近20年西双版纳土地利用特征研究
李君①LI Jun；杨欣②YANG Xin；张卓亚③ZHANG Zhuo-ya；李甜江④LI Tian-jiang；郎晓雪⑤LANG Xiao-xue；马月伟①MA Yue-wei（①西南林业大学研究生学院，昆明650224；②西南林业大学团委，昆明650224；③西南林业大学生态旅游学院，昆明650224；④云南省林业科学研究院，昆明650201；⑤西南林业大学林学院，昆明650224）
摘要： 以ENVI为平台，采用监督分类方法，解译西双版纳1996年和2016年两个时期的遥感影像。对监督分类后的结果进行分析，主要结论如下：①林地和橡胶为主要类型；②林地减少，橡胶用地扩大并聚集成片，且橡胶是面积增长最多、变化强度最大的地类；③橡胶主要由林地和耕地转化而来，说明这段时期内受到较大程度的人为干扰；④景观格局的优势度变大，景观异质性和稳定性降低。
关键词： 土地利用/土地覆盖；空间格局；动态变化；西双版纳
0 引言
土地利用/覆盖变化（Land Use/Land Cover Change，简称LUCC）研究是地理学综合研究的国际性前沿课题它既是全球变化的结果也是全球变化的重要原因 [1]。20年来，由于西双版纳地区人口数量迅猛增加，以及大量的原始森林和林地被砍伐用来种植橡胶等经济林，研究区的LUCC空间格局已发生较大的变化。本研究利用遥感技术结合景观生态学的原理，以ENVI5.0软件作为处理平台，对1996和2016年遥感影像解译。最后对西双版纳20年来LUCC空间格局变化特征进行分析，以及对导致LUCC发生的驱动因素进行定性分析。从而为西双版纳傣族自治州的生态可持续提供科学依据。
经历了建议1和建议2的教学后，学生可能对于数线的理解还存在难度。因为之前所接触的线段模型（如图10）和面积模型（如图11），都是把整条线段或整个图形看作整体“1”，小数表示的是线段中的一小段或图形中的一小块。
1 研究区概况
西双版纳（21°09′～22°36′N，99°58′～101°50′E）处于云南省南部边缘，位于横断山脉南部，处在北回归线以南的热带北部。地貌格局以中低山和丘陵为主，绝大部分地区海拔均低于1500m，海拔在800m以下区域所占面积为3452km2，占总区域的18%，800m～1500m的区域面积为12611km2，占总区域的65.7%，海拔高度大于1500m的地区占总区域的15.3%。年平均气温在18～22℃之间，日常最高温约为30℃，月极端最低温度为6℃，极端最高温可达41.1℃。日照时数为1800～2464.5小时，≥10℃的活动积温为5062～8000℃，林冠年积温可超过9000℃。年平均降水量为1193.7～2492mm之间，有明显的干湿季之分，雨季在每年的5月至10月，该时间段内降雨量占全年的80%，干季则为每年的11月至次年4月，2月平均降水量可低于20mm，虽然冬季少雨，但雾浓，弥补了降水量的不足。州境内土壤有9个土类，18个亚类，55个土属，其中主要土类为赤红壤、砖红壤、红壤和紫色土，它们分别占总面积的61.07%、15.65%、8.3%和7.6%。属西部型季风热带气候，该气候类型造成了西双版纳地区具有长夏无冬且秋春相连，夏季时长较长的特点。地势中部低、四周高，再加上海拔相对高差大等特点，造就了西双版纳地区拥有极其丰富的生物多样性，动物、植物等种类众多，单单是植物种类就高达20000多种。被誉为“动植物王国”和“生物基因库”。
