宋戈
, 王盼盼
东北大学文法学院土地管理研究所,辽宁 沈阳 110169
Song Ge, Wang Panpan
中图分类号: F301.24
文献标识码: A
文章编号: 1000-0690（2017）08-1218-08
收稿日期: 2016-08-8
修回日期: 2016-11-30
网络出版日期: 2017-08-15
版权声明: 2017 《地理科学》编辑部 本文是开放获取期刊文献，在以下情况下可以自由使用：学术研究、学术交流、科研教学等，但不允许用于商业目的.
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作者简介:
作者简介：宋戈（1969-）,女,黑龙江庆安人,教授,博士生导师,主要研究方向为土地利用与管理。E-mail：songgelaoshi@163.com
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摘要
以黑龙江省巴彦县为研究区,基于研究区DEM数据,运用土地利用类型的分布指数、土地利用结构的信息熵、均衡度和优势度,明确研究区土地利用空间格局的地形梯度特征及地形因子对土地利用空间格局的影响。结果表明：① 研究区土地利用空间格局在地形因子的作用下存在明显的梯度特征,旱地、水田、草地、水域、建设用地及其他用地主要分布在较低地形级别区,林地主要分布在较高地形级别区。② 除林地以外,其他土地利用类型分布的优势地形位均位于较低地形级别区,林地分布的优势地形位位于较高地形级别区,各土地利用类型分布的优势区域不尽相同。③ 研究区土地利用结构的信息熵及均衡度变化趋势相同,优势度的变化趋势与信息熵、均衡度的变化趋势相反,土地利用空间格局与地形因子具有显著的相关性。
关键词：
Abstract
The purpose of this article is to explore the relationship between spatial distribution of land use and topographic factors and provide new ideas for regional land use planning. The study area of this study is Bayan County, Heilongjiang Province, in Northeast China. Three kind of topographic factors are extracted, which are elevation, slope and aspect, based on the DEM data of research area by the utilizing of GIS. The distribution characteristics of different kind of land use type among different topographic factors are identified after the classification of the three topographic factors which were extracted. Based on that, distribution index of land use type among different topographic factors are calculated, including the information entropy, equilibrium degree, dominance degree of land use structure and the correlation coefficient between different land use style and topographic factors. So that, the relationship between spatial distribution of land use and topographic factors could be identified. The results show that: 1) The spatial distribution of land use in research area shows gradient feature due to the impact of topographic factors. There are more dry land, paddy field, grassland, water area, construction land and other land in the region of low level of terrain, but more forest land in the region of high level of terrain. 2) Except forest land, the dominant landforms of other land use types are located at lower levels, and the predominant terrain of forest land distributed in the area of high level of topographic factors. The dominance regions of different land use types are different. The dominant region of dry land is the central and northwest region of the study area, the dominant region of paddy field is the southern edge of the study area, the dominant area of forest land is the northeast and southeast of the study area, the dominant region of construction land is the south of the study area, the dominant area of grassland is the northwest and the southern edge of the study area, the dominant region of water area is the southern edge of the study area and the dominant area of other land is in the south of the study area. 3) The degree of order, equilibrium and dominance of land use structure in the study area have a certain gradient under the function of topographic factors. The information entropy and equilibrium degree of the land use structure show the same changing trend, the values of information entropy and equilibrium degree of the land use structure are larger in the area of low level of elevation and slope. The trend of dominance is opposite to the information entropy and equilibrium, the dominance value of single land use type is higher in the area of high level of elevation and slope. Thus, the distribution of land use types are significantly correlated with topographic factors.
