青海省海北州剛察縣土地利用變化及驅(qū)動(dòng)力研究

摘" 要：基于5期土地利用數(shù)據(jù)，建立青海省海北州剛察縣土地利用變化。結(jié)果表明，剛察縣在1980—2020年期間土地利用類型以草地和未利用土地為主，水域、林地、耕地次之，居民工礦用地最少。剛察縣未利用地呈先增后減少的變化趨勢(shì)，表明隨經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，土地開采程度加劇。草地和耕地迅速減少可能表明粗放型經(jīng)濟(jì)是剛察縣土地利用轉(zhuǎn)變的主要因素之一。因此，改變傳統(tǒng)的土地利用方式是剛察縣土地利用可持續(xù)發(fā)展的重要因素。

關(guān)鍵詞：剛察縣;土地利用動(dòng)態(tài)度;土地利用變化;土地利用的轉(zhuǎn)移矩陣;驅(qū)動(dòng)力

中圖分類號(hào)：F301.24" " " 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A" " " " " 文章編號(hào)：2096-9902（2025）02-0072-04

Abstract： Based on the land use data of 5 periods， the land use change of Gangcha County， Haibei Prefecture， Qinghai Province was established. The results show that the land use types of Gangcha County during 1980-2020 are mainly grassland and unused land， followed by water area， forest land and cultivated land， and the residential industrial and mining land is the least. The unused land in Gangcha County increased first and then decreased， indicating that with the rapid development of economy， the degree of land exploitation was intensified. The rapid reduction of grassland and cultivated land may indicate that extensive economy is one of the main factors of land use transformation in Gangcha County. Therefore， changing the traditional way of land use is an important factor for the sustainable development of land use in Gangcha County.

Keywords： Gangcha County; land use dynamics; land use change; land use transfer matrix; driving force

隨著全球氣候的急劇變化，土地利用/土地覆被變化（Land Use/Cover Change，LUCC）的研究日益成為當(dāng)前研究的熱點(diǎn)問(wèn)題[1-3]。國(guó)外埃塞俄比亞馬六甲流域[4]、埃塞俄比亞阿瓦什河流域[5]及巴基斯坦開伯爾-普赫?qǐng)D赫瓦省潘杰科拉河流域[6]對(duì)土地利用變化均開展了不同程度的研究。在國(guó)內(nèi)，張軍民等[7]基于土地利用、遙感信息和GIS空間分析平臺(tái)，應(yīng)用景觀指數(shù)、時(shí)空統(tǒng)計(jì)、空間分析和地理探測(cè)等方法，從多維時(shí)空尺度分析了漓江流域景觀生態(tài)脆弱性及其時(shí)空變化規(guī)律。李志英等[8]選取4期多波段影像，研究滇中城市群土地利用時(shí)空變化及其景觀格局演變特征和生態(tài)環(huán)境效應(yīng)。本文以5期遙感土地利用數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，研究青海省海北州剛察縣土地利用面積及土地利用動(dòng)態(tài)度變化，旨在為剛察縣及牧區(qū)土地利用規(guī)劃和政策制定提供科學(xué)依據(jù)。

1" 材料與方法

1.1" 研究區(qū)概況

剛察縣（99°20′E—100°37′E，36°58′N—38°04′N），位于青海省海北藏族自治州西南部，青海湖盆地北部，祁連山系中部大通山地段，境內(nèi)山脈以北西走向?yàn)橹?，北部高山連綿，南部低緩，自北西向南傾斜，絕大部分地區(qū)海拔在3 300～3 800 m。剛察縣與海晏縣、祁連縣、門源縣相鄰，屬于典型的高原大陸性氣候，寒冷期長(zhǎng)，溫涼期短，無(wú)明顯四季之分，多風(fēng)，日照時(shí)間長(zhǎng)，晝夜溫差大。

