拉萨市土地利用动态变化

2021-07-16曹宇鹏徐迪方江平屈兴乐

科学技术创新 2021年20期

曹宇鹏徐迪方江平＊屈兴乐

（1、西藏农牧学院高原生态研究所，西藏林芝 860000 2、西藏林芝高山森林生态系统国家野外科学观测研究站，西藏林芝860000 3、西藏高原森林生态教育部重点实验室，西藏林芝 860000 4、西藏自治区生态安全联合实验室，西藏林芝 860000）

土地利用的变化是人与自然对地球表层生态系统最直接的表现形式[1-2]。土地利用不仅可以直观反映地区的土地规划情况，其变化规律也能反映当地生态环境状况。21 世纪以来，全球变化背景下的区域土地利用与覆盖变化已经成为研究的热点之一[3-5]。

此研究以西藏自治区首府——拉萨市为研究对象，以期能为拉萨市以后的土地利用规划、城市发展规划、生态环境建设等提供理论依据。

1 数据与方法

1.1 试验区域

拉萨市位于青藏高原中南部，有“日光城”之称，平均在海拔4800m 左右，是西藏自治区的经济与文化中心（图1）。

图1 拉萨市高程图

1.2 研究方法

1.2.1 土地利用转移矩阵

土地利用转移矩阵是对系统状态与状态转移的一种定量描述，不仅可以反映各地类面积之间的关系，还能反映各地类在不同时间段的变化情况（表1）。

其中：pij表示在T1- T2时期内第i 种土地类型转换为第j种土地类型面积占总土地面积的百分比；pii表示在T1- T2时期内第i 种土地类型不变面积的百分比。pi+表示T1时期内第i种土地类型占总面积的百分比；p+j表示T2时期内第j 种土地类型占总面积的百分比。pi+-pii表示第j 种土地类型在T1- T2时期内所减少面积的百分比；p+j-pjj表示第j 种土地类型在T1-T2时期内所增加面积的百分比。

1.2.2 标准差椭圆

表1 土地利用转移矩阵[6]

表2 土地利用分类系统[10]

图2 拉萨市2015 年土地利用

标准差椭圆可以揭示数据的空间分析方向性，其计算公式为:

其中，

式中，x 和y 是i 的坐标，n 为样本总数[7]。

1.3 数据来源

本文以拉萨市土地利用类型为基本研究单位，选用1995、2005 与2015 年的土地利用数据。数据来源于国家青藏高原科学数据中心[8]，该数据是由各年份Landsat TM/ETM 遥感影像为数据源，经过人工目视解译而成，空间参考为Albers 投影，空间分辨率为1km。数字高程模型来源于地理空间数据（www.gscloud.cn）。

2 结果与分析

2.1 土地利用状况

利用Excel 连接土地分类矢量图，参考徐新良等（2014）的中国土地分类系统[9]，对其进行一级分类，分为林地、草地、耕地、未利用土地、城镇用地与水域六种类型。（表2、图2）截止2015 年，拉萨市土地利用情况是以草地为优势地类，主要由于其海拔较高，气候干旱，造成大面积的草地生长。其次是未利用地，几乎都分布在拉萨市高海拔地区，因自然条件恶劣而难以利用。水域主要为南部的拉萨河与西北部的纳木错，耕地多靠近水域分布。林地分布较为分散，大都分布于拉萨市的东部地区。建筑用地主要集中与拉萨市城关区，是拉萨市的主城区。

2.2 土地利用转移矩阵

通过Acrgis 对1995 年,2005 年与2015 年三年数据进行处理，得到1995-2015 年的土地利用转移矩阵，结果参见表3 与图4。

由表3 可知：

林地的转入、转出地类主要为草地与未利用地，其次为耕地。耕地主要由草地转入，转出为林地。林地与水域的面积相当。建筑用地在15 年间变化不大，主要转移方向为草地与耕地。水域面积主要为纳木错与拉萨河，主要转入与转出地类为草地与未利用地。

总体看，草地、未利用地因面积占比高，因此转移量很大，其相互转换范围也很大，覆盖绝大部分区域，主要集中在中西部与东部地区。建筑用地的转化主要位于人口最多的城关区。水域面积在研究期间有一定程度的提升，耕地则有减小。

2.3 标准差椭圆分析

为进一步分析拉萨市土地利用转移的变化方向与趋势，提取其中1995-2005 年，2005-2015 年两个时期土地转移情况，基于Arcgis 空间分析功能，采用第一级别标准差(68%)进行标准差椭圆分析，结果参见表4 与图4。

如表4，图4 所示：（1）椭圆中心点位于林周县中西部，沿西北——东南方向分布，覆盖了林周县、堆龙德庆区与当雄县的部分地区。（2）前一时期椭圆长短半轴差值大于后一时期，表明前一时期土地利用转化的方向性相较于后一时期更加明显。（3）椭圆面积呈缩小趋势，可知2005-2015 年所土地利用变化的范围小于1995-2005 年。椭圆角度变化不大，表明其变化方向没有明显偏移。