Keywords：
土地利用格局能够反映各种土地利用类型在空间上的分布,是土地利用类型和土地利用结构在空间上的投影。它受自然因素和各种人类活动的综合影响,其中,地形因子作为自然环境中的重要因素[1~3],其变化影响着地球表面的生物、水文及能量等过程,在一定程度上决定着土地利用方向和方式的选择,使土地利用格局在水平和垂直方向上呈现明显的梯度变化特征[4~6]。深入探究地形梯度特征及地形因子对土地利用空间格局的影响,对于区域土地资源的合理利用,生态环境的改善及土地利用规划的修编具有重要参考价值。
目前研究主要集中在地形因素对农业选择方面的影响研究[7,8]：如单个地形因子对区域土地利用变化及生态效应的影响研究[9];地形因子对单一土地利用类型的影响研究[10,11];土地利用景观格局或土地利用格局的梯度变化特征及与地形因子相关性的研究[12~15],研究多是基于GIS等手段,在研究方法及角度上,多限于分析各土地利用类型的数量在地形因子上的分布特征,分析不同土地利用类型的优势地形位等[10],而结合土地利用类型分布的优势地形位,明确不同土地利用类型的优势分布区域的研究不多见。本研究以松嫩高平原县域黑龙江省巴彦县为研究区,结合研究区土地利用结构特征及地形地貌的特点,将高程、坡度和坡向3个地形因子划分相应的级别,运用各土地利用类型分布指数、土地利用结构信息熵、均衡度及优势度,分析研究区各土地利用类型的数量,土地利用类型分布的优势区域及土地利用结构的有序度、均衡度和优势度在不同地形因子作用下的梯度变化特征,探讨地形因子对土地利用空间格局的影响。深入分析研究区土地利用空间格局地形梯度特征,以期为松嫩高平原县域的土地资源合理持续利用提供新思路。
巴彦县是哈尔滨的近郊县,位于黑龙江省中部偏南,地处126°45′53″E~127°42′16″E、45°54′28″N~46°40′18″N,松花江中游北岸,松嫩平原腹地。巴彦县辖10镇8乡,以农林业为主,全县年平均气温3 ℃,年降水量541.9 mm,土壤类型较多,有黑土、草甸土、暗棕壤、白浆土、泛滥土、沼泽土、泥炭土、水稻土、砂土9个土类。巴彦县共划分为6个地貌类型区：低山丘陵残山区、低山边缘坡岗区、波状缓坡漫岗区、松花江阶地、河滩地、沟谷滩地。巴彦县后备土地资源较少,部分地区由于土地利用变化,水土流失、土壤侵蚀及重金属污染等问题日益突出。
本文选取研究区2015年的Landsat8 OLI遥感影像作为基础数据,其云覆盖率均小于10%。结合研究区的地理区位及土地利用现状,将土地利用类型划分为旱地、水田、林地、草地、园地、水域、建设用地和其他用地,参考研究区相关年份土地利用现状图件,通过人机交互解译方式获取研究区2015年土地利用数据库,选取多个样点进行实地调查以检验解译精度,经反复调整解译结果,最终解译精度>0.8且Kappa系数>0.8,已满足本文研究的需要。以研究区1:5万数字化地形图为数据源提取高程数据,在ArcGIS平台下生成DEM（30 m×30 m）获取坡度、坡向数据,利用GIS中的自然断点法,将高程划分为5个级别：0~146 m、146~180 m、180~224 m、224~298 m、298~535 m。参照相关标准[15],采用临界坡度分级法,针对坡度对土地利用及水保措施布设的影响,将坡度划分为5个级别：0~2°、2~6°、6~15°、15~25°、25~45°。将坡向划分为5个级别：315~360°,0~45°（北坡）、45~135°（东坡）、135~225°（南坡）、225~315°（西坡）,地形的级别从小到大依次排列,地形数据的空间分辨率均为30 m。
采用分布指数来说明研究区各土地利用类型在不同地形因子上的空间分布情况,计算公式如下：
式中E为不同土地利用类型在第j种地形上的分布指数,
本研究引入信息熵[16]的概念,将每一个级别的地形因子看作一个系统,计算其土地利用结构的信息熵,可以反映在不同级别的地形因子上,土地利用结构的有序度等。计算公式如下：
式中
为描述研究区不同地形因子上土地利用结构的均衡度及优势度[14],基于信息熵函数,构建均衡度公式如下：
式中G代表均衡度,J代表优势度,H为信息熵,
3.1.1 不同土地利用类型在高程上的分布特征
基于GIS的技术平台,将高程分级结果与土地利用数据进行叠加处理,得到不同土地利用类型在不同高程分级上的数量分布情况（表1）。第1和第2级别高程区,旱地的分布占绝大优势,分别占高程区总面积的59.03%和84.15%,其次为水田和建设用地,第5级别高程区的土地利用结构主要以林地为主。不同土地利用类型在高程分级上的数量分布呈现以下2种趋势：一是先增加,后减少型,包括旱地、林地和园地;二是持续减少型,包括水田、草地、建设用地、水域和其他用地。研究区旱地受人类活动影响较大,其面积在第2级别高程区时最大,说明旱地的高程限制性较大。林地的面积在第3、4级别高程区时较大,林地受人类活动较少,受高程的约束性较弱。而水田、水域及其他用地的面积在第1级别高程区的面积最大,随着高程的增加,其面积逐渐减少,由于研究区水域、其他用地主要是由河流湖面及滩涂等组成的,一般分布在地势较低的地区,高程对其约束性较强。
表1 不同土地利用类型在不同高程级别区的分布
Table 1 The distribution of land use types at different elevation levels
| 土地利用 类型 | 高程级别分区 | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 第1级 | 第2级 | 第3级 | 第4级 | 第5级 | ||||||
| 面积（hm2） | 比例（%） | 面积（hm2） | 比例（%） | 面积（hm2） | 比例（%） | 面积（hm2） | 比例（%） | 面积（hm2） | 比例（%） | |
| 旱地 | 52606.43 | 59.03 | 113874.78 | 84.15 | 49525.11 | 72.25 | 2600.77 | 17.29 | 79.07 | 1.44 |
| 水田 | 14981.47 | 16.81 | 5852.36 | 4.32 | 494.09 | 0.72 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 |
| 林地 | 1019.87 | 1.14 | 2418.17 | 1.79 | 13262.69 | 19.35 | 12161.63 | 80.84 | 5401.24 | 98.38 |
| 园地 | 0.00 | 0.00 | 5.78 | 0.00 | 31.21 | 0.05 | 0.10 | 0.00 | 0.00 | 0.00 |
| 草地 | 3986.90 | 4.47 | 1518.46 | 1.12 | 50.07 | 0.07 | 9.58 | 0.06 | 0.00 | 0.00 |
| 建设用地 | 6889.61 | 7.73 | 9496.60 | 7.02 | 4312.75 | 6.29 | 71.81 | 0.48 | 6.97 | 0.13 |
| 水域 | 4076.14 | 4.57 | 662.38 | 0.49 | 88.35 | 0.13 | 11.93 | 0.08 | 0.00 | 0.00 |
| 其他用地 | 5551.79 | 6.23 | 1501.44 | 1.11 | 780.14 | 1.14 | 187.91 | 1.25 | 2.71 | 0.05 |
