（生态学专业论文）黄河三角洲植被覆被分布特征及其动态变化研究.pdf

山东大学硕士学位论文 原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究 所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集 体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均 已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律责任由本人承担。 粼：玛 关于学位论文使用授权的声明 本人完全了解山东大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留或向 国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅；本人 授权山东大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可 以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文和汇编本学位论文。 ( 保密论文在解密后应遵守此规定) 论文作者签名匠生年导师签名；猢日期；坠蚴r 山东大学硕士学位论文 缩略语表 c a ：c e l l u l a ra u t o m a t a ，元胞自动机 c a ：c o r r e s p o n d e n c ea n a l y s i s ，对应分析 c o n t a g ：c o n t i g n i t yi n d e x ，聚集度指数 d c c a ：d e t r e n dc a n o n i c a lc o r r e s p o n d e n c ea n a l y s i s ，去趋势对应相关分析 d e m ：d i g i t a le l e v a t i o nm o d e l ，数字高程模型 g i s ：g e o g r a p h i ci n f o r m a t i o ns y s t e m ，地理信息系统 l s i l a n d s c a p es h a p ei n d e x ，景观形状指数 l u c c ：l a n du s ea n dc o v e rc h a n g e ，土地利用覆被变化 n d v i ：n o r m a l i z e dd i f f e r e n c ev e g e t a t i o ni n d e x ，归一化差异植被指数 n o a a ，a = 臣r r ：n a t i o n a lo c e a n i c & a t m o s p h e r i ca d m i n i s t r a t i o n a d v a n c e dv e r y h i g hr e s o l u t i o nr a d i o m e t e r n p ：n u m b e ro f p a t c h e s ，斑块数 p a f r a c ：p r e m i e ra r e af r a c t a ld i m e n s i o ni n d e x ，周长面积比分形指数 p d ：p a t c hd e n s i t y ，斑块密度 r s ：r e m o t es e n s i n g ，遥感 s h d i ：s h o n n si n d e x ，香农维纳指数 t m ：t h e m a r i em a p p e r ，专题绘图仪 山东大学硕士学位论文 黄河三角洲植被覆被分布特征及其动态变化研究 摘要 区域尺度上的植被覆被变化对区域生态安全格局的维系有着重要的作用。黄 河三角洲是我国乃至世界造陆速度最快的河e l - - - - 角洲之一，土地利用土地覆盖 变化迅速而又复杂。目前对于黄河三角洲植被动态的研究或偏重于传统生态学中 植物群落与环境因子之间的对应关系或者偏重于社会属性的土地覆被变化动态 的研究，仍然缺乏针对植被覆被的大尺度的动态研究。 利用一景s p o t 图像对黄河三角洲植被覆被的宏观分布规律进行了研究，结 果表明综合利用3 s 技术对植被分布的宏观规律进行研究是可行的。黄河作为本 区域最大的淡水来源，在宏观上反映了水分的梯度，但是由于黄河周边地区人类 耕作等干扰的影响使得植被类型随黄河距离分布的规律不甚明朗，同时黄河入海 口区域的存在也让使得植被类型随黄河距离分布的规律不甚明朗。海岸线从宏观 上是盐分的梯度。但是同样由于黄河入海口的存在和滩涂分布的不均一性使得使 得植被类型随海岸线距离分布的规律不甚明朗。黄河三角洲主要植被类型的平均 盐分含量和平均海拔表现出较好的分异特征，盐地碱蓬的含盐量最高，柽柳芦苇 柽柳碱蓬白茅草甸 柽柳林 芦苇 林地；盐地碱蓬群落多分布于海拔较低的低 平洼地，而农田和林地多分布于黄河三角洲的河成高地或者地势相对较高的区 域，因此其分布的海拔相对较高。平均最近邻体距离分析表明所有的天然植被类 型空间分布均表现为聚集分布。平均中心分析极好的体现了植被覆被类型的演替 特征。与海岸线垂直方向上的分布代表盐生演替序列，而与黄河垂直方向上的分 布代表湿生演替序列。 利用卫星影像生成植被指数n d v i 对植被覆被变化进行分类前比较，并在检 测检验的过程中使用了小波分析的方法，取得了较好的效果。对三期影像提取出 来的n d v i 研究表明，黄河三角洲n d v i 指数的高值区主要分布在黄河沿岸和黄 河故道，这和已有的研究结果是一致的，而海岸线沿岸则是n d v i 相对较低的区 域，这种分布与该区域的土壤盐分分布有关。整体上讲，黄河三角洲1 9 9 6 - 2 0 0 5 年间n d v i 值的变化不剧烈，较为平缓。