大清河流域土地利用变化的地形梯度效应分析

李 硕，沈占锋，刘克俭，许泽宇，王浩宇，焦淑慧，刘相臣，雷雅婷

大清河流域土地利用变化的地形梯度效应分析

李 硕1,2，沈占锋1,3，刘克俭4※，许泽宇1,3，王浩宇1,3，焦淑慧1,3，刘相臣1,3，雷雅婷1,3

（1. 中国科学院空天信息创新研究院，北京 100101；2. 中国科学院大学资源与环境学院，北京 100049； 3. 中国科学院大学，北京 100049；4. 中国人民公安大学公安遥感应用工程技术研究中心，北京 100038）

地形对于土地利用具有重要制约作用。该研究选取1974－2019年的Landsat影像，从地形起伏度、坡度、地形位等级的角度，分析大清河流域土地利用类型、结构变化在地形梯度上的分布效应，对影响研究区土地利用变化的驱动力进行讨论。结果表明：1）大清河流域土地利用类型分布具有显著的地形梯度。建设用地、耕地与水体在低地形梯度地区分布优势明显，草地的优势分布区在中、高地形梯度地区，林地的优势分布区多集中在高地形梯度区域。2）大清河流域土地利用结构变化类型主要包括保持恒定与后期变化2种。其中保持恒定型以低地形梯度的耕地与高地形梯度的林地为主；后期变化型广泛分布于中高、中低地形梯度地区，建设用地挤占耕地现象愈加严重，耕地的优势分布区向更高的地形梯度区域扩张，因为“退耕还林还草”战略的实施，林地的优势分布区呈现下移趋势，耕地由单向转入演变为双向流转。3）由于人口的增长与降水减少等原因，大清河流域在太行山麓毁林垦荒约4 866 km2，后由于城市扩张导致建设用地侵占耕地约3 727 km2，“人地矛盾”尖锐、建设用地总体设计不合理、集约化程度不高等问题突出，未来土地政策应根据不同地形梯度因地制宜。

遥感；土地利用；地形梯度；大清河；分布指数

0 引 言

土地是包括地质、地貌、土壤、植被、水文与气候等多种自然要素在内的综合体[1]，土地利用的动态演变是人与自然共同作用的结果[2]，表现为土地利用类型在时间或空间上的不断变化[3]。地形因素是土地利用格局形成的基础性因素之一[4]，影响了土地利用类型变化的方式与方向[5]。近年来，华北平原建设用地挤占耕地现象愈加严重，林地面积受政策影响波动明显[6]。大清河流域位于海河流域中部，是京津冀地区重要生态屏障：西部太行山地区是大清河的主要发源地，地形起伏大，生物分布梯度效应明显，植被保护较好但水土流失现象严重；东部属华北平原，人地矛盾尖锐，生态环境复杂且脆弱[7]。

研究表明，在不同的坡度[8]、地表起伏度上[9]，土地利用变化形式呈现明显的梯度效应。近年来，不少学者在地形因子对土地利用类型空间格局的形成与变化上进行了研究，覃金兰等[10]研究了玛纳斯河流域2000－2018年植被生长变化特征与地形因子间的空间关系，刘新宇等[11]将遥感数据与高程等地形因子叠加分析，对喀纳斯自然保护区的土地利用格局进行研究，孙丕苓等[12]利用多时期影像的图谱变化信息对环京津贫困带土地利用变化进行研究。但这些研究多基于高程、坡度等某个单一地形因子进行研究，具有一定局限性，缺少长时间序列、较大流域范围内土地利用变化规律与土地利用政策在地形梯度下的综合研究。对此本文以大清河流域为研究区，利用Landsat影像进行面向对象的土地利用信息提取，将提取结果与地形起伏度、坡度与地形位等级进行综合分析，系统研究了大清河流域1974－2019年土地利用类型在地形梯度上的变化规律，探究了46年来驱动大清河流域土地利用变化的原因，以期为地区土地结构调整与优化提供科学依据。

