多尺度丘陵山区耕地演变机理及预警系统研究

土地利用与土地覆被变化(LUCC:Land Use and Land Cover Change)研究对于深入认识全球环境变化有重要意义,因此,IGBP与IHDP于1995年正式确立了共同的核心计划——LUCC。现在土地利用/土地覆被变化(LUCC)研究已经是全球变化研究的核心主题之一,是全球变化研究的前沿和热点。国内外对此进行了大量的研究。尽管我国土地利用/土地覆被变化(LUCC)研究取得很大进展,但同国际研究相比,目前我国的土地利用与土地覆被(LUCC)研究还处于起步阶段,许多方面的研究仍有待进一步深化。主要应在土地利用与土地覆被变化(LUCC)理论体系构建上、数据的规范化与标准化、动力机制特别是驱动因子与区域规模相关性问题、某些间接因子的作用以及一些约束因子机制问题的研究、模型建立、不同尺度区域研究特别是小尺度的研究、LUCC与全球变化及可持续发展的关系、人类的响应对策等方面还需要大力研究。 本文针对这些不足,以鄂南丘陵山区三个不同尺度的行政区为例,对鄂南丘陵山区耕地资源的演变、可持续评价及耕地动态预警模型进行了研究,具体包括以下内容。 1 研究了耕地演变的历史以及LUCC的理论基础。首先概述了耕地演变的历史,包括采猎文明时期的耕地、农业文明时期的耕地、工业文明时期的耕地、后工业文明时期的耕地四个阶段,论述了各个时期耕地的特点和耕地的利用方式对自然的影响;在此基础上阐述了LUCC的理论基础,主要包括区位理论、土地稀缺性原理、地租地价理论、土地收益理论、土地供求理论、土地报酬递减规律、替代原理、可持续发展理论。 2 现代技术主要为地理信息系统技术(GIS)和遥感技术(RS)及全球定位系统(GPS)技术在耕地演变研究中的应用。首先论述GIS、RS、GPS的概念,然后总结了GIS、RS、GPS在耕地演变研究中的应用,主要包括建立耕地资源数据库、发现耕地变化区域、建立模型进行空间演变模拟等方面。 3 运用一些抽象化模型对咸宁市耕地的演变格局进行了研究。主要应用了时序模型、动态度模型、垦殖指数模型、重心模型等对咸宁市的耕地演变格局进行了研究。研究表明咸宁市耕地面积变化分两个阶段,第一阶段,从1949年到1962年,耕地迅速扩大。第二阶段从1962年到现在,耕地面积呈波动下降的趋势,除1994-1995年度外,其余年份耕地均递减。在空间分布上,北部丘陵平原地区以及西南地区耕地动态度大,东南部丘陵山区动态度小,通山县的耕地还略增加。在近15年来,耕地重心向东南移动了822米,而同期经济重心、人口重心向东北分别移动3392米和1065米。 4 分别选择了鄂南丘陵山区三个不同尺度的行政区域,即咸宁市、咸安区、官埠镇,应用统计分析方法以及一些空间分析方法对这三个区域的耕地演变的驱动力进行了系统的研究,并进行比较,发现推动三个区域耕地演变的驱动力并没有实质性的差异,都为人口、经济以及农业结构的调整、土地政策等因素影响耕地的变动,其主要差异表现在工业及水面养殖两个因子对耕地的影响在不同的区域有较大的不同。