1 9 9 6 2 0 0 1 和2 0 0 1 2 0 0 5 年间n d v i 的 变化显著区域表现出了“环状分布”的特征，n d v i 变化的显著区域主要集中于 海岸带缓冲区范围内，而变化最为显著的区域位于海岸带的缓冲区的离海外围区 域。1 9 9 6 - 2 0 0 1 年间变化不显著区域小于2 0 0 1 2 0 0 5 年间变化不显著区域。三个 2 山东大学硕士学位论文 水平上的小波处理图像仍然表现出和原有影像相类似的“环状分布特征”。l e v e l l ，l e v e l2 影像和原有n d v i 变化影像变化差异不大，而l e v e l 3 影像则去除了相 当一部分噪声值和奇异值，其影像所表现出来的变化区域可以从一定程度上反映 n d 变化的规律性。 利用卫星影像生成植被覆被图对植被覆被变化进行分类后比较。根据先前研 究成果和黄河三角洲实地考察，本研究确定黄河三角洲植被覆被研究的分类体系 为：水域、芦苇、林地、耕地、灌草地、滩涂、居民工矿用地和未利用土地。在 1 9 9 6 - 2 0 0 1 年间，植被变化趋势较为平缓，而在2 0 0 1 - - 2 0 0 5 年间，植被变化较为 剧烈，主要表现为未利用土地的大量减少和芦苇地的相对增加。重分类的二元图 像表明，黄河三角洲分类后比较的结果和分类前比较的结果表现出不同的特征， 但是均表现为上文所提到的环状分布。 利用数量统计学方法对覆被变化的驱动力进行了分析。对不同环境要素的单 因子辨识分析表明：2 5 6 4 0 0 的覆被变化发生在距海岸线0 5 k m 的区域内，而在 0 - 1 0 k i n 区域内发生的覆被变化占到全部覆被变化栅格总数的4 7 2 0 。随着距城 市中心距离的增加，发生变化的栅格数表现出了起伏型的变化，主要的变化区域 为距城市中, l , 1 0 k m 至u 2 5 k m 的范围内。随着距黄河距离的增大，发生变化的栅格 的数目呈递减趋势。大约4 4 7 9 的植被覆被变化发生在距黄河0 1 0 k m 的区域 内，而0 5 k m 的距离内又是植被覆被发生变化的重点区域。发生变化的栅格主要 集中在高程为0 2 0 - - 0 6 0 m 的区域，而随着高程的增加，发生变化的栅格数呈现 起伏型变化。随着距最近道路距离的增加，发生变化的栅格数是急剧递减的， 6 8 1 4 的变化发生在距道路0 l k m 的距离内，道路的可达性在一定程度上代表 了人类干扰，而绝大多数变化发生在道路的0 , - - 1 k i n 范围内，表明植被覆被的变化 主要是由人类干扰引起的。利用3 0 0 m x 3 0 0 m 的滑动窗口，对1 9 9 6 - 2 0 0 1 年间的二 分变化图层进行扫描，统计每一个窗e l 中1 0 0 个栅格中变化栅格的数目，以其作 为土地覆被发生变化的概率。并同时统计相应栅格位置上的栅格到海岸线的距离 ( 三c ) ，栅格到黄河的距离( 力，栅格到区域内两个重要城镇仙河和孤岛的距离 伍瑚，栅格到黄河三角洲区域内主要道路的距离( l ，) ，栅格所处地理位置的高程 ( d p ) 等变量的平均值，进行逐步多元回归，得到回归方程： p = ( 6 5 8 9 2 0 0 0 4 9 * l r 一0 0 4 4 d e + 0 0 0 0 6 2 l c 一0 0 0 0 0 6 5 l x g ) 1 0 0 ( f = 1 8 8 3 9 p = 0 0 0 0 ) 由方程可知，高程对变化概率的影响最大，距道路距离的远近、距海岸线的 山东大学硕士学位论文 距离和到城市中心的距离次之。值得注意得是栅格到黄河的距离( 巧) 并没有入选 回归方程，这可能黄河对植被覆被的影响只在一定距离存在有关。 利用d c c a 方法对黄河三角洲景观格局与人类干扰之间的关系进行了研究。 景观指数矩阵前两个排序轴所能解释的方差比分别为8 1 6 和8 3 ，累计的方 差解释比为8 9 9 ，足以反映不同区域景观格局特征。耕地所占面积比重( p f ) 和第一轴的相关性最大，人口密度( p o d ) 、城市居民建设用的所占比重( p b ) 、 水域所占比重( p w ) 次之，而在第二轴相关性最大的则是人均农业产值( a a ) ， 城市居民建设用的所占比重次之。由于第一轴所占的方差解释比达到了8 1 6 ， 因此可以认为决定黄河三角洲景观格局最重要因素是耕地所占面积比重，而人口 密度、城市居民建设用的所占比重、水域所占比重次之。景观格局指数矩阵在 c a n o c o 中进行非约束性的排序，其特征值之和为0 0 0 6 3 1 ，利用景观格局指数为 排序变量，人类干扰数据为约束变量，排序得到的特征值之和为人类干扰数据所 能解释的景观格局的变异水平，其特征值之和为o ，0 0 6 ，黄河三角洲景观格局中 人类干扰数据所能解释的百分比为9 5 0 8 ，因此黄河三角洲景观格局的形成主 要是人类活动的结果。 基于c a 模型完成多类型植被覆被模拟研究和植被覆被变化及人类干扰模 拟预测研究。利用5 5 滤波窗口和转换面积矩阵和条件概率图像进行运算，从 而确定元胞状态的转移，模拟了2 0 0 5 年黄河三角洲多类型植被覆被分布图，并 与2 0 0 5 年实际分布图进行比较。c a 模型分为两类，一类是用m a r k o v 模型对2 0 0 5 年的不同植被覆被类型数量进行预测，另外类是以2 0 0 5 年实际植被覆被类型 数量为约束条件。利用c o h e n sk a p p a 系数对模型模拟的结果进行了检验， c am a r k o v 模型的总体模拟精度为4 6 9 4 ，k a p p a 系数为o 3 7 9 ，而 c a 模型的总体精度为 ，系数为。aac(actual a r e ac o n s t r a i n e d )5 49 2 k a p p a04 4 7 g e o m o d 模型是一个基于二元图像的土地利用变化模拟模型，本研究利用 a r c i n f o 中的重分类模块对9 6 和0 1 年的影像进行二元分类，分为植被和非植被 两类。以2 0 0 1 年的影像为起始模拟影像。