焦利民武汉大学资源与环境科学学院二 O 一四年六月

快速城镇化背景下 江汉平原耕地变化分析（1994-2010）焦利民武汉大学资源与环境科学学院二O一四年六月

2 5 6 4 1 耕地数量变化与质量变化 3 引言土地利用时空变化总体特征江汉平原土地利用遥感分类耕地质量变化分析耕地变化提纲

1 引言 • 土地利用／覆盖变化（LUCC） • 快速城镇化、耕地保护与粮食安全

引言土地利用／覆盖变化是全球环境变化的重要议题 20世纪90年代中期，提出“土地利用与土地覆盖变化（land use and land coverage change，LUCC）”。主要在于探讨土地利用与土地覆盖变化的影响驱动机制以及区域、全球尺度的综合模型。生态效应大气环境效应土地利用／覆盖变化（LUCC）水资源和水环境效应土壤环境效应粮食安全…… “对地观测计划” “国际地圈-生物圈计划（IGBP）” “全球环境变化人文因素计划（IHDP）”

引言快速城镇化导致耕地的数量和质量变化，威胁粮食安全第二次全国土地调查：我国耕地面积为20亿亩东北、西北地区耕地：8473.5万亩 25度以上陡坡的耕地：6471万亩《2013年中国国土资源公报》：2012年全国因建设占用、灾毁、生态退耕等减少耕地面积603万亩通过土地整治、农业结构调整等增加耕地面积482.7万亩土地整治等增加耕地的速度小于耕地被占用等原因而减少的速度《中国统计年鉴数据》：1978 2013年城镇常住人口： 1 .7 7.3亿人城镇化率： 17.9 53.7%，年均提高1.02个百分点城市数量： 193 658个建制镇数量：2173 20113个

引言江汉平原是我国重要粮油产区和人口密集区，耕地监测与产能保护尤为重要江汉平原粮食产量占湖北省的40%左右，农业生产总量约占湖北省的近60%，占全国的5%～12%。以江汉平原核心区开展研究。

2 江汉平原土地利用遥感分类 • 遥感影像预处理 • 影像分类与精度评定

几何校正影响裁剪影像镶嵌影像分类 研究区行政区划矢量图 2010年ETM+遥感影像数据 1994年TM遥感影像数据 1994年、2010年研究区土地利用/覆盖变化分类图江汉平原土地利用遥感分类影像预处理研究区遥感影像数据表遥感影像数据预处理过程

江汉平原土地利用遥感分类 总体精度85.53%，kappa系数0.84 影像分类与精度评价 1994年江汉平原土地利用/覆盖分类结果图

江汉平原土地利用遥感分类 总体精度85.42%，kappa系数0.86 影像分类与精度评价 2010年江汉平原土地利用/覆盖分类结果图

3 土地利用时空变化总体特征 • 土地利用变化的数量特征 • 土地利用变化的空间格局 • 土地利用变化转移分析

土地利用时空变化总体特征 土地利用变化数量特征 1994-2010年江汉平原土地利用/覆盖类型面积变化 2010年 1994年

土地利用时空变化总体特征 土地利用变化数量特征 1994-2010年江汉平原土地利用/覆盖变化速度——土地利用动态度林地的年变化率最大，其次是建设用地，然后分别是未利用地、坑塘水面、耕地和河流湖泊。另外，年变化率为正值的表示该地类呈正增长，年变率为负值的说明该地类则呈负增长，其中林地、建设用地和坑塘水面呈正增长趋势，河流湖泊、耕地和未利用地呈负增长趋势。

土地利用时空变化总体特征 土地利用变化的空间格局特征景观指数的选择

土地利用时空变化总体特征 土地利用变化的空间格局特征景观类型水平

土地利用时空变化总体特征 土地利用变化的空间格局特征景观类型水平景观水平

土地利用时空变化总体特征 土地利用变化转移分析 1994-2010年江汉平原土地利用/覆盖变化轨迹图 A

土地利用时空变化总体特征 土地利用变化转移分析 1994-2010年江汉平原土地利用/覆盖变化轨迹图 B 注：图例中1表示建设用地；2表示林地，3表示河流湖泊；4表示坑塘水面；5表示耕地；6为表示未利用地。则11表示建设用地转化为建设用地；41表示坑塘水面转化为建设用地；54表示耕地转化为坑塘水面等，以此类推。

