河套绿洲土地覆盖类型变化特征及驱动因素

doi:10.7522/j.issn.1000-694X.2021.00073

摘要/Abstract

摘要：

土地覆盖类型变化对生态系统的结构和功能具有深远影响。以巴彦淖尔市阴山北麓的乌拉特后旗和乌拉特中旗、阴山南麓河套绿洲的五原县和杭锦后旗为研究区，以区域内统计资料（1985—2018年）为主要数据源，结合1987全国土壤调查和2015年卫星遥感数据解译获得的土地覆盖数据，分析了研究区土地覆盖类型变化特征以及年降水量、人口数量、家畜数量和主要土地覆盖类型之间拟合关系。结果显示：耕地面积和人工林地面积持续增加，而草地面积出现减小。耕地面积与人口数量和家畜数量显著正相关，而与年降水量关系不显著，最优拟合方程分别为y=1.2407x-235428和y=2613.3e^1E-05^x。

关键词: 土地利用, 河套平原, 耕地变化, 曲线拟合

Abstract:

Land use change is one of the driving forces of land cover change and has an important impact on the structure and function of the desert-oasis ecosystems. Taking Urad Rear Banner and Urad Middle Banner （two counties） located in the northern part of Yin Mountain as well as Wuyuan county and Hanggin Rear Banner right to the south of Yin mountains as research region， and the statistical data in this region， the relation among the annual precipitation， population， livestock number， and land use cover have been analyzed， with the interpretation data of the satellite images in 1987 and 2015. The results showed that cropland was increased， grassland decreased， and the planted woodland decreased too and there are significant relationships between population and livestock number and cropland， and the relationship between the three before with annual precipitation is not significant， the best fitting equations are respectively y=1.2407x-235428 and y=2613.3e^1E-05^x. This research could supply a solid data and theoretical support to the sustainable land use and high-quality development of the Hetao section of the Yellow River in Inner-Mongolia.

Key words: land use, Hetao Plain, cultivated land change, curve fitting

中图分类号:

P901

刘立平, 刘良旭, 连杰, 卢建男, 王国林. 河套绿洲土地覆盖类型变化特征及驱动因素[J]. 中国沙漠, 2021, 41(5): 210-218.

Liping Liu, Liangxu Liu, Jie Lian, Jiannan Lu, Guolin Wang. Land cover type change characteristics and driving factors in Hetao oasis[J]. Journal of Desert Research, 2021, 41(5): 210-218.

图/表 11

图1 研究区位置

Fig.1 Location of study area.

表1 四旗县年降水特征

Table 1 Characteristic of precipitation of four area.

旗县	极小值/mm	极大值/mm	均值/mm	标准差/mm
杭后	43	275	143.93	51.546
五原	72	371	183.37	71.698
中旗	106	443	211.78	69.342
后旗	54	325	144.37	57.820

图2 年降水量变化曲线

Fig.2 Variation of annual precipitation

图3 1985年与2015年巴彦淖尔市土地/利用覆盖类型面积变化

Fig.3 Changes of LUCC from 1985-2015 in Bayannaoer

表2 土地利用/覆被面积和动态度变化

Table 2 LUCC and k variation

类型	变化面积/km²	动态度k
耕地	7 425.489	0.215
林地	-1 097.692	-0.022
草地	-878.263	-0.001
戈壁	1 566.037	0.009
裸岩	-968.749	-0.004
沙漠	2 899.342	0.042

图4 四旗县耕地面积变化

Fig.4 Change of cultivated land in four area

图5 四旗县牲畜数量变化曲线

Fig.5 Curve of livestock change in four areas

图6 四旗县人口数量变化曲线

Fig.6 Curve of population change in four areas

表3 不同因素相关分析

Table 3 Correlation analysis of different facts.

类型	耕地	人口	家畜/万头	年降水/mm
耕地	1	0.554^**	0.735^**	0.017
人口	0.554^**	1	0.353	0.092
牲畜	0.735^**	0.353	1	0.086
年降水量	0.017	0.092	0.086	1

