池县和同心县土地利用信息熵

分析两县土地利用信息熵变化的主要原因：气候干旱是影响两县土地利用信息熵变化的基本因素；人为诱发加重了两县土地利用信息熵的空间变化。盐池县北部处于毛乌苏沙地边缘，人为开荒，使草地向耕地转化，在干旱气候、强烈风蚀作用下，耕地因流沙覆盖导致弃耕，草地因开荒逐渐退化；盐池县中部及同心县北部和中部部分地区因过度打沙蒿、挖甘草等加速了草地退化，导致土地的有序化程度较低。20世纪90年代末，国家实施退耕还林、封育禁牧政策，加快了两县黄土丘陵区耕地向草地、林地转化，使退化草场逐渐恢复，土地利用信息熵呈现不同变化。

4 结 语

1）近40 a来，盐池、同心两县土地利用均发生了较大变化，变化趋势大体相同。耕地、林地面积总体呈增长趋势，耕地年均增长率分别为6.45%和5.62%。盐池县林地持续增长，面积增加了6.67×104hm2；而同心县在1978～1987年面积有小幅减少，而后又不断增加，总体上增加了3.28×104hm2。两县草地面积以1987年为转折点，之前大幅减少，而后持续增加。

2）从土地利用程度来看，两县土地利用强度变化趋势大体相同，呈增长趋势，但同心县土地利用程度指数高于盐池县。1978～1996年，盐池县土地利用集中化程度高于同心县，两县主要土地类型为草地、未利用地和耕地；2007～2015年同心县土地利用集中化程度超过了盐池县，土地利用类型主要集中于草地、耕地和林地，呈以农牧为主的土地利用格局。

3）1978～2015年两县土地利用信息熵均呈上升趋势，表明两县土地利用景观多样性逐渐增大，同心县土地利用信息熵高于盐池县，表明同心县土地利用系统受外界干扰的程度较大。

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P237

B

1672-4623（2017）05-0085-03

10.3969/j.issn.1672-4623.2017.0052.6

贾科利，博士，副教授，主要从事土地利用与3S技术应用研究。

2016-03-25。

项目来源：国家自然科学基金资助项目（41361014）。