近40 a瑪納斯河流域典型土地利用變化特征與趨勢分析

朱磊，張麗，王新軍

(新疆農(nóng)業(yè)大學草業(yè)與環(huán)境科學學院/新疆土壤與植物生態(tài)過程重點實驗室，烏魯木齊 830052)

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近40 a瑪納斯河流域典型土地利用變化特征與趨勢分析

朱磊，張麗，王新軍

(新疆農(nóng)業(yè)大學草業(yè)與環(huán)境科學學院/新疆土壤與植物生態(tài)過程重點實驗室，烏魯木齊 830052)

【目的】分析瑪納斯河流域典型土地利用/覆被變化特征，為該區(qū)域土地資源合理規(guī)劃與開發(fā)提供科學參考。【方法】基于多源遙感影像，運用GIS技術和土地利用變化模型，重建瑪納斯河流域典型綠洲區(qū)近40 a土地利用/覆被變化過程，并定量分析變化的狀態(tài)與趨勢?！窘Y(jié)果】1975～2015年，研究區(qū)內(nèi)占主導的土地利用/覆被類型始終為耕地、草地和未利用地。研究時段末期，耕地成為研究區(qū)面積最大的地類。研究區(qū)土地利用綜合狀態(tài)與趨勢指數(shù)從初期的0.48 增至末期的0.62，整體為0.75，面積凈變化指數(shù)和綜合變化指數(shù)均為先減小后增加，但仍未達到研究初期水平。各地類在研究時段內(nèi)均呈現(xiàn)階段性非平衡態(tài)勢，耕地、林地、建設用地和未利用地在研究時段中期和末期呈極端不平衡態(tài)勢?！窘Y(jié)論】近40 a來，研究區(qū)土地利用發(fā)生較大變化，耕地的迅速擴張和林地、草地的減少是其最顯著的特征。整個時段內(nèi)，區(qū)域土地利用/覆被總體處于不平衡狀態(tài)，四個子時段呈現(xiàn)由準平衡狀態(tài)向極端不平衡狀態(tài)轉(zhuǎn)變的趨勢。

土地利用變化；綠洲；狀態(tài)與趨勢；瑪納斯河流域

0 引 言

【研究意義】我國西北干旱區(qū)生態(tài)環(huán)境極其脆弱[1]，近半個世紀以來，隨著經(jīng)濟社會的迅速發(fā)展，該地區(qū)的綠洲農(nóng)業(yè)耕作區(qū)擴張活動導致土地覆被發(fā)生了顯著變化[2]?，敿{斯河流域是我國西北干旱區(qū)典型的內(nèi)陸河流域，位于天山北坡經(jīng)濟帶的核心區(qū)[3,4]，也是新疆最大的綠洲農(nóng)耕區(qū)[5,6]。過去50 a流域水土開發(fā)致使綠洲面積增加了4倍以上，是干旱區(qū)土地利用/覆被變化的縮影[5]。然而，區(qū)域社會經(jīng)濟取得的巨大發(fā)展依賴于大規(guī)模、高強度的水土資源開發(fā)，使得綠洲-荒漠交錯帶的自然植被遭到破壞，進而導致了一系列的生態(tài)環(huán)境問題[7]。因此，研究瑪納斯河流域典型綠洲區(qū)土地利用變化特征能夠進一步完善綠洲土地變化研究，并為該區(qū)域土地資源合理規(guī)劃與開發(fā)提供科學參考?！厩叭搜芯窟M展】近年來，已有許多學者針對瑪納斯河流域這一土地利用變化熱點區(qū)域開展了多角度研究。研究多以遙感影像為基礎，借助GIS平臺定量分析該區(qū)域土地利用變化，研究流域生態(tài)格局、生態(tài)服務功能、碳儲量、植被覆蓋度、土壤鹽漬化程度等對土地利用變化的響應，進而提出建議和對策[2,8-12]。還有研究對區(qū)域內(nèi)的人工綠洲演變過程及特點進行了探討[4]，探討對綠洲土地整合措施[13]?！颈狙芯壳腥朦c】針對瑪納斯河流域高強度人為活動導致的顯著土地利用變化，研究選擇流域下部典型綠洲區(qū)-沙灣縣和第八師墾區(qū)，重建區(qū)域內(nèi)較長時間序列的土地利用變化過程，分析變化狀態(tài)與趨勢，為綠洲土地變化提供依據(jù)?！緮M解決的關鍵問題】基于近40 a多源遙感影像，運用GIS方法和土地利用變化模型定量分析新疆干旱區(qū)綠洲典型土地利用變化特征。