以2 0 0 5 年植被的数量为模拟约束条件， 采用多元统计方法生成变化的概率图层，并对2 0 0 5 年黄河三角洲天然植被和非 天然植被的分布进行了模拟，并与2 0 0 5 年真实分布图进行对比，k a p p a 系数为 0 3 9 8 ，而总体精度为6 9 5 7 ，模拟效果不错。取得了不错的效果。 关键词：黄河三角洲植被覆被分布特征n d v i 元胞自动机g e o m o d 4 山东大学硬士学位论文 d i s t r i b u t i o np a t t e r na n dd y n a m i c ss t u d yo f v e g e t a t i o nc o v e r sa t y e l l o wr i v e rd e l t a a b s t r a c t i m p o r t a n tr o l e so ft h ev e g e t a t i o nc o v e rc h a n g e sf o rt h ee c o l o g i c a ls e c u r i t y p a t t e r na tt h er e g i o n a ls c a l eh a sb e e nl a r g e l yd o c u m e n t e d y e l l o wr i v e rd e l t a , w i t h t h em o s tf a s td e p o s i t i n gs p e e df o rl a n do ft h ew o r l d ，i sc h a r a c t e r i s t i co fr a p i da n d c o m p l e xc h a n g e sf o ri t sl u c c n o wm o s to ft h e 灿d yf o rt h ev e g e t a t i o ns t u d y f o c u s e so ne i t h e rt h ec l a s s i c a lr e l a t i o n s h i pb e t w e e nv e g e t a t i o nc o m m u n i t ya n d e n v i r o n m e n t a lf a c t o r s ，o rt h el a n dc u v e rc h a n g e si n t e g r a t i n gm o r es o c i a lf a c t o r st h a n t h ee c o l o g i c a lf a c t o r s 1 a c k i n go f t h es t u d yo f v e g e t a t i o nc o v e r s 缸l a r g es c a l e as p o ti m a g i n ew a se m p l o y e dh e r ef o rt h ei n t e r p r e t a t i o no fv e g e t a t i o nc o v e r s a ty e l l o wr i v e rd e l t a d i f f e r e n te n v i r o n m e n t a ll a y e r sa n dg e o g r a p h i ca n a l y s i s m e t h o d s ，s u c ha sb u f f e ra n a l y s i s ，a v e r a g en e a r e s tn e i g h b o rd i s t a n c ea n a l y s i sa n dm e a n c e n t e ra n a l y s i s , w a si n t e g r a t e di n t ot h ed i s t r i b u t i o np a t t e r ns t u d yo ft h ev e g e t a t i o n c o v e r s y e l l o wr i v e r , a c e d 鹊t h em o s ti m p o r t a n tf l e s hw a t e rp r o v i d e r , i st h em a c r o g r a d i e n to fw a t e r , b u tw i t ht h ee x i s t e n c eo fh u m a nd i s t u r b a n c e , t h el a wi sn o td i s t i n c t t oc o n c l u d e t h ec o a s t l i n ei st h em a c r og r a d i e n to fs o i ls a l i n i t y , b u tt h el a wi sn o t d i s t i n c tt oc o n c l u d ew i t ht h ee x i s t e n c eo fr i v e rm o u t ha n dt h eh e t e r o g e n e i t yo ft h e t i d e l a n d f o rt h es t u d yo ft h ea v e r a g ee l e v a t i o na n da v e r a g es o i ls a l i n i t y , t h el a wi s d i s t i n c tf o rt h em a j o rn a t u r a lv e g e t a t i o nc o v e r sw i t hg r e a tc o r r e s p o n d e n c ew i t ht h e c o n c l u s i o no fg r o u n ds u r v e y t h er e s u l to ft h ea v e