吉林省西部耕地類型動態(tài)變化研究

于國強　孫宏　劉思彤

摘要：為評估吉林省西部近期耕地類型年代際變化趨勢，本文以吉林省松原市和白城市為研究區(qū)，利用2000年、2010年遙感影像，解譯分析該區(qū)土地利用類型變化特征，并基于CA-Markov模型對其未來演變進行情景模擬。結果發(fā)現(xiàn)，2000年～2010年吉林西部耕地面積呈增加趨勢，且水田面積增加速率大于旱田；2010年～2020年吉林西部耕地面積仍呈增加趨勢，但增幅較2000年～2010年有所減緩。本研究為該區(qū)土地資源可持續(xù)管理提供科學依據(jù)。

關鍵詞：耕地類型；GIS；情景預測；吉林省西部

基金項目：國家自然科學基金（41401002）；吉林省社會科學基金項目（2014B127）；吉林省教育廳“十二五”科學技術研究項目（2011173）；四平市科技發(fā)展計劃項目（2014057）。

中圖分類號： P942，S155 文獻標識碼： A DOI編號： 10.14025/j.cnki.jlny.2015.06.024

耕地類型的改變，將對區(qū)域碳氮循環(huán)及儲量、生態(tài)功能及效用都產(chǎn)生重要影響。耕地類型中的水田，兼具濕地的部分生態(tài)功能，其面積的增減，在區(qū)域生態(tài)過程中的作用不容忽視。而耕地類型的情景模擬和預測，可為區(qū)域可持續(xù)發(fā)展和合理規(guī)劃提供科學依據(jù)。吉林省西部是NECT（Northeast China Transect，中國東北樣帶）的重要組成部分，是全球在中緯度半干旱區(qū)開展科研的理想場所。因此，本研究基于3S技術，分析吉林省西部耕地類型的時空變化特征，并對未來發(fā)展變化進行情景預測，研究將為區(qū)域生態(tài)環(huán)境保護與重建、區(qū)域可持續(xù)發(fā)展提供科學依據(jù)。

1 研究方法

1.1 研究區(qū)概況

吉林省西部地理地區(qū)位于東經(jīng)123°08′～134°22′，北緯44°57′～45°46′之間，行政區(qū)劃上隸屬松原市和白城市，面積4.67萬平方公里，總人口約480萬；屬溫帶半濕潤、半干旱大陸性季風氣候，地勢西北高，中間低，東南略低。年均氣溫4.5℃，年降水量為400～600毫米，干燥度在1～1.25之間，是我國重要的糧食生產(chǎn)和畜牧養(yǎng)殖基地。

1.2 數(shù)據(jù)源及預處理

研究所用的數(shù)據(jù)為2000年、2010年TM/ETM+晴空30米影像。遙感數(shù)據(jù)預處理包括：TM432標準假彩色合成，用1∶10萬地形圖對影像進行幾何精校正，按吉林省西部行政區(qū)劃進行研究區(qū)范圍的裁剪。根據(jù)研究區(qū)立地條件，本文提取研究區(qū)范圍內(nèi)的旱田和水田信息，對部分尚不能確定類別的區(qū)域，進行實地GPS野外驗證。采用ArcGIS10.2進行遙感影像目視解譯。

2 吉林省西部

2.1 吉林省西部耕地類型變化

由兩期解譯數(shù)據(jù)得出在2000年～2010年間，吉林西部耕地面積呈現(xiàn)增加趨勢，水田面積增幅（1.9%）大于旱田（1%），但旱田面積基數(shù)較大。此外，旱田因在松嫩沙地開荒種植，故其耕種區(qū)域的分布呈現(xiàn)一定的變動性。而水田分布區(qū)域多在原有耕地分布區(qū)基礎上向外擴展。

2.2 耕地景觀格局特征

吉林西部耕地景觀格局指數(shù)變化如下（表1），各類型耕地的景觀分離度都呈增加趨勢，旱田景觀分離度增幅較大，由2000年的1.1084增加到2010年的1.2163，表明旱田斑塊在空間上連續(xù)性降低。而水田的景觀破碎度增加較快，主要是該區(qū)在濕地農(nóng)田化過程中，小斑塊水田的開墾，致使其面積增加所致。

2.3 吉林省西部耕地情景預測

利用CA-Markov模型，預測2020年吉林西部耕地面積為29438.46平方公里。其中，旱田面積23 598.69平方公里；水田面積5839.77平方公里。根據(jù)預測，2010年～2020年間，吉林西部耕地總面積增幅為1.83%，較2000年～2010年期間耕地面積增幅有所減緩（見圖1）。

3 主要結論

本文基于3S技術，利用2000年～2010年Landsat影像資料，獲取吉林省西部耕地類型變化信息，并對未來發(fā)展趨勢進行情景模擬，所得結論如下：

2000年～2010年，吉林省西部耕地（旱田和水田）面積呈增加趨勢，且以水田面積增幅較大，主要是該區(qū)濕地開墾成水田所致。

吉林西部耕地景觀分離度指數(shù)和景觀破碎度指數(shù)都呈增加態(tài)勢。研究區(qū)小范圍的開荒，致使各耕地類型景觀整體的連通性降低、斑塊破碎程度增加。

根據(jù)預測，吉林省西部2010年～2020年仍呈現(xiàn)耕地增加的發(fā)展趨勢，但是發(fā)展速度有所減緩。因此，在該區(qū)應加強土地資源的監(jiān)管和規(guī)劃，保證該區(qū)資源環(huán)境可持續(xù)發(fā)展。

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作者簡介：于國強，碩士，吉林師范大學旅游與地理科學學院，講師，研究方向：GIS應用。endprint