1 材料與方法

1.1 材 料

瑪納斯河流域位于天山北麓中段，古爾班通古特沙漠南緣，43°27'～45°21'N，85°01'～86°32'E之間，屬溫帶大陸性氣候，地勢東南高、西北低。區(qū)域內(nèi)地方鄉(xiāng)鎮(zhèn)與兵團農(nóng)牧團場交錯分布，范圍包括石河子市、沙灣縣、瑪納斯縣和第八師19個農(nóng)牧團場、鄉(xiāng)和第六師新湖農(nóng)場[2]。建國以來，該流域由原本以天然綠洲為主導逐漸發(fā)展成為天山北坡中段最大的灌溉綠洲。研究選擇流域內(nèi)典型的綠洲區(qū)沙灣縣和第八師墾區(qū)為研究對象，其中沙灣老綠洲位于沖積平原中上部，開發(fā)歷史較長，以第八師為代表的農(nóng)墾綠洲插花分布在沙灣縣與瑪納斯縣之中，是1950 年后才逐漸在原來荒漠草地上開墾出來[14]。

1.2 方 法

1.2.1 數(shù)據(jù)處理

研究基于多源遙感影像提取土地變化信息，采用的遙感數(shù)據(jù)包括：1976年7月15日的Landsat-2 MSS影像(WRS-1 155/29和155/30)、1990年7月10日的Landsat-5 TM 影像(WRS-2 144/29和144/30)、2000年7月4日的 Landsat-7 ETM+影像(WRS-2 144/29和144/30)、2007年7月18日的Landsat-7 ETM+影像(WRS-2 144/29和144/30)和2015年7月9日的Landsat -8 OLI(WRS-2 144/29和144/30)影像各兩景，影像云量覆蓋均在5%以下。在ERDAS IMAGE 2014軟件中，對MSS 影像采取421波段假彩色合成，TM和ETM+影像采用432波段假彩色合成，OLI影像采用543波段假彩色合成。用1∶250 000 地形圖對2015 年的OLI影像進行幾何校正后對其余各期影像進行配準，平均位置誤差小于0.5個象元，采用雙線性內(nèi)插法將圖像重采樣到30 m×30 m。

1.2.2 土地利用/覆被信息提取

研究依據(jù)劉紀遠等[15]提出的土地利用分類體系，將研究區(qū)劃分為六大類：耕地、林地、草地(包括牧草地和荒漠草地)、水域(包括河渠、湖泊、冰川積雪和水利設施用地等)、建設用地(包括城鄉(xiāng)居民點、工礦交通等用地等)和未利用地。參考已有研究成果，建立研究區(qū)各土地利用/覆被類型判讀標志，對已處理的遙感影像進行目視解譯并數(shù)字化，建立拓撲關系，得到研究區(qū)五個時期的土地利用/覆被變化的空間和屬性數(shù)據(jù)。解譯結(jié)果分別經(jīng)大比例尺航片、野外考察和Google Earth高空間分辨率影像檢驗，Kappa系數(shù)分別為81.88%、85.88%、85.54%、86.21%和88.74%，滿足土地利用變化檢測的要求[16]。圖1

圖1 1976～2015年研究區(qū)土地利用/覆被
Fig. 1 Land use/ land cover of study area during 1976-2015

1.2.3 土地利用/覆被變化

將提取的五期數(shù)據(jù)疊加，進行空間分析，計算得到四個子時段的土地類型轉(zhuǎn)移矩陣，重建研究區(qū)近40 a土地變化的過程，并采用如下模型定量分析土地變化的狀態(tài)和趨勢[17]。表1

