2001-2017年中國土地利用時空變化

朱 闖，劉沁萍，田洪陣

（天津工業(yè)大學(xué)經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院，天津 300387）

土地利用變化是指人類改變土地利用和管理方式，導(dǎo)致土地覆被的變化，對全球環(huán)境和氣候變化有重要影響，是人類活動對地球表層系統(tǒng)影響的重要表現(xiàn)形式[1]。它不僅關(guān)系到生物多樣性、物質(zhì)循環(huán)以及資源的可持續(xù)利用等，而且關(guān)系到國家糧食安全和社會保障。因此，研究土地利用變化具有重要的意義?，F(xiàn)有文獻(xiàn)主要研究土地利用時空變化和驅(qū)動機(jī)制等方面。例如，在時空變化方面，劉紀(jì)遠(yuǎn)等人進(jìn)行了2010-2015年中國土地利用時空變化的研究[2]；汪濱和張志強(qiáng)對黃土高原典型流域退耕還林土地利用變化進(jìn)行了研究[3]；Zhang Yucui 等人研究了華北平原2002-2012年的土地利用變化[4]。在驅(qū)動機(jī)制方面，劉濤等人分析了中國土地利用變化中的城鄉(xiāng)建設(shè)用地占用耕地的驅(qū)動機(jī)制[5]；劉紀(jì)遠(yuǎn)等人對20世紀(jì)90年代中國土地利用變化的成因進(jìn)行了分析[6]。已有研究結(jié)果為人們提供了重要的參考價值，但也存在研究時間尺度相對較短、研究區(qū)域不夠大等問題?；诖耍疚姆治隽酥袊?001-2017年土地利用時空變化特征，以期豐富目前有關(guān)土地利用變化研究的成果，為管理部門提供決策參考。

1 數(shù)據(jù)與方法

本研究所用的土地利用數(shù)據(jù)來源于MODIS Land Cover（MCD12Q1）土地覆蓋數(shù)據(jù)集（https：//earthexplorer.usgs.gov），它是根據(jù)從中等分辨率成像光譜儀（MODIS）獲得的數(shù)據(jù)的光譜-時間特征分類提取得到的，空間分辨率為500 m，覆蓋范圍為全球。

MODIS Land Cover（MCD12Q1）產(chǎn)品數(shù)據(jù)共包含13 套分類標(biāo)準(zhǔn)，選擇其中的LC_Type1（Annual IGBP Classification）分類標(biāo)準(zhǔn)，其中包括11 個自然植被類型、3 個土地開發(fā)和鑲嵌的地類和3 個非草木土地類型定義類。參考中國《土地利用現(xiàn)狀分類標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T 21010-2017），將數(shù)據(jù)進(jìn)行合并，劃分為草地、林地、耕地、建設(shè)用地、水域和其他用地六類。

在ArcGIS 中通過等面積投影、拼接、裁剪和融合等處理，筆者得到中國2001 和2017年兩期土地利用數(shù)據(jù)，并運用土地利用轉(zhuǎn)移矩陣法，得到2001-2017年我國土地利用轉(zhuǎn)移矩陣[7]。

2 結(jié)果分析

2001-2017年，林地、水域和建設(shè)用地面積增加，增加量分別為20.85 萬km2、3.28 萬km2、2.33 萬km2； 草地、其他用地和耕地面積減少，減少量分別為15.55 萬km2、10.11 萬km2、8074km2（見表1）。林地和水域面積增加主要發(fā)生在西部地區(qū)；建設(shè)用地面積增加主要發(fā)生在東部和中部地區(qū)；草地和其他用地面積減少主要發(fā)生在西部地區(qū)；耕地減少主要發(fā)生在東部地區(qū)（見圖1）。

林地增加的來源主要是草地和耕地，分別約為30.93 萬km2和4.14 萬km2；水域增加的來源主要是其他用地和草地，分別約為2.55 萬km2和1.67 萬km2； 建設(shè)用地增加的來源主要是草地和耕地，分別占用約1.00 萬km2；草地減少，主要轉(zhuǎn)化為林地、耕地、其他用地、水域和建設(shè)用地，分別轉(zhuǎn)化約30.93 萬km2、 12.94 萬km2、3.37 萬km2、1.67 萬km2和1.00 萬km2； 其他用地減少，主要轉(zhuǎn)化為草地和水域，分別轉(zhuǎn)化約11.07 萬km2和2.55 萬km2；耕地減少，主要轉(zhuǎn)化為草地、林地和建設(shè)用地，分別轉(zhuǎn)化約10.29 萬km2、 4.14 萬km2和1.00 萬km2（見表1）。其中，草地轉(zhuǎn)化為林地、其他用地轉(zhuǎn)化為草地和水域主要發(fā)生在西部地區(qū)，草地和耕地之間的轉(zhuǎn)化主要發(fā)生在中部地區(qū)，草地轉(zhuǎn)化為水域主要發(fā)生在東北地區(qū)，草地和耕地轉(zhuǎn)化為建設(shè)用地主要發(fā)生在東部地區(qū)（見圖1）。

表1 2001-2017年我國土地利用轉(zhuǎn)移矩陣

圖1 兩期中國土地利用類型分布

2001-2017 年，大面積耕地轉(zhuǎn)化為草地和林地，這可能與1999-2002年國家退耕還林還草工程從試點開始到全面啟動有關(guān)。此外，大量的草地和耕地轉(zhuǎn)化為建設(shè)用地，這可能與“十五”計劃、“十一五”規(guī)劃和“十二五”規(guī)劃期間東部地區(qū)和中部地區(qū)建設(shè)用地持續(xù)擴(kuò)張、2000年開始實施西部大開發(fā)戰(zhàn)略西部地區(qū)建設(shè)用地面積不斷增加以及2003年實施振興東北老工業(yè)基地戰(zhàn)略東北地區(qū)建設(shè)用地開始擴(kuò)張有關(guān)。另外，草地和林地轉(zhuǎn)化為耕地，這可能與“十五”計劃、“十一五”規(guī)劃和“十二五”規(guī)劃期間社會主義新農(nóng)村建設(shè)中對耕地資源保護(hù)的目標(biāo)要求有關(guān)。

3 結(jié)論

本文以MODIS Land Cover（MCD12Q1）產(chǎn)品數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，分析了中國2001-2017年中國土地利用變化的時空特征。結(jié)論如下：2001-2017年林地變化最大，面積增加20.85 萬km2，耕地面積變化最小，面積減少8 074 km2，這可能與國家退耕還林和保護(hù)耕地資源政策有關(guān)。林地增加的主要來源是草地；水域用地增加的主要來源是其他用地；建設(shè)用地增加，主要占用草地和耕地；草地減少，主要轉(zhuǎn)化為林地；其他用地減少，主要轉(zhuǎn)化為草地；耕地減少，主要轉(zhuǎn)化為草地和林地。林地、草地、其他用地和水域變化主要發(fā)生在西部地區(qū)，這可能與國家西部大開發(fā)有關(guān)；建設(shè)用地變化主要發(fā)生在東部和中部地區(qū)，這可能與國家在東部和中部設(shè)立國家級和省級開發(fā)區(qū)有關(guān)。土地利用變化與自然和社會經(jīng)濟(jì)條件密切相關(guān)，未來可以開展這些方面的研究。