1 研究区概况

大清河流域属海河五大支流之一，位于38°10′～40°00′N，113°40°～117°00′E之间，地理位置如图1所示，总面积达43 296 km2，大清河发源于山西省任丘市，流经河北保定、石家庄、廊坊等多地后在天津汇入海河干流注入渤海，其中主体部分位于河北保定市。高程由西北向东南递减，其中东部平原面积22 946 km2，西部丘陵山区面积为20 349 km2。有南北2支水系，呈扇形分布。内部主要河流包括拒马河及大清河等，均汇入白洋淀内[13]。流域地处温带大陆性季风气候区，年平均气温11.8 ℃，年平均降水量为490.2 mm。西北太行山区呈“八山一水一分田”，生态环境脆弱，农耕条件较差，水土流失现象严重，成为大清河主要泥沙来源。大清河降水量年内分布不均，呈雨热同期趋势，东部平原地区年降水量集中在400～600 m之间，西部山区年平均降水量仅为390.1 mm。

2 数据与方法

2.1 数据获取与处理

研究选用空间分辨率为30 m的ASTER GDEM作为高程数据，土地利用数据以1974、2001和2019年的Landsat影像为数据源，在影像选取过程中主要选用6－9月植被茂盛期遥感影像，并避免极端天气与云层干扰，并进行辐射定标、大气校正、几何纠正等影像预处理工作。

2.2 方 法

2.2.1 面向对象的土地利用信息提取与变化结构

根据研究区实际情况，结合现行土地利用现状分类标准的分类体系，设立耕地、林地、草地、水域、建设用地和未利用地6种地类。首先，利用eCognition将遥感影像分割为若干个分类对象，即若干个互不相交的非空子区域；之后，通过波段计算得到改进后的归一化水体指数（MNDWI）、归一化植被指数（NDVI）等特征信息，结合高程、坡度等地形信息建立适用于大清河流域的决策树分类模型；最后，根据面向对象的土地利用信息提取规则进行分类，并结合少量人工判读方法，获取1974、1988、2001和2019年4期的大清河流域土地利用分类结果。进行精度验证时，首先在Arcgis软件中在不同年份的分类结果中生成500个随机验证点，而后对Landsat原始影像的的图谱信息所体现的地物实际特征进行判读，可以得到基于人机交互方法的不同年份随机验证点数据集，经过精度检验制图精度均在88.46%以上，平均制图精度达93.62%。

2.2.2 地形梯度等级划分

根据地形因子对土地利用变化影响程度的显著性，分别从地形起伏度、坡度和地形位分析地形对土地利用类型变化的影响[14]。地形起伏度可以宏观描述区域地形变化，直观反应地形起伏特征，通过邻域计算得到一定范围内高程最大值与最小值的差值[15]。坡度是描述地表单元陡缓的重要指标，是地面高程相对于水平方向的变化，反应地形剖面的曲率信息[16]。地形位是复合地形因子，反应高程和坡度的综合影响[17]，公式为

式中为地形位；和分别为坡度(°)与高程（m）；0与0分别为坡度(°)与平均高程（m）。因此，坡度越大、高程越高的区域则对应的地形位数值越大[18]。

根据图1高程与坡度图，结合该流域土地利用类型的实际情况，将高程在1 600 m以上的单一类型土地单独归为一级，200～1 600 m之间的高程区，按间隔200 m进行分级。当坡度大于35°时，对土地利用限制作用强烈，为此35°以上单独归为一级，35°以下，按间隔5°进行分级，坡度缓、高程低则对应的等级较低，坡度陡、高程高则对应的等级较高，由此得到1～8级地形位梯度[19]。