表1 土地利用/覆被變化過程與趨勢模型
Table 1 Process and trend models of land use/cover change

土地利用變化模型說明Nc=Ub-UaUa×100%=ΔUin-ΔUoutUa×100%Ps=NcTc=ΔUin-ΔUoutΔUin+ΔUout and -1≤Ps≤1,ΔUout+ΔUin≠0Sa=∑ni=1Ubi-Uai2∑ni=1Uai×100%=∑ni=1ΔUin-i-ΔUout-i2∑ni=1Uai×100%Ss=∑ni=1(ΔUout-i+ΔUin-i)2∑ni-1Uai×100%=∑ni=1ΔUout-i∑ni-1Uai×100%=∑ni=1ΔUin-i∑ni-1Uai×100%Pt=SaSs=∑ni=1ΔUout-i-ΔUin-i∑ni=1(ΔUout-i+ΔUin-i), 0≤SaSs≤1and0≤Pt≤1, Ss≠0Nc-單一類型面積凈變化指數(shù);Tc-單一類型綜合變化指數(shù);Ps-單一類型趨勢與狀態(tài)指數(shù);Sa-總體面積凈變化指數(shù);Ss-總體綜合變化指數(shù);Pt-總體趨勢與狀態(tài)指數(shù);Ua-研究初期某一土地類型的面積;Ub-研究末期某一土地類型的面積;△Uout-某時段某一土地類型轉(zhuǎn)出的面積之和;△Uin-同時期其它類型轉(zhuǎn)變?yōu)樵擃愋偷拿娣e之和;Uai研究初期第i種土地類型的面積;Ubi研究末期第i種土地類型的面積;△Uout-i-研究時段內(nèi)第i種土地類型轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌愋偷拿娣e之和;△Uin-i-其它類型轉(zhuǎn)變?yōu)榈趇種類型的面積之和;n-土地利用/土地覆被類型總數(shù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 土地利用變化過程

近40 a來，研究區(qū)土地利用/覆被在各子時段呈現(xiàn)出不同的變化特征。1976～1990年，面積變化最大的是耕地，增加了1.03×105hm2，林地和未利用地分別減少了6.84×104和9.58×104hm2。同時，水域減少2.79×103hm2，草地和建設用地分別增加5.73×104和7.17×103hm2。從變化幅度來看，各類型中增幅最大的是建設用地和耕地，減幅最大的是林地。

1990～2000年，耕地和未利用地變化最為顯著，凈面積變化在各類型中最大，各自分別增加和減少了5.02×104和3.58×104hm2。林地減少1.40×104hm2，草地增加了3.11×103hm2。水域和建設用地各有小幅減少和增加。建設用地為各類型中增幅最大，但較上一時期顯著減小，其次為耕地，林地減幅最大但幅度較上一時段減小。

2000～2007年，耕地在所有地類中凈面積變化最大，增加了1.46×104hm2。林地有小幅減少，建設用地僅增加1.30×103hm2，草地和水域分別減少5.09×103和4.34×103hm2，未利用地減少4.98×103hm2。建設用地增幅最大，水域減幅最大，其余各地類變化幅度相對較小。

2007～2015年，耕地和未利用地變化最為顯著，凈面積變化在各類型中最大，各自分別增加和減少了2.06×105和1.37×105hm2。此外，林地減少5.51×103hm2，草地減少了7.17×104hm2，水域減少6.67×102hm2，建設用地增加8.29×103hm2。建設用地和耕地增幅最大，其次為耕地。

耕地和建設用地在各子時段內(nèi)均保持增加，其中，耕地面積凈增加3.74×105hm2，建設用地面積凈增加1.90×104hm2。比較研究始末時段，林地、草地、水域、未利用地面積均凈減少，草地面積經(jīng)過先增后減的過程，其余三種地類面積則持續(xù)減少。其中，未利用地面積減少較大， 為2.73×105hm2。林地次之，減少8.94×104hm2。四個子時段內(nèi)，研究區(qū)內(nèi)占主導的地類均為耕地、草地和未利用地，三者之和占比從1976年的86.43%增加到2015年的92.03%，呈現(xiàn)小幅的上升趨勢。近40 a來，耕地面積占研究區(qū)比例不斷升高，2000年之后超越草地，成為研究區(qū)第二大土地利用類型，2015年又超過未利用地，成為研究區(qū)最重要的地類。圖2