2 材料和方法
2.1 数据来源及处理
本研究的数据主要来自于中国科学院计算机网络信息中心国际科学数据镜像网站和美国地质勘测局（United States Geological Survey，简称USGS）的2016年西双版纳landsat8遥感影像数据和1996年西双版纳landsat5遥感影像数据。
3.腹腔注射10%的磺胺嘧啶钠10 ml、10%的维生素C5 ml、地塞米松5 ml、次亚硒酸钠-维生素E3 ml（体重50 kg猪的用量）。
利用ENVI5.0软件作为处理平台，先对西双版纳的1996年和2016年的TM和ETM遥感影像进行几何校正、融合、图像增强和拼接等处理。然后，利用在合成遥感影像时不同的波段组合能增强不同地物的特点，使某些被增强的地物被优先识别出来并有效与其他地物进行区分，再加上不同地物的纹理有不同的特征，通过目视解译从而得到解译标志。并参照国家农业区划委员会规定的分类标准，最终得到水域、居民用地、耕地、林地、橡胶和水田/湿地六种地物。本研究中，六种地物的感兴趣区（Region of Interest，简称ROI）的个数均在100~200个之间，这确保了分类结果有较高的精度。监督分类需重复进行，根据每次的分类结果，对于不合适的分类，则在分类样本中进一步调整兴趣样本，再做分类直至满意，最后得到分类结果图1、图2。1996年影像分类结果的总体精度达99.45%，Kappa系数为0.9794；2016年影像分类结果的总体精度达99.36%，Kappa系数为0.9791。
图1 西双版纳1996年LUCC分类图
图2 西双版纳2016年LUCC分类图
2.2 研究方法
公式中，P为变化强度指数，Ua、Ub与年变化率中一致，U为总面积（km2），T为时间间隔。
在公式中，n是该地区土地覆盖类型的总数。Pi是该地区土地覆盖类型i的比例。
式中K表示年变化率，Ua、Ub为初期和末期地类面积（km2），T 为时间间隔。
课堂教学设计是根据课程标准的要求和教学对象的特点，将教学诸要素合理安排与优化组合，确定合适而有效的教学方案的设想和计划，它对课堂教学具有定向作用。一般主要包括教学内容(或课题)、教学目标、教学重点、教学难点、教学方法、教学过程等。在课堂教学设计中，要重视“四个围绕”：要围绕技能形成，能力培养、素养提升设计过程；要围绕知识系统优化整体设计；要围绕转变学习方式改进教学组织；要围绕效益提升整合教学策略。
对于有单独公猪舍的猪场，应想法使公猪舍的室温保持在13℃～20℃，或者把公猪放入后备舍或妊娠母猪舍以维持公猪需要的适宜温度，减轻降温对公猪的影响。
分析地类的变化速度的同时，也要分析各个地类的变化强度，即哪一地类为该研究区的主要变化类型，这就要计算变化强度指数P[2]。
在这7个正态分布曲线下，要达到95%置信度的统计显著性，2015下半年试卷，需要P大于等于0.6095；2015上半年试卷，需要P大于等于0.6156；以此类推其他年份情况.
2.2.1 动态度量指标
2.2.2 地类间的转移
(4)对于CFRP布加固简支下表面裂纹DF梁,裂纹处转角跳跃值随载荷增加而增大,随着CFRP布加固含量H2的增加,CFRP布加固裂纹梁的挠度减小,且裂纹效应逐渐减弱,最后几乎完全消失.
