青海湖流域土地利用／土地覆盖变化研究 祁佳丽 李志强 李飞 聂学敏李生寿 青海湖流域土地利用／土地覆盖变化研究 祁佳丽 ，李志强 ，李飞 ，聂学敏 ，李生寿 （１．青海省生态环境遥感监测中心，青海西宁８１００００；２．青海民族大学，青海西宁８１０００７； ３．环境保护部卫星环境应用中心，北京１０００８４） 摘要：科学准确地获取青海湖流域土地利用／土地覆盖（ＬＵＣＣ）年际变化情况，对分析该流域生态环境演 化规律及其成 因具有现实意义。文章选取２００９年～２０１ １年３期ＴＭ遥感影像数据，采用土地利用转移矩阵研 究分析方法，对青海湖流域土地利用类型年际变化特征及其空间分布规律信息进行提取。研究结果表明：① ２００９年～２０１１年青海湖流域土地利用类型变化存在县域差异，海晏县、共和县、刚察县和天峻县４县各土地变 化幅度较大的为草地和未利用地面积总量；②流域内林地和耕地主要分布在刚察、共和两县，沙地面积占流域 未利用土地总面积的１５．５７％，主要分布于青海湖湖东地区；③年际问耕地面积总量呈减少趋势，取而代之的 是草地、林地面积的增加；④研究流域全部土地利用类型的变化呈现年际波动特征，但较为缓慢。 关键词：青海湖流域；土地利用／土地覆盖；转移矩阵 中圈分类号：Ｘ３２１ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００７—２４５４（２０１３）０４—１９７—０５ １ 引言 角、珠三角及京津冀“热点地区”ｌ１卜”ｊ、生态环境 人与土地的关系，是最天然、最本源的关系， 脆弱区和典型区 。青海湖流域作为青藏高原 关系到个体的生存、家族的繁衍、村落的维系以及 的重要组成部分，属于全球变化的敏感区和生态 国家的兴亡 １ Ｊ，土地利用／土地覆盖变化不仅客 系统典型脆弱地区，是我国水汽循环的重要通道 观地记录了人类改变地球表面特征空间格局的活 和屏障、气候变化的敏感区，维系着青藏高原东北 动，而且还再现了地球表面景观的时空动态过 部生态安全，因此本文选取青海湖流域作为研究 程 。１９９５年，“国际地圈与生物圈计划” 区域。 （ＩＧＢＰ）和“全球环境变化的人文领域计划” ２研究区域、技术路线及指标体系 （ＨＤＰ）两大组织联合提出“土地利用／覆被变化” ２．１ 研究区域概况。青海湖流域区域总面积 研究计划（ＬＵＣＣ）。ＬＵＣＣ研究计划及目标是通 ２９ ６６４ｋｍ ，主要包括海北藏族自治州的刚察县、 过对土地利用／土地覆盖变化与环境反馈之间动 海晏县，海南藏族自治州的共和县，以及海西蒙古 力学（动态过程）与相互作用机制的认识，建立能 族藏族自治州的天峻县［图１］，研究区域范围为 够用来预测土地利用覆盖变化评价环境变化并提 北纬３８。２４ ～３６。１２ ，东经９７。４８ 一１０１。１８ ，其范 供决策支持的ＬＵＣＣ模型，从而预测土地利用覆 围涉及３州，４县，２５个乡镇 。海拔３１９４ｍ一 盖变化，评估生态环境变化，并寻求积极的人为干 ５１７４ｍ，地处柴达木盆地与东部湟水谷地、南部江 预措施＿５－８］。ＬＵＣＣ自从提出以来之所以受到如 河源头与北部祁连山地间。青海湖流域由青海湖 此关注，并成为目前全球变化研究的前沿和热 及直接注入青海湖的５０多条河流子流域组成，流 点 １０］，主要是因为土地利用／土地覆盖变化对 域地势从西北向东南倾斜。