2.2.3 地形梯度效应

根据分布指数（Distribution Index, DI）可以得到不同土地利用类型及结构变化特征在不同地形梯度上的分布特征[14]，公式为

其中DI为分布指数，A、A分别表示第种地类的总面积（km2）和在第级地形区的分布面积（km2），A为第级地形区面积（km2），TA为研究区面积（km2）。若DI>1，该类型土地在某等级地形中呈优势分布，优势度越大则对应的分布指数越高；若DI<1，呈劣势分布，优势度越低则对应的分布指数越小[20]。

3 结果与分析

3.1 土地利用结构变化的地形梯度差异

3.1.1 土地利用结构变化的地形起伏度差异

1974－2019年的4期大清河流域土地利用分类结果如图2所示。2019年大清河流域建设用地在平原地区呈现“棋盘式”分布，在西部山区呈不规则聚集分布，总面积可达6 923 km2。耕地呈现先增后减趋势，分布在东部、中部平原以及中西部居民点周围，面积为17 881 km2；水体面积受降水、蒸发以及下垫面等的综合影响，最终面积约为979 km2；草地面积多年来基本稳定，多分布在耕地、林地周围，面积约为2 501 km2；林地主要分布在山区与低山丘陵区，在前期垦荒与后期保护的双重影响下，面积为14 868 km2；未利用地区多分布于东部平原的居民点周围，面积约为140 km2。

表1为1974－2019年土地利用类型的地形起伏度梯度差异。地形起伏度梯度在0～100 m的区域主要土地利用类型为耕地、水体、建设用地和未利用地；地形起伏梯度在100～200 m的区域主要是林地、草地的优势分布区；梯度在200 m以上时，水体分布优势增大。林地主要集中在高起伏度区域。耕地在0～100 m的地形起伏度中占比由80.93%升至93.86%，一方面原因是在耕地在大清河流域被建设用地不断挤占，导致耕地总面积减小；一方面是由于对于生态环境的保护，在较高地形起伏度的耕地不适宜大规模发展农业故而被林地取代。建设用地的面积是单向递增的，年增长速度约为5.83%，为了保证粮食安全，建设面积的扩张不能无限度的挤占耕地，因此不得不向在较高地形起伏度的区域扩张，在0～100 m的地形起伏度的面积比例由原来的94.01%降至88.84%而在较高地形起伏度中面积分布上升。

表1 1974－2019年土地利用类型的地形起伏度梯度差异

3.1.2 土地利用结构变化的坡度变率梯度差异

如表2所示，大清河流域土地利用类型坡度变化率梯度差异明显，土地利用类型变化主要分布在0°～15°区域。耕地、水域、建设用地、草地均在坡度变化率在0°～2°的梯度范围内具有分布优势；林地在坡度>6°的梯度范围分布优势逐渐加大，且在>35°时达到最大值2.50；草地的优势分布区从1974年的0°～6°变化为2019年的6°～35°以上的梯度区域。

表2 1974－2019年土地利用类型的坡度变化梯度差异

1974－2019年，除草地外，各土地利用类型所占面积比例差异不大，随着坡度的逐渐增大，建设用地、裸地、水域的所占比例不断减小，耕地、草地、林地的比例先增大后减小。耕地、林地的减少主要表现在坡度在0°～15°范围内，而建设用地的大量增加则主要表现在0°～2°范围内，36年间在该流域建设用地增加10 295 km2，耕地、林地面积分别减小2 278、6 264 km2。