为分析地类间的转移方向和特征，本研究通过LUCC流向百分比矩阵来表示[3]。计算包括转移概率和贡献率。
导师(通讯作者):李德辉(1970-)，男，工程师，博士，主要研究方向为器件封装工艺及其测试. Email: lidh@jlu.edu.cn
公式中Bij表示转移概率，它定义了初期的i类地物转变为末期的j类地物的面积与初期的i类地物面积之比，n表示地物类别个数。
公式中Cij表示贡献率，它定义了初期的i类地物转变为末期的j类地物的面积与末期的j类地物的面积之比，n表示地物类别个数。
2.2.3 景观格局指标
为定量研究景观格局的变化特征，本研究分析以下三个指标[4]：
①土地利用/覆盖多样性（H）
可度量景观丰富度、异质性以及复杂性。其计算公式为：
在式中，n是地物类型的数量，Pi表示i类地物的面积与研究区域的总面积的比例。
②土地利用/覆盖优势度（D）
用于表示景观中地类分布的均匀程度。它的计算公式为：
通过计算转移概率与贡献率，将计算结果列于表3。
蛇葡萄素对皮离蛋白过表达的大肠癌LoVo细胞迁移和侵袭能力的抑制作用研究 ……………………… 刘丽芳等（22）：3053
可通过年变化率指数K来表示。计算后可以通过对比不同地物类别在研究时段内的面积增减大小和变化速度，来得到相关土地利用/覆盖变化特征。
得到以下结论：①在1996年到2016年的20年间，西双版纳地区的各个土地利用类别之间发生了较为明显的转移过程，耕地、林地和橡胶用地为主要变化类型；②林地用地面积减少，转出类型主要为橡胶，这与九十年代正处在改革发展的一个高速发展的时期有很大关系，一切以经济发展为主要目的，人们为了大力发展经济去砍伐森林和林地之后通过种植橡胶来在较短时期内快速获得更高的经济效益；③橡胶用地面积在整个时间段内增加了537.93km2，年增幅为0.59%，主要由林地和耕地转化而来。在由林地向橡胶用地转换过程中，主要通过砍伐焚烧雨林的方法来使林地变成橡胶用地。这样的方式对当地原始雨林的生态环境有着很大的破坏作用，比如，加重了西双版纳的水土流失现象以及西双版纳的有雾日逐渐减少等环境退化现象；④20年间，西双版纳区域内的橡胶则主要转为耕地和林地，原因则是橡胶种植达到种植年限，橡胶产量下降，经济价值降低，使人们砍伐橡胶林改为耕地或者林地，种植其他经济作物来获取经济效益；⑤耕地的转出类型为林地，这与国家退耕还林的政策有很大关系，尤其是自2005年以后，国家更加注重发展低碳经济，注重对环境的保护，使得研究区经济发展的热度有所下降，经济增速的降低也提高了对林地的保护。
在对河道污染因素进行调查时，发现工业废水、生活用水以及含有面源污染物的雨水是导致河道水质污染的主要因素，尤其是针对强降雨时由强排泵站所排出的污水，对于河道的水质产生了巨大的影响，甚至是造成河道水质出现明显周期性恶化的主要因素。因此，为了有效避免由于温度上升而造成的水体缺氧，破坏水生动物生存环境的问题，工程设置了河道曝气系统，以此来实现对河道内氧气的增加，将螺旋风机放置于水面，同时连接了6个曝气盘，为河道内的水生动物生态系统平衡维护产生了积极的影响。
3 结果与分析
3.1 结构特征和动态度分析
从表1中可以看出1996年和2016年西双版纳州土地利用主要以林地为主，面积分别占研究区域总面积的69.24%和67.69%，其次为橡胶用地，1996年和2016年橡胶用地面积分别占总面积的23.75%和26.56%，其余地物所占比例不大，合计面积在1996年和2016年分别共占总面积的7.01%和5.76%。
西双版纳州在20年间土地利用结构发生了较大变化，除橡胶和水域用地面积增长外，其余地物类别面积都减小。其中以橡胶增长为主，橡胶面积增加了537.93km2，水域也出现了较小程度的增长，其所占面积增长了50.67km2，这和在此20年间的水库建设有很大关系。林地的占地面积降低了297.93km2，是所有地物类别中降低最多的。除此之外，耕地用地面积降低了182.44km2，国家的退耕还林政策是导致耕地减少的主要原因。
从表2可以看出，水田/湿地是变化最快的，年变化率为-1.77%，而想要得到所有土地利用/覆盖类型中哪一类是主要的变化类型，则需要看P值的高低。水田/湿地的变化强为-0.04‰，是所有土地利用/覆盖类型中最小的，因此水田/湿地这类地物对西双版纳州区域的土地利用/覆盖变化的影响也最小。虽然橡胶地类的年变化率K值只有0.59%，但橡胶地类的变化强度P值高达1.40‰，是所有土地利用/覆盖类型中最大的，所以，橡胶用地是西双版纳区域的土地利用/覆盖变化的主要类型。其次是林地，年变化率为-0.11%，变化强度为-0.77‰；耕地的年变化率为-1.74%（-0.48‰）；居民用地年变化率为-1.43%（-0.24‰）；水域的年变化率为0.56%（0.13‰）；水田/湿地的年变化率为-1.77%（-0.04‰）。
