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大清河流域土地利用变化的地形梯度效应分析(4)

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3.2.2 土地利用结构变化的坡度变率梯度效应

由表5可知，随着坡度的增大，持续变化型、后期恒定型、交替变化型、前期变化型与中间过渡型的分布指数变化趋势基本一致，呈现先增大后减小的的分布特点，分布指数的最大值分别出现在6°～15°与2°～6°的坡度等级；而反复变化型的分布指数随着坡度的增大呈现波动下降的趋势，该类型存在2个优势分布区，即0°～2°与6°～15°、15°～25°。后期变化型分布指数持续减小；保持恒定型分布指数先减小后增大，其优势分布区主要分布在>15°的坡度区域。

表5 分布指数在土地利用结构变化类型的地形梯度差异Table 5 Topographic gradient distribution index of land use structure change土地利用结构变化类型Types of land use structure change坡度变化率 Change rate of slope地形起伏度 Landform relief 0°~2°>2°~6°>6°~15°>15°~25°>25°~35°>35°0~100 m>100~200 m>200~300 m>300~400 m>400 m 持续变化Continuous change 后期恒定Anaphase stable 交替变化Alternate transformation 前期变化Prophase change 反复变化Repeated change 中间过渡Middle transition 后期变化Anaphase change 保持恒定Stable

由此可知，在0°～6°的坡度区域内，地面较为平坦，有利于建设用地的扩张以及农业耕地扩展，建设用地与耕地的矛盾日益突出，在2001年后建设用地挤占耕地约4 809 km2；在6°～15°的坡度区域内，在2001年之前耕地以单向流入为主多表现为“林地-耕地-耕地-耕地”，在2001年之后则变为双向流转多表现为“未利用地-耕地-耕地-建设用地”“林地-耕地-耕地-林地”；在>15°的坡度区域内主要表现为草地与林地的流转：“草地-林地-林地-林地”，以及林地的保持：“林地-林地-林地-林地”。

3.2.3 土地利用结构变化的地形位梯度效应

由图4可知，随着地形位等级的增大，持续变化型、后期恒定型、交替变化型与反复变化型结构变化信息有相似的变化趋势，其分布指数先增大后减小，且优势分布区多集中在2～4级地形位区域；前期变化型与中间过渡型的分布指数随地形位等级增大而逐渐减小，在1～2级地形位呈现分布优势；后期变化型结构变化分布指数呈现波动下降趋势，在1～4级地形位存在分布优势；保持恒定型的分布指数持续增大，其优势分布区在4～8级地形位区域。

图4 土地利用结构变化在地形位梯度分布指数变化Fig.4 Distribution index of land use structure change in topographic gradient

根据图4中大清河流域的土地利用类型在地形位梯度上的分布特征可知，保持恒定型结构变化在1～4级的平原地区主要表现为“耕地-耕地-耕地-耕地”且在地形位等级为1的区域分布指数最大，在5～8级的山地中“林地-林地-林地-林地”具有显著的分布优势，说明在人为扰动较小的山区内，林地在该区域的土地利用类型中占主导地位；在1974－2019年间共有7 855 km2的耕地转化为建设用地，由于建设用地流转具有单向性，在不同的类型中表现为：“耕地-耕地-耕地-建设用地”、“耕地-耕地-建设用地-建设用地”和“耕地-建设用地-建设用地-建设用地”。这三种分布分别成为后期变化型、中间过渡型、前期变化型中面积最大的变化模式，其优势分布区集中在1～2级地形位区域。

4 土地利用类型变化驱动力分析

土地利用类型的变化是一个复杂且特殊的过程，受到多种因素的影响，而人口、经济与政策对其影响尤为突出，通过对1974－2019年大清河流域土地利用类型变化的驱动力进行研究，以期实现土地资源的可持续发展。

4.1 人口对土地利用类型变化的影响

人口作为社会经济的重要考量因素之一，截至2019年京津冀地区城镇化率由31.85%升至66.7%，如图5所示，城镇化过程中大批的农村人口进城务工的同时也间接导致了耕地撂荒，以河北为例，第一产业占GDP总量由1988年的24.7%下降到2019年的9.3%[22-23]，仅在大清河流域就有648 km2的耕地退化为草地与未利用地[24]。

图5 京津冀地区GDP总量与人均GDPFig.5 Total GDP and GDP per capita in the Beijing-Tianjin-Hebei region

在随着城镇人口的不断增加对土地的需求愈发迫切，在土地性质变化的地区又以“耕地-耕地-建设用地-建设用地”“耕地-耕地-耕地-建设用地”2种最多，1988年后城市建设用地面积以5%的速度扩张，累计占耕地约3 727 km2耕地成为建设用地扩张的最主要来源，土地利用结构不合理性加剧，建设用地对耕地侵占速度加快，在低地形位等级中建设用地“摊大饼式”扩张问题突出，耕地与建设用地矛盾尖锐。

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