| 合计 | 89112.20 | 100.00 | 135329.97 | 100.00 | 68544.41 | 100.00 | 15043.73 | 100.00 | 5489.98 | 100.00 |
在高程级别大的地区,会大大限制其分布。建设用地受人类活动干扰较大,随着高程的增加,人类活动会减少,建设用地的面积随之减少,且高程对建设用地的分布本身就有一定的限制作用。
3.1.2 不同土地利用类型在坡度上的分布特征
基于GIS的技术平台,将坡度分级结果与土地利用数据进行叠加处理,得到不同土地利用类型在坡度分级上的数量分布结果（表2）。旱地在低级别坡度区分布最多,旱地面积占第1和第2级别坡度区总面积的71.16%和77.84%,第5级别坡度区的土地利用结构以林地为主。旱地、水田、草地、建设用地、水域和其他用地都是受人类活动干扰较大的土地利用类型,且旱地和水田本身的坡度限制性较强,在第4级别坡度区,水土流失等现象会加剧,会加大耕作成本,而在第5级别坡度区,已经不允许开荒种植农作物,因此旱地和水田的面积会随着坡度的增加而减少。林地的坡度限制性较弱,其面积在第5级别坡度区有所减少,与第5级别坡度区面积基数小有关系。
表2 不同土地利用类型在不同坡度级别区的分布
Table 2 The distribution of land use types at different slope levels
| 土地利用类型 | 坡度级别分区 | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 第1级 | 第2级 | 第3级 | 第4级 | 第5级 | ||||||
| 面积（hm2） | 比例（%） | 面积（hm2） | 比例（%） | 面积（hm2） | 比例（%） | 面积（hm2） | 比例（%） | 面积（hm2） | 比例（%） | |
| 旱地 | 144079.74 | 71.16 | 61856.28 | 77.84 | 11354.13 | 51.84 | 1070.72 | 15.59 | 181.57 | 7.01 |
| 水田 | 19553.88 | 9.66 | 1700.77 | 2.14 | 51.20 | 0.23 | 6.53 | 0.10 | 1.77 | 0.07 |
| 林地 | 9330.00 | 4.61 | 7860.50 | 9.89 | 9094.83 | 41.52 | 5574.35 | 81.19 | 2371.07 | 91.50 |
| 园地 | 16.80 | 0.01 | 19.42 | 0.02 | 0.75 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.10 | 0.00 |
| 草地 | 5102.09 | 2.52 | 422.56 | 0.53 | 31.44 | 0.14 | 5.81 | 0.08 | 0.05 | 0.00 |
| 建设用地 | 14003.28 | 6.92 | 5859.21 | 7.37 | 875.26 | 4.00 | 23.54 | 0.34 | 3.31 | 0.13 |
| 水域 | 4243.29 | 2.10 | 510.86 | 0.64 | 58.63 | 0.27 | 22.12 | 0.32 | 0.72 | 0.03 |
| 其他用地 | 6151.30 | 3.04 | 1233.66 | 1.55 | 437.06 | 2.00 | 163.07 | 2.37 | 32.72 | 1.26 |
| 合计 | 202480.37 | 100.00 | 79463.26 | 100.00 | 21903.30 | 100.00 | 6866.13 | 100.00 | 2591.31 | 100.00 |
3.1.3 不同土地利用类型在坡向上的分布特征
基于GIS的技术平台,将坡向分级结果与土地利用数据进行叠加处理,得到不同土地利用类型在坡向分级上的分布情况（表3）。结果表明,在4个坡向级别上,旱地和林地的分布始终占据绝对优势,从分布比例上看,旱地、水田、林地、园地、草地、建设用地、水域及其他用地的面积在第1级别坡向区最大。第1级别坡向区的面积基数较大,其面积约占研究区总面积的1/2,因此,各土地利用类型在第1级别坡向区的数量分布均较大。除建设用地以外,其他土地利用类型面积在第2坡向区和第3坡向区呈减少趋势,但在第4级坡向区均有小幅度增加。建设用地在第3坡向区有小幅度增加,之后呈减少趋势。第4级别坡向区属于半阳坡,其光照条件较好,所以各种土地利用类型的面积在第4级别坡向区均有小幅度增加。
表3 不同土地利用类型在不同坡向级别区的分布
Table 3 The distribution of land use types at different aspect levels
| 土地利用 类型 | 坡向级别分区 | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 第1级 | 第2级 | 第3级 | 第4级 | |||||
| 面积（hm2） | 比例（%） | 面积（hm2） | 比例（%） | 面积（hm2） | 比例（%） | 面积（hm2） | 比例（%） | |
| 旱地 | 103439.39 | 71.52 | 38488.90 | 68.60 | 32689.48 | 64.33 | 43920.74 | 71.16 |
| 水田 | 11053.31 | 7.64 | 3610.73 | 6.44 | 2778.21 | 5.47 | 3863.56 | 6.26 |
| 林地 | 13297.65 | 9.19 | 6747.94 | 12.03 | 7068.16 | 13.91 | 7116.74 | 11.53 |
| 园地 | 16.15 | 0.01 | 2.26 | 0.00 | 6.33 | 0.01 | 12.32 | 0.02 |
| 草地 | 2860.43 | 1.98 | 962.85 | 1.72 | 794.14 | 1.56 | 941.00 | 1.52 |
| 建设用地 | 7153.63 | 4.95 | 4076.92 | 7.27 | 5648.32 | 11.11 | 3885.15 | 6.29 |
| 水域 | 3108.79 | 2.15 | 719.40 | 1.28 | 460.14 | 0.91 | 540.13 | 0.88 |
| 其他用地 | 3708.41 | 2.56 | 1495.00 | 2.66 | 1372.74 | 2.70 | 1440.11 | 2.33 |
| 合计 | 144637.76 | 100.00 | 56104.01 | 100.00 | 50817.50 | 100.00 | 61719.75 | 100.00 |
根据研究区土地利用类型在高程、坡度及坡向上的分布特征,为保护生态环境,促进土地资源的合理配置,研究区须进行一定程度的土地利用调整,研究区的土地利用类型以旱地为主,海拔较高的地区,仍有部分耕地存在,海拔较高地区的耕地不仅会增加耕作成本,还易造成水土流失,建议退耕还林或还草。在坡度大于25°的陡坡有79.07 hm2的耕地存在,《水土保持法》规定的开荒限制坡度,即不准开荒种植农作物,已经开垦为耕地的,要逐步退耕还林还草,因此,此部分耕地要逐步退耕还林还草。在坡度介于15°与25°之间坡地有2 600.77 hm2的耕地存在,水土流失严重,即应采取综合措施防止水土流失,建议配套适宜的坡面整治措施,修建隔坡梯田。研究区耕地在坡向上的空间分布规律不显著,但坡向对农作物的生长具有一定的影响,建议研究区在土地利用规划的编制中,应充分考虑光照条件等对农作物的影响,尽量将耕地布置在阳坡及半阳坡地带。其他用地主要分布在坡度较小、海拔较低的地带,建议将一些条件较好的未利用地、荒地等进行开发整理,作为耕地的后备资源。