四個子時段內(nèi)的各地類動態(tài)度存在差異。耕地動態(tài)度變化在研究時段內(nèi)呈現(xiàn)“兩頭高、中間低”的特征，2007～2015年間最高，2000～2007年最低。林地的動態(tài)度逐漸減小，2007～2015年又有所上升，但未達到1990～2000年的水平。草地動態(tài)度先減小后增加，但凈面積變化由增加變?yōu)闇p少。水域的動態(tài)度先增加后減少，變化幅度為各類型中最小。建設用地動態(tài)度變化特征與耕地類似，其在1975～1990年的動態(tài)度為各土地利用/覆被類型在整個研究時段內(nèi)最高。未利用地動態(tài)度先減小后增大，2007～2015年超越1975～1990年達到最高。從不同時段來看，除水域外，各地類動態(tài)度在研究時段的始末兩端較大，即研究區(qū)土地利用/覆被變化在1976～1990年和2007～2015年更為活躍。圖3

圖2 研究區(qū)土地利用/覆被結(jié)構(gòu)
Fig. 2 Land use/land cover structure of Study Area 1976 and 2015

圖3 研究區(qū)土地利用/覆被變化動態(tài)度
Fig. 3 The land use/cover change dynamic degree of study area 1976 and 2015

從1976年各類型的轉(zhuǎn)化去向來看，耕地主要轉(zhuǎn)向了建設用地和未利用地，轉(zhuǎn)換面積分別為1.28×104和3.07×103hm2。林地有一半以上經(jīng)開墾后轉(zhuǎn)換為耕地，轉(zhuǎn)換面積為6.75×104hm2，此外分別有2.11×104和1.53×104hm2轉(zhuǎn)換為草地和未利用地。草地分別有6.73×104和2.33×103hm2轉(zhuǎn)換為耕地和未利用地，其中轉(zhuǎn)換為耕地的比例較高，達到20.57%。水域主要轉(zhuǎn)向了未利用地，面積為1.89×104hm2，另有8.36×103hm2轉(zhuǎn)為耕地和林地、草地。轉(zhuǎn)出的建設用地幾乎全部轉(zhuǎn)向耕地，但轉(zhuǎn)換面積較小，僅為2.01×103hm2，只有約3%轉(zhuǎn)出為其他類型。未利用地主要有2.54×105和5.64×104hm2轉(zhuǎn)換為耕地和草地，僅有2.18%轉(zhuǎn)化為其他類型。表2

從2015年各類型的轉(zhuǎn)化來源來看，耕地大部分來自于未利用地，轉(zhuǎn)換面積為2.54×105hm2，其次為林地和草地，共計1.35×105hm2，僅有不到1%轉(zhuǎn)換為其他類型。新增的林地、草地和水域均主要來自于未利用地，轉(zhuǎn)換面積分別為1.12×104、5.64×104和7.73×103hm2。新增的建設用地絕大部分由耕地轉(zhuǎn)換而來，其次有18.22%來自于未利用地。未利用地主要由草地、林地和水域轉(zhuǎn)換而來，僅有0.7%來自轉(zhuǎn)換的耕地和建設用地。表2

表2 1976～2015年研究區(qū)土地利用轉(zhuǎn)移概率矩陣
Table 2 Transition probability matrix of land use/land cover in study area from 1976 to 2015 (%)

19762015耕地Cultivatedland林地Woodland草地Grassland水域Waterarea建設用地Constructionland未利用地Unusedland耕地CultivatedlandA91.720.670.640.375.321.27B35.954.250.501.5055.950.68林地WoodlandA53.0314.4416.542.131.8811.98B10.9948.486.784.6310.473.36草地GrasslandA20.570.9270.110.790.497.13B10.967.9673.824.396.955.14水域WaterareaA3.255.063.2962.000.1426.25B0.389.610.7676.270.454.17建設用地ConstructionlandA50.770.051.210.0546.141.78B0.330.010.020.007.970.02未利用地UnusedlandA34.991.557.751.060.5754.06B41.3929.7018.1313.2018.2286.63

注：表中行和列分別表示1976和2005年的各地類；A表示1976年各類型轉(zhuǎn)變?yōu)?015年的不同類型的比例；B表示2015年各類型由1976年不同類型轉(zhuǎn)化而來的比例