r a g en e a r e s tn e i g h b o rd i s t a n c e a n a l y s i ss h o w st h a tt h ed i s t r i b u t i o no ft h em a j o rn a t u r a lv e g e t a t i o nc o v e r s i s c h a r a c t e r i s t i co f c l a m p ，a n dt h es p a t i a lc l a m pd i s t r i b u t i o nc o u l dp e r f e c t l yb ee x p r e s s e d b yt h es u c c e s s i o nt h e o r yo ft h ey e l l o wr i v e r d e l t aa f t e rt h ea n a l y s i so fm e a nc e n t e r m e t h o d a tt h ep e r p e n d i c u l a rd i r e c t i o no ft h ec o a s t l i n ei st h ed i s t r i b u t i o no ft h e s a l t o r i e n t e ds u c c e s s i o n , w h i l ea tt h ep e r p e n d i c u l a rd i r e c t i o no fy e l l o wr i v e ri st h e d i s t r i b u t i o no f t h ew a t e r - o r i e n t e ds u c c e s s i o n u s i n gt h ep r e - c l a s s i f i c a t i o nc o m p a r i s o nm e t h o d ，t h ed y n a m i cc h a n g eo fn d v i , w h i c hi sm o s tp o p u l a ru s e dv e g e t a t i o ni n d e x , i ss t u d i e di ny e l l o wr i v e rd e l t a t h e w a v e l e tm e t h o di se m p l o y e dh e r e ，f o rt h ed e t e c t i n go fv e g e t a t i o nc o v e rc h a n g e , t h e 5 山东大学硕士学位论文 p e r f o r m a n c eo f w h i c hi se x t r e m e l yw e l li nl i g h to f t h en d v ii m a g i n ee x t r a c t e df r o m t h r e et m i m a g e s t h eh i g hv a l u ea r e ao f n d i sd i s t r i b u t e da m o n g t h ea d j a c e n ta r e a o f y e l l o wr i v e r , a n dt h ef o r m e ry e l l o wr i v e r , a n dt h el o wv a l u ea r e ao f t h en d v ii s d i s t r i b u t e da m o n gt h ec o a s t l i n ea r e a , t h er e s u l to f w h i c hi ss i m i l a rt ot h ee x i s t e ds t u d y 蝴t ht h er e s u l to fn o n l i n e a rr e g r e s s i o n , t h ed i s t r i b u t i o no fn d v ii sr e l a t e dt ot h e d i s t r i b u t i o no fs o i ls a l i n i t y f o raw h o l e , t h ed y n a m i cc h a n g eo f n d v if r o m1 9 9 6t o 2 0 0 5i sr e l a t i v e l yc a l m d i s t r i b u t i o no fs i g n i f i c a n tc h a n g ea r e ai sc h a r a c t e r i z e do fa r i n g - s h a p e d ，t h em o s ts i g n i f i c a n tc h a n g e da r e ai s l o c a t e da tt h ea d j a c e n ta r e ao f c o a s t l i n e , a n dt h em o s ts i g n i f i c a n tc h a n g e da r e ai sl o c a t e da tt h eb u f f e ra r e ao f c o a s t l i n e , w h i c hi so nt h en e i g h b o ro f t h es e a t h ep a t c h e so f c h a n g e da r e af r o m1 9 9 6 t o2 0 0 1 i na r e a , a r em o r et h a nt h a tf r o m2 0 0 1t o2 0 0 5 t h ew a v e l e td i s p o s e di m a g e s a tt