土地利用时空变化总体特征 土地利用变化转移分析 1994-2010年江汉平原土地利用转移矩阵（%）

4 耕地数量变化与质量变化 • 耕地数量变化 • 耕地变化的空间格局 • 耕地转移分析 • 耕地质量变化

耕地数量变化与质量变化 耕地数量变化 1994-2010年江汉平原各市县区耕地面积变化图 1994，（2000），2010

耕地数量变化与质量变化 耕地数量变化 1994-2010年江汉平原各市县区耕地利用动态度

耕地数量变化与质量变化 耕地变化的空间格局江汉平原耕地格局景观格局变化(1994-2010年) 耕地景观破碎化、形状不规则化以物理连通性降低。

耕地数量变化与质量变化 耕地变化的空间格局各区县耕地格局变化斑块密度指数变化景观形状指数变化

耕地数量变化与质量变化 耕地变化的空间格局各区县耕地格局变化平均斑块形状指数变化景观聚合度指数变化

耕地数量变化与质量变化 耕地转移分析 b a a为耕地转出面积比例图，b为耕地转入面积比例图减少的耕地主要转移为建设用地、林地与坑塘水面；新增耕地的主要来源为坑塘水面、林地与建设用地。

耕地数量变化与质量变化 耕地转移分析 1994-2010年江汉平原耕地转为建设用地空间分布图

耕地数量变化与质量变化 耕地转移分析 1994-2010年江汉平原耕地转为坑塘水面空间分布图

耕地数量变化与质量变化 耕地转移分析 1994-2010年江汉平原其它用地转为耕地空间分布图注：图例中1表示建设用地；2表示林地，3表示河流湖泊；4表示坑塘水面；5表示耕地；6为表示未利用地。则15表示建设用地转化为耕地；25表示林地转化为耕地，以此类推。

耕地数量变化与质量变化 耕地质量变化 a为1994-2010年江汉平原转入耕地等别，b为1994-2010年江汉平原转出耕地等别在转入为耕地的等别中，一等地、二等地与三等地占耕地转入总比例的31.952%；转出的耕地中，一等地、二等地与三等地占耕地转出总比例的41.917%。

耕地数量变化与质量变化 耕地质量变化 1994-2010年江汉平原转出耕地等别分布图

耕地数量变化与质量变化 耕地质量变化 1994-2010年江汉平原转入耕地等别分布图

5 耕地变化驱动力与预测分析 • 耕地变化的驱动力分析 • 耕地变化的区位影响因素 • 耕地变化预测分析

耕地变化驱动力与预测分析 耕地变化的驱动力分析 • 驱动因子

耕地变化驱动力与预测分析 耕地变化的驱动力分析 • 驱动力分析—典型相关分析所得典型载荷

耕地变化驱动力与预测分析 耕地变化的驱动力分析 • 驱动力分析—典型相关分析 • 耕地减少量与城镇化水平等具有显著相关性。 • 建设用地增加量与GDP、第二三产业发展具有显著相关性。

耕地变化驱动力与预测分析 耕地变化的区位影响因素 • 驱动因子 • 分析方法：logistic回归模型

耕地变化驱动力与预测分析 耕地变化的驱动力分析 • 区位影响因素分析耕地转出的logistic回归结果转化为耕地的logistic回归结果注：表中，β为回归系数，S.E.为回归系数的标准差，Wald为回归系数的统计量，df为自由度，Sig.为拟合优度检验， Exp(β)为事件的发生比率。

耕地变化驱动力与预测分析 耕地变化的驱动力分析 • 区位影响因素分析 • 耕地占用主要发生在城镇周边（跳跃式分布）。 • 耕地占用与主要道路（国道等）具有显著相关性。

耕地变化驱动力与预测分析 预测分析 • 根据耕地变化的驱动力分析结果，可以对未来耕地占用的总量进行预测 • 根据耕地变化的区位影响因素分析结果，可以对未来耕地占用的空间分布进行预测

耕地变化驱动力与预测分析 耕地保护有关问题讨论 1、快速城镇化与集约城镇化紧凑型城镇新增建设用地选址 2、城镇化与农村居民点整理新型城镇化农业产业化控制人均用地 3、重大项目选址应考虑其效应道路等基础设施重大工程 4、耕地占补平衡数量和质量并重耕作层资源保护

谢谢!

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