3.2 土地利用/覆盖变化流向百分比矩阵分析
表示某类地型支配整个区域的强度[5]。其计算公式为：
③土地利用/覆盖均匀度（E）
表1 1996-2016年西双版纳土地利用/覆盖类型变化 面积：km2
表2 1996-2016年西双版纳土地利用变化动态度 面积：km2
表3 西双版纳1996至2016年LUCC转移矩阵
3.3 空间格局分析
将三项景观指数计算结果表示为图3。
图3 1996-2016年西双版纳景观格局指数
从图3中可以看出，西双版纳地区的多样性指数（H）由1996年的0.38降低到2016年的0.37。西双版纳地区的均匀度指数（E）由1996年的0.49降低到2016年的0.48。两者的降低表现出西双版纳地区的景观稳定性和异质性在减少。而西双版纳地区的优势度指数（D）则由1996年的0.40增加到2016年的0.41，这主要是由于橡胶面积不断扩大并聚集成片，使得林地和橡胶地物景观占有更大优势，而与其他景观组分的面积比例差距拉大所造成的，追求经济利益的人类活动是导致这一现象的主要原因。
4 结论与讨论
4.1 讨论
在几十年的时间尺度上，影响土地利用变化因素中人类活动为主要因素[6]。所以，西双版纳地区从1996年到2016年间的20年的较短时间尺度上，使LUCC产生和发展的驱动因素主要有以下三个：
4.1.1 基于少数民族土地价值观上的人口增长
本研究区内生活着众多少数民族，他们的生产劳作方式以刀耕火种方法为主。而此种方式只有在人口的数量较少并且耕地的轮作休闲期较长的情况下，才能使土地达到可持续发展的效果。20年间人口数量猛增，人地矛盾也随着人口的增长而加剧。为了解决这些问题，当地居民就通过砍伐焚烧原始雨林和森林，使大量的原始雨林等林地转变为耕地用地，又因对土地大兴开垦后而不加保护，使得大量的林地退化为荒地和草地，这是造成西双版纳地区在20年内土地利用/覆盖发生较大变化的主要原因。
4.1.2 国家强制性的政策法规
九十年代之前国家实施的橡胶林地扩种政策和土地联产承包责任制政策都促使了西双版纳地区的当地居民进行砍伐焚烧原始森林雨林和大兴开垦林地的行为，将大量的林地和雨林开发成耕地用地。2000年后，国家更加注重发展低碳经济，注重环境保护，先后在1999和2014年两年实行了两次退耕还林政策。使得研究区经济发展的热度有所下降，经济增速的降低也提高了对林地的保护，在本研究中，耕地的转出类型主要为林地，这就与当时的退耕还林政策有直接关系。
4.1.3 经济利益驱使下的人类活动
项目管理模块是企业资源管理系统中一大重要的节点，主要工作内容是对企业运营和投资成本费用的管理，以及对企业生产线上的各种设施进行定期的维新和护理，一定程度上减少在设施和成本上的不必要的财务支出。在企业扩大营业规模的上升时期，设备和应用技术的更新换代尤为快速，这也导致了企业在这方面花费的经费将大大增加，如何减少设备因为损坏、维修、更新等原因产生的费用，成为棘手的问题。因此，为了解决这个问题，需要将设施管理系统和企业资源管理系统相互结合，要保证它们和总的管理系统在运行时独立开来，这些系统分支在运行时产生的数据可能会有些偏差，需要技术人员严谨对待。
空间变化是社会关系变化的表现，涉及农民和政府等不同主体，他们之间存在着利益博弈，各主体追求自身利益最大化是橡胶面积增长的主要原因[7]。就九十年代而言，一切以经济发展为主要目的，正处在改革发展的一个高速发展的时期，人们为了大力发展经济去砍伐森林和林地之后通过种植橡胶来在较短时期内快速获得更高的经济效益。所以，为使西双版纳地区的生态环境和经济更好的可持续发展，当地政府应对橡胶等经济林的种植有更全方位的考虑和规划。
4.2 结论
①研究区的土地利用类型构成以林地和橡胶为主，1996年和2016年的林地面积分别占研究区域总面积的69.24%和67.69%，橡胶面积占区域总面积的23.75%和26.56%；
②在研究时段内林地面积减少最多，减少了297.21km2，而橡胶用地面积增长最多且集中化并向四周扩散，面积增长了537.93km2，变化强度最大为1.40‰，所以橡胶是西双版纳地区土地利用变化的主要类型；
③橡胶主要由林地和耕地转化而来，说明这段时期内受到较大程度的人为干扰，主要通过砍伐焚烧雨林和经济作物改种为橡胶的方法来使林地和耕地变成橡胶用地。这样的方式对当地的生态环境有着很大的破坏作用，比如，水土流失现象的加重和有雾日逐渐减少等；
④耕地流转类型主要为林地，与国家1999年实施退耕还林政策密切相关。特别是2005以来，国家高度重视发展低碳经济，重视环境保护，使得研究区经济发展的热度有所下降，经济增速的降低也提高了对林地的保护；