主要植被类型为：高 区域生态环境产生了强烈的影响。 寒草甸、高寒草原、高寒泥石流植被、沙生植被、盐 国内目前对ＬＵＣＣ的研究主要集中在长三 生植被和沼泽草甸等¨ 。 项目来源：青海湖流域生态环境保护与综合治理规划生态监测体系建设项目。 收稿日期：２０１３—１１—１６ １９７ 青海环境 第２３卷第４期（总第９０期） ２０１３年１２月 纯从数量看增加和减少的幅度并不能做为研究分 析的依据，因而需要进一步从土地类型的空间变 青海湖流域土地利用转换矩阵［表３］。 从表３可看出，耕地主要转变为未利用地、林 地、人工用地；林地主要转变为草地、未利用土地； 草地转变为林地、未利用土地、人工用地；水域转 变为草地和未利用土地；人工用地主要转变为草 化和内部结构做研究分析。 ３．２土地利用转移矩阵计算。根据史培军等 的研究，在ＡｒｅＧＩＳ软件的支持下，经过２００９年、 ２０１ １年两年矢量层的融合、叠置分析，计算得到 表３ 地；未利用地主要转变为草地。 ２００９年～２０１１年青海湖流域土地利用转移矩阵 ３．３土地利用类型的变化分析 １５．２４％、２．６４％。按照转变总量由其他类型土 地转变为草地依次是林地、未利用地、人工用地、 水域、耕地，扣除草地向其他类型的转换量外，总 的转换趋势是草地向其他类型转换，即草地总量 值减少。（４）水域转换分析。水域主要转换为未 利用地、草地和耕地，分别占转换总量的５６．１３％、 ２５．０５％、１５．３５％。而草地、未利用地转变为水 ３．３．１一级类型变化分析。（１）耕地转换分析。 耕地向其他类型的转换，四县并不完全相同。海 晏县主要是山区旱地转换为草地和未利用地，耕 地转换为未利用地是因为经济发展、人口增加，进 一步的城镇化导致农村出现土地被闲置或者抛荒 的现象，部分耕地转换为未利用地。共和县主要 是平原旱地转换为人工用地、河渠及裸土地．主要 原因是随着经济的发展，城镇化建设占用了部分 耕地，使之成为居民点、城镇服务设施区域。刚察 县无山区旱地，主要是平原旱地转换为低覆盖度 草地、水域。耕地转换为水域是因为该县河流改 道以及兴修水利占用农田引起。天峻县主要是草 地转变为林地、人工用地。随着覆盖青海湖流域 各生态系统保护建设工程，如退化草地治理、生态 林建设、沙漠化土地防治、湿地保护等工程项目的 域，在转换而来的总量中分别占７９．８８％、 １７．２９％。（５）人工用地转换分析。人工用地主 要转化为耕地、草地，分别占转换总量的８９．９０％、 ９．９２％。人工用地主要由草地、未利用地、耕地转 化而来，在转换而来的总量中分别占６１．９８％、 ２１．５８％、１３．０３％。（６）未利用地转换分析。未 利用土地分别转换为耕地、草地，分别占转换总量 的９７．５９％、１．８４％。未利用地主要由草地、水域、 林地转化而来，所占比例分别为９０．１０％、７．７３％、 ２．１５％。 进一步开展，天峻县生态环境得到改善，林地面积 增加，植物群落结构趋于丰富，植被覆盖程度增 加。（２）林地转换分析。林地转换为其他土地类 型中，有９０．７２％林地转变为耕地，有８．５１％转换 为草地，主要是由疏林地和灌木林地转化而来，有 ０．５２％林地转变为未利用地，有０．２３％林地转变 为水域，有０．０２％林地转变为人工用地。（３）草 地转换分析。草地转换为其他类型的土地，按照 数量的多少分别是未利用地、水域、林地和人工用 地，分别占转换总量的６２．