潘梓琪 阿也提古丽·斯迪克 景富荣 薛 柯

(新疆农业大学，新疆 乌鲁木齐 830000)

土地利用/覆被变化是全球变化的重要组成部分和主要原因,因而全球变化研究领域逐渐加强了对土地利用/覆被变化的研究。中国的许多学者及时跟踪LUCC研究的国际动向,积极开展LUCC研究,也取得了具有中国特色的丰硕成果。全球土地资源多，但能为人类所使用的土地资源相对较少。随着全球人口的增长、经济的发展，人类生存的生态环境逐渐恶化，土地利用及其覆被变化是影响全球环境变化的主要原因之一。土地利用/覆被变化不仅客观地记录了人类对土地的利用和改造状况，而且还反映了区域景观时空动态变化的过程。我国LUCC研究一般集中于一些热点区域和生态环境脆弱区。我国西北地区降水量较小，缺水问题非十分突出，因此掌握土地利用/覆被动态变化的趋势对西北干旱、半干旱区的生态保护具有重要意义。

开都河是流入焉耆盆地最大的河流,是唯一能常年补给博斯腾湖的河流，研究开都河的径流量变化对气候响应,对于判断未来土地利用,具有重要的意义。近年来，新疆社会经济快速发展，同时随之出现的流域植被类型单一，河流断流等生态问题也是我们面临的严峻挑战。土地利用/覆被变化的动态监测是对土地利用状况及其动态变化进行全面系统地评估和分析的科学方法。本研究是基于GIS技术，利用1990-2015年的四期土地利用/覆被数据通过土地利用/覆被类型的变化量分析、变化速率分析以及转移矩阵的方法，得出开都河流域1990-2015年的土地利用/覆被变化，并初步分析其背后影响因素，希望能为开都河流域今后的土地资源可持续利用和管理提供依据。

1.研究区概况

研究区域仅涉及开都河流域部分（82.95°～86.34°E，42.05°～43.35°N），开都河流域多年平均径流量为35.48亿立方米，占博斯腾湖入湖水量的85%。 研究区域属内陆干旱地区，深居欧亚大陆腹地，远离海洋。气温变化大，日照时间长（年日照时间达2500～3500h），降水量少，空气干燥，地处北半球中纬度温带地区，为典型的温带干旱荒漠气候，又具盆地夏季聚热，冬季冷潮的气候特征。开都河全长560公里，流域面积2.2万平方公里，总落差1750米。研究区的土地利用/覆被类型包括冰川、草地、湿地、林地、水域、未利用地、建设用地等。

2.数据及方法

2.1 数据来源

本研究所用的数据包括利用Landsat系列卫星数据获取的1990年、2000年、2010年以及2015年的土地利用/覆被类型图（中国科学院新疆生态与地理研究所地理信息系统实验室提供）和统计年鉴中获得的三个时期（1990-2000年，2000-2010年，2010-2015年）经济条件、国家政策对土地利用/覆盖变化产生影响的数据和统计年鉴中获得的三个时期经济条件，国家政策等数据。原数据分类时使用了土地利用/土地覆被的Ⅰ级分类和Ⅱ级分类。根据研究的需要，在二级分类的基础上进行了重分类，把研究区的土地利用/土地覆被类型分为冰川、湿地、耕地、林地、草地、水域、建设用地及未利用地8种土地利用/覆被类型。

2.2 研究方法

本研究对四期土地利用/覆被类型数据进行裁剪及重分类以后从数量变化和空间变化方面分析了研究区土地利用/覆被的演变过程。研究数量变化选用的评价指标包括变化幅度，相对变化率及动态度。研究空间变化采用综合动态度及转移矩阵。

3.结果与分析

3.1 土地利用/覆被类型的数量

数据结果计算得出1990-2015开都河流域主要土地利用类型为草地，四个时间段草地面积占总流域面积分别为77.07%、76.34%、76.23%和76.18%，所占比例最小的为建设用地，其面积仅为流域总面积的约0.5%。从变化幅度来看，耕地、建设用地及湿地的变化幅度为正值，冰川、草地、林地、水域及未利用地的变化幅度为负值，表明耕地、建设用地和湿地的面积增加了，其余类型的面积在减少。耕地的变化幅度正向增加最多，其次是建设用地，湿地变化幅度正向增加最小。水域的变化幅度负向增加最多。其后依次为冰川、林地和未利用地，草地的变化幅度负向增加最少。

耕地、草地和未利用地的相对变化率较大，其中耕地相对变化率最大，占总变化量的40.87%。建设用地、林地、湿地、水域和冰川的相对变化率较小，其中冰川的相对变化率最小，仅占总变化量的3.17%。

3.2 土地利用/覆被类型的时空变化特征

1990-2000 年各地类中耕地的变化幅度最大，主要是林地和草地转化为耕地，耕地基本分布在河流的下游，变化的部分林地和草地主要分布在河流中游。河流下游水源充足、土壤肥沃，适宜发展农业，这个阶段在国家发展农业的政策支持下，农用地增长较快。2000-2010年各地类中水域的变化幅度最大，这一时期，主要是湿地和草地转化为水域，湿地和草地分布在水域周围。2010-2015年各地类中未利用地的变化幅度最大，贯彻保护生态发展的目标，未利用地主要转为林地和水域。

