基于CLUE-S的土地利用变化模拟研究——以安徽省宿松县华阳河湖群地区为例

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随着全球变化研究的深入,土地利用/覆盖变化(LUCC)已经成为该研究领域的前沿和热点问题。土地利用时空变化和模拟研究是LUCC的核心内容。安徽省宿松县华阳河湖群地区处于湖北、江西、安徽三省交界处,以传统农业和水产养殖为主要经济来源,加上长江三角产业转移的政策倾向与经济发展的不断激励,人类围湖造田等现象普遍,土地利用变化较明显,且对环境带来严重威胁。因此,本区的土地利用变化模拟研究具有一定的现实意义。  首先,本文通过对1990年11月、2002年10月、2010年11月的TMETM+数据进行人机交互解译,将本区土地利用归为耕地、林地、草地、建设用地、水域和未利用滩涂地六大类,然后对土地利用变化的时空特征进行了分析。在此基础上,通过Logstic模型在不同空间分辨率上构建影响土地变化的驱动因素和土地类型之间的关系,选择最佳空间模拟尺度,最后运用CLUE-S模型对本区未来14年土地利用变化进行模拟,并从时间尺度对结果进行分析。结论如下:  (1)对华阳河湖群地区1990年、2002年、2010年遥感影像数据进行人机交互解译,分别利用二调土地利用现状图和谷歌高分辨率影像对解译结果进行精度检验,检验结果分别为90.51%和85.80%。结果较理想,可以作为后面CLUE-S模型研究的基础图件。  (2)土地利用变化分析的结果表明:时间上,本区耕地、建设用地总体呈增加趋势,林地呈先增加后减少的趋势,草地、水域和滩涂地均呈减少趋势,并且2002-2010年所有土地变化速率均大于1990-2002年。空间上,土地转移过程主要表现为水域向滩涂地的转移,滩涂地向耕地和建设用地转移,耕地向建设用地转移,其它两种地类相对稳定,转移量较少。  (3)在60m×60m、120m×120m、180m×180m的尺度下对土地利用类型和驱动因素进行了逻辑回归分析,并对回归结果进行了ROC检验。发现在180m×180m尺度上,检验结果较其它两个尺度要好。因此确定180m×180m为本区土地利用模拟最佳尺度。六种地类ROC检验结果均大于0.72,分别为耕地:0.754、林地:0.786、草地:0.724、建设用地:0.751、水域:0.887、未利用滩涂地:0.794。  (4)将CLUE-S模型用于本研究区土地利用格局的模拟,效果较好。当选择了适合本区的模拟尺度为180m×180m时,模拟精度均在0.7以上。从时间上看,当空间分辨率保持不变的时候,模拟时间长度不同,模拟精度也相应不同。在本研究区,用1990模拟2002年(13年)的模拟精度优于其它两种情况下的模拟精度。因此,在华阳河湖群地区,土地利用变化的CLUE-S模拟年限可以定性的总结为在10-20年之间的范围内。  (5)从2023年模拟结果看,耕地、林地增加,说明在研究期内,本区居民对耕地的需求量继续增加,林地的保护和恢复取得了较大成绩;建设用地少量增加,说明研究期内,本区对基础设施建设的需求增大,但由于本区主要以农业和水产为主,建设用地的增加不是太明显;水域和未利用滩涂地都相应减少,说明在研究期内,水产业发展规模的扩大,人类对水域和滩涂的开发活动不能得到控制,因此当地居民对水域的需求和开发量增加,导致水域和滩涂地大量减少;而草地的减少是由于本区草地量较少,分布分散,本身存在的不稳定性造成。  本次模拟结果可为华阳河湖群地区土地保护与综合利用提供一定的理论依据,为土地利用规划提供参考,同时为同类地区的相关问题也提供一定的参考。
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