2.2 LUCC狀態(tài)與趨勢

由研究區(qū)土地變化狀態(tài)與趨勢指數(shù)可以看出：整個時段內(nèi)研究區(qū)各地類顯示出不同的變化特征和趨勢。其中，耕地在各時段內(nèi)均呈現(xiàn)“漲勢”，且在1990～2000和2007～2015年間呈現(xiàn)極端非平衡態(tài)勢。林地在各時段內(nèi)均處于減少狀態(tài)，除1990～2000年間外，其余時段基本處于雙向轉(zhuǎn)換均衡態(tài)勢。草地呈現(xiàn)先“漲勢”后“落勢”的特征，2007～2015年間呈現(xiàn)極端非平衡狀態(tài)，其余時段基本為平衡態(tài)勢。水域在各子時段均為 “落勢”，但其向其他類型轉(zhuǎn)換的規(guī)模先增大后減小，2000～2007年間接近非平衡態(tài)勢，研究始末兩段呈現(xiàn)雙向轉(zhuǎn)換均衡態(tài)勢。建設用地在各時段內(nèi)均呈現(xiàn)“漲勢”，且保持非平衡態(tài)勢，其中，2000～2007年間為極端非平衡態(tài)勢。未利用地在整個時段內(nèi)始終保持“落勢”，1976～2000年間呈現(xiàn)基本平衡態(tài)勢，2000～2007年間雙向轉(zhuǎn)換頻繁，處于平衡態(tài)勢，研究末期則轉(zhuǎn)為非平衡態(tài)勢。表3，表4

表3 研究區(qū)單一土地利用/覆被類型變化指數(shù)
Table 3 Individual status and trend indices in study area

土地利用類型1976～1990年1990～2000年2000～2007年2007～2015年Nc(%)Tc(%)PsNc(%)Tc(%)PsNc(%)Tc(%)PsNc(%)Tc(%)Ps耕地Cultivatedland42.5880.290.5314.6217.970.813.7012.430.3050.5459.180.85林地Woodland-53.7398.30-0.55-23.7634.16-0.70-3.2812.07-0.27-12.6730.26-0.42草地Grassland17.4961.490.280.8119.190.04-1.318.79-0.15-18.7522.03-0.85水域Waterarea-3.8761.30-0.06-8.2219.75-0.42-6.829.62-0.71-1.1322.23-0.05建設用地Constructionland181.24308.240.5919.7824.770.809.7510.720.9156.6499.730.57未利用地Unusedland-13.1744.13-0.30-5.6816.35-0.35-0.849.13-0.09-23.1627.57-0.84

研究區(qū)四個子時段的綜合狀態(tài)與趨勢指數(shù)由0.48增加到0.62，呈現(xiàn)由準平衡狀態(tài)向極端不平衡狀態(tài)轉(zhuǎn)變的趨勢。就整個時段而言，研究區(qū)的土地變化屬于不平衡狀態(tài)。凈面積變化指數(shù)(Sa) 和綜合變化指數(shù)(Ss)均為先減小后增加，但仍未達到研究初期水平。

表4 研究區(qū)單一土地利用/覆被綜合狀態(tài)與趨勢指數(shù)
Table 4 Total status and trend index in study area

1976～1990年1990～2000年2000～2007年2007～2015年1976～2015年Sa(%)156.0436.4312.8581.45382.89Ss(%)326.8866.1031.38130.50512.87Pt0.480.550.410.620.75

3 討 論

耕地的迅速擴張和林地、草地的減少是研究區(qū)近40 a土地利用變化最顯著的特征，也是導致研究區(qū)生態(tài)問題加劇的根本原因。研究區(qū)從1970年起開始發(fā)展井灌井排，20世紀80年代末開始大規(guī)模地開采地下水，開采范圍由原來的地下水溢出帶擴大到整個綠洲，從上部山前沖積洪積扇到下部三角洲，直至沙漠邊緣和沙漠內(nèi)部[4]。2000年以后，隨著高效節(jié)水灌溉的迅速推廣，尤其是膜下滴灌技術的運用，瑪納斯河流域耕地面積高速擴張，成為新疆增加最多、擴大最快的地區(qū)之一[4]。另外，改革開放以來研究區(qū)城市建設取得長足發(fā)展，城鎮(zhèn)面積增速較快，人口呈指數(shù)增長，迫使更多的自然土地被開發(fā)為耕地和建設用地，導致該區(qū)域土地利用/覆被發(fā)生顯著變化[18]。近年來，流域的地表水資源利用率已超過96%，同時大量的地下水被抽取用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和城市生活[4]，地下水位持續(xù)下降，生態(tài)用水受到威脅，綠洲邊緣荒漠植被旱化衰亡及水體周邊植被退化[18]。若研究區(qū)內(nèi)耕地繼續(xù)無序擴張，林地、草地所需生態(tài)用水難以保證，必將嚴重威脅區(qū)域的生態(tài)安全[19]。