1.2" 數(shù)據(jù)來(lái)源與處理

LUCC數(shù)據(jù)來(lái)源于中國(guó)科學(xué)院資源環(huán)境科學(xué)數(shù)據(jù)中心（http：//www.resdc.cn）數(shù)據(jù)集。該數(shù)據(jù)集分辨率為30 m，包含1980、1990、2000、2010和2020年版本數(shù)據(jù)。本文分別提取青海省海北州剛察縣耕地、林地、草地、水域、居民工礦用地和未利用土地6種地表覆蓋類型數(shù)據(jù)。青海省海北州剛察縣基礎(chǔ)矢量行政區(qū)劃數(shù)據(jù)來(lái)源于全國(guó)基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)。

1.3" 研究方法

1.3.1" 單一和綜合土地利用動(dòng)態(tài)度

單一土地利用動(dòng)態(tài)度是表征不同土地利用類型在一定時(shí)間段內(nèi)變化速度的指標(biāo)，反映人類活動(dòng)對(duì)單一土地利用類型的影響。計(jì)算公式為[9]

式中：i表示土地利用類型;t1和t2為研究初期和末期的時(shí)間點(diǎn);Ki為t1到t2時(shí)段內(nèi)i類土地利用類型動(dòng)態(tài)度;S、S為t1和t2時(shí)間內(nèi)i類土地利用類型面積，km2。

綜合土地利用動(dòng)態(tài)度反映人類活動(dòng)對(duì)流域尺度土地利用類型變化的綜合影響。計(jì)算公式為[10]

式中：i代表土地利用類型;S為研究時(shí)段內(nèi)流域的綜合土地利用動(dòng)態(tài)度;ΔSi-j表示初期至末期第i類土地利用類型轉(zhuǎn)換為其他類土地利用類型面積的總和，km2;Si代表初始時(shí)間第i類土地利用類型總面積，km2;t代表土地利用變化時(shí)間段。

1.3.2" 土地利用的轉(zhuǎn)移矩陣

土地利用面積轉(zhuǎn)移矩陣揭示人類活動(dòng)下的土地利用變化方向和面積，其數(shù)學(xué)表達(dá)形式為[11-12]

式中：Sij代表研究初期與末期的土地利用狀態(tài);n指的是土地利用的類型數(shù)。

2" 結(jié)果

2.1" 剛察縣1980—2020年單一和綜合土地利用動(dòng)態(tài)度變化

如圖1（a）所示，青海省海北州剛察縣1980—2020年6種土地利用類型面積排序依次為：草地、未利用土地、水域、林地、耕地、居民工礦用地。1980—2020年，草地面積分別為4 748.13、4 712.65、4 658.98、4 776.27 km2，均值為4 724.01 km2。未利用土地面積分別為2 428.15、2 470.48、2 236.01、2 182.01 km2，均值為2 329.16 km2;水域面積分別為1 706.63、1 697.35、1 693.17、1 748.44 km2，均值為1 711.40 km2。林地面積分別為405.56、405.51、396.8、384.97 km2，均值為398.21 km2。耕地面積分別為311.76、311.76、326.42、340.72 km2，均值為322.67 km2。居民工礦用地面積分別為12.78、13.88、13.66、20.88 km2，均值為15.3 km2（圖1（b））。從變化趨勢(shì)來(lái)看，耕地、草地、水域和居民工礦用地面積持續(xù)增長(zhǎng)，草地面積在2000—2010年略微下降，林地和未利用地呈趨勢(shì)持續(xù)下降（圖1（a）和1（b））。

剛察縣居民工礦用地持續(xù)增加，其單一土地利用動(dòng)態(tài)度如圖1（c）所示，其中2000—2010年、2010—2020年增加的速度是前20年增加速度的5倍左右。水域呈現(xiàn)先減少后增加的趨勢(shì)，而未利用地呈現(xiàn)先增加后減少的趨勢(shì)，其減少的面積是增加的2倍。草地和耕地面積呈先微減少后增加而后減少的趨勢(shì)。林地的變化不顯著。1980—2020年，剛察縣土地利用綜合動(dòng)態(tài)度分別為0.05%、0.04%、0.24%和0.04%，均值為0.093%（圖1（d）），在2000—2010年達(dá)到最大值，而在1990—2000、2010—2020年土地利用綜合動(dòng)態(tài)度最低。