空间变化的综合动态度不仅反映区域空间变化程度和变化速度，还能间接反映区域干扰程度。根据结果计算得到各时段空间变化的综合动态度：1990-2000年为0.20%，2000-2010年为0.08%，2010-2015年为0.11%。可以看出，1990-2000年这个时间段的空间变化的综合动态度偏高。这个时间段偏高的原因可能是当时多个政策叠加产生的结果。

3.3 土地利用/覆被类型间的相互转化

从1990年到2015年变化幅度最大的地类是耕地，其次是建设用地，冰川和水域，其余类型的变化幅度较小。相对变化率的分析结果显示，耕地的相对变化率最大，其次是草地，再次是林地，其余类型的相对变化率较低。耕地增加的部分主要从草地、林地转入的，其余部分转化为耕地的面积占总变化量的比率较少。冰川的面积在减少，其退化的部分转化为草地和未利用地。水域的变化基本于草地和湿地之间相互转化，不同时期的变化特征不同。下面根据转移矩阵分别分析不同时期的土地利用/覆被类型的转化特征。

1990-2000 年间，草地转化为其余类型用地的面积最大，转出为耕地的面积最大，转出了158.658km²，占总转出面积的61.09%；其次是林地，转出为耕地的面积是185.27km²，占总转出面积的88.34%；湿地转出为水域和草地面积分别是34.91km²、28.06km²，分别占总转出面积的44.25%、35.56%；水域转出为草地的面积是14.25km²，占总转出面积的46.14%；未利用地转出为耕地的面积是9.14km²，占总转出面积的57%；建设用地转出面积较小，耕地与冰川面积基本无变化。

2000-2010 年间，水域转化为其余类型用地的面积最大，转出为湿地的面积最大，转出了81.24km²，占总转出面积的81.13%；其次是未利用地，转出为林地的面积为46.66km²,占总产出面积的75.28%;草地转化为耕地的面积为20.41 km²,占总转出面积的56.22%;林地转化为耕地的面积为12.37km2,占总转出面积的85.51%;冰川，耕地和湿地的转出面积较小；建设用地基本无变化。

2010-2015 年间,未利用地转化为林地的面积最大,为83.362%,占转出总面积68.03%;草地转化为林地的面积为11.627 km²,占转出总面积的57.88%;耕地,建设用地,林地,湿地,水域的变化较小;冰川的0.66%转化为草地。

3.4 影响因子分析

1990-2015 年冰川面积不断减少，冰川转化为其他地类，在全球变暖的大影响下，开都河流域的冰川融化。1990-2015年除冰川和水域，其他地类均有部分转为建设用地，1990-2015年我国处于高速发展时段，城市面积不断扩张，为推动国家经济的发展，在国家政策的推动下，建设用地的面积不断扩张，建设用地面积由1990年的113.13km²增长到2015年的150.33km²。1990-2015年耕地面积由773.15km²增长到1181.88km²，人类不断开垦土地，不断扩大耕地面积。过度砍伐树木、过度放牧，使得林地和草地面积不断缩减。人类活动对土地利用/覆被变化影响深远。

4.结论与展望

4.1 1990 -2015 年，开孔河流域主要土地利用类型为草地，四个时间段其面积占流域总面积的75%以上；所占比例最小的为建设用地，其面积仅为流域总面积的约0.5%。耕地、草地和未利用地的相对变化率较大，其中耕地相对变化率最大，占总变化量的40.87%。建设用地、林地、湿地、水域和冰川的相对变化率较小，其中冰川的相对变化率最小，仅占总变化量的3.17%。

4.2 1990 -2015 年，耕地25年间增加448.32km²，主要在1990-2000年草地和林地转化为耕地面积较大，耕地基本分布在河流的下游，河流下游水源充足、土壤肥沃，适宜发展农业，这个阶段在国家发展农业的政策支持下，优化产业结构，农用地增长较快，耕地面积的增加与这一时期国家重点加强农牧业等基础产业和基础设施这一奋斗目标和主要任务密切相关。

4.3 从1990 年到2015年变化幅度最大的土地利用/覆被类型是耕地，其次是建设用地，再次是冰川和水域，其余类型的变化幅度较小。冰川的面积在减少，冰川退化的部分转化为草地和未利用地。水域的变化基本于草地和湿地之间相互转化，结合不同时期的变化特征与研究区25年间发展过程可以得出开都河流域土地利用/覆被动态变化受自然因素、人口增长、经济发展和社会政策环境的多重影响。人口的快速增加及经济利益的驱使使得草地与未利用地被大量侵占，耕地与建设用地面积不断扩大，研究区域近年来国民收入消费额指数逐年增加，国民生产总值逐年递加，其中第一产业和第二产业占比逐年下降，第三产业占比逐年增加，刺激了建设用地的开发。

4.4 1990 -2015 年我国处于高速发展时段，城市面积不断扩张，在国家政策的推动下，建设用地的面积不断扩张，建设用地面积由1990年的113.13km²增长到2015年的150.33km²，耕地面积由773.15km²增长到1181.88km²，人类不断开垦土地，不断扩大耕地面积。过度砍伐树木、过度放牧，使得林地和草地面积不断缩减。GDP和人口数量增长均呈增长趋势。人地矛盾日益加剧，从而推动的研究区土地利用/覆被的变化，人类活动对土地利用/覆被变化影响深远。