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在自然过程和人类活动共同影响的背景下,黄河下游开封段背河洼地区土地利用变化空间格局发生了剧烈的变化。定量监测区域土地变化格局对未来合理规划区域土地资源、维持区域经济与农业均衡发展具有重要参考价值。探讨不同驱动机制对土地利用变化的影响程度,厘清不同驱动因子的时空差异,不仅对全球变化具有重要的理论价值,对于缓解粮食安全压力、改善生态环境、促进土壤改良等也具有重要的参考意义。
本研究以黄河下游开封段背河洼地区为研究区域,以探究土地利用变化时空格局分布与驱动因子探测为总目标。首先,基于遥感技术选取2001、2008和2016年影像数据对研究区2001-2016年土地利用时空变化情况进行了研究。其次,采用相关分析模型,对研究区内不同土地变化之间潜在相互依赖性进行了验证。最后,综合前两步内容,对导致研究区土地利用变化的驱动因素进行了分析,揭示了其土地利用方式与土地变化的特征,并对未来土地资源规划管理提出对策和建议。主要研究结论如下:
(1)2001-2016年,黄河下游开封段背河洼地区土地利用时空格局变化巨大。具体表现在:时间上,耕地和未利用地不断减少,林地、水域、建设用地逐年增加,这种变化主要源于生态环境建设以及乡镇社会经济的急剧发展。空间上,研究区主要以耕地为主,且大面积分布于研究区各地,建设用地呈片状集中分布于乡镇中心并向四周不断延伸,林地、水域分布于研究区北部大堤附近,未利用地则零星分散在大堤东北部区域。值得注意的是,研究期间耕地向建设用地转出较其他地类之间的转换明显,因此,在未来乡镇发展及区域生态建设过程中,应注重对耕地资源的保护利用。
(2)研究期间,研究区内主导地类耕地在全局分布上存在显著的空间正相关性,且集聚特征逐年增强。其中,东南部乡镇耕地质量较高,耕地热点集聚趋势明显且呈小幅增强趋势。而研究区西部(开封市主城区附近)耕地冷点集聚特征显著。因此,在乡镇社会经济发展中需增强乡镇间的联带作用,以推进区域协调发展。
(3)研究期内,不同因素对耕地变化产生的冲击方向及影响程度均有所差异。以耕地面积为因变量,13个解释因子为自变量,分别对研究区耕地全域、局域变化进行分析,全域尺度上:构建最小二乘回归模型及空间计量模型,且空间计量模型明显优于最小二乘回归模型,其中,2001-2008年间,区位、生产变量对其变化影响明显,2008-2016年间,生活变量的影响程度逐渐增强。局域尺度上:经模型对比得到地理加权回归模型较最小二乘回归模型更能揭示耕地变化影响因素,其中,地区总人口和距区域中心距离对耕地变化影响较大,且变量X6(固定资产投资)、X10(地区总人口)、X11(非农业人口)对研究区耕地变化存在明显的空间非平稳性。人类活动仍是导致耕地变化的主要因素,且乡镇发展是不可避免的,因此,在后续土地资源利用规划中,应侧重对固定资产投资、地区总人口以及非农人口数的控制,注重耕地质量提升,提高土地产能效率。
(4)本研究系统分析黄河下游开封段背河洼地区乡镇视域土地变化的时空演变,并探讨影响土地结构变化的驱动因子,为缓解沿岸农业生产、保障粮食供给、开发耕地后备资源等提供理论依据和政策建议,为该区段乃至整个流域土地利用模式创新提供参考。并提出,在未来土地资源规划管理中,研究区应坚持耕地数量、质量和生态“三位一体”的保护格局,加强建设用地管控力度,推动乡镇联动发展。
本研究以黄河下游开封段背河洼地区为研究区域,以探究土地利用变化时空格局分布与驱动因子探测为总目标。首先,基于遥感技术选取2001、2008和2016年影像数据对研究区2001-2016年土地利用时空变化情况进行了研究。其次,采用相关分析模型,对研究区内不同土地变化之间潜在相互依赖性进行了验证。最后,综合前两步内容,对导致研究区土地利用变化的驱动因素进行了分析,揭示了其土地利用方式与土地变化的特征,并对未来土地资源规划管理提出对策和建议。主要研究结论如下:
(1)2001-2016年,黄河下游开封段背河洼地区土地利用时空格局变化巨大。具体表现在:时间上,耕地和未利用地不断减少,林地、水域、建设用地逐年增加,这种变化主要源于生态环境建设以及乡镇社会经济的急剧发展。空间上,研究区主要以耕地为主,且大面积分布于研究区各地,建设用地呈片状集中分布于乡镇中心并向四周不断延伸,林地、水域分布于研究区北部大堤附近,未利用地则零星分散在大堤东北部区域。值得注意的是,研究期间耕地向建设用地转出较其他地类之间的转换明显,因此,在未来乡镇发展及区域生态建设过程中,应注重对耕地资源的保护利用。
(2)研究期间,研究区内主导地类耕地在全局分布上存在显著的空间正相关性,且集聚特征逐年增强。其中,东南部乡镇耕地质量较高,耕地热点集聚趋势明显且呈小幅增强趋势。而研究区西部(开封市主城区附近)耕地冷点集聚特征显著。因此,在乡镇社会经济发展中需增强乡镇间的联带作用,以推进区域协调发展。
(3)研究期内,不同因素对耕地变化产生的冲击方向及影响程度均有所差异。以耕地面积为因变量,13个解释因子为自变量,分别对研究区耕地全域、局域变化进行分析,全域尺度上:构建最小二乘回归模型及空间计量模型,且空间计量模型明显优于最小二乘回归模型,其中,2001-2008年间,区位、生产变量对其变化影响明显,2008-2016年间,生活变量的影响程度逐渐增强。局域尺度上:经模型对比得到地理加权回归模型较最小二乘回归模型更能揭示耕地变化影响因素,其中,地区总人口和距区域中心距离对耕地变化影响较大,且变量X6(固定资产投资)、X10(地区总人口)、X11(非农业人口)对研究区耕地变化存在明显的空间非平稳性。人类活动仍是导致耕地变化的主要因素,且乡镇发展是不可避免的,因此,在后续土地资源利用规划中,应侧重对固定资产投资、地区总人口以及非农人口数的控制,注重耕地质量提升,提高土地产能效率。
(4)本研究系统分析黄河下游开封段背河洼地区乡镇视域土地变化的时空演变,并探讨影响土地结构变化的驱动因子,为缓解沿岸农业生产、保障粮食供给、开发耕地后备资源等提供理论依据和政策建议,为该区段乃至整个流域土地利用模式创新提供参考。并提出,在未来土地资源规划管理中,研究区应坚持耕地数量、质量和生态“三位一体”的保护格局,加强建设用地管控力度,推动乡镇联动发展。