3.1.3 土地利用结构变化的地形位梯度差异

土地类型对土地的高程与坡度具有选择性，不同地形位等级下的土地利用梯度差异如表3所示。

表3 1974－2019年大清河流域土地利用类型地形位梯度差异

1974－2019年耕地分布指数随地形位等级变化差异显著，在1974年，耕地的优势分布区主要集中在地形位为1～2级的土地，即东部平原地区，由于人口的不断增加以及生产力水平的提高，在2019年时复杂地形条件下也存在开荒现象；林地的优势分布区主要在3～8级，分布指数随着地形位等级的不断提高而增大，且在低地形位等级的土地中分布指数存在减小趋势；草地的分布变化显著，在1974年草地的优势分布区在地形位1～2级的平原地区，后随着经济发展，山区林地退化现象频发，草地的优势分布区向高地形位等级不断扩展直至3～8级；由于水体的向下指向性使得水域的优势分布区主要集中在低地形位区域，为了防止洪涝灾害的产生，上游岗南水库等大中型水库增加库容使得水域的分布指数在高地形位区域显著提高；随着城镇化的推进，较1974年，建设用在地形梯度上分布差异增大，1～2级的优势区域向上扩展至1～3级地形位；未利用地的分布则变得更加分散，在2～8级地形位内的未利用地均呈现增大趋势。

3.2 土地利用结构变化的地形梯度效应

根据空间分析可知，1974－2019大清河流域土地利用结构变化信息如图3所示，大清河流域土地利用结构变化地形梯度差异明显，其中，保持恒定的结构变化分布范围最广，约为23 167 km2，占整个流域面积的53.60%，其主要以“林地-林地-林地-林地”与“耕地-耕地-耕地-耕地”两种恒定型变化模式为主，即研究区内林地与耕地两种土地利用类型分别在山区与平原占主导地位。后期变化型结构变化面积为5 660 km2，约占总面积的13.10%，主要以“耕地-耕地-耕地-建设用地”为主；前期变化型结构变化与中间过渡型结构变化分别占到研究区总面积的7.52%、7.46%，多表现为林地与耕地的相互转化，即“林地-耕地-耕地-耕地”与“林地-耕地-耕地-林地”。

1974－2019年，大清河流域建设用地由聚集性分布变化为“棋盘式”分布[21]，面积由最初509 km2增长至6 923 km2，与此相对应的耕地与林地则分别减少了1 884 、3 881 km2。1974－1988年，人口的增长使人们不得不大规模垦荒，主要是将太行山麓丘陵地区的水土肥力较好的林地开垦为耕地，垦荒面积约为3 391 km2；2001年后，基于生态环境的考虑在中西部早期开垦的耕地中分别有3 477 、1 485 km2的耕地变为林地与草地。

基于面向对象的遥感影像分类得到1974－2019年的4期大清河流域土地利用图，根据研究区土地利用结构变化变化特征，将其划分为3个研究时期分别为：1874－1988年、1988－2001年以及2001－2019年，8种类型的结构变化变化模式如表4所示。

表4 土地利用结构变化类型

3.2.1 土地利用结构变化的地形起伏梯度效应

由表5可知，随着地形起伏度的增大，持续变化型、后期恒定型、前期变化型、中间过渡型的结构变化具有相似的变化趋势，分布指数先减小后增大，优势分布区主要集中在0～100 m与＞400 m的地区；反复变化型、后期变化型与保持恒定型的分布指数均表现为先增大后减小，其最大值分布在100～300 m的地形梯度间；仅有交替变化型的分布指数随地形起伏度增大而不断减小。

土地利用类型与地形起伏度关系密切，在0～100 m的地形起伏度中“耕地-耕地-耕地-耕地”“耕地-耕地-耕地-建设用地”2种变化类型分布最广，地形起伏度小的区域适宜农业结构调整与城镇化的推行；200～300 m之间属草地、林地、耕地、建设用地混合区域，是“林地-耕地-耕地-林地”“耕地-耕地-建设用地-建设用地”等变化类型的优势分布区；当地形起伏度在300～400 m范围内时，林地、草地分布优势逐渐占优“未利用地-草地-草地-草地”与“草地-林地-林地-林地”面积最大；在>400 m的地形起伏度区域，林地分布占据主导优势“林地-林地-林地-林地”面积占比最大。

3.2.2 土地利用结构变化的坡度变率梯度效应

由表5可知，随着坡度的增大，持续变化型、后期恒定型、交替变化型、前期变化型与中间过渡型的分布指数变化趋势基本一致，呈现先增大后减小的的分布特点，分布指数的最大值分别出现在6°～15°与2°～6°的坡度等级；而反复变化型的分布指数随着坡度的增大呈现波动下降的趋势，该类型存在2个优势分布区，即0°～2°与6°～15°、15°～25°。后期变化型分布指数持续减小；保持恒定型分布指数先减小后增大，其优势分布区主要分布在>15°的坡度区域。