９１％、１９．２１％、 ２００ ３．３．２ 土地利用典型类型变化分析。由于青海 湖流域主要以牧业为主，是青海省重要的畜牧基 地、油料基地。因地制宜按照草地类型进行牧业 生产，有利于保护草地资源和牧业生产的可持续 性发展。草地面积的大幅度减少或是增加，都直 接影响流域生态安全。因而在以上分析的基础上 着重分析草地内部之间的转换和草地与其它类型 的转换。（１）草地内部各类型之间的转换分析。 草地内部之间的转换主要表现为高、中、低覆盖度 青海湖流域土地利用／土地覆盖变化研究 祁佳丽 李志强 李飞 聂学敏草地间的互相转换。其中高覆盖草地增加了 １７４．７８ ｋｍ ，中覆盖度草地增加了１１０．８４ ｋｍ ，低 覆盖度草地减少了１０７．３５ ｋｍ 。随着覆盖青海湖 流域各生态系统保护建设工程，如退化草地治理 工程、沙漠化土地防治工程、湿地保护等工程项目 的进一步开展，年际间流域生态环境得到改善，高 李生寿 区全部土地利用类型的变化呈现年际波动特征， 但较为缓慢，有利于维护青海湖流域的生态环境 安全。 对于区域土地利用问题的研究，在分析土地 利用的现状和各土地利用类型的年际变化的基础 上，下一步的工作重点是深入研究土地利用变化 的影响机理和驱动过程，着重分析目前土地利用 覆盖度草地、中覆盖度草地资源量增加，这同时也 促进了流域季节畜牧业的发展。（２）草地与其他 土地类型的转化分析。草地除了４３．２４％的面积 总量是在高、中、低覆盖度草地内部之间转换外， 还有５６．７６％的草地与其他土地类型问存在着转 换。按照转变总量，由其他类型土地转变为草地 依次是林地、未利用地、人工用地，也反映了近年 来覆盖青海湖流域积极开展的各项生态保护工 程，如退化草地治理工程、沙漠化土地防治工程取 得了一定成效。 ４结语 本文以２００９年、２０１０年、２０１１年３期ＴＭ遥 感影像数据为遥感数据源，监测分析了青海湖流 域土地利用变化特征，对流域内各县级行政单元 土地利用空间分异特征进行了研究。结论包括： （１）本文基于ＴＭ遥感影像数据，利用土地利用／ 覆盖专题矢量数据进行ＬＵＣＣ转移矩阵的计算分 析，反映了大范围尺度上各土地利用类型在年际 间的复杂变化。（２）２００９年～２０１１年青海湖流 域土地利用类型变化特征为：林地面积总量增加； 草地、耕地、水域、人工用地和未利用地面积总量 减少；其中变化幅度较大的为草地和未利用地面 积总量。转移矩阵的分析表明，年际问耕地面积 总量呈减少趋势，它是草地和林地的主要来源。 这一定程度地表明了随着覆盖青海湖流域各生态 系统保护建设工程，如退化草地治理工程、生态林 建设工程、沙漠化土地防治工程、湿地保护等工程 项目的进一步开展，年际间流域生态环境得到改 善。（３）虽然人工用地所占比例较小，但青海湖 流域属于畜牧业相对发达、开发潜力较大地区，易 接受东部河湟区和西部柴达木区的产业延伸和带 动，同时又可以辐射三江源区，年际间人工用地面 积的大幅度增加反映了人类活动的加剧，超载过 牧和过度采食会给土地退化带来较大影响，所以 对人工用地的连续监测研究很有必要。（４）研究 中存在的突出问题以及可能产生的生态环境影 响。 参考文献： ［１］叶国文．土地的政治逻辑［Ｍ］．天津：天津人民出 版社，２００７． ［２］庄大方，王桥，江东，徐新良，等．宏观生态环境遥感监 测技术与应用［Ｍ］．