图7 牲畜头数与耕地面积变化拟合曲线

Fig.7 The fitting curve between livestock and cultivated land area

图8 人口数量与耕地面积变化拟合曲线

Fig.8 The fitting curve between population and cultivated land area

参考文献 30

1	Lambin E F，Turner B L，Geist H J，et al.The causes of land-use and land-cover change： moving beyond the myths［J］.Global Environmental Change，2021，11（4）：261-269.
2	Abd El-Hamid H T，Caiyong W，Hafiz M A，et al.Effects of land use/land cover and climatic change on the ecosystem of North Ningxia，China［J］.Arabian Journal of Geosciences，2020，13（20）：1-13.
3	Zhang Y，Xu L S，Li T C，et al.An approach to the construction of forest-grassland-farmland complex ecosystem in sandy land of west-central Jilin Province［J］.Journal of Ecology，1990，9（3）：27-37.
4	李秀彬.全球环境变化研究的核心领域：土地利用/土地覆被变化的国际研究动向［J］.地理学报，1996，51（6）：553-558.
5	常亚斌，朱睿，肖生春，等.1980-2015年阿拉善盟沙地面积变化及其驱动因子［J］.中国沙漠，2020，40（6）：84-92.
6	Alam A，Bhat M S，Maheen M.Using Landsat satellite data for assessing the land use and land cover change in Kashmir valley［J］.GeoJournal，2020，85（6）：1529-1543.
7	Liu L J，Liang Y J，Hashimoto S.Integrated assessment of land-use/coverage changes and their impacts on ecosystem services in Gansu Province，northwest China：implications for sustainable development goals［J］.Sustainability Science，2020，15（1）：297-314.
8	陈百明.试论中国土地利用和土地覆被变化及其人类驱动力研究［J］.资源科学，1997，19（2）：31-36.
9	郝兴明，李卫红，陈亚宁，等.塔里木河干流土地利用/覆盖变化的社会经济驱动力分析［J］.中国沙漠，2007，27（3）：405-411.
10	杨桂山.土地利用/覆被变化与区域经济发展：长江三角洲近50年耕地数量变化研究的启示［J］.地理学报，2004，59（1）：41-46.
11	张浚茂.东南诸河流域1990—2015年土地利用时空变化特征及驱动机制［J］.生态学报，2019，39（24）：322-333.
12	孙倩，塔西甫拉提·特依拜，丁建丽，等.干旱区典型绿洲土地利用/覆被变化及其对土壤盐渍化的效应研究：以新疆沙雅县为例［J］.地理科学进展，2012，31（9）：1212-1223.
13	唐嘉琪，石培基.民勤土地利用格局时空变化研究［J］.中国沙漠，2013，33（3）：928-936.
14	Mukherjee F，Singh D.Assessing land use-land cover change and its impact on land surface temperature using LANDSAT data：a comparison of two urban areas in India［J］.Earth Systems and Environment，2020，4（2）：385-407.
15	摆万奇，阎建忠，张镱锂.大渡河上游地区土地利用/土地覆被变化与驱动力分析［J］.地理科学进展，2004，23（1）：71-78.
16	李景刚，何春阳，史培军，等.近20年中国北方13省的耕地变化与驱动力［J］.地理学报，2004，59（2）：274-282.
17	杨红艳，杨耀，张军，等.生态足迹与生态承载力的计算分析：以2006年巴彦淖尔市为例［J］.环境与发展，2011，23（10）：86-89.
18	黄权中，徐旭，吕玲娇，等.基于遥感反演河套灌区土壤盐分分布及对作物生长的影响［J］.农业工程学报，2018，34（1）：102-109.
19	雷军成，王莎，汪金梅，等.土地利用变化对寻乌县生态系统服务价值的影响［J］.生态学报，2019，39（9）：74-84.
20	王静爱，徐霞，刘培芳.中国北方农牧交错带土地利用与人口负荷研究［J］.资源科学，1999，21（5）：19-24.
21	安慧，徐坤.放牧干扰对荒漠草原土壤性状的影响［J］.草业学报，2013，22（4）：35-42.
22	赵学勇，刘良旭，王玮，等.降水波动对荒漠草原生产力的影响［J］.中国沙漠，2014，34（6）：1486-1495.
23	王艳荣.内蒙古草原植被近地面反射波谱特征与地上生物量相关关系的研究［J］.植物生态学报，2004（2）：39-46.
24	Xia L，Wang F，Mu X，et al.Water use efficiency of net primary production in global terrestrial ecosystems［J］.Journal of Earth System Science，2015，124（5）：921-931.
25	Chopping M，Su L，Laliberte A，et al.Mapping shrub abundance in desert grasslands using geometric-optical modeling and multi-angle remote sensing with CHRIS/Proba［J］.Remote Sensing of Environment，2006，104（1）：62-73.
26	戚登臣，李广宇，陈文业，等.黄河上游玛曲县天然草场退化现状、成因及治理对策［J］.中国沙漠，2006，26（2）：202-207.
27	张银辉，罗毅，刘纪远，等.内蒙古河套灌区土地利用变化及其景观生态效应［J］.资源科学，2005，27（2）：141-146.
28	李亮，史海滨，赤江刚夫，等.内蒙古河套灌区耕地与荒地间水盐补排规律的研究［J］.灌溉排水学报，2010（5）：73-77.
29	王少昆，赵学勇，贾昆峰，等.乌拉特荒漠草原小针茅（Stipa klemenzii）群落土壤细菌多样性及垂直分布特征［J］. 中国沙漠，2016，36（6）：1564-1570.
30	Zhu Y C，Wang L J，Zhao X Y，et al.Accumulation and potential sources of heavy metals in soils of the Hetao area，Inner Mongolia，China［J］.Pedosphere，2020，30（2）：89-97.

