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发布时间:2026-05-22 11:23:37
摘要:为了解九龙江流域用地格局与动态变迁,为生态修复提供科学支撑,本研究以该流域为对象,基于2000-2020年数据,运用热点分析的方法对研究区域内土地利用的时空变化特征进行分析。结果显示:(1)研究期内林地占比超85%,为绝对主导类型,耕地、建设用地次之,水域等占比极低,仅建设用地持续扩张;(2)建设用地的变化空间集聚性强、显著性高,林地区域土地利用类型变化波动小、相对稳定。
关键词:九龙江流域;热点分析;土地利用
引言
土地利用/覆被变化作为自然与人文过程交互的核心载体,是全球环境变化与可持续发展研究的关键议题[1]。人类活动通过改变地表覆盖状态,深刻影响区域水循环、生物多样性及碳循环等关键生态过程,其影响已从局地延伸至全球尺度[2]。热点区域作为土地利用变化最剧烈的核心区域,其时空演变特征与驱动机制解析,是优化土地资源配置、保障生态安全的重要前提[3]。当前研究虽已明确自然环境与社会经济因素的驱动作用,但不同尺度下热点区域的识别精度与动态演变规律仍需深化探讨[4]。本文以九龙江流域为研究对象,整合多源数据识别土地利用变化热点,旨在为区域土地利用规划与可持续管理提供科学支撑。
1.研究区概况与数据来源
1.1 研究区概况
九龙江流域地处福建省东南部,是该省重要的流域生态与经济单元。其覆盖范围涉及福建省5个地级市,流域内辐射人口约占全省总人口的 17%,创造的经济总量约占全省经济总值的26.7%,在区域发展中具有显著支撑作用。
从水文与地理规模来看,九龙江流域面积在福建省内位列第二,仅次于闽江流域,主干流全长 258 公里,流域总面积约为 14900平方公里,多年平均流量达 446 立方米 / 秒。作为龙岩、漳州、厦门等城市赖以生存与发展的核心水资源载体,对区域生态安全与社会经济可持续发展具有不可替代的意义[5]。
1.2 数据来源
本研究核心基础数据含两类:一是研究区矢量边界数据,用于精准界定分析范围;二是30米分辨率土地利用栅格数据,该数据通过国家冰川冻土沙漠科学数据中心(http://www.ncdc.ac.cn)获取[6],确保数据权威可靠。
土地利用分类以《土地利用现状分类》(GB/T 21010—2017)为依据,结合研究需求与区域特征重分类,最终归为耕地、林地、草地、水域、裸地、建设用地六大类。
2.研究方法
土地利用变化热点分析常用 Getis-Ord Gi * 指数模型,通过衡量局部区域要素值与全局均值的偏离程度,以 Z 得分判定空间集聚类型。Z 值为正且显著的区域为 “热点区”,即地类变化剧烈的高值集聚区;Z 值为负则为 “冷点区”,可精准定位变化空间分异核心,支撑区域管控决策
3.结果分析
3.1 流域土地利用空间分布及面积变化
耕地的空间分布呈现明显的集聚性与区域性差异,主要集中在东南、西北部区域,形成大片集聚的耕地板块,与建设用地交错分布,其他区域耕地呈零散的斑点状或条带状分布;林地空间分布极为广泛,是研究区域的优势地类,除东南部及部分城镇周边区域外,大部分区域被林地覆盖,呈现出全域性的主导分布格局;水域空间分布极零散,呈条带或点状,主要沿东南部城镇及水系廊道延伸,其余区域仅零星分布,整体集聚性弱;建设用地呈多中心集聚,东南部为核心区,西北部有次集聚板块,其余区域零散分布,空间层级格局明显;草地与裸地空间分布均极零散:草地呈点状稀疏分布,无集中连片区域;裸地仅在局部区域有零星点缀,整体覆盖度极低,二者空间集聚性均较弱。