表5 分布指数在土地利用结构变化类型的地形梯度差异

由此可知，在0°～6°的坡度区域内，地面较为平坦，有利于建设用地的扩张以及农业耕地扩展，建设用地与耕地的矛盾日益突出，在2001年后建设用地挤占耕地约4 809 km2；在6°～15°的坡度区域内，在2001年之前耕地以单向流入为主多表现为“林地-耕地-耕地-耕地”，在2001年之后则变为双向流转多表现为“未利用地-耕地-耕地-建设用地”“林地-耕地-耕地-林地”；在>15°的坡度区域内主要表现为草地与林地的流转：“草地-林地-林地-林地”，以及林地的保持：“林地-林地-林地-林地”。

3.2.3 土地利用结构变化的地形位梯度效应

由图4可知，随着地形位等级的增大，持续变化型、后期恒定型、交替变化型与反复变化型结构变化信息有相似的变化趋势，其分布指数先增大后减小，且优势分布区多集中在2～4级地形位区域；前期变化型与中间过渡型的分布指数随地形位等级增大而逐渐减小，在1～2级地形位呈现分布优势；后期变化型结构变化分布指数呈现波动下降趋势，在1～4级地形位存在分布优势；保持恒定型的分布指数持续增大，其优势分布区在4～8级地形位区域。

根据图4中大清河流域的土地利用类型在地形位梯度上的分布特征可知，保持恒定型结构变化在1～4级的平原地区主要表现为“耕地-耕地-耕地-耕地”且在地形位等级为1的区域分布指数最大，在5～8级的山地中“林地-林地-林地-林地”具有显著的分布优势，说明在人为扰动较小的山区内，林地在该区域的土地利用类型中占主导地位；在1974－2019年间共有7 855 km2的耕地转化为建设用地，由于建设用地流转具有单向性，在不同的类型中表现为：“耕地-耕地-耕地-建设用地”、“耕地-耕地-建设用地-建设用地”和“耕地-建设用地-建设用地-建设用地”。这三种分布分别成为后期变化型、中间过渡型、前期变化型中面积最大的变化模式，其优势分布区集中在1～2级地形位区域。

4 土地利用类型变化驱动力分析

土地利用类型的变化是一个复杂且特殊的过程，受到多种因素的影响，而人口、经济与政策对其影响尤为突出，通过对1974－2019年大清河流域土地利用类型变化的驱动力进行研究，以期实现土地资源的可持续发展。

4.1 人口对土地利用类型变化的影响

人口作为社会经济的重要考量因素之一，截至2019年京津冀地区城镇化率由31.85%升至66.7%，如图5所示，城镇化过程中大批的农村人口进城务工的同时也间接导致了耕地撂荒，以河北为例，第一产业占GDP总量由1988年的24.7%下降到2019年的9.3%[22-23]，仅在大清河流域就有648 km2的耕地退化为草地与未利用地[24]。

在随着城镇人口的不断增加对土地的需求愈发迫切，在土地性质变化的地区又以“耕地-耕地-建设用地-建设用地”“耕地-耕地-耕地-建设用地”2种最多，1988年后城市建设用地面积以5%的速度扩张，累计占耕地约3 727 km2耕地成为建设用地扩张的最主要来源，土地利用结构不合理性加剧，建设用地对耕地侵占速度加快，在低地形位等级中建设用地“摊大饼式”扩张问题突出，耕地与建设用地矛盾尖锐。