北京：科学出版社，２０１２． ［３］张佳华，张国平，王培娟，等．植被与生态遥感［Ｍ］．北 京：科学出版社，２０１０． ［４］高小红，王一谋，冯毓荪，王建华，马安青，等．基于遥 感与ＧＩＳ的青海湖地区土地利用变化及其对生态环境影 响的研究［Ｊ］．遥感技术与应用．２００２．１７（６）：３０４—３０８． ［５］后立胜，蔡运龙．土地利用覆盖变化研究的实质分析 与进展评述［Ｊ］．地理科学进展．２００４．２３（６）：９～１０２． ［６］Ｔｈｍｅｒ Ｂ Ｌ，Ｍｅｙｅｒ Ｗ Ｂ，Ｓｋｏｌｅ Ｌ．Ｇｌｏｂａｌ Ｌａｎｄ ｕｓｅ／Ｌａｎｄ ｃｏｖｅｒ ｃｈａｎｇｅ：ｔｏｗａｒｄｓ ａｎ ｉｎｔｅｒｇｒａｔｅｄ ｓｔｕｄｙ．Ａｍｂｉｏ．１９９４．２３ （１）：９１一，９５． ［７］Ｔｕｒｎｅｒ ＢＬＤ，Ｓｋｏｌｅ．ＧＦｉｓｈｅｒ，Ｌ．Ｇｒｅｓｏ ａｎｄ Ｒ．Ｌｅｅｍａｎｓ． ｅｔ ａ１．Ｌａｎｄ—ｕｓｅ ａｎｄ ｌａｎｄ—ｃｏｖｅｒ ｃｈａｎｇｅ：ｓｃｉｅｎｃｅ／ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｐｌａｎ．ＩＧＢＰ Ｒｅｐｏｒｔ Ｎｏ．３５ ａｎｄ ＨＤＰ Ｒｅｐｏｒｔ Ｎｏ．７．Ｓｔｏｃｋｈｏｌｍ ａｎｄ Ｇｅｎｅｖａ．１９９５． ［８］Ｅｍｉｌｉｏ ＲＭｏｒａｎ．Ｎｅｗｓ ｏｎ ｔｈｅ ｌａｎｄ Ｐｒｏｊｅｃｔ．Ｇｌｏｂａｌ Ｃｈａｎｇｅ Ｎｅｗｓ Ｌｅｔｔｅｒ．Ｊｕｎ．２００３（５４）：１９—２１． ［９］Ｗａｌｋｅｒ Ｒ Ｔ．Ｌａｎｄ Ｕ ｓｅ Ｔ ｒａｎ ｓｉｔ ｉｏｎ ａｎｄ Ｄｅｆｏｒｅｓｔ ａｔｉｏｎ ｉｎ Ｄｅｖｅ—ｌ ｏｐｉｎｇ Ｃｏｕｎｔ ｒｉｅｓ［Ｊ］．Ｇｅｏｇｒａｐｈ ｉｃａｌ Ａｎａｌｙｓ ｉｓ． １９９７．１９：１８～３０． ［１０］陈佑启，杨鹏．国际上土地利用／土地覆盖变化研究 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以信息资源整合、共享为重点，推进跨部门协同， 强化公共服务能力，从完善管理、创新内容和 服务形式等方面来推进向智能化公共服务平台的 ［３］张向宏，张少彤．中国网站发展特点、趋势及深化 网站应用的建议［Ｊ］．电子政务． ［４］阙天豪．浅析我国网站发展特点及发展趋势［Ｊ］． 海峡科学．２０１０（１１）． 目标迈进，以信息公开推动信息共享，以业务流程 优化促进工作协同，以“前台”建设带动“后台”建 设，以“后台”支撑带动“前台”应用，将网站建设 成为“以人为本、协同高效、服务创新、先进智能、 ［５］李欣森．浅析网站未来发展趋势［Ｊ］．数字地方． ２０１３（５）． （上接第１９６页） 逐块进行人机交互基础上以人工目视判读解译为 主的调查方法，可充分保证提取数据的客观性和 完整性。 参考文献： ［１］曾涛，杨武年等．汶川特大地震灾后多源遥感影像处 理技术及信息提取方法［Ｊ］．地域研究与开发．２００９．２８ （６）：１４１—１４４． ［２］赵英时等．遥感应用分析原理与方法［Ｍ］．北京：科学 出版社。２００３． ［３］梅新安等．遥感导论［Ｍ］．北京：高等教育出版社， ２ｏ０１． ［４］祁佳丽．浅谈３ｓ技术在三江源区生态监测领域的应 用——以玛多县生态监测与评价为例［Ｊ］．青海环境． ２０１１．２１（３）：１４５—１４６． ２０２
