2001-2017年中国土地利用时空变化论文

2001-2017年中国土地利用时空变化

朱 闯，刘沁萍，田洪阵

（天津工业大学经济与管理学院，天津 300387）

摘要： 基于2001 和2017年两期MODIS Land Cover（MCD12Q1）产品数据，本文研究了2001-2017年中国土地利用时空变化特征。结果表明，2001-2017年林地变化最大，其次是草地、其他、水域、建设用地和耕地；林地增加的主要来源是草地，草地减少主要是转化为林地，其他用地减少主要是转化为草地和水域，水域增加的主要来源是其他用地和草地，建设用地增加的主要来源是草地和耕地，耕地减少主要是转化为草地和林地；林草地、其他用地和水域变化主要发生在西部地区，建设用地和耕地变化主要发生在东部和中部地区。

关键词： 土地利用；时空变化；MCD12Q1；中国

土地利用变化是指人类改变土地利用和管理方式，导致土地覆被的变化，对全球环境和气候变化有重要影响，是人类活动对地球表层系统影响的重要表现形式^[1]。它不仅关系到生物多样性、物质循环以及资源的可持续利用等，而且关系到国家粮食安全和社会保障。因此，研究土地利用变化具有重要的意义。现有文献主要研究土地利用时空变化和驱动机制等方面。例如，在时空变化方面，刘纪远等人进行了2010-2015年中国土地利用时空变化的研究^[2]；汪滨和张志强对黄土高原典型流域退耕还林土地利用变化进行了研究^[3]；Zhang Yucui 等人研究了华北平原2002-2012年的土地利用变化^[4]。在驱动机制方面，刘涛等人分析了中国土地利用变化中的城乡建设用地占用耕地的驱动机制^[5]；刘纪远等人对20世纪90年代中国土地利用变化的成因进行了分析^[6]。已有研究结果为人们提供了重要的参考价值，但也存在研究时间尺度相对较短、研究区域不够大等问题。基于此，本文分析了中国2001-2017年土地利用时空变化特征，以期丰富目前有关土地利用变化研究的成果，为管理部门提供决策参考。

1 数据与方法

本研究所用的土地利用数据来源于MODIS Land Cover（MCD12Q1）土地覆盖数据集（https：//earthexplorer.usgs.gov），它是根据从中等分辨率成像光谱仪（MODIS）获得的数据的光谱-时间特征分类提取得到的，空间分辨率为500 m，覆盖范围为全球。

MODIS Land Cover（MCD12Q1）产品数据共包含13 套分类标准，选择其中的LC_Type1（Annual IGBP Classification）分类标准，其中包括11 个自然植被类型、3 个土地开发和镶嵌的地类和3 个非草木土地类型定义类。参考中国《土地利用现状分类标准》（GB/T 21010-2017），将数据进行合并，划分为草地、林地、耕地、建设用地、水域和其他用地六类。

在ArcGIS 中通过等面积投影、拼接、裁剪和融合等处理，笔者得到中国2001 和2017年两期土地利用数据，并运用土地利用转移矩阵法，得到2001-2017年我国土地利用转移矩阵^[7]。

2 结果分析

2001-2017年，林地、水域和建设用地面积增加，增加量分别为20.85 万km²、3.28 万km²、2.33 万km²； 草地、其他用地和耕地面积减少，减少量分别为15.55 万km²、10.11 万km²、8074km²（见表1）。林地和水域面积增加主要发生在西部地区；建设用地面积增加主要发生在东部和中部地区；草地和其他用地面积减少主要发生在西部地区；耕地减少主要发生在东部地区（见图1）。

2001-2017 年，大面积耕地转化为草地和林地，这可能与1999-2002年国家退耕还林还草工程从试点开始到全面启动有关。此外，大量的草地和耕地转化为建设用地，这可能与“十五”计划、“十一五”规划和“十二五”规划期间东部地区和中部地区建设用地持续扩张、2000年开始实施西部大开发战略西部地区建设用地面积不断增加以及2003年实施振兴东北老工业基地战略东北地区建设用地开始扩张有关。另外，草地和林地转化为耕地，这可能与“十五”计划、“十一五”规划和“十二五”规划期间社会主义新农村建设中对耕地资源保护的目标要求有关。

