基于GIS的歷山國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)土地利用變化分析

宋慧

(山西沃成生態(tài)環(huán)境研究所,山西 太原 030006)

1 研究區(qū)概況

山西歷山國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)于1983年經(jīng)山西省人民政府批準(zhǔn)成立，1988年5月經(jīng)國(guó)務(wù)院批準(zhǔn)為國(guó)家級(jí)森林和野生動(dòng)物保護(hù)區(qū)。保護(hù)區(qū)位于山西省南部中條山脈的東段，地處運(yùn)城、晉城、臨汾三市的垣曲、陽(yáng)城、沁水、翼城四縣毗鄰地界[1]。地理坐標(biāo)為111°51′10″—112°5′35″ E，35°16′30″—35°27′20″ N。主要保護(hù)對(duì)象為暖溫帶森林植被和珍稀動(dòng)物，屬森林生態(tài)系統(tǒng)類型自然保護(hù)區(qū)。

2 研究方法

2.1 轉(zhuǎn)移矩陣

如果研究時(shí)間段內(nèi)開(kāi)始時(shí)間點(diǎn)和結(jié)束時(shí)間點(diǎn)的土地利用類型相同，則土地利用轉(zhuǎn)移矩陣是一個(gè)n×n(n代表土地利用類型)的二維表格，表格行方向信息表示了起始時(shí)間點(diǎn)土地利用類型信息，列方向信息表示了終止時(shí)間點(diǎn)土地利用類型信息，行列相交單元格表示了研究時(shí)間段內(nèi)地類之間的相互轉(zhuǎn)換情況[2,3]。通過(guò)轉(zhuǎn)移矩陣可以得到研究時(shí)間段內(nèi)各地類的時(shí)空變化情況。

2.2 GIS空間相交

基于土地利用圖斑的空間信息和屬性信息，通過(guò)對(duì)比相同位置圖斑在不同時(shí)間點(diǎn)的土地利用類型，對(duì)圖斑重新進(jìn)行空間分割，得出研究區(qū)域在研究時(shí)間段內(nèi)土地利用類型的時(shí)空變化信息。

基于山西歷山國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)2014年、2017年兩期林業(yè)小班數(shù)據(jù)，依據(jù)《土地利用現(xiàn)狀分類 GB/T 21010-2017》對(duì)小班地類進(jìn)行合并，將17個(gè)土地利用類型合并為耕地、林地、住宅用地、水域及水利設(shè)施用地、其他用地5個(gè)一級(jí)土地利用類型。通過(guò)GIS空間相交工具，進(jìn)行地類時(shí)空變化分析。

3 結(jié)果與分析

3.1 地類結(jié)構(gòu)變化

由表1可得，歷山國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)地類時(shí)空變化較小，地類結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，以林地為主，2014年和2017年林地面積占保護(hù)區(qū)面積比例分別為97.63%和97.67%；其次是耕地，2014年和2017年耕地占保護(hù)區(qū)面積比例分別為1.83%和1.64%；耕地面積減少46 hm2，林地面積增加11 hm2，其他用地面積減少3 hm2，水域及水利設(shè)施用地面積增加33 hm2，住宅用地面積增加6 hm2。

表1 研究區(qū)地類面積分布 hm2

3.2 地類時(shí)空變化分析

由表2可得，2014年和2017年與人類活動(dòng)相關(guān)的土地利用類型(耕地、住宅用地、水域及水利設(shè)施用地、其他用地)分別占保護(hù)區(qū)總面積的2.37%和2.33%；2014年到2017年有23 629 hm2的區(qū)域未發(fā)生地類變化，占研究區(qū)域總面積的98.88%；發(fā)生變化區(qū)域面積為269 hm2，占研究區(qū)域總面積的1.12%；減少的耕地中86.8%轉(zhuǎn)換為林地，增加的林地中92.6%來(lái)自于對(duì)耕地的占用；其他用地面積較小，空間變化較大，在研究時(shí)間段內(nèi)其他用地全部發(fā)生變化；住宅用地少量增加，增加的住宅用地來(lái)自于對(duì)耕地和林地的占用。

表2 研究區(qū)2014—2017年土地利用轉(zhuǎn)移矩陣

由圖2可得，歷山國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)與人類活動(dòng)相關(guān)的土地利用類型主要分布于實(shí)驗(yàn)區(qū)；41 hm2的林地轉(zhuǎn)換為水域及水利設(shè)施用地，由變化圖斑形狀及分布情況來(lái)看，該面積的變化可能由于不同時(shí)相圖斑精度的影響；實(shí)驗(yàn)區(qū)有較大面積耕地轉(zhuǎn)換為林地。

圖1 研究區(qū)域2014-2017年土地利用變化圖譜

4 結(jié)論

綜上可得，歷山國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)地類結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，以林地為主，2014年和2017年林地面積占保護(hù)區(qū)面積比例分別為97.63%和97.67%；保護(hù)區(qū)與人類活動(dòng)相關(guān)的土地利用類型面積較小，主要分布于實(shí)驗(yàn)區(qū)，2014年和2017年其面積分別占保護(hù)區(qū)面積的2.37%和2.33%；林地面積有所增加，增加的林地主要來(lái)自于對(duì)耕地的占用。