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土地利用/覆被变化(LUCC)是全球变化的重要组成部分和主要原因之一,自上个世纪以来,一直是地理学研究的核心问题。人类活动作用于自然界最直接的表现就是土地利用/覆被类型的变化,进而引起资源、环境和发展等一系列变化。近年来,受人类生存和发展需求的影响,土地覆被发生着剧烈的变化,LUCC研究得关键性和迫切性更加凸显。分析土地利用变化时空特征及其空间地理变量之间的关系,建立模拟模型预测未来的土地利用变化趋势,为规划和政策制定提供支持,是LUCC研究的重点方向之一。 太湖流域是我国土地利用变化最为剧烈的区域之一,也是土地利用变化研究的热点区域之一。但是多数的土地利用变化研究集中在平原地区的城市化过程中,对丘陵山区的土地利用研究资料比较缺乏。近年快速的城市化与工业化使得土地资源日益紧张,对于丘陵山区的开发力度不断加大。上游丘陵山区在流域中具有重要的水源保护和生态多样性价值,开发不可避免的危及到了区域的生态功能价值,带来不可逆转的损失与后果。天目湖流域作为太湖流域上游的典型水库流域丘陵山区,同时承担着溧阳市60万人饮用水重任和区域农业、旅游业产业发展。 本研究在SPOT(10m)、ALOS(10m)和RapidEye(5m)中高分辨率遥感影像的基础上,解译天目湖流域2000年以来的土地利用数据,获取区域内多期的土地利用序列数据,并对研究区的土地利用变化特征进行分析。然后综合中高分辨率遥感影像、1∶50000国家标准地形图数据和野外土壤采集,分析数据获取研究区地形地貌数据和土壤数据。在分析结果的基础上,用fuzzy模糊数学变换及CramerV卡方检验的方法评价及筛选出影响研究区土地利用变化的关键性因子。结合关键性因子及其时段土地利用变化特征,建立研究区的MLP茶园变化模拟模型,并且依据模型对研究区未来可能进行的旅游开发和水环境管理进行评价,以验证模型的可靠性。具体结论如下: (1)茶园开发是丘陵山区重要的土地利用变化类型,自2000年以来呈现出加速增长的趋势。2000-2011年,茶园面积由6.2km2增长到26.5km2,有一半以上的开发出现在2008年以后。2008年以来茶园的平均开发速率达到4.1km2·a-1,相当于每年有1.7%的流域面积被开发为茶园类型,这一开发速度超过了20世纪以来太湖流域城镇化速率(0.9%)。 (2)茶园在流域上呈现出趋近水库分布的趋势,80%以上的茶园分布在水库周边0-3km距离范围内,这与区域自然地理和社会经济条件的分布密切相关。经统计,90%以上的茶园分布在0-90m高程范围内,98%以上的茶园分布坡度不超过25°。 (3)在丘陵山区,地形地貌因子是茶园分布的主要自然控制性因子;水库距离是茶园分布的重要区位因子和综合因子;道路、居民区、河流和规模也是茶园分布的重要适宜性因子,这些因子都是茶园开发的关键因子。应用这些关键影响因子,通过MLP神经网络模型区位模拟精度可以达到84%。经模型判断,在研究区内,茶园开发自水库周边和河流下游地区至流域上游水源涵养区呈现出递减的趋势。该模型与方法可用于水库型流域的这种园地迅猛开发的过程模拟。 (4)在现有的模式下持续进行茶园开发,到2020年,流域现有林地的三分之一被开发为茶园,即使上游水源涵养区也有五分之一的林地被占用。研究区旅游道路的完善和水环境保护管理规划的实施,能够在一定程度上影响茶园的开发格局。旅游道路设施完善使茶园开发向新道路开发区域集中,集中的趋势随着总体开发面积的增大而越来越明显。河流子流域分区管理和保护与开发分区管理,两种管理方案将对流域重要生态功能部位进行保护,将开发活动调整到生态功能相对较低的部位。在天目湖流域,这一管理措施将茶园集中到洙漕河流域和中田河流域的中游山坡上。