松嫩平原自然地理條件空間分區及土地利用變化分析

左一龍，馬艷敏

(哈爾濱師范大學)

0 引言

近年來隨著社會的發展，人類對自然的開發和利用日益增強.為了滿足人口增長對生產資料和生活資料不斷增加的需求，產業結構在不斷調整，區域的景觀格局和各類生態系統結構也在不斷的發生變化，各種用地類型也在隨之改變［1］.這種改變除了部分有利于人類和生態系統的和諧發展之外，更多的則導致了一系列的生態環境危機.及時準確的掌握并運用這種變化的情況，對指導土地資源的合理利用，促進生態環境可持續循環，保證國民經濟健康發展有重要的意義.對任何一個區域的研究和管理，都需要有一個適當的空間分析框架，傳統的區劃方法并不能完整的反映生態系統的連續性和整體性等特點.因此，采用合適的區劃方法對松嫩平原的土地利用變化進行研究，揭示其變化的特點和規律更有利于為管理部門合理的利用土地資源、調整土地利用結構、實現環境的可持續發展提供科學依據［2－4］.

1 研究區概況

松嫩平原的地理范圍是東經121°38'～128°33'，北緯 42°49'～ 49°12'，位于我國東北地區的中西部，是東北三大平原之一.南以松遼分水嶺為界，北與小興安嶺山脈相連，東西兩側分別與東部山地和大興安嶺相接壤.由松花江及其支流沖積而成，地跨黑龍江和吉林兩省.包括的行政區域有黑龍江省的大慶、安達、富裕、杜蒙、龍江、齊齊哈爾、肇州、肇源等35個市縣和吉林省的大安、寧江、通榆、前郭、乾安等20個市縣，總面積達22.35萬km2.從經緯度看，它屬于我國緯度比較高、經度比較偏東的地區，從全球尺度來看，松嫩平原處于中底緯度，屬于溫帶半濕潤、半干旱的森林草甸與草甸草原地帶，也是我國內陸濕地廣泛分布的地區之一.

2 數據來源及研究方法

松嫩平原的自然地理條件分區的主要思路是:基于氣候的百年平均年均溫、降水量、水汽壓;地形地貌的高度、坡度;歸一化植被指數NDVI;土壤有機質含量及腐殖質層厚度;河網密度等指標，利用Arc－GIS軟件進行柵格數據提取，對柵格數據進行 K– 均值聚類分析［5，6］，得到自然地理條件空間差異分區.

通過Arc－GIS的漁網功能將松嫩平原按5km×5km分辨率分成共計12596個網格.如圖1所示.

圖1 松嫩平原網格劃分圖

利用Arc－GIS對各指標柵格數據按網格進行分區統計，得到每個5×5 km柵格的各指標數據.

對數據進行標準化處理后，通過SPSS進行K－均值聚類，將松嫩平原網格分成五個部分，將結果通過GIS軟件添加到網格圖層的屬性表連接［7］，得到空間分布情況如圖2所示.

圖2 松嫩平原自然地理條件分區

將得到的空間分布圖與松嫩平原三個時期(1980年、2000年、2010年)的土地利用圖相疊加進行對比和分析.

3 分析和討論

3.1 分區結果分析

由分區結果可以看到，各區分布的空間性比較強，不像以往的分區區劃思路與方法形成的分區那樣規則，成片狀分布，而是存在同一區分隔和有零星分布的狀況，每個分區表現均很明顯，特別是2、4區.

第1區，該區分布于松嫩平原的北部和東部，占松嫩平原總面積的21.37%.主要包括黑河中西部、東部部分地區;齊齊哈爾東部和北部;綏化市中部部分地區;哈爾濱北部、中部、西南部、南部的部分地區;長春市局部地區;松原和四平的局部地區.

第2區，該區分布零散，面積最小，占松嫩平原總面積的4.6%.主要包括黑河局部地區;齊齊哈爾西部和北部部分地區，這一部分為2區的主要組成部分;綏化市中部局部地區;哈爾濱局部地區;長春東北部局部地區;白城和四平的零星分布.齊齊哈爾西部海拔較高，最高點在1000 m以上.