h r e el e v e l ss h o wt h es i m i l a rd i s t r i b u t i o no fi n i t i a li m a g e t h e r ea r en os i g n i f i c a n t d i f f e r e n c eb e t w e e ni n i t i a li m a g ea n dl e v e lli m a g e ，l e v e l2i m a g e t h ei m a g eo fl e v e l 3d e p r i v e do f as o u n d i n gp o r t i o no f n o i s ea n do d dv a l u e ，h e n c e ，t h ew a v e l e td i s p o s ei s a v a i l a b l ef o r t h ei n t e r p r e t a t i o no f c h a n g er u l e s w ee m p l o y e dt h em a t h e m a t i cm e t h o df o rt h eq u a l i f i c a t i o no ft h ed r i v i n gf o r c e f o rt h e v e g e t a t i o nc o v e rc h a n g e t h ea n a l y s i sf o rt h ee d a r e v e a l st h a tt h e2 5 6 4 o f t h et o t a lc h a n g e so c c u r r e da tt h e0 5k ma r e ao ft h ec o a s t l i n eb u f f e ra r e a , w h i l e 4 7 2 0 a tt h e 肛l ok m a st h ei n c r e a s eo ft h ed i s t a n c ef r o mt h ec i t y , t h en u m b e ro f c h a n g e dp i x e l si sc h a r a c t e r i s t i co far i p p l e - s h a p e dc u r v e ，a n dt h em a j o ra r e af o r c h a n g e di st h e1 0 k m - 2 5 k m b u f f e ra r e ao f t h ec i t y a st h ei n c r e a s eo f t h ed i s t a n c et o y e l l o wr i v e r , t h en u m b e ro fc h a n g e dp i x e l si so nt h ed e c r e a s e dt r e n d a b o u t4 4 7 9 o ft h ec h a n g e dp i x e l sl o c a t ea tt h e0 - 1 0k mb u f f e ra r e ao ft h ey e l l o wr i v e r ，a n d a l m o s to ft h ec h a n g e dp i x e l sl o c a t ea tt h e0 5k mb u f f e ra r e ao ft h ey e l l o wr i v e r a l m o s tt h ec h a n g e dp i x e l so c c u r sa tt h e o 2 0 - 0 6 0 mr a n g eo fe l e v a t i o n , a n d a l s ot h e n u m b e ro fc h a n g e dp i x e l si sc h a r a c t e r i s t i co far i p p l e - s h a p e dc u r v e ，a st h ei n c r e a s eo f t h ee l e v a t i o n a st h ei n c r e a s eo ft h ed i s t a n c et ot h er o a d s ，t h en u m b e ro fc h a n g e d p i x e l sd e c r e a s e ds h a r p l y t h ea c h i e v e m e n to ft h er o a d sc o u l db eu n d e r s t o o da sa i n d i c a t o ro ft h eh u m a na c t i v i t y , h e n c e , t h ec h a n g e so c c u r r e da t t r i b u t e dt ot h eh u m a n a c t i v i t y u s i n gt h e3 0 0 m 3 0 0 ms l i d i n gw i n d o w , w es c a n n e dt h eb i n a r yi m a g i n ef r o m 1 9 9 6t o2 0 0 1 ，c a l c u l a t i n gt h ec h a n g e dp i x e l so f t h e1 0 0p i x e l s ，w h i c hc o u l db eu s e da s 6 山东大学硕士学位论文 t h ep r o b a b i l i 哆o ft h el a n d - u s ec h a n g e ，a tt h es a m et i m e ，w ec a l c u l a t et h em e a f l a v e r a