2000一2020年中國林地變化時空特征及驅動力分析

Spatiotemporal Characteristics and Driving Forces of Woodland Changes in China During 2000-2020

CHENG Peng，WUNan，ZHANG Liu（Anhui Provincial Academy of Eco-Environmental Science Research，Hefei，Anhui 230061） AbstractIntotetofliatehangfestdisnporatompontofeatioalologialuityateRaltde standingandmasteingitssatiotepoaldaccaractestaprodtisisfmproinglateoiosdge goalof“carbonpeakandcarbonneurlity”inChina.Thisarticleprovidesaompreensiveanalysisoftespatiotemporalprocsofforest landchangesinCinafrootsupporedbyintegatotecholIevals tehaacteristsofforstlandeagsd spatialpattemevolutioiCinaoverthepast2years，andbasedonthisaalysteainpolicyandcoomicdrivingfactostffect forestlanditribuoandareahangeshesultssowedthatfro2OtoOthesatiotemporalchangesoffrestlandinCinawere stable，with a net increase of in forest land area，directly manifested as an increase in shrub and other forest land areas；between 2010 and 2O2O，the net increase in forest land area was ，and the implementation of forest land protection，returning farmlandtoforests，ndforestatioandgreengprojetsadsigiiantectsCina’sforstlandisinageofigualitdeelo ment.Thespatialdistrbutioncharacteristicsofdynamicchangesofrestlandareaacrossthecoutryareobvious.hefmingpastorale tonenthesoutheastedgeoftheInerMongolianPlateauandtenorthoftheLosPlateundteaorestationefectintecralnd westenregionsareprominentndtforestlandreahasexpandedsignifcantlyteicreaseinforestandinteXing’anMoutainsad ChangbaiMountainsinortastCinaisalsouitepromientThephenomenonofurbanandruralindustrialandminingresidetiallandexpansionncroachingonforestlndislsoveryprominentinteBeijingTanjinHebei，YangtzeRiverDelta，PearlRiverDeltandeu roundingareasoflargecitiesandthelaterperiod（2010-20）ismoreobviousthantheearlierperiod（20-2010）Since200theimplementatiooffrestyologalegieinghasentheaieasofrtesigificantincraseinforestlandraincentralndweste China，whiledforestatoandubaexpsiocroaednbyoniiterestsineareasaretaasosfortductio of forest land in certain areas.

KeywordsChina；Woodland；Spatiotemporal characteristics；Driving forces

森林生態系統是最重要的陸地生態系統之一，在改善生態環境，固定碳儲量[1-3]，維護生物多樣性，減緩水土流失，防風固沙等生態安全格局保護中發揮著積極作用[4]。林地作為森林生態系統的主體，其結構的穩定和功能的完善是森林生態系統能夠發揮上述積極作用的前提和基礎。

目前，國內外學者對林地資源動態的監測已有相關研究。于竹筱等[5建立基于“生產-生活-生態”視角的林地分類，利用遙感手段提取林地各類型；康世倫基于多源數據并利用地貌分區方法計算得到全國林地表面積；Mapedza等[利用航空攝影照片并結合GIS技術，對津巴布韋境內Mafungabusi林地的動態變化進行了監測；Vogelmann等[8]研究了尼泊爾安納布爾納峰保護區內森林覆蓋率的變化；Ra-suly等[將RS和GIS技術相結合，通過建立邏輯回歸模型，對伊朗西北部Arasbaran生物圈保護區的林地變化速率進行了探究。在國內，林媚珍等[10-i1]對海南島和廣東省森林資源變化的特點和規律進行了研究；張清雨等[2]利用RS和GIS技術研究了商洛地區不同類型林地的時空變化特征；李秀芬等[13]對晉西北地區防護林的動態變化特征進行了研究。上述研究或從區域尺度進行林地動態變化特征分析，或從分析手段及方法上對林地提取進行研究，但當前國內對于全國范圍的林地變化和時空特征及驅動力分析相關內容鮮有報道。鑒于此，筆者在遙感監測的基礎上，利用2000、2010和2020年3期全國林地遙感監測空間分布數據，通過3S一體化集成技術，從時間序列和空間格局兩個方面對2000年以來我國林地面積的時空變化規律進行了探究，并結合社會、經濟因素對林地變化的驅動力進行分析，以期為我國林地面積時空演變規律和特點以及主要驅動力有所把握，從而為林地資源的保護、管理和可持續利用提供科學依據[14-15] 。