基于上述原因，大面積的其它土地利用類型轉(zhuǎn)換為耕地和建設用地，而轉(zhuǎn)出面積較少，這種單向轉(zhuǎn)換使研究區(qū)耕地和建設用地呈現(xiàn)出極端非平衡態(tài)勢。此外，研究區(qū)內(nèi)的林地、草地與未利用地之間的存在一定程度雙向交換，屬平衡態(tài)勢。這是因為：一方面，原有的林地、草地由于墾荒、過度載畜和水資源的過度開采而退化或消亡；另一方面，在國家“退耕還林還草”政策的支持下，區(qū)域內(nèi)政府開展了“南部山區(qū)退牧還草，中部平原退耕還林、退耕還濕、提高綠化覆蓋率，北部沙漠治沙造林、植被恢復”等工作，使得部分區(qū)域的林地和草地面積有所增加。

4 結(jié) 論

4.1 近40 a來，研究區(qū)內(nèi)占主導的地類始終為耕地、草地和未利用地，2015年三者之和占比高達92.03%，呈現(xiàn)小幅的上升趨勢。整個時段內(nèi)，耕地面積所占比例不斷升高，研究時段末期已成為研究區(qū)最重要的土地利用類型。

4.2 1975～2015年，研究區(qū)土地利用/覆被變化顯著。耕地和建設用地的面積持續(xù)顯著增加，林地、水域和未利用地面積不斷減小，草地先增加后減少，面積有所下降。耕地的迅速擴張和林地和草地的減少是研究區(qū)近40 a土地利用變化最顯著的特征。

4.3 整個研究時段內(nèi)，區(qū)域土地利用/覆被變化處于不平衡狀態(tài)，并呈現(xiàn)由準平衡狀態(tài)向極端不平衡狀態(tài)轉(zhuǎn)變的趨勢。各土地利用類型在研究時段內(nèi)均呈現(xiàn)階段性非平衡態(tài)勢，耕地、林地、建設用地和未利用地在研究時段中期和末期呈極端不平衡態(tài)勢。

References)

[1]施雅風, 劉春蓁, 張祥松. 氣候變化對西北華北水資源的影響[M]. 濟南: 山東科學技術出版社,1995:17-25.

SHI Ya-feng, LIU Chun-zhen, ZHANG Xiang-song. (1995).TheimpactofclimatechangeonthewaterresourcesoftheNorthwestandNorthChina[M]. Jinan: Shandong Science and Technology Press:17-25. (in Chinese)

[2]王淵剛, 羅格平, 馮異星, 等. 近50 a 瑪納斯河流域土地利用/覆被變化對碳儲量的影響[J]. 自然資源學報, 2013,28(6):994-1 006.

WANG Yuan-gang, LUO Ge-ping, FENG Yi-xing, et al. (2013). Effects of Land Use /Land Cover Change on Carbon Storage in Manas River Watershed over the Past 50 Years [J].JournalofNaturalResources, 28(6):994-1,006. (in Chinese)

[3]雷小牛, 周迎, 朱奕鵬. 關于對天山北坡經(jīng)濟帶水資源優(yōu)化配置的建議[J]. 干旱區(qū)地理,2010,33(6):968-970.

LEI Xiao-niu, ZHOU Ying, ZHU Yi-peng. (2010). Suggestion for optimizing allocation of water resources of the Northern Tianshan Economic Zone [J].AridLandGeography, 33(6):968-970. (in Chinese)

[4]張青青, 徐海量, 樊自立, 等. 北疆瑪納斯河流域人工綠洲演變過程及其特點[J]. 冰川凍土,2012,34(1):72-80.

ZHANG Qing-qing, XU Hai-liang, FAN Zi-li, et al. (2012). Artificial Oasis Evolution and Its Characteristics in the Manas River Basin, Northern Xinjiang Region [J].Journalofglaciologyandgeocryology, 34(1):72-80. (in Chinese)

[5]封玲, 田曉明. 瑪納斯河流域農(nóng)業(yè)開發(fā)與水資源分配格局的改變及其生態(tài)效應[J]. 中國農(nóng)史,2006,25(1):119-126.