2.2" 剛察縣1980—2020年土地利用轉(zhuǎn)移矩陣

表1呈現(xiàn)了剛察縣1980—2020年土地利用的轉(zhuǎn)移矩陣。由表1可知，1980—1990的10年間耕地保持不變。林地轉(zhuǎn)出的面積為0.02 km2，轉(zhuǎn)入的面積也為0.02 km2。草地轉(zhuǎn)出的面積為1.14 km2，轉(zhuǎn)入的面積為30.81 km2。水域轉(zhuǎn)出的面積為0.45 km2，轉(zhuǎn)入的面積為15.67 km2，轉(zhuǎn)入的面積顯著大于轉(zhuǎn)出的面積。居民工礦用地轉(zhuǎn)出的面積為1.10 km2，未有轉(zhuǎn)入的面積。未利用土地轉(zhuǎn)出的面積為44.91 km2，未有轉(zhuǎn)入土地。

1990—2000年，耕地轉(zhuǎn)出的面積為32.86 km2，轉(zhuǎn)入的面積為0.79 km2。林地轉(zhuǎn)出的面積為0.29 km2，轉(zhuǎn)入的面積為0.08 km2。草地轉(zhuǎn)出的面積為6.27 km2，轉(zhuǎn)入的面積為36.62 km2。水域的轉(zhuǎn)出面積為0.83 km2，轉(zhuǎn)入的面積為9.73 km2。水域轉(zhuǎn)化為草地和未利用土地的面積分別為0.21 km2和0.62 km2。居民工礦用地轉(zhuǎn)出的面積為0.42 km2，轉(zhuǎn)入的面積為0 km2。未利用土地轉(zhuǎn)出的面積為9.56 km2，轉(zhuǎn)入的面積為2.59 km2。

2000—2010年，耕地轉(zhuǎn)出的面積為19.53 km2，轉(zhuǎn)入的面積為17.42 km2。林地轉(zhuǎn)出的面積為5.76 km2，轉(zhuǎn)入的面積為9.01 km2。草地轉(zhuǎn)出的面積為213.41 km2，轉(zhuǎn)入的面積為59.93 km2。水域的轉(zhuǎn)出面積為71.39 km2，轉(zhuǎn)入的面積為5 km2。居民工礦用地轉(zhuǎn)出的面積為8.6 km2，轉(zhuǎn)入的面積為0.64 km2。未利用土地轉(zhuǎn)出的面積為16.93 km2，轉(zhuǎn)入的面積為243.62 km2。

2010—2020年，耕地轉(zhuǎn)出的面積為4.39 km2，轉(zhuǎn)入的面積為5.23 km2。林地轉(zhuǎn)出的面積為16.87 km2，轉(zhuǎn)入的面積為17.45 km2。草地轉(zhuǎn)出的面積為75.86 km2，轉(zhuǎn)入的面積為95.17 km2。水域的轉(zhuǎn)出面積為41.09 km2，轉(zhuǎn)入的面積為15.34 km2。居民工礦用地轉(zhuǎn)出的面積為10.97 km2，轉(zhuǎn)入的面積為1.37 km2。未利用土地轉(zhuǎn)出的面積為55.7 km2，轉(zhuǎn)入的面積為70.32 km2。

3" 討論與結(jié)論

1980—2020年，剛察縣土地利用類型以草地和未利用土地為主，表明青海省以高原寒冷的氣候?yàn)樘卣鳎m合放牧和草原生長(zhǎng)，同時(shí)惡劣的自然條件使得未利用土地面積較多。剛察縣的水域面積較多，主要有青海湖，河流主要有黑馬河。耕地較少和而居民工礦用地最少，可能表明人類活動(dòng)對(duì)自然的改造有限。2000—2010年、2010—2020年剛察縣居民工礦用地持續(xù)增加，而未利用地呈現(xiàn)先增加后減少的趨勢(shì)，反映出經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展人類活動(dòng)加劇使得剛察縣居民工礦用地發(fā)生變化。改革開放以來(lái)，我國(guó)經(jīng)濟(jì)經(jīng)歷了從高速增長(zhǎng)到高質(zhì)量發(fā)展的轉(zhuǎn)變。剛察縣土地利用建設(shè)用地在這一時(shí)期大量增加，是改革開放成效的體現(xiàn)。草地和耕地面積呈略微先減少后增加再減少的趨勢(shì)，可能表明這一時(shí)期人為因素的過(guò)度放牧和開采使得土地利用最終趨于退化，進(jìn)一步表明粗放型的放牧方式是剛察縣土地利用轉(zhuǎn)變的因素之一。