通过计算得到不同土地利用类型在地形因子分级上的分布指数,将土地利用类型的分布与土地利用类型的优势地形位进行叠加处理,得到各土地利用类型的优势分布区域（图1）。旱地分布的优势区域为研究区中部及西北地带;水田分布的优势区域为研究区南部边缘地带,在旱地及水田的优势分布区,地势相对平坦,属于阳坡、半阳坡,日照时数长,光照条件好,适宜对耕地的开发利用,同时符合农业发展的需求,巴彦县作为全国的产粮大县,更应严格保护耕地,对于耕地分布的优势区域应予以保护,且由于地理条件的优势,在该区域周围的未利用地、荒地等可以进行适当开发,既可以保证耕地的集中连片,便于耕作,节省成本,又可以提高土地的利用效率。但由于该区域地势海拔较低,也是人类活动最频繁的区域,土地利用类型转换频繁,应严禁耕地向建设用地的转换,保护质量优、位置好的耕地。林地分布的优势区域为研究区的东北及东南地带,随着坡度及海拔的升高,林地处于主导地位,人类活动受到较大的限制,因此该区域的土地利用类型受人类活动的干扰相对较少,土地开发强度会随之降低。对于该区域的林地应严加监管,防止毁林开荒的行为,实现土地利用资源在空间上的合理配置,同时,随着高程的增加,自然生态系统的优势逐渐体现,在该区域更加适宜生态保护。建设用地分布的优势区域在研究区的中南地带,研究区的建设用地主要以居民点为主,建设用地分布的优势区与县政府所在地联系极为密切,靠近水源,且该区域的坡向为3级,属于阳坡,光照时数长,适宜农民的生产和生活。草地分布的优势区域为研究区西北及南部的边缘地带,该区域地势平坦、且离水源较近,适宜其生长;水域分布的优势区域为研究区南部的边缘地带,其他用地分布的优势区域位于研究区南部,靠近松花江流域,由于水域周围的土地利用类型的转换相对频繁,且地势较低,受人类活动的干扰较大,该区域是其他用地分布的主要优势区。
通过计算得到研究区不同地形因子上的土地利用结构的信息熵、均衡度及优势度（图2）,结果表明,土地利用结构在不同地形因子上的有序度、均衡度及优势度差异显著。在高程上,土地利用结构的有序度及均衡度变化趋势相同,优势度与有序度、均衡度的变化趋势相反,在第1级别高程区,土地利用结构的信息熵及均衡度为最高值,分别为1.31和0.63,而优势度最低,为0.37。在第5级别高程区,土地利用结构的信息熵及均衡度为最低值,分别为0.09和0.04,而优势度达到最高值,为0.96。随着高程的增加,土地利用结构的均衡度逐渐降低,单一土地利用类型的优势度突出,土地利用结构的有序度增加,这与研究区的实际情况相符。在坡度上,土地利用结构的有序度、均衡度及优势度与在高程上的变化趋势相同,研究区的主要土地利用类型为旱地,其面积占研究区总面积的70%以上,而旱地受坡度的限制比较显著。旱地在第4级和第5级坡度区分布甚少,部分土地利用类型的分布与旱地类似,建设用地对于坡度的要求较高,坡度大于25°时,不适宜在其上进行房屋等建设,因此,在第4级和第5级坡度区域林地的分布却在增加。因此,当坡度较低时,其土地利用类型较丰富,均衡度高,而坡度增加时,土地利用类型单一,优势度增加。在坡向上,土地利用结构的有序度、均衡度及优势度相差不大,土地利用结构的均衡度最大值位于南坡,其光照条件好,有利于植物的生长及人类的生产和生活,故其单一土地利用类型的优势度不强,土地利用均匀分布,土地利用结构处于低有序的状态。
图2 在高程(a)、坡度(b)、坡向(c)上土地利用结构的信息熵、均衡度及优势度
Fig.2 The information entropy, equilibrium degree, advantage degree of land use structure at elevation (a), slope (b) and aspect (c)
巴彦县在调整区域土地利用结构,促进区域土地资源合理利用的过程中,应遵循区域地形特征,根据区域内自然资源、社会经济条件等特点,从而达到最优效果。就研究区实际而言,应该追求的不是土地利用结构过于有序而是达到最优状态。因此,研究区在今后的土地利用中,为保障粮食产量,应在保障生态环境的前提下,在平原、丘陵等地区适度加大对未利用地,特别是耕地后备资源的开发,避免对山体和水体造成破坏;在海拔较高的山区,生态保护区等,加大生态保护力度,严禁毁林开荒;在居住区等建设用地,适当增加绿地面积等,完善水利和交通等基础设施的建设。总之,研究区在今后的发展中,应努力探索粮食安全、经济发展及生态保护三者之间的平衡,促进土地资源的合理利用和社会经济的持续发展。
为明确土地利用空间格局与不同地形因子的相关性大小,运用Spss软件,计算得到各土地利用类型的分布与不同地形因子的相关系数（表4）,各土地利用类型分布与地形因子有显著的相关性,进一步证实了地形因子对土地利用空间格局的影响,其中土地利用的空间分布受高程和坡度的影响较大,受坡向的影响较小。旱地受坡度的影响最大,旱地与坡度之间的相关系数为-0.212,其他用地与高程的相关系数最大,为-0.117,说明低海拔区域,土地利用类型之间的转换相对频繁,而高海拔区域的土地利用类型相对稳定。林地与高程及坡度的相关系数分别为0.625和0.544,随着退耕还林政策的实施,不适宜耕作区域的土地基本转变为林地,林地在高程及坡度较大的区域,分布较稳定。
表4 巴彦县地形因子与各土地利用类型相关性系数
Table 4 The correlation coefficients between topographic factors and land use types in Bayan County
| 高程 | 坡度 | 坡向 | |
|---|---|---|---|
| 旱地 | -0.151** | -0.212** | 0.036 |
| 水田 | -0.221** | -0.127** | -0.048 |
| 建设用地 | -0.054 | -0.052 | 0.035 |
| 园地 | -0.025 | -0.056 | -0.077* |
| 水域 | -0.124** | -0.068 | -0.023 |
| 草地 | -0.133** | -0.045 | -0.023 |
| 林地 | 0.625** | 0.544** | 0.026 |
| 其他用地 | -0.117** | -0.031 | -0.075* |
第一,研究区土地利用空间格局在地形因子的作用下具有一定的梯度特征,在较低级别的高程、坡度区,旱地、水田、草地、水域、建设用地及其他用地的分布面积较大,在较高级别的高程、坡度区,林地分布的面积较大。在坡向上,研究区各土地利用类型的分布更趋向于第1级别坡向区和第4级别坡向区。第二,除林地以外,其他土地利用类型分布的优势地形位均位于较低级别上,林地分布的优势地形位位于地形因子的较高级别区。各土地利用类型分布的优势区域不尽相同。第三,研究区土地利用结构的有序度、均衡度及优势度在地形因子的作用下具有一定的梯度规律。土地利用结构的信息熵及均衡度变化趋势相同,优势度的变化趋势与信息熵、均衡度的变化趋势相反,各土地利用类型的分布与地形因子有显著的相关性。
国内外大量研究表明,在分析土地利用空间格局地形梯度特征时,多是分析各土地利用类型在不同地形因子上的数量分布特征,而结合信息熵等统计量,研究土地利用结构的有序度、均衡度及优势度在不同地形因子上的变化特征的相关研究较少。且相关研究只分析了土地利用类型分布的优势地形位,而结合土地利用类型分布的优势地形位,探索不同土地利用类型的优势分布区域的研究不多见。本研究运用分布指数、信息熵等统计量,全面探讨土地利用空间格局的地形梯度特征,研究对于土地资源的优化配置提供参考意见。并且,研究发现,地形因子对土地利用空间格局具有显著的影响,因此,在今后的土地利用规划管理与土地利用格局优化配置过程中,研究区及类似区域应充分考虑区域的地形特征,遵循土地利用空间格局的地形梯度规律,因地制宜的调整和完善土地利用结构。研究地形因子之间的单一加和作用与复合协同作用共同对土地利用空间格局的影响,如何更加全面的分析土地利用空间格局的地形梯度特征及其与地形因子之间的关系是下一步的研究重点与方向。
The authors have declared that no competing interests exist.