[1]	贾浩巍, 颜长珍, 邢学刚, 谢家丽, 冯坤. 基于改进的遥感生态指数（MRSEI）的青海省都兰县生态环境质量评价[J]. 中国沙漠, 2021, 41(2): 181-190.
[2]	刘孟竹, 王彦芳, 裴宏伟. 退耕还林（草）背景下中国北方农牧交错带土地利用及碳储量变化[J]. 中国沙漠, 2021, 41(1): 174-182.
[3]	常亚斌, 朱睿, 肖生春, 李雅培. 1980－2015年阿拉善盟沙地面积变化及其驱动因子[J]. 中国沙漠, 2020, 40(6): 82-90.
[4]	白雪莲, 王理想, 季树新, 陈正新, 常学礼. 鄂尔多斯草原沙漠交错区生态系统健康评价——以十大孔兑为例[J]. 中国沙漠, 2020, 40(1): 187-194.
[5]	孔君洽, 杜泽玉, 杨荣, 苏永中. 黑河中游土地利用/覆被变化及其对碳储量影响的预测[J]. 中国沙漠, 2019, 39(3): 87-97.
[6]	王国玲, 苏志珠, 毛丽, 张秋华, 马义娟. 中国北方农牧交错带鄂尔多斯高原段土壤表层粒度特征[J]. 中国沙漠, 2019, 39(3): 183-190.
[7]	张福平, 李肖娟, 冯起, 王虎威, 魏永芬, 白皓. 基于InVEST模型的黑河流域上游水源涵养量[J]. 中国沙漠, 2018, 38(6): 1321-1329.
[8]	热伊莱·卡得尔, 玉苏甫·买买提, 玉素甫江·如素力, 阿迪来·乌甫, 艾则孜提约麦尔·麦麦提, 姜红. 伊犁河谷2001-2014年地表温度时空分异特征[J]. 中国沙漠, 2018, 38(3): 637-644.
[9]	张志栋, 常春平, 郭中领, 王仁德, 邢春燕. 河北坝上农田、退耕地和天然草地土壤的可风蚀性[J]. 中国沙漠, 2018, 38(1): 85-91.
[10]	孙传龙, 张卓栋, 邱倩倩, 刘亮. 锡林郭勒草地表层土壤粒度分形特征及其与风蚀的关系[J]. 中国沙漠, 2017, 37(5): 978-985.
[11]	朱阳春, 张振华, 赵学勇, 连杰, 陈敏, 刘良旭. 河套永济灌域土壤酸碱性与养分元素的关系[J]. 中国沙漠, 2017, 37(4): 742-748.
[12]	赵敏敏, 周立华, 陈勇, 顾梦鹤, 郭秀丽, 王睿. 禁牧政策对库布齐沙漠农户土地利用行为的影响[J]. 中国沙漠, 2017, 37(4): 802-810.
[13]	乔蕻强, 程文仕, 乔伟栋, 刘学录. 基于相对风险模型的土地利用变化生态风险定量评价——以石羊河流域为例[J]. 中国沙漠, 2017, 37(1): 198-204.
[14]	王莺, 张强, 王劲松, 张雷. 基于分布式水文模型（SWAT）的土地利用和气候变化对洮河流域水文影响特征[J]. 中国沙漠, 2017, 37(1): 175-185.
[15]	田世民, 姚文艺, 郭建英, 马涛, 李锦荣. 乌兰布和沙漠风沙入黄影响因子变化特征[J]. 中国沙漠, 2016, 36(6): 1701-1707.