本文根据国际土地利用/覆被变化研究的热点问题以案例系统地研究,选取的研究区域为黑河流域,主要是甘州、临泽和高台。为什么选取这一区域为研究对象?一方面,在于该区域有其独特而丰富的“地理综合体”,是地理学研究的理想区域。譬如,此地处西北内陆,西有祁连山,冰川,内陆第二大河,黑河;中部供养几十万人口的绿洲景观;北部、东北部又有荒漠围困。另一方面,这一地区有面临由于水资源短缺引发达生态恶化,绿洲萎缩,沙漠逼近等生态问题。第三,该区域有是经济较快发展的西部内陆区域,素有“金张掖”之称。而农业处于举足轻重的战略地位,是该区域社会经济发展的重要保障。本文研究的结构是:第一部分阐明了国际土地利用/覆被变化研究的历史背景和研究热点、重点以及研究的趋势。第二部分主要根据第一部分所阐明的土地利用/覆被变化的驱动力研究,这一部分着重就黑河中游(甘州、临泽和高台三县区)土地利用/覆被变化驱动力和驱动机制的研究,以及该区域在过去近25年间土地利用/覆被变化的主要驱动因素,结合开展实地野外考察和调查,分析24年间的气候气象数据和当地社会经济政策,阐明了土地利用/覆被的驱动机制。以1981年至2005年间近25年数据为基础,定量分析了绿洲区土地利用/覆盖变化的社会经济与自然驱动力。文中对指标进行了相关分析、主成分分析和回归分析,对社会经济和自然驱动力的10个指标综合分析和对比,确定绿洲区土地利用/覆盖变化的主要驱动因子,阐明干旱区绿洲土地利用/覆盖变化的驱动机制。以上统计分析在著名社会统计分析学软件包SPSS 13.0下进行。结果表明:黑河中游土地利用/覆盖变化驱动力的第一主成分、第二主成分和第三主成分的贡献率分别为50.501%、17.819%和17.480%,反映出绿洲土地利用/覆盖变化驱动力因子的综合性与复杂性,其中,社会经济驱动力在黑河中游土地利用/覆盖变化中起到主导作用,自然驱动力相对来说作用较小。在驱动机制方面,该区域在近些年实施了西部大开发战略、再造河西秀美山川工程、以及退耕还林还草等政策,还有城市化进程的不断加快,这些都加速了各种土地利用/覆被类型的变化。另外,农业人口也是一个方面,过去近25年间,人口增加了20.95%。随着区内人口急剧增多,在干旱区绿洲土地生产力提高有限的情况下,只能通过增加土地面积来达到生产更多生活必需品的目的。人口数量增长与耕地面积的变化有明显的相关关系,二者的相关系数为0.622。人口的不断增加,耕地面积也在增加,新增耕地来源主要是开发未利用土地中的滩涂、荒草地;如黑河中游2004年开发未利用土地中的滩涂、垦荒地而转化的新增耕地面积为71.33hm2。传统种植业效益下降也是促成土地利用/覆被变化的一个要素,在2007年,国家没有免除农业税之前,由于农业生产资料价格的上升,导致传统种植业利润的下降,相应地农民依据市场价格变化大力调整农业产业结构。第三部分,依据国际土地/覆被变化研究的热点,利用遥感和地理信息系统分析土地利用/覆被变化的时空分析。选取的研究区域为甘州和临泽。使用的卫星资料是美国1987年7月Landsat 5 TM和1999年8月Landsat 7 ETM+卫星影片,使用美国ITT ENVI 4.5软件解译,转入地理信息系统平台,利用ESRIArcGIS9.3软件的空间分析模块进行分析,得出两期13年间土地利用/覆被类型变化概率矩阵,并且制作了各种土地空间变化图。依据景观生态学的学科理论,对研究区域各种景观进行分类,并且制作了景观生态图。第四部分,根据国际土地利用/覆被变化所阐明研究热点——对未来5-50年的土地利用/覆被变化预测研究。研究区域扩展为河西绿洲张掖市,研究采取的方法是利用Markov预测模型对土地利用/覆被类型的在未来5年度预测。根据河西绿洲张掖市2002年、2003年和2004年3个时点的土地变更详查数据,应用马尔科夫过程模型预测了未来5年内河西绿洲张掖市土地利用结构变化。以上模型运算在著名的数学软件Matlab 7.0平台上运行的。结果表明: (1) 2006年~2010年5年间,河西绿洲张掖市耕地变为园地、林地、牧草地及建设用地。(2)5年间河西绿洲张掖市土地利用类型面积变化幅度最大的是林地,土地利用类型主要转化表现为由耕地、园地、牧草地、建设用地、未利用土地向林地转化,其中耕地向林地转化的面积最大。最后对此次土地利用/覆被变化研究的成果和存在的问题进行总结。