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环京津贫困带土地利用变化的地形梯度效应分析 [J].https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-6819.2014.14.035 URL Magsci [本文引用: 1] 摘要
地形因素与土地利用变化的关系研究是土地利用/覆被变化研究的重要内容。该文以环京津贫困带为研究区，选取1985年、1995年、2000年和2010年Landsat TM影像为数据源，运用地学图谱分析法，从地形起伏度、坡度变率、坡向和地形位角度，系统分析了环京津贫困带土地利用变化的地形梯度特征，探讨了土地利用变化的地形梯度效应及其成因。结果表明：1）1985－2010年环京津贫困带土地利用类型分布呈现明显的层级性。耕地、水域和建设用地的优势分布区集中于低地形梯度区，草地优势分布区集中于中高、高地形梯度区，林地和未利用地优势分布区集中于高地形梯度区。2）研究区土地利用变化以稳定型图谱和反复变化型图谱为主，林地、耕地和草地是主要的土地利用类型，林地向耕地转换再又转换为林地是反复变化型图谱的主要类别。1985－2000年人地矛盾突出，土地利用变化以"林地-耕地"、"草地-耕地"和"未利用地-耕地"为主，耕地向较高地形梯度区扩展；2000年后社会经济发展和退耕还林政策的实施，土地利用变化以"耕地-建设用地"、"耕地-林地"和"草地-林地"为主，耕地在原优势地形位的优势度增大、草地和未利用地的优势分布区向更高级地形位集中，林地优势分布区向较低地形位扩张。3）土地利用变化地形梯度分布特征及分异效应是自然因素、社会经济因素和政策因素共同作用的结果，自然因素是基础，社会经济因素和政策因素是重要推动力。该文为研究区土地利用动态优化配置和生态环境建设提供了科学依据和决策支持。
Terrain gradient effect analysis of land use change in poverty area around Beijing and Tianjin. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-6819.2014.14.035 URL Magsci [本文引用: 1] 摘要
地形因素与土地利用变化的关系研究是土地利用/覆被变化研究的重要内容。该文以环京津贫困带为研究区，选取1985年、1995年、2000年和2010年Landsat TM影像为数据源，运用地学图谱分析法，从地形起伏度、坡度变率、坡向和地形位角度，系统分析了环京津贫困带土地利用变化的地形梯度特征，探讨了土地利用变化的地形梯度效应及其成因。结果表明：1）1985－2010年环京津贫困带土地利用类型分布呈现明显的层级性。耕地、水域和建设用地的优势分布区集中于低地形梯度区，草地优势分布区集中于中高、高地形梯度区，林地和未利用地优势分布区集中于高地形梯度区。2）研究区土地利用变化以稳定型图谱和反复变化型图谱为主，林地、耕地和草地是主要的土地利用类型，林地向耕地转换再又转换为林地是反复变化型图谱的主要类别。1985－2000年人地矛盾突出，土地利用变化以"林地-耕地"、"草地-耕地"和"未利用地-耕地"为主，耕地向较高地形梯度区扩展；2000年后社会经济发展和退耕还林政策的实施，土地利用变化以"耕地-建设用地"、"耕地-林地"和"草地-林地"为主，耕地在原优势地形位的优势度增大、草地和未利用地的优势分布区向更高级地形位集中，林地优势分布区向较低地形位扩张。3）土地利用变化地形梯度分布特征及分异效应是自然因素、社会经济因素和政策因素共同作用的结果，自然因素是基础，社会经济因素和政策因素是重要推动力。该文为研究区土地利用动态优化配置和生态环境建设提供了科学依据和决策支持。
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基于地形梯度的哈尔滨市土地利用格局变化分析 [J].https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-6819.2013.02.034 URL Magsci 摘要
为揭示土地利用格局变化在地形差异上的演变过程，探讨不同地貌部位自然因素和人文因素在土地利用变化过程中的作用，以1989年、1995年、2001年和2007年Landsat TM/ETM+影像为主要数据源，在RS和GIS支持下获取土地利用数据。基于地学信息图谱分析理论，研究该区域不同时期土地利用空间格局变化进程，揭示土地利用变化成因和机理，并基于DEM（digital elevation model）探究土地利用图谱地形梯度的空间分异和时空演变规律。结果表明：土地利用结构以耕地和林地为主，耕地和未利用地面积持续减少，平均斑块面积分别由20.96 km2减少到2.87 km2和3.92 km2减少到0.09 km2，破碎化程度加剧，且未利用地（滩涂地和湿地）→耕地是其主要的转变轨迹，居民工矿用地呈现不平衡的增加态势，耕地是居民工矿用地和林地的主要转化来源，林地的破碎度由0.117个/km2增加到0.532个/km2，破碎化程度日益严重；前期变化型和持续变化型的分布指数在地形位等级2时最大，稳定型和反复变化型的在地形位等级1时最大，之后随着地形位的增加而减小；中间过渡型呈现一定的曲线变化。该文为城市化过程中的土地资源的合理规划和利用提供科学依据。
Analysis on land use pattern changes in Harbin based on terrain gradient. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-6819.2013.02.034 URL Magsci 摘要
为揭示土地利用格局变化在地形差异上的演变过程，探讨不同地貌部位自然因素和人文因素在土地利用变化过程中的作用，以1989年、1995年、2001年和2007年Landsat TM/ETM+影像为主要数据源，在RS和GIS支持下获取土地利用数据。基于地学信息图谱分析理论，研究该区域不同时期土地利用空间格局变化进程，揭示土地利用变化成因和机理，并基于DEM（digital elevation model）探究土地利用图谱地形梯度的空间分异和时空演变规律。结果表明：土地利用结构以耕地和林地为主，耕地和未利用地面积持续减少，平均斑块面积分别由20.96 km2减少到2.87 km2和3.92 km2减少到0.09 km2，破碎化程度加剧，且未利用地（滩涂地和湿地）→耕地是其主要的转变轨迹，居民工矿用地呈现不平衡的增加态势，耕地是居民工矿用地和林地的主要转化来源，林地的破碎度由0.117个/km2增加到0.532个/km2，破碎化程度日益严重；前期变化型和持续变化型的分布指数在地形位等级2时最大，稳定型和反复变化型的在地形位等级1时最大，之后随着地形位的增加而减小；中间过渡型呈现一定的曲线变化。该文为城市化过程中的土地资源的合理规划和利用提供科学依据。
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黑龙江省巴彦县土地利用类型变化特征及其空间格局分异 [J].https://doi.org/10.15957/j.cnki.jjdl.2015.03.024 URL [本文引用: 1] 摘要
以黑龙江省巴彦县为研究区,以1976-2011年间12期遥感影像为数据源像,运用景观生态学理论,在RS、GIS技术支持下,对研究区1976-2011年各种用地类型的数量变化、结构变化、组合方式变化特征及空间格局特征进行研究,以揭示研究区土地利用变化规律.结果表明:①研究区土地利用类型组合方式以旱地和林地为主,其中旱地面积最大,占总面积的50％以上.1976-2011年,土地利用类型变化特征主要表现为建设用地和其他用地面积减少,从而导致旱地面积大幅度增加;林地面积明显增多,主要由旱地转入;牧草地面积减少,其转出主要为旱地、建设用地和其他用地;建设用地、其他用地、水域和园地面积逐渐减少,水田面积增多.②1976-2011年,研究区景观分离度、景观多样性和景观形状均呈下降趋势,1976-1988年、1988--2000年、2000-2011年3个时间段内,研究区土地利用格局分布的集散程度呈现出“集中一分散—集中”的变化特征;格局整体稳定性呈“稳定—不稳定—稳定”的复合稳定性特征;格局形状呈“简化—复杂—简化”的变化特征.③1976-2011年,研究区土地利用类型变化在空间上呈现出明显的分异特征,土地利用类型变化最频繁的区域主要集中在研究区南部的富江乡和松花江乡,东部的洼兴镇与西部的西集镇和红光乡.
