贵州省土地利用分布的地形特征

姚勇

摘要：地形对土地利用分布具有重要限制作用，科学认识土地利用的地形特征，可为区域社会经济-生态环境协调发展提供支持。以土地利用和DEM数据为基础，利用统计分析和叠加分析方法，对贵州省1995-2015年土地利用分布地形特征进行分析，研究表明：不同海拔范围、坡度范围和坡向范围，建设用地均表现为增加特征，且增速最高，增量较大。草地均表现为减少特征，减少面积最大。耕地和林地变化在不同地形表现不一。耕地增加主要集中在海拔<=1000m范围，而减少集中分布在海拔1000-2000m范围和坡度为平坡的区域。林地减少集中在海拔<=1000m范围和平坡、缓坡区域，阳坡减少量也较大，而增加主要集中在海拔>=2000m范围和其他坡度、坡向范围。

Abstract： Topography has an important restrictive effect on the distribution of land use. Scientific understanding the topographic features of land use can provide support for the coordinated development of regional socio-economic and ecological environment. Based on the land use and DEM （Digital Elevation Model） data， and using statistical analysis and overlay analysis methods， the terrain characteristics of land use distribution in Guizhou Province from 1995 to 2015 were analyzed. The study showed that： at different altitudes， slopes， and aspects， the construction land showed an increasing characteristics， with the highest growth rate and a large increase. The grassland were characterized by a reduction， with the largest reduction area. Farmland and forest land were changed vary in different terrains. The increase of farmland was mainly concentration in the range of altitude <=1000m， while the decrease was concentrated in the area of altitude 1000-20000m and the flat slopes area. The reduction of forest land was concentrated in the area of altitude <=1000m， flat slopes and gentle slopes， the decreased of the sun aspect was also larger， while the increase was mainly concentrated in the range of altitude >=2000m and other slopes and aspects.

关键词：土地利用;地形;统计分析

Key words： land use;topography;statistical analysis

中图分类号：F301.24                                    文献标识码：A                                  文章编号：1006-4311（2020）20-0209-03

0  引言

改革开放四十多年来，我国经济社会经历了快速发展过程，其中土地利用快速变化过程是这一历程的直观反映[1-2]。土地利用是人类根据自身需求对土地进行利用的方式，与人类关系密不可分。开展土地利用变化研究，对于科学认识人类活动本身及其对生态环境造成的影响具有重要意义[3-4]。地形因素是自然地理的主要要素，对人类活动具有一定的限制作用[5-6]，如人類活动较为密集的区域主要集中在平原地区。而高海拔地区、坡度陡峭地区等人类活动受到明显限制[7-8]，如青藏高原地势平坦但海拔较高，不适宜人类生存。已有研究在区域尺度开展了土地利用及植被指数地形分布特征的内容[9-11]，但在贵州省范围开展此类研究较少。鉴于贵州省以山地地貌为主，开展土地利用的地形分布限制研究，可为省域单元土地资源科学利用提供支撑。

1  数据来源与方法

1.1 研究区

贵州省位于中国西南部，与重庆市、湖南省、广西壮族自治区、云南省和四川省相邻。地理坐标介于103°39'46.2''E-109°33'34.4''E和24°37'51.5''N-29°12'42.7''N之间，省域土地面积18.63×104km2。贵州省下设9个地市级行政区，分别是遵义市、铜仁市、黔东南苗族侗族自治州（黔东南州）、黔南布依族苗族自治州（黔南州）、贵阳市、安顺市、黔西南布依族苗族自治州（黔西南州）、六盘水和毕节市。贵州省属亚热带湿润季风气候区，温差较小，冬暖夏凉;海拔介于147-2889m之间，地貌类型多样，以高原、山地为主，地势西高东低。贵州省处于长江水系与珠江水系的中间地带，河流由西部、中部向北部、东部和南部分流。植被类型以亚热带常绿阔叶林为主，植被覆盖度较高（图1）。

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1.2 数据来源

①土地利用数据：来自欧空局发布的1995年和2015年300m分辨率土地覆盖数据（http：//maps.elie.ucl.ac.be/CCI/viewer/），该数据采用联合国土地覆盖分类系统。数据预处理时，对土地利用覆盖分类系统进行合并处理，最终得到包括耕地、林地、草地、水域、建设用地、未利用地6大类的土地利用数据。②贵州省矢量边界数据。来源于中国科学院资源环境科学数据中心（http：//www.resdc.cn）。③DEM（Digital Elevation Model）数据：覆盖研究区范围的90m分辨率DEM数据，下载自地理空间数据云（http：//www.gscloud.cn/）。

1.3 研究方法

本研究采用的研究方法包括统计分析方法、叠加分析方法等，具体方法可参考文献[12-13]。

2  结果分析

2.1 土地利用海拔分布特征

贵州省海拔介于147-2889m之间，按照1000m间隔对海拔分为3个范围：<=1000m、1000-2000m、>=2000m。统计不同海拔范围内土地利用及其1995-2015年变化情况，结果见表1。

贵州省海拔<=1000m、1000-2000m、>=2000m范围土地面积比例分别占省域总面积的45.97%、49.19%和4.85%。由表1可知，贵州省1995-2015年海拔2000m以下土地利用类型以耕地、林地和草地为主，其中耕地所占比例最高，<=1000m范围耕地占比达到52.55%，1000-2000m范围占比为43.70%。随着海拔升高，<=1000m范围和1000-2000m范围内，耕地和林地所占比例下降，草地比例上升，由6.90%升高至21.61%。至海拔>=2000m范围时，土地利用结构仍以耕地、林地和草地为主，但草地所占比例升至最高，达到53.74%，耕地所占比例降至最低，林地比例仍持续下降，但占比仍较高。