g el c ( t h ed i s t a n c ef r o mt h ep i x e lt ot h ec o a s t l i n e ) ，l y ( t h ed i s t a n c ef r o mt h e p i x e lt ot h ec o a s t l i n e ) ，l x g ( t h ed i s t a n c ef r o mt h ep i x e lt ot h el o c a lc i t y x i a n h ea n d c m d a o ) , l r ( t h ed i s t a n c ef o r mt h ep i x e lt ot h el o c a lm a j o rr o a d s ) a n dd e ( t h ee l e v a t i o n o f e a c hp i x e l ) u s i n gt h em u h i p l es t e p w i s em u l t i p l er e g r e s s i o np r o c e d u r e ，w eg o tt h e w e i g h t so ft h ef i v ev a r i a b l e sf o re a c hl a n d - u s et y p ea n dt h ee x p r e s s i o no ft h e c a l c u l a t i o no f s u i t a b i l i t ym a p sf o re a c hm a p s ： p = ( 6 5 8 9 2 0 0 0 4 9 * l r 一0 0 4 4 d e + 0 0 0 0 6 2 * l c 一0 0 0 0 0 6 5 l x g ) 1 0 0 ( f = 1 8 8 3 9 ，p = o 0 0 0 ) d u et ot h es t e p w i s er e g r e s s i o n , t h ee x p r e s s i o no f t h er e g r e s s i o nc o u l db eu s e df o r i n t e r p r e t a t i o no fl a n d - u s ec h a n g e a c c o r d i n gt oe x p r e s s i o n , t h ed o m i n a t ef a c t o r d e t e r m i n i n gt h el a n d - u s ec h a n g ei st h ee l e v a t i o n , a n dt h es e c o n di st h ed i s t a n c et o r o a d s h o w e v e r , t h ed i s t a n c et oy e l l o w 黜v e l i sn o ti n c l u d e di n t ot h ee x p r e s s i o n , w h i c hm a yr e l a t et ot h a tt h ei n f l u e n c eo ft h ey e l l o wr i v e rf o rt h el a n d - u s ec h a n g e m a ye x i s ti nal i m i t e dr a n g e t h ed e t r e n dc a n o n i c a lc o r r e s p o n d e n c ea n a l y s i sm e t h o di su s e dh e r ef o rt h e i n t e r p r e t a t i o no fr e l a t i o n s h i pb e t w e e nt h el a n d s c a p ep a t t e r na n dh u m a na c t i v i t y t h e f i r s tt w oa x e so ft h el a n d s c a p ei n d e xm a t r i xc o u l di n t e r p r e t8 1 6 a n d8 1 3 o ft h e t o t a lv a r i a n c eo ft h em a t r i xr e s p e c t i v e l y , w h i c hi sa b l et or e p r e s e n tt h el a n d s c a p e c h a r a c t e r t h em o s tr e l a t e dv a r i a b l eo f t h eh u m a na c t i v i t yi st h ep f , a n dp o d ，p b ，a n d p wi nt u r nf o r t h ef i r s ta x i s ，w h i l e ，f o rt h es e c o n da x i s ，t h em o s tr e l a t e dv a r i a b l eo f t h eh u m a na c t i v i t yi st h ea aa n dr f d u et ot h e8 1 6 o ft h et o t a lv a r i a n c e i n t e r p r e t e db yt h ef i r s ta x i s , t h em o s td e t e r m i n e dv a r i a b l eo ft h el a n d s c a p ep a t t e r ni s p ew i t hn oc o n s t r a i n e dm a t r i x , t h ee i g e nv a l u ei s0 0 0 