Land-use types change characteristics and spatial heterogeneity in bayan of Heilongjiang province. https://doi.org/10.15957/j.cnki.jjdl.2015.03.024 URL [本文引用: 1] 摘要
以黑龙江省巴彦县为研究区,以1976-2011年间12期遥感影像为数据源像,运用景观生态学理论,在RS、GIS技术支持下,对研究区1976-2011年各种用地类型的数量变化、结构变化、组合方式变化特征及空间格局特征进行研究,以揭示研究区土地利用变化规律.结果表明:①研究区土地利用类型组合方式以旱地和林地为主,其中旱地面积最大,占总面积的50％以上.1976-2011年,土地利用类型变化特征主要表现为建设用地和其他用地面积减少,从而导致旱地面积大幅度增加;林地面积明显增多,主要由旱地转入;牧草地面积减少,其转出主要为旱地、建设用地和其他用地;建设用地、其他用地、水域和园地面积逐渐减少,水田面积增多.②1976-2011年,研究区景观分离度、景观多样性和景观形状均呈下降趋势,1976-1988年、1988--2000年、2000-2011年3个时间段内,研究区土地利用格局分布的集散程度呈现出“集中一分散—集中”的变化特征;格局整体稳定性呈“稳定—不稳定—稳定”的复合稳定性特征;格局形状呈“简化—复杂—简化”的变化特征.③1976-2011年,研究区土地利用类型变化在空间上呈现出明显的分异特征,土地利用类型变化最频繁的区域主要集中在研究区南部的富江乡和松花江乡,东部的洼兴镇与西部的西集镇和红光乡.
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泾河流域土地利用格局的时空变化分析 [J].https://doi.org/10.3321/j.issn:1007-7588.2005.04.006 URL Magsci [本文引用: 1] 摘要
本文以泾河流域为例，应用遥感与GIS方法，对该流域1986年、1995年和2000年3个时期的土地利用变化情况及其特点进行了分析。结果表明： ①从1986年至2000年，泾河流域土地利用结构变化不大，均以草地和耕地为主，二者始终占流域总面积的85%以上；其次是林地，占流域总面积的10%左右，其他3种土地利用类型仅占流域总面积的5%左右； ②土地利用变化总体来说，林地和草地呈现减少趋势，建设用地和耕地则呈增加趋势；未利用土地和水域面积变化不大； ③从1986年至2000年这15年间不同土地利用类型间的相互转化比较复杂，主要发生在林地、草地和耕地三者之间，以草地—耕地转型为最大，达1487×104hm2。值得注意的是，在草地的亚类间发生的变化，要远大于大类间的相互转化，转化面积均在53×104hm2以上，占草地总面积的1/6，这一变化过程虽然没影响到草地的面积，但却暗示了草地质量先退化后恢复的演变趋势； ④政策、城镇扩张和人口增加是造成泾河流域土地利用变化的3个主要原因。
Spatio-Temporal changes of land use in jinghe watershed. https://doi.org/10.3321/j.issn:1007-7588.2005.04.006 URL Magsci [本文引用: 1] 摘要
本文以泾河流域为例，应用遥感与GIS方法，对该流域1986年、1995年和2000年3个时期的土地利用变化情况及其特点进行了分析。结果表明： ①从1986年至2000年，泾河流域土地利用结构变化不大，均以草地和耕地为主，二者始终占流域总面积的85%以上；其次是林地，占流域总面积的10%左右，其他3种土地利用类型仅占流域总面积的5%左右； ②土地利用变化总体来说，林地和草地呈现减少趋势，建设用地和耕地则呈增加趋势；未利用土地和水域面积变化不大； ③从1986年至2000年这15年间不同土地利用类型间的相互转化比较复杂，主要发生在林地、草地和耕地三者之间，以草地—耕地转型为最大，达1487×104hm2。值得注意的是，在草地的亚类间发生的变化，要远大于大类间的相互转化，转化面积均在53×104hm2以上，占草地总面积的1/6，这一变化过程虽然没影响到草地的面积，但却暗示了草地质量先退化后恢复的演变趋势； ④政策、城镇扩张和人口增加是造成泾河流域土地利用变化的3个主要原因。
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Land use change under conditions of high population pressure:The case of Java [J].https://doi.org/10.1016/S0959-3780(99)00175-2 URL 摘要
A long history of increases in population pressure in Java has caused agricultural land use to expand and intensify. More recent land use changes caused the conversion of prime agricultural land into residential and industrial area. Results of a dynamic, regional-scale, land use change model are presented, defining the spatial distribution of these land use changes. The model is based on multi-scale modelling of the relations between land use and socio-economic and biophysical determinants. Historical validation showed that the model can adequately simulate the pattern of land use change. Future patterns of land use change between 1994 and 2010 are simulated assuming further urbanization. The results suggest that most intensive land use changes will occur in Java's lowland areas.
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Impact of human activities on mediterranean land scapes in western Crete [J].https://doi.org/10.1016/0169-2046(93)90105-M URL [本文引用: 1] 摘要
Crete has a very long history of human intervention in the natural environment which has resulted in physical and cultural diversity exemplified by a large variety of landscapes; all this diversity, however, has been threatened in the last few decades. To identify and investigate the effects of the economic development applied over the last years, statistical data on forests, rangelands, livestock, agricultural lands and human population have been collected from the village communities and the towns included in the study area and analysed. Evolution of the population indicates a 47% and a 36% decrease in the number of inhabitants in the mountainous and hilly communities, respectively, as opposed to an 8.7% increase in the plain communities from 1951 to 1991. This depopulation of the mountainous area has led to the abondonment of the traditional land uses in the uplands at the same time as the intensification of agriculture in the lowlands, which has involved the development of tree monocultures, use of artificial fertilizer irrigation and spraying over large areas (18.8% of the total area is cultivated land). On the other hand 1.75% of the area is residential, with massive commercial tourist development leading to all kinds of intrusive and discordant buildings. Forestry has limited importance as an economic activity, even though land classified as forest occupies 20.9% of the whole area. Livestock grazing is a dominant activity on all wildlands (57.6% are classified as rangelands) including forest. There was a 71% increase in the number of livestock from 1981 to 1991 giving a 50% increase in the stocking rate (animals ha鈭1 year鈭1). Overstocking, coupled with free and uncontrolled grazing as well as with frequent pastoral wildfires, has resulted in severe degradation.
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Agricultural land-use change and its drivers in mountain landscapes: A case study in the Pyrenees [J].https://doi.org/10.1016/j.agee.2005.11.017 URL [本文引用: 1] 摘要
Research studies aimed at integrating socio-economic and geo-bio-physical factors are increasingly being used in order to improve our understanding of the causes and effects of land-use change and to support sustainable landscape development. In line with such approaches, the study reported in this paper addresses land-use change and its drivers in the peripheral area of the Pyrenees National Park (PNP), France. The focus is land-use change on private farmland currently utilised by the farmers. The method relies on a Geographic Information System (GIS), including a digital terrain model, a digital cadastre map and a farm survey addressing current and past land use. For every parcel of land, data on current land-use practices and land-use histories since 1950 were collected during interviews with the farmers. An increase in land-use intensity occurred on some of the parcels in the late 1980s and 1990s, in contrast with the global processes of abandonment or extensification since the early 1960s. This intensification process appears to be related not only to the application of agri-environmental policies but also to specific local factors, in particular to the building of an access road to the highest part of the village. The respective roles of bio-physical factors (slope and elevation) and farm socio-economic factors (farmland spatial pattern, land-tenure system) on land-use change at parcel level have also been investigated. The impact of slope and elevation on land-use type appears overall to have been greater in 2003 than in 1950. However, these factors impact differently according to the types of landscape unit: they are not determining factors in the units remote from the village, but they do have an important role in the units close to the village. The distances of the parcels from the farmstead and their access facilities appear to be the two major farm-related factors in the local context. These results confirm the important role of land-management units鈥 spatial arrangement in land-use dynamics and landscape change, as has already been found in other regions. They are seen as a valuable addition to studies aimed at supporting sustainable management of traditional mountain landscapes for multifunctional purposes.
