2001-2017年中國土地利用時空變化

朱 闖，劉沁萍，田洪陣

（天津工業大學經濟與管理學院，天津 300387）

土地利用變化是指人類改變土地利用和管理方式，導致土地覆被的變化，對全球環境和氣候變化有重要影響，是人類活動對地球表層系統影響的重要表現形式[1]。它不僅關系到生物多樣性、物質循環以及資源的可持續利用等，而且關系到國家糧食安全和社會保障。因此，研究土地利用變化具有重要的意義。現有文獻主要研究土地利用時空變化和驅動機制等方面。例如，在時空變化方面，劉紀遠等人進行了2010-2015年中國土地利用時空變化的研究[2]；汪濱和張志強對黃土高原典型流域退耕還林土地利用變化進行了研究[3]；Zhang Yucui 等人研究了華北平原2002-2012年的土地利用變化[4]。在驅動機制方面，劉濤等人分析了中國土地利用變化中的城鄉建設用地占用耕地的驅動機制[5]；劉紀遠等人對20世紀90年代中國土地利用變化的成因進行了分析[6]。已有研究結果為人們提供了重要的參考價值，但也存在研究時間尺度相對較短、研究區域不夠大等問題。基于此，本文分析了中國2001-2017年土地利用時空變化特征，以期豐富目前有關土地利用變化研究的成果，為管理部門提供決策參考。

1 數據與方法

本研究所用的土地利用數據來源于MODIS Land Cover（MCD12Q1）土地覆蓋數據集（https：//earthexplorer.usgs.gov），它是根據從中等分辨率成像光譜儀（MODIS）獲得的數據的光譜-時間特征分類提取得到的，空間分辨率為500 m，覆蓋范圍為全球。

MODIS Land Cover（MCD12Q1）產品數據共包含13 套分類標準，選擇其中的LC_Type1（Annual IGBP Classification）分類標準，其中包括11 個自然植被類型、3 個土地開發和鑲嵌的地類和3 個非草木土地類型定義類。參考中國《土地利用現狀分類標準》（GB/T 21010-2017），將數據進行合并，劃分為草地、林地、耕地、建設用地、水域和其他用地六類。

在ArcGIS 中通過等面積投影、拼接、裁剪和融合等處理，筆者得到中國2001 和2017年兩期土地利用數據，并運用土地利用轉移矩陣法，得到2001-2017年我國土地利用轉移矩陣[7]。

2 結果分析

2001-2017年，林地、水域和建設用地面積增加，增加量分別為20.85 萬km2、3.28 萬km2、2.33 萬km2； 草地、其他用地和耕地面積減少，減少量分別為15.55 萬km2、10.11 萬km2、8074km2（見表1）。林地和水域面積增加主要發生在西部地區；建設用地面積增加主要發生在東部和中部地區；草地和其他用地面積減少主要發生在西部地區；耕地減少主要發生在東部地區（見圖1）。

林地增加的來源主要是草地和耕地，分別約為30.93 萬km2和4.14 萬km2；水域增加的來源主要是其他用地和草地，分別約為2.55 萬km2和1.67 萬km2； 建設用地增加的來源主要是草地和耕地，分別占用約1.00 萬km2；草地減少，主要轉化為林地、耕地、其他用地、水域和建設用地，分別轉化約30.93 萬km2、 12.94 萬km2、3.37 萬km2、1.67 萬km2和1.00 萬km2； 其他用地減少，主要轉化為草地和水域，分別轉化約11.07 萬km2和2.55 萬km2；耕地減少，主要轉化為草地、林地和建設用地，分別轉化約10.29 萬km2、 4.14 萬km2和1.00 萬km2（見表1）。其中，草地轉化為林地、其他用地轉化為草地和水域主要發生在西部地區，草地和耕地之間的轉化主要發生在中部地區，草地轉化為水域主要發生在東北地區，草地和耕地轉化為建設用地主要發生在東部地區（見圖1）。

表1 2001-2017年我國土地利用轉移矩陣

圖1 兩期中國土地利用類型分布

2001-2017 年，大面積耕地轉化為草地和林地，這可能與1999-2002年國家退耕還林還草工程從試點開始到全面啟動有關。此外，大量的草地和耕地轉化為建設用地，這可能與“十五”計劃、“十一五”規劃和“十二五”規劃期間東部地區和中部地區建設用地持續擴張、2000年開始實施西部大開發戰略西部地區建設用地面積不斷增加以及2003年實施振興東北老工業基地戰略東北地區建設用地開始擴張有關。另外，草地和林地轉化為耕地，這可能與“十五”計劃、“十一五”規劃和“十二五”規劃期間社會主義新農村建設中對耕地資源保護的目標要求有關。

3 結論

本文以MODIS Land Cover（MCD12Q1）產品數據為基礎，分析了中國2001-2017年中國土地利用變化的時空特征。結論如下：2001-2017年林地變化最大，面積增加20.85 萬km2，耕地面積變化最小，面積減少8 074 km2，這可能與國家退耕還林和保護耕地資源政策有關。林地增加的主要來源是草地；水域用地增加的主要來源是其他用地；建設用地增加，主要占用草地和耕地；草地減少，主要轉化為林地；其他用地減少，主要轉化為草地；耕地減少，主要轉化為草地和林地。林地、草地、其他用地和水域變化主要發生在西部地區，這可能與國家西部大開發有關；建設用地變化主要發生在東部和中部地區，這可能與國家在東部和中部設立國家級和省級開發區有關。土地利用變化與自然和社會經濟條件密切相關，未來可以開展這些方面的研究。