4.2 经济对土地利用类型变化的影响

京津冀城市群成为中国经济发展的动力源之一，地区GDP年增长率约为11.33%，截止到2019年，总量已达8.45万亿元约占全国总量的8.52%，京津冀协同发展成效显著。如图5所示，河北省经济发展较北京、天津略有逊色，但15.4%的人均GDP高速增长率大于京津地区的10.0%与12.6%。46年间在大清河内部京津冀建设用地的平均增速分别为5.12%，5.74%，4.82%。由此可知人均GDP对建设用地的扩张具有显著影响[25]。但早期河北为实现短期内经济快速发展，高耗能、低端型产业较多，建设用地规模超出《规划纲要》9.9万hm2，与经济发达地区相比，大清河流域土地容积率较低，产业聚集能力较弱[26]，早期不合理土地结构规划又成为后期经济发展的桎梏。

4.3 政策调整对土地利用类型变化的影响

政府决策对于土地具有强制约束性，1978年以来家庭联产承包责任制的实行，极大的调动了农民的生产积极性，使得农民收入快速提高[26]。在1988年之前耕地单向递增，耕地年增长速度为347.57 km2/a。截至1988年，耕地单向递增，年增长速度为347.57 km2，毁林面积达4 866 km2，1988年后三北防护林的建设以及退耕还林还草战略的实施使得在较高地形的林地面积开始增加，并不断向低地形位等级区域扩张，太行山森林覆盖率达到28.1%[27]。

综合考虑大清河流域土地利用变化的的梯度效应，在下一阶段的发展中应做到“因地制宜”[28]：低地形位等级的平原地区是耕地与建设用地的聚集区域，同时也是土地政策调整的关键区[29-30]，为缓和“人地矛盾”应当调整土地规划布局，减缓建设用地侵占耕地速度，优化城乡建设用地规模与结构，合理规划城镇边界，促进土地集约发展[31]；在太行山麓中低地形位等级的山区坡地是水土流失的重点区域，应加强三北防护林建设以及“退耕还林还草”的有序实施；在中高地形位等级与高地形位等级的太行山区应严格限制耕地的规模，设立自然保护区，注重生态效益的发展[32]。

5 结 论

基于1974－2019年大清河流域4期土地利用类型图与ASTER DGEM数据，结合研究区坡度、地形起伏度与地形位因子，对该地区的土地利用类型变化与土地利用结构变化在地形梯度上的分布特征进行分，结论如下：

1）1974－2019年大清河流域土地利用类型分布具有显著的地形梯度。建设用地、耕地与水体在低地形梯度地区分布优势明显，草地的优势分布区则在中、高地形梯度地区，林地的优势分布区多集中在高地形梯度区域。

2）大清河地区土地利用结构变化类型主要包括保持恒定与后期变化2种。其中保持恒定型主要以低地形梯度地区的耕地与高地形梯度的林地为主；后期变化型广泛分布于中高、中低地形梯度地区，1988年后，耕地的优势分布区呈现向更高的地形梯度区域扩张的趋势，因为“退耕还林还草”战略的实施，林地的优势分布区呈现下移趋势，耕地由单向转入演变为双向流转。

3）由于人口的增长与降水减少等原因，在1974－1988年间大清河流域仅太行山麓毁林垦荒达3 391 km2，1988年后由于城市面积以5%的速度扩张导致建设用地侵占耕地约3 727 km2，“人地矛盾”日趋尖锐，大清河流域建设用地总体设计不合理、集约化程度不高等问题逐渐显著。

未来土地政策应根据不同地形梯度作到因地制宜，在低地形位区域重点减缓建设用地对耕地的侵占速度，通过优化土地结构促进土地集约发展；在中低地形位区域推进三北防护林建设；在高地形区域严格限制建设用地与耕地规模设立生态保护区，加强生态效益建设。

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Analysis of terrain gradient effects of land use change in Daqing River Basin

Li Shuo1,2, Shen Zhanfeng1,3, Liu Kejian4※, Xu Zeyu1,3, Wang Haoyu1,3, Jiao Shuhui1,3, Liu Xiangchen1,3, Lei Yating1,3