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Land cover change analysis of a Mediterranean area in Spain using different sources of data: Multi-seasonal Landsat images, land surface temperature, digital terrain models and texture [J].https://doi.org/10.1016/j.apgeog.2012.06.014 URL [本文引用: 1] 摘要
A post-classification change analysis was conducted by comparing two supervised classifications obtained from the application of the classifier to a selection of different spectral, terrain and textural variables of images from 1998 and 2004. The global accuracy of the change map was 86% (matching percentage). The applied method resulted in a difference in the mapping accuracy of 33% in relation to the method based on the traditional maximum-likelihood classifier and considering only the spectral variables from the Landsat TM-5 satellite sensor.
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基于高程约束的区域LUCC及其生态效应研究——以福州市为例 [J].
<p>以福州市5 区7 县(不包括平潭县)为研究区,以1994~2006 年间3 期遥感影像解译分类获得的土地利用/覆被数据为基础,并构建个性化的生态系统服务价值与生态效应测算模型,对研究区高程约束下的土地利用/覆被变化(LUCC)及其生态效应进行分析.研究结果表明：① 耕地、建设用地和未利用地的变化集中于第1 级,园地的变化集中于第4、5 级,水域和草地的变化集中于第3、2 级,林地的变化集中于第1、3、4 级.② 各高程等级的生态系统服务价值量均增加.各高程等级LUCC的生态效应指数与模数大致随高程等级增加而减小.</p>
Regional LUCC and its ecological effect based on elevation constraint:A case study of Fuzhou city.
<p>以福州市5 区7 县(不包括平潭县)为研究区,以1994~2006 年间3 期遥感影像解译分类获得的土地利用/覆被数据为基础,并构建个性化的生态系统服务价值与生态效应测算模型,对研究区高程约束下的土地利用/覆被变化(LUCC)及其生态效应进行分析.研究结果表明：① 耕地、建设用地和未利用地的变化集中于第1 级,园地的变化集中于第4、5 级,水域和草地的变化集中于第3、2 级,林地的变化集中于第1、3、4 级.② 各高程等级的生态系统服务价值量均增加.各高程等级LUCC的生态效应指数与模数大致随高程等级增加而减小.</p>
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黄土高原低山丘陵区农村居民点分布与地形因子关系研究——以兰州市七里河区为例 [J].The distribution of rural settlements in relation to land form factors in low hilly land on the Loess Plateau. |
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基于地形因子的三峡库区腹地耕地演变——以草堂溪流域为例 [J].
<p>以1990、2000、2004和2007年4期遥感影像数据和1∶5万的DEM数据为数据源，利用ArcGIS 9.3空间分析功能和Fragstas 3.3景观格局分析功能对库区腹地耕地演变进行了研究。首先建立草堂溪流域耕地数据库以及高程、坡度和地形位指数图，然后将高程、坡度和地形位梯度分别与耕地数据进行图层运算，提取坡耕地的面积，探讨不同地形下耕地的分布特征。结果表明：耕地在各地形因素上的分布表现为15°～35°坡度带、500～1000 m高程级别、东南坡及南坡以及中高地形上。1990—2007年，研究区耕地在面积和空间格局上均发生很大的变化，随地形梯度的增大，4个时期耕地分布面积随地形位指数的增大表现为先升后降；聚集度减少特别显著的主要集中在第4（1.2～1.5）和5（1.5～2.0）两个地形梯度带，即中高地形位的耕地之间聚集程度降低，破碎程度加剧，生态环境好转。</p>
Evolution of cultivated land in center region of the Three Gorges Reservoir Area based on terrain factors: A case study of Caotangxi watershed.
<p>以1990、2000、2004和2007年4期遥感影像数据和1∶5万的DEM数据为数据源，利用ArcGIS 9.3空间分析功能和Fragstas 3.3景观格局分析功能对库区腹地耕地演变进行了研究。首先建立草堂溪流域耕地数据库以及高程、坡度和地形位指数图，然后将高程、坡度和地形位梯度分别与耕地数据进行图层运算，提取坡耕地的面积，探讨不同地形下耕地的分布特征。结果表明：耕地在各地形因素上的分布表现为15°～35°坡度带、500～1000 m高程级别、东南坡及南坡以及中高地形上。1990—2007年，研究区耕地在面积和空间格局上均发生很大的变化，随地形梯度的增大，4个时期耕地分布面积随地形位指数的增大表现为先升后降；聚集度减少特别显著的主要集中在第4（1.2～1.5）和5（1.5～2.0）两个地形梯度带，即中高地形位的耕地之间聚集程度降低，破碎程度加剧，生态环境好转。</p>
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豫西黄河流域土地利用空间格局地形梯度特征分析 [J].https://doi.org/10.3969/j.issn.1003-2363.2012.03.033 URL Magsci [本文引用: 1] 摘要
豫西黄河流域土地利用空间格局在水平和垂直方向上都具有明显区域特征。利用DEM数据对研究区土地利用空间格局地形梯度规律进行了分析，结果表明：（1）各土地利用类型的空间分布规律随高程和坡度的变化具有显著的特点：受人类活动干扰影响较大的各类农业用地、建筑用地、果园、水域和湿地主要分布在海拔相对较低和坡度相对较小的区域；而受人类活动干扰影响较小的各类林地（除果园外）、草地和未利用地则比较均匀地分布在海拔相对较高和坡度较大的区域。（2）不同的海拔段和坡度段内各土地类型的分布也存在一定的分布规律：农业用地类型和林地类型在各个地形梯度内都占有较大的面积比重，这是由于其基数较大，在区域内占据优势地位决定的；在低海拔小坡度地段内农业用地具有相对的面积优势；有林地随着海拔升高和坡度增大，面积比例不断增大，其主导地位随之增强。