1材料與方法

1.1數據來源及處理林地數據包含2000、2010 和2020 年3期全國林地空間分布數據，來源于中國科學院資源環境數據中心的全 1：10 萬比例尺土地利用數據庫[16-19]。該數據集是以LandsatTM/ETM遙感影像為主要數據源，通過人工目視解譯生成，空間分辨率 30m 。土地利用類型包括耕地、林地、草地、水域、居民地和未利用土地6個一級類型和25個二級類型。在Arcgis中對3期全國土地利用數據進行拼接、裁剪、合并、重采樣等操作，相關統計工作在Excel和Ori-gin中進行。所用全國及省級行政區邊界數據為2024版國家地理信息公共服務平臺（天地圖）下載的審圖號為GS（2024）0650的全國及省級行政區邊界矢量數據，且未對邊界進行修改。

1.2分析方法在 1：10 萬比例尺土地利用現狀數據集中，林地分為有林地、灌木林、疏林地和其他林地4個二級類型。基于2000、2010和2020年3期全國林地空間分布數據集，開展了2000—2020年間隔10年的（即2010年前后）兩個不同時段的各種林地類型的面積、面積變化量、區域分布及其變化原因的分析。

林地動態變化包括轉化和轉變，轉化是指未超出林地類型的內部變化過程，如有林地轉化為疏林地，灌木林轉化為其他林地等；轉變是指林地已經變化為其他土地利用類型，如砍伐林地修建道路，林地開墾轉變為耕地等。林地類型轉移矩陣可對林地的轉化和轉變進行準確表達。此外，林地變化動態度可真實反映區域林地面積變化強度[20]，林地變化動態度計算公式為

式中， 分別表示區域基期及現期林地總面積， T 為時間段。如 T 用年度表示，則 s 即為林地的年變化速率。

2 結果與分析

2.12020年林地分布現狀從遙感監測結果看，2020年我國林地總面積為 ，其中有林地面積最大，為 ，占林地總面積的 60.38% 。圖1是2020年我國林地空間分布情況（圖例表示每個 1km×1km 柵格林地類型面積比例）。我國林地分布具有明顯的區域特征，總體特征表現為東部地區高于西部地區，南部地區高于北部地區。按地理區域分布，華南和西南地區多山地丘陵，氣候濕潤，雨量充沛，給林地生長提供了適宜條件，林地分布廣泛；東北地區林地資源主要分布于大興安嶺、小興安嶺和長白山脈，區域內土地肥沃，流域較多，人口稀少，林地生長環境較好，林地資源豐富，而東北地區中心區域人口稠密，且是我國重要的糧食產區之一，林地分布相對較少；華東地區林地資源主要分布于安徽省南部、江西省、福建省和浙江省大部，氣候及地形特征與華南區域相近；華東北部和東部以及華北地區地勢平坦，人口密度大，經濟發達，是我國重要的糧食產區和經濟發展引擎，人類活動和城市擴張導致該區域林地資源被擠占；而遼闊的西北地區土地貧瘠，水資源較少，氣候干燥，林木生長條件相對惡劣，林地資源較少[21]。按省級行政區劃分布，內蒙古東北部、東三省、江西、安徽、湖南、福建、浙江、臺灣、廣東、廣西以有林地分布為主；云貴川、廣西以及西部省份以灌木林為主；疏林地主要分布于云貴川；其他林地主要混雜在有林地的區域內。

2.22000—2020 年林地時空變化特征

2.2.1林地資源數量變化特征。通過統計林地類型的面積變化，可以了解林地資源變化總的態勢和林地資源內部結構的轉換[22]。2000—2020年全國林地分類面積統計見表1，20年間，全國林地總面積共增加 ，年均凈增長速率為 0.19% 。4種林地二級類型均呈增加趨勢，其中有林地增加最多，為 。全國林地增長態勢較積極，分階段看，2000一2010年全國林地總面積呈增加趨勢，共增加 ，但有林地、疏林地面積呈下降趨勢，分別減少了 和 ，年均凈減少速率分別為0.05% 和 0.03% ；灌木林地和其他林地均呈增加趨勢，灌木林地增加緩慢，總面積凈增加了 ，而其他林地增加了 ，年均凈增長速率為 2.65% ，是增長速率最大的林地類型。2010—2020年全國林地總面積依然呈增加趨勢，且增加速率明顯加快，共增加了 4種林地二級類型均呈增加趨勢，其中有林地呈大幅增長趨勢，增長 ，年均凈增長速率為 0.34% 。

由圖2可知，林地內部類型之間轉化2010—2020年較2000—2010年活躍程度大幅增加，以有林地與其他類型林地的相互轉化最為突出。2000—2010年有林地轉化為灌木林、疏林地和其他林地的面積共 ；同期有 0.57× 的灌木林、疏林地和其他林地轉化為有林地。2010—2020年有 有林地轉化為灌木林、疏林地和其他林地；同期共有 的灌木林、疏林地和其他林地轉化為有林地。

