青海省海北州刚察县土地利用变化及驱动力研究

摘" 要：基于5期土地利用数据，建立青海省海北州刚察县土地利用变化。结果表明，刚察县在1980—2020年期间土地利用类型以草地和未利用土地为主，水域、林地、耕地次之，居民工矿用地最少。刚察县未利用地呈先增后减少的变化趋势，表明随经济的快速发展，土地开采程度加剧。草地和耕地迅速减少可能表明粗放型经济是刚察县土地利用转变的主要因素之一。因此，改变传统的土地利用方式是刚察县土地利用可持续发展的重要因素。

关键词：刚察县;土地利用动态度;土地利用变化;土地利用的转移矩阵;驱动力

中图分类号：F301.24" " " 文献标志码：A" " " " " 文章编号：2096-9902（2025）02-0072-04

Abstract： Based on the land use data of 5 periods， the land use change of Gangcha County， Haibei Prefecture， Qinghai Province was established. The results show that the land use types of Gangcha County during 1980-2020 are mainly grassland and unused land， followed by water area， forest land and cultivated land， and the residential industrial and mining land is the least. The unused land in Gangcha County increased first and then decreased， indicating that with the rapid development of economy， the degree of land exploitation was intensified. The rapid reduction of grassland and cultivated land may indicate that extensive economy is one of the main factors of land use transformation in Gangcha County. Therefore， changing the traditional way of land use is an important factor for the sustainable development of land use in Gangcha County.

Keywords： Gangcha County; land use dynamics; land use change; land use transfer matrix; driving force

随着全球气候的急剧变化，土地利用/土地覆被变化（Land Use/Cover Change，LUCC）的研究日益成为当前研究的热点问题[1-3]。国外埃塞俄比亚马六甲流域[4]、埃塞俄比亚阿瓦什河流域[5]及巴基斯坦开伯尔-普赫图赫瓦省潘杰科拉河流域[6]对土地利用变化均开展了不同程度的研究。在国内，张军民等[7]基于土地利用、遥感信息和GIS空间分析平台，应用景观指数、时空统计、空间分析和地理探测等方法，从多维时空尺度分析了漓江流域景观生态脆弱性及其时空变化规律。李志英等[8]选取4期多波段影像，研究滇中城市群土地利用时空变化及其景观格局演变特征和生态环境效应。本文以5期遥感土地利用数据为基础，研究青海省海北州刚察县土地利用面积及土地利用动态度变化，旨在为刚察县及牧区土地利用规划和政策制定提供科学依据。

1" 材料与方法

1.1" 研究区概况

刚察县（99°20′E—100°37′E，36°58′N—38°04′N），位于青海省海北藏族自治州西南部，青海湖盆地北部，祁连山系中部大通山地段，境内山脉以北西走向为主，北部高山连绵，南部低缓，自北西向南倾斜，绝大部分地区海拔在3 300～3 800 m。刚察县与海晏县、祁连县、门源县相邻，属于典型的高原大陆性气候，寒冷期长，温凉期短，无明显四季之分，多风，日照时间长，昼夜温差大。

1.2" 数据来源与处理

LUCC数据来源于中国科学院资源环境科学数据中心（http：//www.resdc.cn）数据集。该数据集分辨率为30 m，包含1980、1990、2000、2010和2020年版本数据。本文分别提取青海省海北州刚察县耕地、林地、草地、水域、居民工矿用地和未利用土地6种地表覆盖类型数据。青海省海北州刚察县基础矢量行政区划数据来源于全国基础地理信息数据库。

1.3" 研究方法

1.3.1" 单一和综合土地利用动态度

单一土地利用动态度是表征不同土地利用类型在一定时间段内变化速度的指标，反映人类活动对单一土地利用类型的影响。计算公式为[9]

式中：i表示土地利用类型;t1和t2为研究初期和末期的时间点;Ki为t1到t2时段内i类土地利用类型动态度;S、S为t1和t2时间内i类土地利用类型面积，km2。

综合土地利用动态度反映人类活动对流域尺度土地利用类型变化的综合影响。计算公式为[10]

