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摘要：生态用地的数量结构与空间格局特征的分析是生态保护的基础，其空间格局演变规律对于生态资源的保护和保障国家可持续发展具有重要现实意义。本文综合运用GIS和RS作为技术手段，利用核密度分析方法对黑龙江省2000-2016年间生态用地进行了演变特征分析。研究结果表明：从空间分布来看，2000-2016年间黑龙江省生态用地核密度值分布较平均，呈现从北到南降低趋势，并且核密度高值地区的核密度有向低值转化的趋势。
关键词： 生态用地; 空间格局; 演变特征; GIS
0 引 言
伴随着中国新型城市化、工业化进程的加快，中国大量占用生态用地，生态用地质量不断下降，造成资源严重短缺，使中国经济、社会、人口增长与生态资源保护的矛盾更加突出[1-3]。所以，研究生态用地数量变化与空间分布特征，对于合理利用生态资源，保障生态安全，促进社会经济的可持续发展具有重要意义[4]。本文以黑龙江省作为研究区，利用RS和GIS等技术，从水平空间方面研究了黑龙江省生态用地空间演变特征。利用土地利用转移矩阵分析了黑龙江省生态用地的数量结构特征，利用核密度分析、点密度等方法分析了生态用地空间分布密度和空间聚集位置等。研究成果可为保护黑龙江省生态用地资源提供一定的科学参考依据。
1 研究区概况与数据处理
1.1 研究区概况
黑龙江省位于中国最东北部，东、北分别以乌苏里江、黑龙江为界与俄罗斯接壤，西接内蒙古自治区，南连吉林省，地处东经43°25′～53°33′，东经121°11′～135°05′，跨越10个纬度，14个经度，南北长约1120 km，东西宽约930 km，总面积47.3万km2（含加格达奇区和松岭区），它是中国最北、最东、纬度最高、经度最东的一个省。黑龙江省西部属于松嫩平原，东北属于三江平原，平原面积占全省的37.0%，北部和东南部属于山地，平均海拔在50～200 m之间。温带大陆性季风气候。
1.2 数据来源与处理
本文以研究区2000年、2010年、2016年3期土地利用数据库为基础，提取生态用地信息。采用土地资源信息全数字人机交互遥感快速提取方法，建立的全国土地利用变化数据集。利用覆盖了研究区的2016年数据，对57幅Landsat-8/OLI、 TIRS图像进行分类，再根据分类结果进行人工目视判读，生成了区土地利用图形数据库及相关属性数据库，并通过Kappa系数检验和实地验证，其准确率达90%以上。
2 研究方法
2.1核密度分析
核密度估计（kemel density estimation， KED）是一种探测数据分布情况的方法，它可以用来分析点状地理要素，从而清楚地反映地理现象在空间扩散中的距离衰减规律。核密度估算公式如下：
式中，n为数据个数，h为阈值，K （x-xi）为核密度方程;（x-）是估计点x到事件的距离。对区域内生态用地点进行计算，从而得到黑龙江省生态用地的分布密度[6]。
3 生态用地空间格局演变特征
3.1 空间格局演变核密度分析
在ArcGIS10.2中，使用”Feature to to point”工具，将每一年的生态地形图数据转换成点，然后利用”Kernal Density”模块计算点状生态地形图的核素密度值，根据2000年的数据，使用”Natural Breaks”方法对2000年生态地形图的核素密度值进行分级，依次为：0-0.04块·/km2、0.04-0.08块·/km2、0.08-0.12块·/km2、0.12-0.16块·/km2、0.16-0.20块·/km2其他年份以此为依据划分，最终生成黑龙江省不同年份生态用地核密度值空间分布图（图1）。
如图1所示，黑龙江省3个年份生态用地核密度空间分布呈现出相似的空间格局，生态用地核密度值总体较为平均，除绥化市核密度值较低外，其他各地区均有不同程度的核密度值分布，由北向南核密度值逐渐降低，核密度值最高的地区为大兴安岭地区、黑河市北部以及大庆市南部。核密度值最低的地区主要包括绥化市、哈尔滨西部、双鸭山市北部以及佳木斯市南部，其中绥化市生态用地核密度值几乎全部为0-0.04块·/km2，哈尔滨市生态用地核密度值几乎全部为0.04-0.08块·/km2，是黑龙江省两个典型的生态用地核密度低值区。