第3區，該區分布于松嫩平原的中西部，相對集中且分布面積最廣，占松嫩平原總面積的38.04%.主要包括齊齊哈爾東部和北部;綏化市西部;大慶的絕大部分地區;哈爾濱西南小部分地區;長春市西部地區;松原絕大部分地區;四平中西部;白城絕大部分地區.該區多為山麓地區，地形起伏較大，侵蝕強烈.區內河流密度最小，植被覆蓋程度也最差.

第4區，該區分布于松嫩平原的北部、東部邊緣及西部部分地區，分布面積較小，占松嫩平原總面積的14.41%.主要包括齊齊哈爾部分地區;黑河北部和東部;綏化東部;大慶部分地區;哈爾濱東部;長春市東部;四平東部;白城北部地區.該區海拔多在 112.21～ 1166.85 m，海拔最高，坡度較大.相比其他區年均溫較低，年降水量較豐富，大氣濕度居中.土壤多為黑土、暗棕壤、沼澤土，土壤有機質含量高［8］.區內河流密度較大，植被覆蓋程度最好.

第5區，該區基本分布于第1與3區之間，部分地區呈條帶狀分布，分布面積與1區相似，占松嫩平原總面積的21.57%.在各大城市均有不同面積的分布.

3.2 土地利用變化情況分析

在1980～2010年間，松嫩平原整體的耕地、建筑用地、未利用地持續增加，其中耕地增加的幅度在降低，建筑用地和未利用地增加的幅度在增加;濕地、林地、草地、水域總體呈減少趨勢.濕地面積持續減少，并且減少的幅度和速度都是呈增加趨勢.

1980～2000年，土地利用變化的趨勢表現在林地、草地、濕地、未利用地向耕地轉化，其中，又以草地、林地的轉變為主.主要表現地區是1區、3區和4區.林地向耕地轉變，主要分布松嫩平原北部、東部邊緣，也就是1區的北部和4區.草地向耕地轉變分布在3區，行政區域主要包括白城、齊齊哈爾，其次是在大慶和松原.

2000～2010年，土地利用變化主要表現為林地、草地、濕地、建筑用地向耕地的轉化，這一趨勢與1980～2000年相同，林地轉化面積有所增加.林地向耕地的轉化與前一時間段相比在南部有所分布，在1區和3區的面積有所增大;草地向耕地轉化主要表現在3區.

4 結束語

通過對比和分析發現，自然地理條件分區能夠更好的反映出區域內土地利用類型的變化趨勢.分區中1區和3區的面積逐年增加，2區、4區和5區的土地類型逐年向1區和3區土地類型轉化，面積逐漸減小.人類活動的影響較大，土地利用結構不合理;林地、濕地退化、鹽堿地擴張等問題急需解決.

［1］周繼松.松嫩平原土地利用現狀的遙感分析［J］.國土與自然資源研究，1993(3):32－34.

［2］鄭度，歐陽，周成虎.對自然地理區劃方法的認識與思考［J］.地理學報，2008，63(6):563–573.

［3］舒若杰，高建恩，趙建民，等.黃土高原生態分區探討［J］.干旱地區農業研究，2006，24(3):143–206.

［4］李學梅，李忠峰.土地利用/覆被變化研究進展及其意義［J］.安徽農業科學，2008，36(6):1–2.

［5］徐建華.現代地理學中的數學方法［M］.北京:高等教育出版社，2009.69–83.

［6］張文彤.SPSS統計分析教程:高級篇［M］.北京:北京希望電子出版社，2002.116–176.

［7］馬艷敏.松嫩平原地理單元空間分異區劃研究［D］.哈爾濱師范大學碩士學位論文，2013.

［8］劉興土.松嫩平原退化土地整治與農業發展［M］.北京:科學出版社，2001.

［9］于萬輝.基于LUCC的松嫩平原生態安全評價與預警［D］.哈爾濱師范大學博士學位論文，2011.