由表2可知，2000—2010年，全國林地轉變為其他土地利用類型的面積為 ，主要轉出的土地利用類型分別是耕地、草地和城鄉工礦居民用地，主要轉入的土地利用類型是草地和耕地。2010—2020年，有 的其他土地利用類型轉變為林地，其中 91.64% 為耕地和草地；同時有 的林地轉變為其他土地利用類型。雖然前后兩個研究時段內林地類型的轉變幅度有較大差異，但轉入林地面積始終大于林地轉出面積，這也使得在20年間全國林地面積處于持續增長的狀態。

2.2.2 林地變化空間分布特征。2000—2010年和2010—

2020年2個研究時段內林地變化的劇烈程度存在顯著差異（圖3和圖4），2010年以前，林地變化幅度相對平穩。2010年以后，林地變化比較劇烈，尤其是中部地區林地變化速率高于其他地區。從空間格局來看，總體上，2000—2010年和2010—2020年2個研究時段內，林地類型變化特征在空間上具有較高的一致性，大致特征表現為：

（1）內蒙古高原東南緣和黃土高原北部的農牧交錯帶、中西部地區的湖北西部、寧夏、陜西、甘肅東南部、四川東部、重慶、貴州、云南以及東南沿海地區福建等地是典型造林區，后一時段（2010—2020年）林地增長強度和范圍均遠超前一時段（2000—2010 年）。

（2）林地的增加主要來自耕地和草地的轉換，有15個省、市、自治區以草地造林為主，11個省、市、自治區以退耕還林為主。此外，東北地區的大興安嶺、小興安嶺、長白山地林地增加也比較突出，其中后一時段（2010—2020年）長白山地區草地轉林地比較明顯。

（3）林地減少主要體現為林地轉變為草地、耕地及城鄉工礦居民用地，多分布于東北平原、北方農牧交錯地區、環渤海地區、長江三角洲、珠江三角洲及西南等地，共涉及25 個省（區、市），以東北平原和經濟發達的東南沿海地區林地的減少最為突出，東北平原前一時段（2000—2010年）林地砍伐轉變為耕地的現象不明顯，而后一時段（2010—2020年）較為顯著。京津冀、長三角、珠三角以及部分大城市周邊地區2000—2010年和2010—2020年前后2個時期城鄉工礦民居地擴展侵占林地的現象均十分突出，而且后一時期（2010—2020年）城鄉工礦民居地擴展侵占林地的現象比前期更加明顯。

（4）此外，林地內部類型轉化區域多集中在我國傳統林區，即東北林區、西南林區和東南林區，以東南林區的動態變化度最大，東北林區次之，多為有林地向其他林地的轉化。

（5）從整體看，盡管前后2個時期我國林地變化的空間分布格局比較一致，但在局部地區仍有差異，表現出林地變化的區域特性。與2000—2010年相比，2010—2020年林地動態變化過程中，東北地區林地內部類型的轉化顯著，尤其是大興安嶺一帶，變化最為明顯。反之，在經濟快速發展的東南沿海地區，林地向城鄉工礦建筑用地轉變的比例與前期相比更加突出，使之逐漸成為造成林地面積減少的主要轉變類型。

2.3驅動力分析人類活動不可避免地作用于自然資源和環境，已成為公認的改變地表生物圈的主要動力[12]。筆者在研究2000—2020年全國林地資源數量變化特征和空間格局特征的過程中，綜合考慮自然環境和社會經濟發展因素，發現影響林地變化的驅動因素主要包括國家政策調控、社會經濟驅動和城市化快速發展。

2.3.1國家政策調控。21世紀初，國家先后啟動了六大林業重點工程，全面開展造林綠化，加強森林植被保護和生態環境建設，為實現中國經濟社會可持續發展提供重要保障。隨著六大林業重點工程順利實施，國土綠化呈現良好發展勢頭，六大林業重點工程初見成效。黨的十八大以來，以習近平同志為核心的黨中央把生態環境保護提到前所未有的高度。10年來，林長制全面推行，《全國林地保護利用規劃綱要（2010—2020年）》全面實施，森林、草原生態系統持續修復，使得全國林地持續向好發展。截至2020年，林地面積增加 。與20世紀90年代相比，進人21世紀的前20年大規模造林活動已由東南部沿海省份4轉至中部地區，且造林效果顯著，這與該遙感監測獲取的我國中部地區大范圍的耕地、草地向林地的轉變極度吻合。隨著造林工程的深入推進和林木的良好長勢，林地面積進一步擴大，我國林地資源趨于更高質量發展之中。