从面积中可以看出耕地面积呈现先减后增的态势,其占比由 2000 年的 10.11% 降至 2010 年的 9.16%,后又升至 2020 年的 11.71%;林地虽在 2010 年面积和占比略有提升,但 2020 年大幅减少,占比从 88.19% 波动至 85.18%,始终占据绝对主导地位;草地面积及占比在研究期内先增后减,占比维持在 0.02%-0.04% 的极低区间;水域面积和占比先升后降,在 0.47%-0.56% 的范围内波动;裸地面积与占比持续增长,虽基数极小但变化趋势明显;建设用地的面积与占比则持续攀升,从 1.18% 增长至 2.62%,增长态势较为突出。
3.2 流域土地利用变化热点区域分析
为了进一步探究土地利用空间变化的特征,本文利用Arcgis的渔网工具创建了九龙江流域1km×1km的渔网,并借助栅格计算器获得了2000—2020年土地利用变化图,然后通过Arcgis的相交工具获取单个渔网内土地利用变化和未变化区域的面积,再热点分析工具,生成了九龙江流域土地利用变化热点区域分布图。
结合土地利用分布图及研究区2000年建设用地的几何中心分布来看,建设用地集中的区域,如区域东南部及部分交通沿线,对应热点分析图中多为热点(置信水平95%、99%),表明这些区域是建设用地扩张的核心区域,土地利用转变(如耕地、林地向建设用地转换)的空间集聚性强,变化显著性高;而土地利用图中林地占比高、其他用地稀疏的区域,如研究区的中部地区,热点图中多呈现冷点(置信水平95%、99%),表示这一区域土地利用类型变化的波动量较小。
这类区域土地利用变化的“集聚信号”弱,可能是土地利用转型的“过渡区”,既存在耕地内部结构调整、林地的零星更新,也存在农村建设用地的微小扩张,未形成规模化、显著性的集聚变化,土地利用处于相对动态的平衡或缓慢转变状态。
4.结论
本文以福建省九龙江流域为研究区域,依托2000—2020年的21期土地利用数据,针对流域内的土地利用情况展开分析,重点分析了土地利用的空间分布特征与面积变化情况,同时对地利用变化的热点区域也进行的研究。通过上述研究分析,得出主要结论如下:(1)2000年-2020年期间,九龙江流域土地类型中林地占主导地位,面积占到研究区域总面积的85%以上,其次为耕地、建设用地,水域、草地和裸地占比均较小,其中只有建设用地面积逐年增加趋势,(2)变化热点区域分析中,建设用地集中的区域土地利用转变的空间集聚性强,变化显著性高;林地占比高的区域,土地利用类型变化的波动量较小,相对稳定。
参考文献:
[1] 刘诗奇,王平,于静洁,等。北极地区热融湖分布特征及变化机制研究 [J]. 地理学报,2024,79 (07):1751-1767.
[2] 卿苗,赵军,冯超,等.1980—2030 年石羊河流域生态系统碳储存服务对土地利用变化的响应 [J]. 生态学报,2022,42 (23):9525-9536.
[3] 崔旺来,蔡莉,奚恒辉,等。基于土地利用 / 覆盖变化的浙江大湾区生态安全评价及多情景模拟分析 [J]. 生态学报,2022,42 (06):2136-2148.
[4] 熊昌盛,谭荣,岳文泽。快速城市化背景下不同建设用地扩张的驱动差异探讨:以浙江省义乌市为例 [J]. 自然资源学报,2018,33 (12):2124-2135.
[5] 王昊。跨区域流域治理府际协同机制研究 [D]. 福州:福建师范大学,2023.
[6] 杨杰。中国 30 米年度土地覆盖数据集及其动态变化 (1985-2022)[DB/OL]. 国家冰川冻土沙漠科学数据中心,2023.
刘宇航马海朋 于慧超 何得民
辽宁科技学院 资源与土木工程学院

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