式中：i代表土地利用类型;S为研究时段内流域的综合土地利用动态度;ΔSi-j表示初期至末期第i类土地利用类型转换为其他类土地利用类型面积的总和，km2;Si代表初始时间第i类土地利用类型总面积，km2;t代表土地利用变化时间段。

1.3.2" 土地利用的转移矩阵

土地利用面积转移矩阵揭示人类活动下的土地利用变化方向和面积，其数学表达形式为[11-12]

式中：Sij代表研究初期与末期的土地利用状态;n指的是土地利用的类型数。

2" 结果

2.1" 刚察县1980—2020年单一和综合土地利用动态度变化

如图1（a）所示，青海省海北州刚察县1980—2020年6种土地利用类型面积排序依次为：草地、未利用土地、水域、林地、耕地、居民工矿用地。1980—2020年，草地面积分别为4 748.13、4 712.65、4 658.98、4 776.27 km2，均值为4 724.01 km2。未利用土地面积分别为2 428.15、2 470.48、2 236.01、2 182.01 km2，均值为2 329.16 km2;水域面积分别为1 706.63、1 697.35、1 693.17、1 748.44 km2，均值为1 711.40 km2。林地面积分别为405.56、405.51、396.8、384.97 km2，均值为398.21 km2。耕地面积分别为311.76、311.76、326.42、340.72 km2，均值为322.67 km2。居民工矿用地面积分别为12.78、13.88、13.66、20.88 km2，均值为15.3 km2（图1（b））。从变化趋势来看，耕地、草地、水域和居民工矿用地面积持续增长，草地面积在2000—2010年略微下降，林地和未利用地呈趋势持续下降（图1（a）和1（b））。

刚察县居民工矿用地持续增加，其单一土地利用动态度如图1（c）所示，其中2000—2010年、2010—2020年增加的速度是前20年增加速度的5倍左右。水域呈现先减少后增加的趋势，而未利用地呈现先增加后减少的趋势，其减少的面积是增加的2倍。草地和耕地面积呈先微减少后增加而后减少的趋势。林地的变化不显著。1980—2020年，刚察县土地利用综合动态度分别为0.05%、0.04%、0.24%和0.04%，均值为0.093%（图1（d）），在2000—2010年达到最大值，而在1990—2000、2010—2020年土地利用综合动态度最低。

2.2" 刚察县1980—2020年土地利用转移矩阵

表1呈现了刚察县1980—2020年土地利用的转移矩阵。由表1可知，1980—1990的10年间耕地保持不变。林地转出的面积为0.02 km2，转入的面积也为0.02 km2。草地转出的面积为1.14 km2，转入的面积为30.81 km2。水域转出的面积为0.45 km2，转入的面积为15.67 km2，转入的面积显著大于转出的面积。居民工矿用地转出的面积为1.10 km2，未有转入的面积。未利用土地转出的面积为44.91 km2，未有转入土地。

1990—2000年，耕地转出的面积为32.86 km2，转入的面积为0.79 km2。林地转出的面积为0.29 km2，转入的面积为0.08 km2。草地转出的面积为6.27 km2，转入的面积为36.62 km2。水域的转出面积为0.83 km2，转入的面积为9.73 km2。水域转化为草地和未利用土地的面积分别为0.21 km2和0.62 km2。居民工矿用地转出的面积为0.42 km2，转入的面积为0 km2。未利用土地转出的面积为9.56 km2，转入的面积为2.59 km2。

2000—2010年，耕地转出的面积为19.53 km2，转入的面积为17.42 km2。林地转出的面积为5.76 km2，转入的面积为9.01 km2。草地转出的面积为213.41 km2，转入的面积为59.93 km2。水域的转出面积为71.39 km2，转入的面积为5 km2。居民工矿用地转出的面积为8.6 km2，转入的面积为0.64 km2。未利用土地转出的面积为16.93 km2，转入的面积为243.62 km2。