本文基于5期土地利用遙感數(shù)據(jù)對(duì)青海省海北州剛察縣在1980—2020年期間土地利用變化進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)剛察縣土地利用以草地為主，居民工礦用地顯著增加為主要特征。相比東部沿海地區(qū)，深居西北內(nèi)陸的剛察縣土地利用變化度較低，表明經(jīng)濟(jì)的發(fā)展程度影響著人類改造土地的變化。因此，針對(duì)不同土地利用情景要有針對(duì)性地制定土地利用管理策略。

參考文獻(xiàn)：

[1] 劉紀(jì)遠(yuǎn)，張?jiān)鱿?，莊大方，等.20世紀(jì)90年代中國(guó)土地利用變化時(shí)空特征及其成因分析[J].地理研究，2003（1）：1-12.

[2] RESTREPO C M A， YANG R Y， HAMM A N， et al. Land cover change during a period of extensive landscape restoration in Ningxia HuiAutonomous Region， China[J]. Science of the Total Environment，2017（598）：669-679.

[3] 劉紀(jì)遠(yuǎn)，寧佳，匡文慧，等.2010—2015中國(guó)土地利用變化的時(shí)空格局與新特征[J].地理學(xué)報(bào)，2018，73（5）：789-802.

[4] MEKURIAW A. Assessing the effectiveness of land resource management practices on erosion and vegetative cover using GIS and remote sensing techniques in Melaka watershed， Ethiopia[J]. Environmental Systems Research，2017，6（1）.

[5] GEDEFAW M， WANG H， YAN D， et al. Trend analysis of climatic and hydrological variables in the Awash River Basin， Ethiopia[J]. Water.2018，10（11）：1554.

[6] JAMAL M N， SAID A， WAQAS A， et al. Geospatial soil loss risk assessment using RUSLE model： a study of Panjkora River Basin， Khyber Pakhtunkhwa， Pakistan[J].Arabian journal of geosciences， 2023.

[7] 張軍民，榮城，董國(guó)松.2000—2020年漓江流域景觀生態(tài)脆弱性時(shí)空分異[J].水土保持研究，2022，29（5）：283-292.

[8] 李志英，汪琳，薛夢(mèng)柯，等.滇中城市群景觀格局及生態(tài)環(huán)境效應(yīng)研究[J].科學(xué)技術(shù)與工程，2023，23（14）：6176-6189.

[9] 程維明，高曉雨，馬廷，等.基于地貌分區(qū)的1990—2015年中國(guó)耕地時(shí)空特征變化分析[J].地理學(xué)報(bào)，2018，73（9）：1613-1629.

[10] 陳文波，鄭蕉，鄢幫有.鄱陽(yáng)湖區(qū)土地利用景觀格局特征研究[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2007（4）：79-83.

[11] 陳海軍，鄧良基，李何超，等.城市化進(jìn)程與耕地變化協(xié)同性研究——以成都市為例[J].中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào)，2010（1）：312-316.

[12] 趙麗，張貴軍，朱永明，等.基于土地利用轉(zhuǎn)型的土地多功能轉(zhuǎn)變與特征分析——以河北省唐縣為例[J].中國(guó)土地科學(xué)，2017，31（6）：42-50，97.

基金項(xiàng)目：青海民族大學(xué)人文社會(huì)科學(xué)研究規(guī)劃項(xiàng)目資助項(xiàng)目（24GH26）

作者簡(jiǎn)介：高濤（1989-），男，博士，講師。研究方向?yàn)橥恋乩米兓?/p>