6 31 a n dw i t ht h el a n d s c a p e i n d e xm a t r i xa st h ec o n s t r a i n e dm a t r i x , t h ee i g e av a l u ei s0 0 0 6 h e n c e , t h ep e r c e n t a g e i n t e r p r e t e db yh u m a na c t i v i t yi s9 5 0 8 ，f r o mw h i c hac o n c l u s i o nc o u l db ed r a w n t h a tt h el a n d s c a p ep a t t e r ni st h er e s u l to f h u m a na c t i v i t y a s s i s t e db yt h ec e l l u l a ra u t o m a t em o d e lw ea c c o m p l i s h e dt h es i m u l a t i o no f l a n d - u s ec h a n g eo fm u l t i p l ec a t e g o r yl a n d u s et y p ea n dt h eh u m a nd i s t u r b a n c e u s i n gt h e5b y5s l i d i n gw i n d o w ，t h e t r a n s i t i o na r e am a t r i xa n ds u i t a b i l i t ym a p s , w e s p e c i f yt h et r a n s i t i o ns t a t ea n ds i m u l a t et h ep r e d i c t i o nm a po f2 0 0 5 ，w i t hw h i c ht h e 7 山东大学硕士学位论文 a c t u a l2 0 0 5l a n d - u s em a pw o u l db ec o m p a r e d u s i n gt h ek a p p ac o e f f i c i e n te q u a t i o n a b o v e ，w eg o tt h ek a p p ac o e f f i c i e n ta n do v e r a l lc o r r e c tp e r c e n to ft h em o d e lm c a a n da a c a t h ek a p p ac o e f f i c i e n to fa n do v e r a l lc o r r e c tp e r c e n to fm c aa r eo 3 7 9 a n d4 6 9 粕，w h i l e , f o rt h ea a c am o d e l ，a r e0 4 4 7a n d5 4 9 2 g e o m o dm o d e li s ab i n a r ym o d e lu s e df o rs i m u l a t i n gt h el a n d - u s ec h a n g e h e r e , w er e - c l a s s e dt h e v e g e t a t i o nm a p s ，a n ds e tt h e2 0 0 1m a pa st h ei n i t i a ls i m u l a t i n gm a p ，c o n s t r a i n e dw i t h t h ea c t u a l2 0 0 5v e g e t a t i o n m a pa n dt h es u i t a b i l i t ym a pg e n e r a t eb ys t e p w i s e r e g r e s s i o n c o m p a r e dw i t ht h ea c t u a lr e f e r e n c em a po f2 0 0 5 t h er e s u ko fs i m u l a t i o n i sg o o df o ri t sp e r f o r m a n c e ，w i t hk a p p ac o e f f i c i e n to 3 9 8a n do v e r g l a c c u r a c y 6 98 5 k e yw o r d s ：y e l l o wr i v e rd e l t a ；v e g e t a t i o nc o v e r ；d i s t r i b u t i o np a t t e r n ；n d v i ； c e l l u l a ra u t o m a t a ；g e o m o d 8 山东大学硕士学位论文 1 引言 1 1 地利用覆盖变化及其进展 土地覆被是“地球陆地表层和近地面层的自然状况，是自然过程和人类活动 共同作用的结果”，而土地利用是指人类利用土地的自然属性和社会属性不断满 足自身需求的行为过程0 g b p & h d p ，1 9 9 5 ) 。农业、放牧和城市建设指的是土地 利用；作物、森林、草原、道路和建筑物以及土壤、冰川、水面等则属于不同的 土地覆被类型。土地覆被变化包括生物多样性、现实和潜在的生产力、土壤质量 以及径流和沉积速度中的种种变化。土地利用和土地覆被既有密切联系，又有本 质区别；土地利用变化既是土地覆被变化的原因，也是土地覆被变化的响应。土 地利用和土地覆被变化之间的相互作用是一个自然科学和社会科学的交叉研究 领域。由于土地利用变化对环境的影响主要是通过改变土地覆被状况产生的，因 此人们常把土地利用变化与土地覆被变化联系在一起，简称u j c c 。 “国际地圈与生物圈计划”( i g b