吉林省镇赉县历史时期土地利用空间重建研究

发布时间：2017-11-21 09:07

  本文关键词：吉林省镇赉县历史时期土地利用空间重建研究

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【摘要】：理解长期人类-环境交互作用对理解陆地生态系统有重要意义，这需要对历史时期土地利用进行重建。历史土地利用重建不仅要进行数量重建，也要进行空间重建。近年来，日益完善的遥感技术使得土地利用/覆被信息的获取成为可能，遥感数据的时间尺度是过去40年——自LandSat-1于1972年发射成功，在此之前则需要依靠其他数据源进行历史土地利用研究。近年来，一些学者在全球和陆地尺度内搜集历史土地变化数据及其重建做出了巨大贡献。然而，目前这些土地重建数据并不能满足气候评估的需要，因为这些数据集没有足够高的空间分辨率，且重建地类不够完整，目前大多数的土地重建地类并没有代表100%的土地转换地类。当前的土地利用重建主要集中在耕地、沼泽地和林地这三个地类上，并没有提供居民地、水域和其他地类等的相关重建信息。深入研究历史土地利用数字重建方法，建立高精度、高空间分辨率的全地类数据模型，成为长时期土地利用与土地覆被动态研究亟待解决的关键问题。 本文以中国科学院战略性先导专项“应对气候变化的碳收支认证及相关问题”的专题《过去百年增暖对北方农牧交错带格局的影响》（项目编号：XDA05090310）和国家自然科学基金《东北地区农林交错带近百年土地利用变化数字重建及脆弱性研究》（项目编号：41271416）为依托，集成多源数据，综合使用多种方法，在GIS技术支持下对没有遥感信息源的历史时期土地利用空间分布状况进行空间重建，并构建土地利用高空间分辨率重建模型，通过历史文献、历史地形图等资料，对重建结果进行评价验证，为土地利用历史重建提供新思路。根据研究得到以下主要结论： （1）地形图在重建土地利用历史数据中非常有用。它包含有历史时期土地覆被信息，是过去土地利用重建的基础，特别是当它们被应用到GIS中。基于地形图提取历史土地利用数据是可行的，且通过对比不同比例尺的重建结果可知，，1:10万比例尺的地形图，其精度可达到目前研究需要。 （2）基于“耕聚比”方法计算的耕作半径比基于“均等”方法计算的耕作半径精度要高，基本聚落分布和耕作半径进行的耕地重建是可行的，但这是一种理想状态下的耕地空间重建模型。 （3）双年际土地监测表明1954-2005年间，镇赉县耕地以草地和沼泽地损失为代价而不断扩张，同时大量草地转换成其他未利用土地，说明该地区在过去60年环境退化严重。土地利用变化轨迹分析表明居民地、耕地、水域在空间分布上相对稳定，草地、沼泽地和林地稳定性较差。此外，自然驱动力依然是该地区环境变化进程的主要驱动力，同时人类诱导变化在环境变化中也发挥着重要作用。经济参数洛伦茨曲线和基尼系数可有效地被应用到土地利用结构变化中，1954-2005年间耕地一直是较为均匀分布的，而林地则最为集中分布。 （4）土地利用高空间分辨率重建模型（HLURM）包含四个模块：数量控制模块、空间转换规则模块、概率模块和空间网格化分配模块。基于对区域土地利用变化经验的认识，以栅格为研究单元，通过计算各种地类在该研究单元上的概率大小以确定哪种地类占优势，通过该研究单元内的主要土地利用类型来表示该栅格内的土地利用情况。利用三幅地图对比法进行HLURM模型重建结果的精度验证，结果表明该模型比空模型精度高，且高于其他模型模拟案例。在三幅土地利用图中，主要差异的来源并不在于模拟模型，而在于1954年和1932年间土地分类的不一致。
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：P208;F301.2

【参考文献】

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本文编号：1210377