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大清河流域土地利用变化的地形梯度效应分析(3)

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3.1.3 土地利用结构变化的地形位梯度差异

土地类型对土地的高程与坡度具有选择性，不同地形位等级下的土地利用梯度差异如表3所示。

表3 1974－2019年大清河流域土地利用类型地形位梯度差异Table 3 Terrain niche gradient diffefuhuirence of land use types during 1974－2019土地利用类型Land use type年份Year不同地类分布指数Distribution index of different land use types土地利用类型Land use type年份Year不同地类分布指数Distribution index of different land use types 耕地水域 .. . . 林地建设用地 . . . 草地未利用地 .. . .

1974－2019年耕地分布指数随地形位等级变化差异显著，在1974年，耕地的优势分布区主要集中在地形位为1～2级的土地，即东部平原地区，由于人口的不断增加以及生产力水平的提高，在2019年时复杂地形条件下也存在开荒现象；林地的优势分布区主要在3～8级，分布指数随着地形位等级的不断提高而增大，且在低地形位等级的土地中分布指数存在减小趋势；草地的分布变化显著，在1974年草地的优势分布区在地形位1～2级的平原地区，后随着经济发展，山区林地退化现象频发，草地的优势分布区向高地形位等级不断扩展直至3～8级；由于水体的向下指向性使得水域的优势分布区主要集中在低地形位区域，为了防止洪涝灾害的产生，上游岗南水库等大中型水库增加库容使得水域的分布指数在高地形位区域显著提高；随着城镇化的推进，较1974年，建设用在地形梯度上分布差异增大，1～2级的优势区域向上扩展至1～3级地形位；未利用地的分布则变得更加分散，在2～8级地形位内的未利用地均呈现增大趋势。

3.2 土地利用结构变化的地形梯度效应

根据空间分析可知，1974－2019大清河流域土地利用结构变化信息如图3所示，大清河流域土地利用结构变化地形梯度差异明显，其中，保持恒定的结构变化分布范围最广，约为23 167 km2，占整个流域面积的53.60%，其主要以“林地-林地-林地-林地”与“耕地-耕地-耕地-耕地”两种恒定型变化模式为主，即研究区内林地与耕地两种土地利用类型分别在山区与平原占主导地位。后期变化型结构变化面积为5 660 km2，约占总面积的13.10%，主要以“耕地-耕地-耕地-建设用地”为主；前期变化型结构变化与中间过渡型结构变化分别占到研究区总面积的7.52%、7.46%，多表现为林地与耕地的相互转化，即“林地-耕地-耕地-耕地”与“林地-耕地-耕地-林地”。

图3 大清河流域土地利用变化Fig.3 Change of land use in Daqinghe River Basin

1974－2019年，大清河流域建设用地由聚集性分布变化为“棋盘式”分布[21]，面积由最初509 km2增长至6 923 km2，与此相对应的耕地与林地则分别减少了1 884 、3 881 km2。1974－1988年，人口的增长使人们不得不大规模垦荒，主要是将太行山麓丘陵地区的水土肥力较好的林地开垦为耕地，垦荒面积约为3 391 km2；2001年后，基于生态环境的考虑在中西部早期开垦的耕地中分别有3 477 、1 485 km2的耕地变为林地与草地。

基于面向对象的遥感影像分类得到1974－2019年的4期大清河流域土地利用图，根据研究区土地利用结构变化变化特征，将其划分为3个研究时期分别为：1874－1988年、1988－2001年以及2001－2019年，8种类型的结构变化变化模式如表4所示。

表4 土地利用结构变化类型Table 4 Types of land use structure change土地利用结构变化类型Types of land use structure change时段Time interval土地利用结构变化类型Types of land use structure change时段Time interval 前期变化1974－1988中间过渡1988－2001 后期变化2001－2019持续变化1974－2019 反复变化1988－2001后期稳定2001－2019 交替变化1974－1988；2001－2019保持恒定1974－2019

3.2.1 土地利用结构变化的地形起伏梯度效应

由表5可知，随着地形起伏度的增大，持续变化型、后期恒定型、前期变化型、中间过渡型的结构变化具有相似的变化趋势，分布指数先减小后增大，优势分布区主要集中在0～100 m与＞400 m的地区；反复变化型、后期变化型与保持恒定型的分布指数均表现为先增大后减小，其最大值分布在100～300 m的地形梯度间；仅有交替变化型的分布指数随地形起伏度增大而不断减小。

土地利用类型与地形起伏度关系密切，在0～100 m的地形起伏度中“耕地-耕地-耕地-耕地”“耕地-耕地-耕地-建设用地”2种变化类型分布最广，地形起伏度小的区域适宜农业结构调整与城镇化的推行；200～300 m之间属草地、林地、耕地、建设用地混合区域，是“林地-耕地-耕地-林地”“耕地-耕地-建设用地-建设用地”等变化类型的优势分布区；当地形起伏度在300～400 m范围内时，林地、草地分布优势逐渐占优“未利用地-草地-草地-草地”与“草地-林地-林地-林地”面积最大；在>400 m的地形起伏度区域，林地分布占据主导优势“林地-林地-林地-林地”面积占比最大。

文章来源：《遥感学报》网址: http://www.ygxbzz.cn/qikandaodu/2021/0722/742.html