2010—2020年，耕地转出的面积为4.39 km2，转入的面积为5.23 km2。林地转出的面积为16.87 km2，转入的面积为17.45 km2。草地转出的面积为75.86 km2，转入的面积为95.17 km2。水域的转出面积为41.09 km2，转入的面积为15.34 km2。居民工矿用地转出的面积为10.97 km2，转入的面积为1.37 km2。未利用土地转出的面积为55.7 km2，转入的面积为70.32 km2。

3" 讨论与结论

1980—2020年，刚察县土地利用类型以草地和未利用土地为主，表明青海省以高原寒冷的气候为特征，适合放牧和草原生长，同时恶劣的自然条件使得未利用土地面积较多。刚察县的水域面积较多，主要有青海湖，河流主要有黑马河。耕地较少和而居民工矿用地最少，可能表明人类活动对自然的改造有限。2000—2010年、2010—2020年刚察县居民工矿用地持续增加，而未利用地呈现先增加后减少的趋势，反映出经济的持续发展人类活动加剧使得刚察县居民工矿用地发生变化。改革开放以来，我国经济经历了从高速增长到高质量发展的转变。刚察县土地利用建设用地在这一时期大量增加，是改革开放成效的体现。草地和耕地面积呈略微先减少后增加再减少的趋势，可能表明这一时期人为因素的过度放牧和开采使得土地利用最终趋于退化，进一步表明粗放型的放牧方式是刚察县土地利用转变的因素之一。

本文基于5期土地利用遥感数据对青海省海北州刚察县在1980—2020年期间土地利用变化进行了研究，发现刚察县土地利用以草地为主，居民工矿用地显著增加为主要特征。相比东部沿海地区，深居西北内陆的刚察县土地利用变化度较低，表明经济的发展程度影响着人类改造土地的变化。因此，针对不同土地利用情景要有针对性地制定土地利用管理策略。

参考文献：

[1] 刘纪远，张增祥，庄大方，等.20世纪90年代中国土地利用变化时空特征及其成因分析[J].地理研究，2003（1）：1-12.

[2] RESTREPO C M A， YANG R Y， HAMM A N， et al. Land cover change during a period of extensive landscape restoration in Ningxia HuiAutonomous Region， China[J]. Science of the Total Environment，2017（598）：669-679.

[3] 刘纪远，宁佳，匡文慧，等.2010—2015中国土地利用变化的时空格局与新特征[J].地理学报，2018，73（5）：789-802.

[4] MEKURIAW A. Assessing the effectiveness of land resource management practices on erosion and vegetative cover using GIS and remote sensing techniques in Melaka watershed， Ethiopia[J]. Environmental Systems Research，2017，6（1）.

[5] GEDEFAW M， WANG H， YAN D， et al. Trend analysis of climatic and hydrological variables in the Awash River Basin， Ethiopia[J]. Water.2018，10（11）：1554.

[6] JAMAL M N， SAID A， WAQAS A， et al. Geospatial soil loss risk assessment using RUSLE model： a study of Panjkora River Basin， Khyber Pakhtunkhwa， Pakistan[J].Arabian journal of geosciences， 2023.

[7] 张军民，荣城，董国松.2000—2020年漓江流域景观生态脆弱性时空分异[J].水土保持研究，2022，29（5）：283-292.

[8] 李志英，汪琳，薛梦柯，等.滇中城市群景观格局及生态环境效应研究[J].科学技术与工程，2023，23（14）：6176-6189.

[9] 程维明，高晓雨，马廷，等.基于地貌分区的1990—2015年中国耕地时空特征变化分析[J].地理学报，2018，73（9）：1613-1629.

[10] 陈文波，郑蕉，鄢帮有.鄱阳湖区土地利用景观格局特征研究[J].农业工程学报，2007（4）：79-83.

[11] 陈海军，邓良基，李何超，等.城市化进程与耕地变化协同性研究——以成都市为例[J].中国农学通报，2010（1）：312-316.

[12] 赵丽，张贵军，朱永明，等.基于土地利用转型的土地多功能转变与特征分析——以河北省唐县为例[J].中国土地科学，2017，31（6）：42-50，97.

基金项目：青海民族大学人文社会科学研究规划项目资助项目（24GH26）

作者简介：高涛（1989-），男，博士，讲师。研究方向为土地利用变化。