(1.,,100101,; 2.,100049,; 3.,100049,; 4.,,100038,)

Dynamic evolution of land use is manifested in the continuous change of land use types in time or space. Previous studies reported that the land use type changes with terrain slope and surface undulation, showing an obvious gradient. Taking the Daqing River Basin of China as the research area, this study aims to analyze the terrain gradient of land use change using Landsat images in 1974, 1988, 2001, and 2019. The map of land use type was obtained in different periods using the object-oriented and the decision tree classification combined with a small amount of manual interpretation. The changing pattern of land use types was investigated in the topographic gradient, including the topographic undulation, slope, and topographic level. The driving forces were determined for the changes in the land use structure from the views of natural conditions, social economy, and government decision-making. The results are as follows. 1) There was a significant topographic gradient distribution of land use types. Construction land, arable land, and water bodies exhibited obvious advantages in low terrain gradient areas. The dominant distribution of grassland was in the middle and high terrain gradient areas, while that of forest land was mostly concentrated in high terrain gradient areas. 2) Two types included for the changed land use: the keeping-constant type and the changing-later type. The keeping-constant type included mainly cultivated land with low terrain gradient, and the forest land with high terrain gradient, whereas, the changing-later type distributed widely in middle-high and middle-low terrain gradient areas. The condition for the construction land that occupied farmland was becoming much more serious, while the dominant distribution of cultivated land had been expanding to higher terrain gradient areas. There was a downward trend in the dominant distribution of forest land, whereas, the cultivated land evolved from one-way transfer to two-way transfer, due mainly to the strategy implementation of the Returning Farmland to Forests and Grassland. 3) Large areas of land reclamation occurred in the foothills of Taihang Mountains during the economic backwardness period, due to the dual effects of the continuous decrease in precipitation and population growth. The cultivated land was converting into construction land, forest land, and grassland with the coordinated development in the Beijing-Tianjin-Hebei region. The contradiction between cultivated land and construction land was becoming increasingly sharp with the implementation of cultivated land protection policy. 4) Rational measures were needed for local conditions in the next stage of development. The plain areas with low topographic levels were for the cultivated land and construction land. Therefore, the speed that construction land encroached on cultivated land should be slowed, while the scale and structure of urban/rural construction land should be optimized to promote land-intensive development. The primary areas of soil erosion were concentrated in the sloping fields at the middle and low terrain levels in the foothills of Taihang Mountains, where the implementation of the Three-North Forest Protection Project and the Returning Farmland to Forests and Grassland needed to be strengthened. The scale of cultivated land should be strictly restricted in those medium and high terrain level mountainous areas. Simultaneously, nature reserves should be established under adequate consideration of ecological benefits. The finding can provide a scientific basis for the adjustment and optimization of the regional land structure.

remote sensing; land use; terrain gradient; Daqing River; distribution index

李硕，沈占锋，刘克俭，等. 大清河流域土地利用变化的地形梯度效应分析[J]. 农业工程学报，2021，37(5)：275-284.doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2021.05.032 http://www.tcsae.org

Li Shuo, Shen Zhanfeng, Liu Kejian, et al. Analysis of terrain gradient effects of land use change in Daqing River Basin[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2021, 37(5): 275-284. (in Chinese with English abstract) doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2021.05.032 http://www.tcsae.org

2020-12-01

2021-01-15

国家重点研发计划项目（2017YFB0504204，2018YFB0505000）；高分辨率对地观测系统重大专项（GFZX0404130307）；国家自然科学基金（41971375，41671034）；2018年新疆维吾尔族自治区柔性引进人才资助

李硕，研究方向为遥感信息提取。Email：lishuo191@mails.ucas.ac.cn

刘克俭，博士，副研究员，研究方向为公安遥感技术与应用。Email：liukejian@ppsuc.edu.cn

10.11975/j.issn.1002-6819.2021.05.032

TP79

A

1002-6819(2021)-05-0275-10