⑤从时间序列看，1996~2016年的20年间西双版纳地区的优势度（D）从0.40增加到0.41，多样性（H）从0.38降至0.37，均匀度（E）从0.49减小到0.48，从而表现出西双版纳地区的景观稳定性和异质性在减小；
⑥导致西双版纳地区土地利用/覆盖变化的主要原因有：基于少数民族土地价值观上的人口增长、国家强制性的政策法规和经济利益驱使下的人类活动。
祭孔活动在校长李贵青气势浩荡的祭文中拉开帷幕。“童蒙之学，始于衣冠，先正衣冠，后明事理”，在主持人“正衣冠”的指令中，中和学子对自身的衣着进行了仔细的整理，寓意要养成知书达理的好作风。
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Analysis of Land Use in Xishuangbanna in Recent 20 Years
（①Faculty of Graduate Studies，Southwest Forestry University，Kunming 650224，China；②Communist Youth League Committee，Southwest Forestry University，Kunming 650224，China；③Faculty of Ecotourism，Southwest Forestry University，Kunming 650224，China；④Yunnan Academy of Forestry，Kunming Yunnan 650201，China）⑤Faculty of Forestry，Southwest Forestry University，Kunming 650224，China）
Abstract: The spatial and temporal change patterns in land use were quantified by interpreting Landsat images from 1996 and 2016 and using the method of landscape ecology，and various landscape metrics were calculated at class and landscape levels.The main conclusions are as follows ：①The pattern of land use was mainly composed of forest land and rubber in the study area；②However there was a decrease in forest land，on the contrary，rubber area was expanded and gathered.In addition，the rubber's the change intensity and the area of the growth were the most large among all the class.③Rubber was mainly transformed form forest land and farmland.Therefore，this study area suffer from a larger degree of human disturbance during the study period.④During the period between 1996 and 2016，the dominance increased，the landscape heterogeneity and landscape stability reduced.
Key words: land use/land cover；spatial pattern；dynamic change；Xishuangbanna
中图分类号： F301.24
文献标识码： A
文章编号： 1006-4311（2019）21-0219-04
基金项目： 云南省教育厅科学研究基金（2017ZZX210）；西南林业大学科技创新（S17006）。
作者简介： 李君（1994-），女，山西古交人，在读研究生，主要从事生态评估及环境遥感应用方面研究；张卓亚（通讯作者）（1984-），女，湖南常德人，讲师，主要从事生态评估及环境遥感应用方面研究。
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