2.3.2社會經濟驅動。近年來，隨著人口持續增長和社會經濟的快速發展，為了滿足人們生活需要及提高經濟收益，擴大農耕區成為客觀需求，從而帶來了局部地區林地砍伐轉變為耕地的現象。以農牧交錯帶為例，該地區生態環境極為脆弱，卻生活著1億以上的農業人口[23]，人們在生存保障和經濟利益的驅動下，進行了大規模土地開墾等生產活動。此外，為了追求經濟利益，對林地進行過量采伐和亂砍濫伐的現象雖然得到有效遏制，但依然存在，也成為林地減少的原因之一。盡管受國家“禁止毀林開墾、毀林采種”“有計劃有步驟地退耕還林、還牧、還湖”等政策的管控，近20年內仍有 的林地被開墾為耕地，且集中分布在北方光熱資源符合農作物生長和南方低海拔水熱自然條件較好的地區。

2.3.3城市化。城市建設用地快速擴張是2000年以來我國城市化發展的顯著特征[24-25]。隨著我國城市化不斷快速推進[26]，城鎮周圍的農村迅速被城鎮化，城市建設用地面積逐年擴大，道路交通用地、住宅和工礦用地等各類建設用地的需求膨脹，不可避免地占用了城鎮周邊的耕地、草地和林地等土地利用類型[17]。研究發現，2000—2010 年和 2010—2020年2個研究時段內，林地轉換為城鄉工礦居民用地的面積分別是 和 ，城鎮擴展占用林地已逐步成為林地面積減少的主要影響因素。

3結論與討論

目前以碳為主的溫室氣體過量排放而引起的氣候變化正改變著陸地生態系統的結構和功能，威脅著人類的生存與健康，因而受到全球的普遍關注[27]。我國在2020年提出“碳達峰、碳中和”的生態環境保護戰略目標將為氣候變化和人類生存環境的改善作出重要貢獻。林地在全球碳循環中扮演著陸地碳源、匯、庫的角色，通過植樹造林和人工林經營等增強陸地碳匯功能對于實現“碳達峰、碳中和”目標及減緩全球變暖具有重要意義。因此，實時了解和掌握林地的時空動態特征，對于維持生態安全格局，適應與減緩全球變暖具有重要的現實意義。該研究通過3S技術對近20年來我國林地資源變化的時空動態特征開展了定量分析，結果表明，21世紀以來國家實行的各項森林保護政策及造林活動成效明顯，我國林地資源處于高質量發展階段，具體表現為：

（1）2020年我國林地總面積為 ，有林地面積最多，為 。我國林地分布具有明顯的地帶性特征。林地分布的區域總特征表現為華南 gt; 西南 gt; 東北 gt; 華東 gt; 華北 gt; 西北。

（2）2000—2020年全國林地面積呈持續增長趨勢，累計凈增長 ，其中2000—2010年林地增長速度較緩，林地面積凈增加 ，表現為灌木林和其他林地面積不同程度增加，林地進人恢復性增長階段；2010—2020年林地增長速度較快，林地面積凈增加 林地資源趨于高質量發展之中。

（3）林地變化的空間格局特征明顯，內蒙古高原東南緣和黃土高原北部的農牧交錯帶、中西部地區是典型的造林區，退耕還林和草地造林的現象比較明顯；東北平原、北方農牧交錯帶、環渤海地區、長江三角洲、珠江三角洲及西南地區等地林地減少轉變為草地、耕地及城鄉工礦居民用地的現象比較明顯，其中京津冀、長三角、珠三角以及部分大城市周邊地區城鄉工礦居民用地擴展侵占林地的現象突出，而且后一時期（2010—2020年）城鄉工礦居民地擴展侵占林地的現象比前期更加明顯。

4展望

該研究在3S集成技術支持下，對2000—2020年我國林地變化時空過程進行了全面分析，揭示了近20年來我國林地面積數量變化特征和空間格局演變特征，并在此基礎上分析了影響林地變化的主要政策、經濟等驅動因素，為3S技術在全國林地變化時空特征研究中的應用作了有益的探索。但是，林地類型和面積僅僅是林地監測的重要方面，林地材積、生物量、群落類型、物候特征等均是反映森林生態系統健康狀況和服務功能的重要指標，因此充分利用遙感技術，借助GIS強大的空間分析和空間統計功能，實現國家尺度、實時、快速、準確的林地資源綜合監測與評估是未來林地資源監測的重要方向，也是全球變化背景下全面把握森林碳庫動態變化，增強森林生態系統碳匯能力的前提和基礎

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