FENG Ling, TIAN Xiao-ming. (2006). The change of water resource distribution and its ecological effects caused by the agriculture development in Manasi River Valley in modern time [J].AgriculturalHistoryofChina, 25(1):119-126. (in Chinese)

[6]凌紅波, 徐海量, 史薇, 等. 新疆瑪納斯河流域綠洲生態(tài)安全評價[J]. 應用生態(tài)學報, 2009,20(9):2 219-2 224.

LING Hong-bo, XU Hai-liang, SHI Wei, et al. (2009). Ecological safety assessment of Manas River Basin oasis，Xinjiang [J].ChineseJournalofAppliedEcology, 20(9):2,219-2,224. (in Chinese)

[7]李義玲, 喬木, 楊小林,等.干旱區(qū)典型流域近30 a土地利用/覆被變化和景觀破碎化分析-以瑪納斯河流域為例[J]. 中國沙漠, 2008,28(6):1 050-1 057.

LI Yi-ling, QIAO Mu, YANG Xiao-lin, et al. (2008). Analysis on Land Use /Cover Change and Landscape Fragmentation in Typical Watershed of Arid Zone in Last 30 Years-A Case of Manas River Watershed, Xinjiang [J].JournalofDesertResearch, 28(6):1,050-1,057. (in Chinese)

[8]馮異星, 羅格平, 尹昌應, 等. 干旱區(qū)內(nèi)陸河流域土地利用程度變化與生態(tài)安全評價-以新疆瑪納斯河流域為例[J]. 自然資源學報, 2009,24(11):1 921-1 932.

FENG Yi-xing, LUO Ge-ping, YIN Chang-ying, et al. (2009). Change of land-use degree and ecological security assessment of inland river basins in the arid area：a case study on Manas River Basin in Xinjiang[J].JournalofNaturalResources, 24(11):1,921-1,932. (in Chinese)

[9] 王月健, 徐海量, 王成, 等. 過去30 a瑪納斯河流域生態(tài)安全格局與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力演變[J]. 生態(tài)學報,2011,31(9):2 539-2 549.

WANG Yue-jian, XU Hai-liang, WANG Cheng, et al. (2011). The evolution between ecological security pattern and agricultural productive force in Manas River Basin for the past 30 years [J].ActaEcologicaSinica, 31(9):2,539-2,549. (in Chinese)

[10]張慧, 李毅, 鄧宏偉, 等. 基于遙感影像的新疆瑪納斯河流域土壤鹽漬化分類[J]. 西北農(nóng)林科技大學學報(自然科學版), 2013,41(3):1-6.

ZHANG Hui, LI Yi, DENG Hong-wei, et al. (2013). Soil salinization classification in Manas river basin of Xinjiang based on remote sensing images [J].JournalofNorthwestA&FUniversity(Nat.Sci.Ed.) , 41(3):1-6. (in Chinese)

[11]朱磊, 劉雅軒. 近30 a 農(nóng)八師墾區(qū)生態(tài)服務功能對土地利用變化的響應[J]. 新疆農(nóng)業(yè)科學,2013,50(8):1 560-1 568.

ZHU Lei, LIU Ya-xuan. (2013). Dynamic Estimation of Ecosystem Service Value Based on Land Use /Cover Change in the 8th Agricultural Production Division Reclamation Area from 1976 to 2007 [J].XinjiangAgriculturalSciences, 50(8):1,560-1,568. (in Chinese)

[12]盧響軍, 周益民, 侯秀玲, 等. 基于土地利用/覆蓋的干旱綠洲區(qū)植被覆蓋度變化-以新疆生產(chǎn)建設兵團第八師為例[J]. 中國生態(tài)農(nóng)業(yè)學報, 2015,23(2):246-256.

LU Xiang-jun, ZHOU Yi-min, HOU Xiu-ling, et al. (2015). Vegetation change based on land use/cover in arid oasis: A case study of the Eighth Division of Xinjiang Production and Construction Corps [J].ChineseJournalofEco-Agriculture, 23(2):246-256. (in Chinese)

[13]樊自立, 禹樸家, 喬木, 等. 綠洲土地整合是增加耕地和保護生態(tài)的重要措施-以新疆瑪納斯河流域為例[J]. 干旱區(qū)地理, 2012,35(5):772-777.