从各年份生态用地核密度值空间分布来看，2000-2016年期间，黑龙江省生态用地核密度高值地区有向核密度低值转化的趋势，核密度值有所降低，表现在大兴安岭地区、大庆市、牡丹江市等地区。
4 结 语
本文以黑龙江省2000年、2010年、2016年3期土地利用数据库为基础，提取生态用地信息，综合利用GIS手段和数学模型，从生态用地的数量结构、空间分布方面研究生态用地空间格局演变特征，得到主要结论如下：从空间分布上来看，黑龙江省生态用地在2000-2016年期间空间分布呈现出相似格局，生态用地核密度值分布总体較平均，生态用地核密度从北到南逐渐降低，绥化市为典型的生态用地核密度低值地区，大兴安岭地区为核密度高值地区，并且核密度高值地区的核密度值有随时间向低值转化的趋势，主要表现在伊春市西南部与黑河市中部。总体上看，生态用地变化地区的集聚程度在近几年有所缓和，趋于稳定，变化集中区域在不断缩小。
参考文献
[1]张骞，高明，杨乐，等. 1988—2013年重庆市主城九区生态用地空间结构及其生态系统服务价值变化[J].生态学报，2017，37（2）：566-575.
[2]程迎轩，王红梅，刘光盛，等. 基于最小累计阻力模型的生态用地空间布局优化[J].农业工程学报，2016，32（16）：248-257.
[3]周朕，蒙吉军，齐杨，等. 中国生态用地重要性及其格局优化研究进展[J].生态学杂志，2016，35（1）：18-225.
[4]朱战强，杨帆，宋志军.北京生态用地的空间格局及复杂性[J].经济地理，2015，35（7）：168-175.
[5]陈利，朱喜钢.中国城镇化的地域非均衡及其动态演进——来自基尼系数及核密度估计的经验证据[J]. 统计与信息论坛，2017，32（5）：76-84.
[6]李鹏山，吕雅慧，张超.基于核密度估计的京津冀地区耕地破碎化分析[J].农业机械学报，2016，47（5）：281-287.
[7]武虹.多因子影响下的史前西辽河流域聚落空间格局演变研究[D].泉州：华侨大学，2017，5.
成都理工大学 地球科学学院 四川 成都 610059
关键词： 生态用地; 空间格局; 演变特征; GIS
0 引 言
伴随着中国新型城市化、工业化进程的加快，中国大量占用生态用地，生态用地质量不断下降，造成资源严重短缺，使中国经济、社会、人口增长与生态资源保护的矛盾更加突出[1-3]。所以，研究生态用地数量变化与空间分布特征，对于合理利用生态资源，保障生态安全，促进社会经济的可持续发展具有重要意义[4]。本文以黑龙江省作为研究区，利用RS和GIS等技术，从水平空间方面研究了黑龙江省生态用地空间演变特征。利用土地利用转移矩阵分析了黑龙江省生态用地的数量结构特征，利用核密度分析、点密度等方法分析了生态用地空间分布密度和空间聚集位置等。研究成果可为保护黑龙江省生态用地资源提供一定的科学参考依据。
1 研究区概况与数据处理
1.1 研究区概况
黑龙江省位于中国最东北部，东、北分别以乌苏里江、黑龙江为界与俄罗斯接壤，西接内蒙古自治区，南连吉林省，地处东经43°25′～53°33′，东经121°11′～135°05′，跨越10个纬度，14个经度，南北长约1120 km，东西宽约930 km，总面积47.3万km2（含加格达奇区和松岭区），它是中国最北、最东、纬度最高、经度最东的一个省。黑龙江省西部属于松嫩平原，东北属于三江平原，平原面积占全省的37.0%，北部和东南部属于山地，平均海拔在50～200 m之间。温带大陆性季风气候。
1.2 数据来源与处理
本文以研究区2000年、2010年、2016年3期土地利用数据库为基础，提取生态用地信息。采用土地资源信息全数字人机交互遥感快速提取方法，建立的全国土地利用变化数据集。利用覆盖了研究区的2016年数据，对57幅Landsat-8/OLI、 TIRS图像进行分类，再根据分类结果进行人工目视判读，生成了区土地利用图形数据库及相关属性数据库，并通过Kappa系数检验和实地验证，其准确率达90%以上。
