基于水资源分区的黄河流域土地利用变化对人类活动的响应论文_李林,李梦姣,王亚威

基于水资源分区的黄河流域土地利用变化对人类活动的响应论文_李林,李梦姣,王亚威

新乡黄河河务局长垣黄河河务局 河南长垣 453400

摘要:经济在快速的发展,社会在不断的进步,在分析黄河流域1980-2015年土地利用面积变化的基础上,基于水资源二级分区,采用土地利用变化重要性指数(Ci)、土地利用变化面积比例(D)、林草植被变化指数(R)三个指标分析8个子区域土地利用变化的方向和程度;然后针对1980-1990年、1990-2000年、2000-2010年、2010-2015年四个时期,采用单一土地利用动态度、综合土地利用动态度及土地利用程度研究各分区的土地利用变化速度与程度。结果表明:与1980年相比,城乡工矿居民用地与水域面积变化最为显著。8个分区的土地利用变化面积比例均在20%左右,相互之间差异不大。在单一土地利用类型变化方面,沙漠及未利用地、水域和城市及工矿用地变化速度明显,其余三种土地利用类型由于面积基数较大,变化速度相对较小,但是变化面积很大。从各时期看,2010-2015年变化速度最大,并且大致呈现随时间推移变化速度逐渐增大的特征。在综合土地利用变化的速度方面,8个分区基本呈现出逐渐增大的趋势,上游龙羊峡以上增加最为明显。

关键词:土地利用变化;黄河流域;水资源二级分区;人类活动

引言

科学的测度土地压力状态是制定合理区域可持续利用管理方法的重要依据。土地生态系统是陆地表层空间系统的重要子系统,是人地关系地域系统这一开放复杂巨系统的产物。改革开放以来我国经济实力水平显著提高,建成区面积和工业用地不断扩张,而耕地和湿地面积进一步萎缩,由此带来的土地压力问题得到国内外学者越来越多的关注。因此,如何处理好不同类型的土地压力成为当下的热点问题。

1数据来源及处理

本文使用的数据来源于中国科学院资源环境科学数据中心(http://www.resdc.cn/)和中国科学院计算机网络信息中心地理空间数据云平台(http://www.gscloud.cn/),包括LandsatMSS/TM/ETM卫星数字产品。在ENVI中对各期所有影像进行拼接,然后以2015年影像为基准对别的影像进行几何校正,应用红外、红光、绿光波段合成处理影像的标准假彩色,再对影像进行投影,采用的投影为Albers投影,投影参数为中央经线105°E,双标准纬线分别为25°N和47°N,地理坐标系为GCS_Krasovsky_1940,椭球体为Kraso-vsky椭球体。在ArcGIS平台下进行人机交互式图像解译,根据黄河流域地形图、行政区划图、1970年代的土地利用现状图,以《土地利用现状分类(GB/T21010-2007)》为标准,结合野外踏勘和专家经验建立遥感解译标志,共将土地分为六类,分别为林地、草地、耕地、水域、城乡工矿居民用地、沙漠及未利用地。最后在ArcGIS平台下,所有数据都重采样为1km×1km的GRID数据。通过对数据的科学处理,得到1980年、1990年、2000年、2010年和2015年共五期土地利用现状图。查阅历史文档和以前的土地利用现状图,并通过走访当地居民获取以前的土地利用信息,调查面积约占总流域面积的27%,为确保获取数据的准确性,随机采集了流域内382个GPS点,作为对比以验证土地利用数据的精度。2015年和2010年的解译精度最高,分别达到了93.76%和91.84%,2000年和1990年次之,1980年解译精度最低,为86.52%。

