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土地利用变化作为当今全球变化研究的重要领域，已不仅仅局限于对土地利用数量和结构变化的定量研究上，而是越来越注重土地利用时空格局变化及其过程的研究，以便能更好的了解土地利用变化的过程和机制，并通过适时的调整人类经济活动，实现土地资源的合理、可持续利用。景观生态学作为一门新兴的交叉性学科，在景观格局变化及其过程的研究方面具有很大的优势。土地利用变化具有原生态的特点，而景观生态学中的景观斑块和土地利用变化研究中的不同用地类型的地块在结构和功能上具有很大的相似性。鉴于此，本文依托新一轮土地利用总体规划修编研究工作，将景观生态学的原理和方法引入到土地利用变化研究当中，通过对原有方法的整合改进以及新研究方法的引入，以刚察县为研究对象，对区域土地利用时空格局的变化过程和发展趋势进行了分析和模拟。
本文以刚察县1995年、2006年两期TM遥感影像解译所得的土地利用现状数据为主要数据源，进行了如下内容的研究：
(1)利用土地利用动态度指数、土地利用程度指数、景观类型转移矩阵等模型和方法，对刚察县1995-2006年的土地利用结构和数量变化、以及不同用地类型之间的相互转化进行了深入分析，从整体上对刚察县土地利用动态变化强度进行了数量变化研究。构建了地类转换倾向性模型，对不同用地类型之间转换的优势倾向进行了分析。
(2)利用景观指数、景观共生矩阵对刚察县土地利用总体空间格局的变化进行了分析。借助于数字高程模型，构建了刚察县3D景观模型，直观形象的展示了刚察县土地利用空间格局状态，并以此为基础，分析了刚察县土地利用变化与地形因子的关系。
(3)基于Idrisi地理信息系统平台，通过挖掘土地利用类型转换规则，利用CA-Markov模型对刚察县土地利用变化趋势进行了数量预测和空间模拟。
结果表明，刚察县土地利用变化时空分异显著。从不同土地利用类型的变化来看，刚察县土地受生态退耕政策影响，林地面积不断增长。耕地面积大量减少。从土地用途转换流向情况来看，未利用地和耕地向其他用地类型转化的倾向性最大，是其他用地类型最主要的补给来源。从时间上看，刚察县土地利用变化速度较快。各类用地虽然在数量上的相对变化量较小，但与其他土地利用类型间的交换量较大，变化非常剧烈；刚察县的的土地利用受人类活动的影响日渐明显，土地利用逐渐从自然型用地向社会型用地等较为集约的利用方式转换。从空间格局的变化来看，各土地利用类型的斑块密度增加、平均斑块面积减小，斑块类型聚合度降低，景观呈现破碎化趋势；斑块形状指数、分维数不断交大，反映出人类对土地的作用强度不断加大。此外，在不同的海拔、坡度和坡向区域，各土地利用类型的分布状态和变化存在明显的差异。