FAN Zi-li, YU Pu-jia, QIAO Mu, et al. (2012). Comprehensive improvement of cultivated land for ecological protection to agriculture in arid areas: A case of Manasi River Basin of Xinjiang [J].AridLandGeography, 35(5):772-777. (in Chinese)

[14]羅格平, 周成虎, 陳曦. 干旱區(qū)綠洲景觀尺度穩(wěn)定性初步分析[J]. 干旱區(qū)地理, 2004,27(4):471-476.

LUO Ge-ping, ZHOU Cheng-hu, CHEN Xi. (2004). Preliminary analysis on the oasis stability at the landscape level in the arid regions [J].AridLandGeography, 27(4):471-476. (in Chinese)

[15]劉紀遠. 中國資源環(huán)境遙感宏觀調(diào)查與動態(tài)研究[M]. 北京: 中國科學技術出版社, 1996.

LIU Ji-yuan. (1996).TheMacroInvestigationandDynamicResearchoftheResourceandEnvironment[M]. Beijing: China Science and Technology Press. (in Chinese)

[16]Janssen, L. L. F., Wel, & F., J. M. (1994). Accuracy assessment of satellite derived land-cover data: a review.PhotogrammetricEngineering&RemoteSensing, 60(4):419-426.

[17]Luo, G. P., Zhou, C. H., Chen, X., & Li, Y. (2008). A methodology of characterizing status and trend of land changes in oases: a case study of sangong river watershed, xinjiang, china.JournalofEnvironmentalManagement, 88(4):775-783.

[18]劉金巍, 靳甜甜, 劉國華, 等. 新疆瑪納斯河流域2000～2010年土地利用/覆蓋變化及影響因素[J]. 生態(tài)學報,2014,34(12):3 211-3 223.

LIU Jin-wei, JIN Tian-tian, LIU Guo-hua, et al. (2014). Analysis of land use /cover change from 2000 to 2010 and its driving forces in Manas River Basin, Xinjiang [J].ActaEcologicaSinica, 34(12):3,211-3,223. (in Chinese)

[19]朱磊, 劉雅軒. 基于GIS 和元胞自動機的瑪納斯河流域典型綠洲景觀格局優(yōu)化[J]. 干旱區(qū)地理, 2013,36(5):946-954.

ZHU Lei, LIU Ya-xuan. (2013). Landscape optimization of typical oasis in Manas River Basin based on GIS and Cellular Automata [J].AridLandGeography, 36(5):946-954. (in Chinese)

Fund project:Supported by NSFC (41561019) and NSFC (41101178)

Process, Status and Trend of Typical Land Sse/Cover Change in Manas River Basin from 1976-2015

ZHU Lei, ZHANG Li, WANG Xin-jun

(CollegeofPrataculturalandEnvironmentalSciences,XinjiangAgriculturalUniversity/XinjiangKeyLaboratoryofSoilandPlantEcologicalProcesses,Urumqi830052,China)

【Objective】 He purpose of this study is to analyze the characteristics of land use and cover change (LUCC) in typical oasis of Manas River Basin.【Method】Based on remote sensing images in 1976, 1990, 2000, 2007 and 2015, spatial data about LUCC were obtained in this study with visual interpretation. Then the characteristics of LUCC were quantified using process and trend models.【Result】During 1976-2015, cultivated land, grassland and unused land always accounted for the largest area proportion in the study area. In 2015, cultivated land has become the largest land use type in area. Pt increased from 0.48 in 1976-1990 to 0.62 in 2007-2015. Meanwhile, Ss and Sa were reduced after the first increase, but has not yet reached the level of initial period. All land use types showed a temporary imbalanced status in different periods. Extreme imbalanced status appeared in the mid and late period for cultivated land, wood land, construction land and unused land.【Conclusion】Land use/ cover has changed significantly in the past four decades with the characteristics of rapid expansion of cultivated land and the straight reducing of wood land and grass land. LUCC in study area showed an imbalanced status in the entire period, and presented a trend from quasi-balanced to imbalanced and extreme imbalanced status.

land use/cover change; oasis; process and trend; Manas River Basin

10.6048/j.issn.1001-4330.2016.10.019

2016-05-03

國家自然科學基金項目(41561019)；國家自然科學基金項目(41101178)

朱磊(1982-)，男，新疆庫爾勒人，副教授，博士，研究方向為土地利用/土地覆被變化、地理信息系統(tǒng)和遙感應用，(E-mail)smartzhulei04@163.com

S157.1

A

1001-4330(2016)10-1914-09