变化量和变化速率方面，1995-2015年，海拔<=1000m范围内土地利用变化剧烈，其中耕地和建设用地增加，分别增加367.11km2和266.04km2，林地和草地面积减少，分别减少363.69km2和289.17km2;变化速率方面已建设用地增速最高，达到348.58%。海拔1000-2000m范围内，耕地和草地面积减少，分别减少117.63km2和489.24km2，林地和建设用地面积增加，分别增加183.60km2和419.67km2;增速上仍以建设用地增速最高，达到422.76%。海拔>=2000m范围耕地、林地和建设用地均为增加，但以林地增加面积最高，达到234.81km2，草地面积减少最大，达到339.48km2;建设用地增量虽小，但增速很大，达到650.00%（表1）。

2.2 土地利用坡度分布特征

基于90m分辨率DEM提取的贵州省坡度介于0-70.12°之间，将坡度划分为0-5°（平坡）、>5-15°（缓坡）、>15-25°（斜坡）、>25-35°（陡坡）、>35-45°（急坡）、>45°（险坡）共6个范围。分别统计不同坡度范围内土地利用及其1995-2015年变化情况，结果见表2。

贵州省1995-2015年不同坡度范围面积占省域总面积的比例分别为16.54%（平坡）、44.66%（缓坡）、28.76%（斜坡）、8.61%（陡坡）、1.29（急坡）和0.13%（险坡），可见坡度分布以缓坡为主，平坡、缓坡和斜坡三者之和达到89.96%。

从平均占比来看，耕地、林地和草地是所有坡度范围的主要土地利用类型，其中平坡区域以耕地占比最高，达到62.46%，林地和草地次之;缓坡区域以平坡区域相同，耕地占比最高，达到49.16%，林地和草地次之;斜坡区域以林地占比最高，达到46.00%，耕地和草地次之;陡坡、急坡和险坡区域也以林地为主，占比分别为54.02%、55.45%和54.23%，耕地和草地占比次之（表2）。

从变化量和变化率来看，平坡区域耕地、林地和草地均为减少，减少量分别达到176.31km2、44.28km2和288.09km2，建设用地增加507.87km2，增速最快，达到254.02%。缓坡区域耕地和建设用地均为增加，分别增加288.09km2和170.55km2，林地和草地减少，分别减少19.35km2和446.85km2，建设用地增速最快，达到554.09%。斜坡区域耕地、林地和建设用地均为增加，其中耕地增量最大，达到195.93km2，建设用地增速最快，达到588.00%，草地减少量最大，达到273.15km2。陡坡、急坡和险坡区域因所占省域面积比例较小，其耕地、林地、草地和建设用地的变化量均较小，其中耕地、林地均表现为增加，建设用地除险坡区域外，在陡坡和急坡也有少量增加。草地均为减少，减少量随坡度增加递减（表2）。

2.3 土地利用坡向分布特征

坡向数值介于-1-360°之间，将其划分为-1-0°（平坡）、>0-45°（315-360°）（陰坡）、>45-135°（225-315°）（半阳坡）、>135-225°（阳坡）共4个范围。分别统计不同坡向范围内土地利用及其1995-2015年变化情况，结果见表3。

贵州省1995-2015年不同坡向范围占比分别为0.44%（平坡）、25.47%（阴坡）、47.58%（半阳坡）和26.51%（阳坡）。从占比来看，所有坡向区域均以耕地、林地和草地为主，其中耕地占比最高，林地和草地次之。从平坡、阴坡、半阳坡到阳坡，耕地所占比例持续升高，林地所占比例先升后降，草地所占比例变动较小（表3）。从变化量和变化速率来看，平坡坡向区域，所有土地利用类型面积变量较小，其中建设用地增速最高，达到371.43%。阴坡坡向区域，草地减少量最大，达到352.35km2，林地和建设用地增量最大，分别达到152.37km2和148.23km2，以建设用地增速最快，达到397.83%。半阳坡坡向区域，草地减少量最大，达到516.87km2，建设用地、耕地增量最大，分别达到367.90km2和154.53km2，建设用地增速仍保持最快，达到367.90%。阳坡坡向区域草地减少量最为最大，达到239.67km2，其次为林地，减少117.99km2;建设用地增量最大，达到207.72km2，耕地次之，为144.90km2，建设用地增速最快（表3）。

3  结论

①贵州省1995-2015年土地利用随海拔的分布特征表现为不同海拔范围建设用地均为增加，草地均为减少，建设用地增速最高，草地减少总量最大。耕地增加主要集中在<=1000m范围，而减少集中在1000-2000m范围，林地在<=1000m范围减少量与1000m以上区域的增加量基本相当，>=2000m范围是林地的主要增加区域。②随着坡度增加，耕地占比逐步下降，林地占比稳步上升。建设用地增量递减，但增速仍保持最高;草地持续减少，在缓坡区域减少量达到最高;耕地除在平坡區域表现为减少外，在其他所有坡度区域均表现为增加。林地在平坡和缓坡区域表现为减少外，在其他坡度区域均表现为增加。③所有坡向区域耕地占比最高，林地和草地次之。不同坡向范围，建设用地均为增加，且增速最高，增量较大;耕地均为增加，阳坡坡向范围增量最大;林地在阳坡范围减少面积最大;草地在所有坡向上均表现为减少，且减少量最大。

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