2 研究方法
2.1核密度分析
核密度估计（kemel density estimation， KED）是一种探测数据分布情况的方法，它可以用来分析点状地理要素，从而清楚地反映地理现象在空间扩散中的距离衰减规律。核密度估算公式如下：
式中，n为数据个数，h为阈值，K （x-xi）为核密度方程;（x-）是估计点x到事件的距离。对区域内生态用地点进行计算，从而得到黑龙江省生态用地的分布密度[6]。
3 生态用地空间格局演变特征
3.1 空间格局演变核密度分析
在ArcGIS10.2中，使用”Feature to to point”工具，将每一年的生态地形图数据转换成点，然后利用”Kernal Density”模块计算点状生态地形图的核素密度值，根据2000年的数据，使用”Natural Breaks”方法对2000年生态地形图的核素密度值进行分级，依次为：0-0.04块·/km2、0.04-0.08块·/km2、0.08-0.12块·/km2、0.12-0.16块·/km2、0.16-0.20块·/km2其他年份以此为依据划分，最终生成黑龙江省不同年份生态用地核密度值空间分布图（图1）。
如图1所示，黑龙江省3个年份生态用地核密度空间分布呈现出相似的空间格局，生态用地核密度值总体较为平均，除绥化市核密度值较低外，其他各地区均有不同程度的核密度值分布，由北向南核密度值逐渐降低，核密度值最高的地区为大兴安岭地区、黑河市北部以及大庆市南部。核密度值最低的地区主要包括绥化市、哈尔滨西部、双鸭山市北部以及佳木斯市南部，其中绥化市生态用地核密度值几乎全部为0-0.04块·/km2，哈尔滨市生态用地核密度值几乎全部为0.04-0.08块·/km2，是黑龙江省两个典型的生态用地核密度低值区。
从各年份生态用地核密度值空间分布来看，2000-2016年期间，黑龙江省生态用地核密度高值地区有向核密度低值转化的趋势，核密度值有所降低，表现在大兴安岭地区、大庆市、牡丹江市等地区。
4 结 语
本文以黑龙江省2000年、2010年、2016年3期土地利用数据库为基础，提取生态用地信息，综合利用GIS手段和数学模型，从生态用地的数量结构、空间分布方面研究生态用地空间格局演变特征，得到主要结论如下：从空间分布上来看，黑龙江省生态用地在2000-2016年期间空间分布呈现出相似格局，生态用地核密度值分布总体較平均，生态用地核密度从北到南逐渐降低，绥化市为典型的生态用地核密度低值地区，大兴安岭地区为核密度高值地区，并且核密度高值地区的核密度值有随时间向低值转化的趋势，主要表现在伊春市西南部与黑河市中部。总体上看，生态用地变化地区的集聚程度在近几年有所缓和，趋于稳定，变化集中区域在不断缩小。
参考文献
[1]张骞，高明，杨乐，等. 1988—2013年重庆市主城九区生态用地空间结构及其生态系统服务价值变化[J].生态学报，2017，37（2）：566-575.
[2]程迎轩，王红梅，刘光盛，等. 基于最小累计阻力模型的生态用地空间布局优化[J].农业工程学报，2016，32（16）：248-257.
[3]周朕，蒙吉军，齐杨，等. 中国生态用地重要性及其格局优化研究进展[J].生态学杂志，2016，35（1）：18-225.
[4]朱战强，杨帆，宋志军.北京生态用地的空间格局及复杂性[J].经济地理，2015，35（7）：168-175.
[5]陈利，朱喜钢.中国城镇化的地域非均衡及其动态演进——来自基尼系数及核密度估计的经验证据[J]. 统计与信息论坛，2017，32（5）：76-84.
[6]李鹏山，吕雅慧，张超.基于核密度估计的京津冀地区耕地破碎化分析[J].农业机械学报，2016，47（5）：281-287.
[7]武虹.多因子影响下的史前西辽河流域聚落空间格局演变研究[D].泉州：华侨大学，2017，5.
成都理工大学 地球科学学院 四川 成都 610059