胶州湾海岸带土地利用变化分析

发布时间：2020-02-13 14:38

【摘要】：以GDEMDEM 30M数字高程数据和2000年9月16日Landsat ETM+、2016年6月16日的Landsat OLI影像为主要数据,利用Arc GIS10.0软件的水文分析模块,将研究区划分为若干子流域;采用目视解译结合监督分类的方法,得到胶州湾海岸带各小流域的土地利用信息;采用土地利用变化模型、香农多样性指数和系统聚类的方法,分析和探讨了小流域尺度的胶州湾海岸带土地利用变化特征及影响因素。研究结果表明,与2000年相比,2016年,研究区各小流域土地利用结构发生明显变化,建设用地面积激增且成为最主要的土地利用类型,盐田、耕地和养殖池面积所占比例显著减小,城市化导致的建设用地扩张是其它土地类型变化的主要原因;在小流域内,各土地利用类型的单一动态度差别明显,主要原因是不合理土地利用方式的出现导致了土地利用类型之间的相互转化;除小流域2和小流域14外,其它小流域都处于发展期且趋于单一化,将14个小流域聚类为4类,第三类和第四类小流域土地利用及其单一化程度较高,城市化水平及经济政策的实施对各小流域土地利用单一化及发展程度产生重大影响。
【图文】：

小流域土地利用信息；利用土地利用变化模型、香农多样性指数及系统聚类分析方法，比较两个时期的胶州湾海岸带小流域土地利用特征，探讨其影响因素。开展此项研究可以弥补海岸带土地利用变化研究的不足，揭示小流域尺度人类活动与土地利用的密切关系，以期为胶州湾海岸带土地资源的开发与持续利用提供科学依据。1数据和方法1.1研究区胶州湾位于山东半岛的南岸，濒临南黄海，海湾略呈扇形，是一个典型的半封闭型海湾。胶州湾湾口开向东南，宽约3.14km(图1)。青岛市的三大主要河网(大沽河、北胶莱河和沿海河网)衍生出224条河流[25]，注入胶州湾的河流包括大沽河、墨水河、白沙河、洋河、李村河等，其中，有7条河流的流域面积大于100km2，，由于胶州湾地处东亚季风区，河流都为季节性河流，每年的7～9月为汛期，河流携带的大量泥沙在河口区形成较宽阔的河口三角洲、潮坪等地貌单元。截止到2016年，青岛市总人口数已达到909×104人，其中，70%的人口生活在沿海地区，特别是胶州湾区域。人口激增导致的人地矛盾、城市化和污染等问题严重制约了沿海区域环境承载力[25]。根据20世纪80年代全国海岸带综合调查的土地利用调查原则，本研究以沿海乡镇和行政中心在海岸线10km内的乡镇作为依据，定义海岸带范围[26]。该区年平均气温为12.2℃，8月最热，8月的月平均气温为25℃，1月最冷，1月的月平均气温为-0.4℃，年降水量为775.6mm。1.2数据及处理1.2.1数据基础数据。考虑到可行性、实用性和数据的易得性，以覆盖研究区的2000年9月16日的Land-satETM+、2016年6月16日的LandsatOLI遥感影像数据和GDEMDEM30M数字高程数据作为主要数据，这些数据都来源于地理空间数据云(http://www.gscloud.cn/)。两期影像的分辨?

将子流域数目保持在10个左右[31]的研究结果相符合。1.2.2.3叠加处理利用ArcGIS10.0软件，将提取的14个小流域边界与土地利用分类图进行叠加处理，得到小流域与土地利用叠加图。利用ArcGIS10.0软件中的Intersect功能，对两个时期土地利用分类图进行叠加分析，得到空间转移状况图。1.3方法利用单一土地利用动态度、土地利用程度综合指数和香农多样性指数，分析叠加后得到的各小流域土地利用信息；然后，对土地利用程度综合指数和香农多样性指数进行聚类分析，实现小流域分类，继而分类研究小流域土地利用变化(图2)。1.3.1单一土地利用动态度单一土地利用动态度能够从微观角度，具体地反映出每一种土地利用类型的变化程度。单一动态度绝对值越小，表明该土地利用类型转化数量少，状态则相对稳定，反之活跃[32]。土地利用动态度模型可用于反映胶州湾海岸带各土地利用类型的年变化率。1.3.2土地利用程度综合指数一个地区的土地利用程度变化是多种土地利用类型变化的综合结果。该综合指数不仅可以反映特定时期的土地利用程度，还能通过研究期内该指数的变化反映区域土地利用程度的变化[33]。本研究将胶州湾的土地利用类型分为四级，一级土地利用类型为滩涂，二级土地利用类型为林草地和水域，三级土地利用类型为耕地、盐田和养殖池，四级土地利用类型为建设用地。1.3.3香农多样性指数以每个小流域为景观系统，采用香农多样性指数[34]，表征每个小流域内土地利用类型发展单一化趋势。当香农多样性指数为0时，小流域仅由一种土地利用类型组成；当香农多样性指数为正值时，说明各土地利用类型在流域中分布均衡；当香农多样性指数为负值时，表明土地利用趋向单一化发展的程度。1.3.4聚类分析为了揭示小?

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