Spatial pattern of land use along the terrain gradient in Yellow River basin in West Henan province. https://doi.org/10.3969/j.issn.1003-2363.2012.03.033 URL Magsci [本文引用: 1] 摘要
豫西黄河流域土地利用空间格局在水平和垂直方向上都具有明显区域特征。利用DEM数据对研究区土地利用空间格局地形梯度规律进行了分析，结果表明：（1）各土地利用类型的空间分布规律随高程和坡度的变化具有显著的特点：受人类活动干扰影响较大的各类农业用地、建筑用地、果园、水域和湿地主要分布在海拔相对较低和坡度相对较小的区域；而受人类活动干扰影响较小的各类林地（除果园外）、草地和未利用地则比较均匀地分布在海拔相对较高和坡度较大的区域。（2）不同的海拔段和坡度段内各土地类型的分布也存在一定的分布规律：农业用地类型和林地类型在各个地形梯度内都占有较大的面积比重，这是由于其基数较大，在区域内占据优势地位决定的；在低海拔小坡度地段内农业用地具有相对的面积优势；有林地随着海拔升高和坡度增大，面积比例不断增大，其主导地位随之增强。
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基于DEM的醴陵市土地利用空间格局分析 [J].https://doi.org/10.3321/j.issn:1007-7588.2008.02.010 URL Magsci 摘要
地形是土地利用空间格局形成的基础，本文利用遥感影像、土地利用现状图、地形图、地貌图，以及野外实际调查资料，通过建立DEM、地貌分区、高程分级、叠加分析等过程，以地貌分区和高程分级区域为基本空间单元，分析了湖南醴陵市土地利用空间格局及与地形因子的关系。结果表明土地利用类型空间分布具有强烈的区域差异性，各地貌分区与高程分级区域的土地利用组合不同，同一土地利用类型在不同地貌分区和高程区域的分布存在差异；土地利用类型空间分布与海拔高程具有显著的相关性，随海拔高程增加，林地分布比例增大，耕地、园地、城乡居民用地、工矿用地、水域和未利用土地均呈减少趋势。在此基础上，构建了研究区土地利用空间格局的三维景观模型，直观地再现了土地利用空间格局与所处环境的关系，有利于辨识不同地貌部位土地利用的分布规律与差异，可为研究区农业结构调整和土地资源可持续利用提供参考。
Analyzing spatial pattern of land use in Liling city based on DEM. https://doi.org/10.3321/j.issn:1007-7588.2008.02.010 URL Magsci 摘要
地形是土地利用空间格局形成的基础，本文利用遥感影像、土地利用现状图、地形图、地貌图，以及野外实际调查资料，通过建立DEM、地貌分区、高程分级、叠加分析等过程，以地貌分区和高程分级区域为基本空间单元，分析了湖南醴陵市土地利用空间格局及与地形因子的关系。结果表明土地利用类型空间分布具有强烈的区域差异性，各地貌分区与高程分级区域的土地利用组合不同，同一土地利用类型在不同地貌分区和高程区域的分布存在差异；土地利用类型空间分布与海拔高程具有显著的相关性，随海拔高程增加，林地分布比例增大，耕地、园地、城乡居民用地、工矿用地、水域和未利用土地均呈减少趋势。在此基础上，构建了研究区土地利用空间格局的三维景观模型，直观地再现了土地利用空间格局与所处环境的关系，有利于辨识不同地貌部位土地利用的分布规律与差异，可为研究区农业结构调整和土地资源可持续利用提供参考。
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基于GIS和DEM的土地利用空间格局分析——以兰州市为例 [J].
基于GIS技术和DEM模型,运用景观生态学方法,研究兰州市的土地利用空间格局.结果表明:(1)居民点及工矿用地、交通用地、水域主要分布在较低、较缓的区域,林地和草地主要分布在较高、较陡的区域.(2)＜ 1500m高程范围内、2°-6°坡度区域内,兰州市景观类型和多样性最为丰富;1500-2000m范围内、6°-15°坡度区域内破碎化程度最高;＞3500m范围内、＞25°坡度范围内优势景观连接性好,整体性强.(3)景观格局指数与高程和坡度有显著的相关性,最高可达到-0.921,说明地形因子对景观格局有一定的贡献作用,其中shannon多样性指数和shannon均匀度指数对坡度有相同的依赖关系.
Spatial pattern of land use in Lanzhou city based on GIS.
基于GIS技术和DEM模型,运用景观生态学方法,研究兰州市的土地利用空间格局.结果表明:(1)居民点及工矿用地、交通用地、水域主要分布在较低、较缓的区域,林地和草地主要分布在较高、较陡的区域.(2)＜ 1500m高程范围内、2°-6°坡度区域内,兰州市景观类型和多样性最为丰富;1500-2000m范围内、6°-15°坡度区域内破碎化程度最高;＞3500m范围内、＞25°坡度范围内优势景观连接性好,整体性强.(3)景观格局指数与高程和坡度有显著的相关性,最高可达到-0.921,说明地形因子对景观格局有一定的贡献作用,其中shannon多样性指数和shannon均匀度指数对坡度有相同的依赖关系.
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山地丘陵区土地利用分布及其与地形因子关系——以河北省怀来县为例 [J].Spatial distribution of land use and its relationship with terrain factors in hilly area. |
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长沙市土地利用结构信息熵时空变化研究 [J].
运用信息熵理论对长沙市1996—2008年的土地利用变化进行时间序列和空间变异分析。结果显示：在时间上,长沙市土地利用结构信息熵、均衡度在研究期间呈现波动上升态势,优势度则呈逐年下降趋势,说明长沙市土地利用系统正由低级有序向高级无序转化,结构性减弱,均衡度增加;在空间上,信息熵存在着较大的空间差异性,建成区的信息熵普通大于长沙市所下辖各县市的信息熵。通过土地利用结构信息熵相关性分析,结果发现：①长沙市土地利用变化主要表现为耕地、园地、林地、未利用地、水域及水利设施用地的减少以及交通、居民点和独立工矿用地的增加,直接导致了其信息熵的变化;②长沙市经济的快速发展,尤其是第二产业迅速增长,是其信息熵增大的根本动因;③总人口数的增加、城市化水平的提高与信息熵的增大有着密切关系。
Temporal-spatial changes analysis of land use structure in Changsha city based on information entropy.
运用信息熵理论对长沙市1996—2008年的土地利用变化进行时间序列和空间变异分析。结果显示：在时间上,长沙市土地利用结构信息熵、均衡度在研究期间呈现波动上升态势,优势度则呈逐年下降趋势,说明长沙市土地利用系统正由低级有序向高级无序转化,结构性减弱,均衡度增加;在空间上,信息熵存在着较大的空间差异性,建成区的信息熵普通大于长沙市所下辖各县市的信息熵。通过土地利用结构信息熵相关性分析,结果发现：①长沙市土地利用变化主要表现为耕地、园地、林地、未利用地、水域及水利设施用地的减少以及交通、居民点和独立工矿用地的增加,直接导致了其信息熵的变化;②长沙市经济的快速发展,尤其是第二产业迅速增长,是其信息熵增大的根本动因;③总人口数的增加、城市化水平的提高与信息熵的增大有着密切关系。
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