表1 2001-2017年我国土地利用转移矩阵

图1 两期中国土地利用类型分布

林地增加的来源主要是草地和耕地，分别约为30.93 万km² 和4.14 万km²；水域增加的来源主要是其他用地和草地，分别约为2.55 万km² 和1.67 万km²； 建设用地增加的来源主要是草地和耕地，分别占用约1.00 万km²；草地减少，主要转化为林地、耕地、其他用地、水域和建设用地，分别转化约30.93 万km²、 12.94 万km²、3.37 万km²、1.67 万km² 和1.00 万km²； 其他用地减少，主要转化为草地和水域，分别转化约11.07 万km² 和2.55 万km²；耕地减少，主要转化为草地、林地和建设用地，分别转化约10.29 万km²、 4.14 万km² 和1.00 万km²（见表1）。其中，草地转化为林地、其他用地转化为草地和水域主要发生在西部地区，草地和耕地之间的转化主要发生在中部地区，草地转化为水域主要发生在东北地区，草地和耕地转化为建设用地主要发生在东部地区（见图1）。

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3 结论

本文以MODIS Land Cover（MCD12Q1）产品数据为基础，分析了中国2001-2017年中国土地利用变化的时空特征。结论如下：2001-2017年林地变化最大，面积增加20.85 万km²，耕地面积变化最小，面积减少8 074 km²，这可能与国家退耕还林和保护耕地资源政策有关。林地增加的主要来源是草地；水域用地增加的主要来源是其他用地；建设用地增加，主要占用草地和耕地；草地减少，主要转化为林地；其他用地减少，主要转化为草地；耕地减少，主要转化为草地和林地。林地、草地、其他用地和水域变化主要发生在西部地区，这可能与国家西部大开发有关；建设用地变化主要发生在东部和中部地区，这可能与国家在东部和中部设立国家级和省级开发区有关。土地利用变化与自然和社会经济条件密切相关，未来可以开展这些方面的研究。

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参考文献

1 李孝永，匡文慧.京津冀1980-2015年城市土地利用变化时空轨迹及未来情景模拟[J].经济地理，2019，39（3）：187-194.

2 刘纪远，匡文慧，张增祥，等.20世纪80年代末以来中国土地利用变化的基本特征与空间格局[J].地理学报，2014，69（1）：3-14.

3 汪 滨，张志强.黄土高原典型流域退耕还林土地利用变化及其合理性评价[J].农业工程学报，2017，33（7）：235-245.

4 Zhang Yucui，Qi Yongqing，Shen Yanjun，etal.Mapping the agricultural land use of the North China Plain in 2002 and 2012[J].Journal of Geographical Sciences，2019，29（6）：909-921.

5 刘 涛，史秋洁，王 雨，等.中国城乡建设占用耕地的时空格局及形成机制[J].地理研究，2018，37（8）：1609-1623.

6 刘纪远，张增祥，庄大方，等.20世纪90年代中国土地利用变化时空特征及其成因分析[J].地理研究，2003，（1）：1-12.

7 朱会义，李秀彬.关于区域土地利用变化指数模型方法的讨论[J].地理学报，2003，58（5）：643-650.

Spatial and Temporal Change of land Use in China from 2001 to 2017

Zhu Chuang,Liu Qinping,Tian Hongzhen
(School of Economics and Management,Tianjin University of Technology,Tianjin 300387,China)

Abstract: Based on the 2001 and 2017 MODIS Land Cover (MCD12Q1) product data,this paper studies the temporal and spatial variation characteristics of land use in China from 2001 to 2017.The results show that forest land changed the most in 2001-2017,followed by grassland,other,water,construction land and cultivated land;the main source of increased forest land is grassland,the reduction of grassland is mainly converted into forest land,the reduction of other land use is mainly converted into grassland and water area,the main source of waterland increase is other land and grassland,the main sources of increased construction land are grassland and cultivated land,and the reduction of cultivated land is mainly converted into grassland and woodland;changes in forest and grassland,other land use and waters mainly occur in the western region,and changes in construction land and cultivated land mainly occur in the eastern and central regions.

Keywords: land use;temporal and spatial changes;MCD12Q1;China

中图分类号： F321.1

文献标识码： A

文章编号： 1008-9500(2019)09-0070-03

DOI： 10.3969/j.issn.1008-9500.2019.09.021

收稿日期： 2019-07-14

基金项目： 本文系天津市哲学社会科学研究规划项目（项目编号：TJGL15-028）和天津市高等学校人文社会科学研究项目（项目编号：20142111）的阶段性研究成果之一。

作者简介： 朱闯（1995-），男，河北黄骅人，硕士研究生，主要从事城市与区域发展研究工作。

标签：土地利用论文;  时空变化论文;  MCD12Q1论文;  中国论文;  天津工业大学经济与管理学院论文;