2构建方法

依据以上原则,基于土壤侵蚀分类分级标准的应用需求,根据土壤侵蚀要素及特点,参考既有土地利用分类体系,构建了黄河流域水土流失遥感监测土地利用现状分类体系,包括坡耕地、梯田、林草地、在建工矿用地、淤地坝、沙地和其他用地7个类型(详见表1)。以下对这7个类型进行详细说明:(1)坡耕地是指分布在5°以上坡面的旱地,平整度差、跑水、跑肥、跑土、作物产量低。坡耕地在黄河流域分布较广,是黄河流域水土流失的主要来源地之一。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆截至1999年,黄河流域仅山西段15°以上坡面的耕地有6 170km2。(2)梯田指在山区沿等高线方向修筑的条状阶台式田地,是黄河流域主要的水保工程措施之一,水土保持作用显著,分布广、数量多。截至2015年,黄河流域梯田面积为5.50×104km2,约占水土流失面积的12%。梯田的水土保持作用不仅仅局限于梯田自身,当流域的梯田比大于35%~40%后,流域减沙可稳定在90%左右。(3)林草地指以生长乔木、竹类、果树、灌木和草本植物的用地,包括及地表土质覆盖、基本无灌草覆盖(覆盖度<5%)的用地。黄河流域林草地分布面积广,是水土流失的主要来源地之一。不同林草地水土流失的强弱主要体现在郁闭度/覆盖度、坡度上的差异,可通过遥感影像、DEM等其他数据进一步区分。(4)在建开发用地指正在建设的交通运输、工矿、住宅、商服等用地。近年来,随着经济的高速发展,这类用地的面积增加很快。在建设过程中,对原地表和生态环境破坏较大,水土流失往往十分严重,是水土保持监督监测的重点。

3土地压力解决途径与对策

3.1耕地压力解决途径与可持续利用对策

在黄河流域的上游,尤其是西宁市与呼和浩特市,虽然两市土地面积广大,后备耕地资源较多,但是利用不充分、土地自然肥力较差;黄河中下游地区是我国人口密度最大的区域之一,人均耕地面积较小、加之城镇化规模不断扩大,使得耕地面积进一步缩减。因此,在缓解耕地压力方面,坚决遵守和执行中央各部委的行政命令,坚决守住18亿亩耕地耕地红线,加大农田的保护力度,保持耕地总量的动态平衡。由于黄河流域各城市经济发展水平差异较大、土地开垦状况和耕地质量也有较大差异。因此,不同的地区应采取不同的措施,在西宁市等土地质量较差、粮食产量较低的地区,应以提高耕地综合生产能力为目标,积极开展农田水利建设,推广节水抗旱技术;在黄河中下游平原地区,应采取立法的方式,建立优质农田保护区、并建立一系列的耕地质量评价管理制度,确保耕地的质量与数量。黄河流域各城市自然条件因素差异较大,在气温、降水、土壤等影响粮食产量主要相关因素上差别较大。因此,在黄河上游地区,适宜种植耐干耐旱的粮食作物或者经济作物例如青稞、茶树、棉花等;黄河中下游地区由于平原面积广大,土壤肥沃、光热条件较好,适合种植喜温喜热的经济作物和粮食作物,例如麦子、花卉、果树等。

3.2生态用地压力解决途径与可持续利用对策

生态用地是林地、园地、牧草地等的总称,不仅具有很高的经济价值与文化价值,而且对于大气质量、水资源质量的提高也有着不可替代的作用。党的“十八大”将生态文明建设列入到“五位一体”的建设中,足以看出生态建设的重要性。因此,在黄河流域上游生态环境比较恶劣的城市,应防止土地退化,加强对保护湿地和草地面积的保护,植树造林,减少各类由于人为开发与建设活动对生态环境带来的不利影响,从而进一步提高生态环境的质量;黄河中下游地区应划定自然保护区,加强对林地、园地与草地的保护,进一步防止水土流失现象的发生;同时也应加强立法工作,加大执法监督力度。搞好环境影响评价,将生态环境保护工作落到实处。

结语

通过分析各时期单一土地利用类型变化的速度发现,沙漠、未利用地、水域和城市以及工矿用地变化速度明显,其余三种土地利用类型由于面积基数较大,导致变化速度并不明显。从各时期来看,所有分区中2010-2015年变化速度最大,并且大致呈现出随着时间的推移变化速度越来越大的特征。反映出人类活动对黄河流域土地利用的影响逐渐增大,土地利用呈现出快速变化的特点。

参考文献

[1]刘纪远,刘明亮,庄大方,等.中国近期土地利用变化的空间格局分析.中国科学(D辑),2002,32(12):1031-1040.

[2]刘纪远,张增祥,徐新良,等.21世纪初中国土地利用变化的空间格局与驱动力分析.地理学报,2009,64(12):1411-1420.

论文作者:李林,李梦姣,王亚威

论文发表刊物:《基层建设》2019年第11期

论文发表时间:2019/8/29

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