土地利用变化分析补充读物.doc

2.2 北京山区土地利用变更（增加来源、减少去向）分析补充：土地利用转换矩阵：土地利用转换矩阵（表2）中行表示T1时点土地利用类型，列表示T2时点土地利用类型。Pij表示T1T2期间土地类型i转换为类型j的面积占总面积百分比；Pii为T1T2期间地类i保持不变的面积百分比。Pi+为T1时点地类i的总面积百分比；P+j为时点T2地类j的总面积百分比。Pi+-Pii为T1T2期间地类i的流失面积百分比；P+j-Pjj为T1T2期间地类j的新增面积百分比。Pij、P+j、P+i的计算如公式（1）(3)所示，其中Sij为土地类型i转换为类型j的面积，S为总面积，n为地类数。表2 土地利用转换矩阵示意Table2. A sample of land use transition matrixT2SUM(T1)流失类型1类型2类型3类型4T1类型1P11P12P13P14P1+P1+-P11类型2P21P22P23P24P2+P2+-P22类型3P31P32P33P34P3+P3+-P33类型4P41P42P43P44P4+P4+-P44SUM(T2)P+1P+2P+3P+41新增P+1-P11P+2-P22P+3-P33P+4-P44 （1） （2） （3）土地利用类型间转化是土地利用变化的核心内容。深入分析每种土地利用类型的流向，不仅有利于了解土地利用变化的增加来源与减少去向，而且有利于揭示土地利用变化过程。2.2.1 北京山区各土地利用转换矩阵利用2001和2004年土地利用现状图(注：应分别对应2000年末和2003年末土地利用情况)，计算出北京山区20012004年来各地类的转移矩阵和转移概率矩阵，以此初步了解北京山区土地利用变化的总体结构特征与各用地类型总体变化方向。各地类的转移矩阵和转移概率矩阵以2001年和2004年土地利用现状图的空间数据为基础进行计算，其中建设用地包括居民点及工矿用地和交通用地。山区、半山区和平原区土地利用转换面积矩阵和土地利用转换概率矩阵见附件1。2.2.2 北京山区土地利用变化分析以2001年和2004年土地利用转换矩阵为基础分别计算主要土地利用类型的新增用地比例、流失用地比例、净变化比例、交换变化比例和总变化比例。在公式（1）公式（5）中，T1和T2分别表示研究时间区间的起始时刻和终止时刻。Pij表示T1T2期间土地类型i转换为类型j的面积占总面积百分比；Pii为T1T2期间地类i保持不变的面积百分比。Pi+为T1时点地类i的总面积百分比；P+j为时点T2地类j的总面积百分比。那么各土地利用利用变化因子概念如下：流失面积比例： （2-1）新增面积比例： （2-2）土地利用净变化面积比例： （2-3）土地利用净变化面积比例反映了两个时点土地利用面积之差。交互变化面积比例： （2-4）交互变化是指某一土地利用类型在研究区域内一个地方流失，当同时又在该研究区域内另外一个地方新增了该土地利用类型，交互变化本身不对该土地利用类型面积的净变化产生影响。净变化与交换变化共同构成土地利用的总变化： （2-5）总变化综合反映了土地利用的数量上的变化和空间位置的变化，可以客观反映土地利用变化的活跃程度。（1）山区乡镇土地利用变化山区乡镇土地利用变化如图2.2所示。山区土地利用变化突出特点是耕地净面积大量减少，减少面积占山区乡镇面积总数的0.73。此外耕地的交换变化面积为山区乡镇耕地总面积的0.59，表明山区耕地大量减少的同时，也有一定数量的新增耕地。山区园地面积大量增加，园地面积比例剧增0.77，是山区乡镇最明显的土地利用变化类型。2001-2004年山区林地变化的主要特点是总面积有少量增加，面积比例仅增加0.1，但是林地的交换面积达到0.82。表明山区林地面积大进大出，流失林地面积比例为0.41，新增林地面积比例为0.51。山区建设用地净变化面积比例为0.06，其中新增面积比例0.08，减少面积比例0.02。2001-2004年期间山区水域面积有一定数量，净减少面积比例为0.14。未利用地面积少量减少，净变化面积比例为0.08，其中流失面积比例为0.24，新增面积比例为0.16。交换变化比例为0.4。利用总变化分析显示，山区各土地利用类型的活跃程度由高到低依次为耕地、园地、林地、未利用地、建设用地和水域。图2.2 2001-2004年山区乡镇土地利用变化综上所述，山区土地利用变化的主要特点是耕地大量减少；园地大量增加；林地大进大出，总量变化不明显；水域少量减少；未利用地少量减少，但有一定量交换变化；建设用地变化不突出。（2）半山区乡镇土地利用变化分析半山区乡镇土地利用变化情况如下（图2.3）：耕地大量减少，2001-2004年耕地净变化面积比例1.8（减少），其中新增耕地面积比例0.42，流失耕地面积比例2.22；园地面积迅速增加，净变化面积比例1.42（增加），其中新增1.77，流失面积比例0.36；林地面积有一定增加，净变化面积比例为0.08，其中新增面积比例0.42，流失面积比例为0.34；建设用地迅速增加，建设用地净变化面积比例0.59（增加），变化比例仅次于耕地，其中新增面积比例为0.73，流失面积比例为0.14；水域少量减少，净变化面积比例为0.12（减少），未利用地面积比例有一定降低，其净变化面积比例为0.16（减少）。半山区各土地利用类型的活跃程度依次为耕地、园地、建设用地、林地、未利用地和水域。图2.3 2001-2004年半山区乡镇土地利用变化综上所述，半山区乡镇土地利用变化特点是耕地大量减少，园地、建设用地和林地迅速增加；未利用地一定量减少，水域变化不明显。（3）平原区乡镇土地利用变化分析平原区乡镇变化情况如下（图2.4）：耕地大量减少，其中新增面积比例为1.03，流失面积比例为6.33，净减少面积比例为5.3。建设用地大量增加，其净变化面积比例为3.48，新增面积比例为3.97，流失面积比例为0.49。林地面积迅速增加，林地净变化面积比例为1.85，其中新增面积比例为2.36，流失面积比例为0.51。园地面积有少量增加，净变化面积比例为0.59；水域和未利用地变化不明显。各土地利用类型活跃程度依次为耕地、建设用地、林地、园地、水域和未利用地。综上所述，7区县平原区乡镇土地利用变化的特点是：耕地大量减少；建设用地和林地大量增加；园地少量增加；水域和未利用地变化不明显。图2.4 2001-2004年平原乡镇土地利用变化2.2.3 土地利用类型流向（增加来源、减少去向）分析以土地利用转换矩阵为基础，按山区、半山区和平原区三种类型区域，分析主导的土地利用类型流向。分析以各地类流转面积占该地类2001面积比例为基础，仅对转换面积超过1.00的转换进行标记，按转换面积由大到小排序，转换面积排在前三位的分别标注一下符号：“*”、“*”、“*”；转换面积低于前三位，且转换面积大于1.00的标注“”。（1）山区土地利用变化流向分析山区土地利用变化流向情况如下（表2-2）：1）山区耕地流转分析：山区乡镇共有26.74的耕地发生流转；山区耕地主要流向为林地、园地和建设用地。2001-004年19.59耕地转换为园地，5.62耕地转换为林地，1.04耕地转换为建设用地。2）山区园地流转分析：山区乡镇共有3.81园地发生流转；园地主要转换为林地、和耕地，转换比例分别为2.04、1.26。3）山区林地、牧草地、建设用地和未利用地保持稳定，总的转换比例分别为各自面积的0.61、0.33、0.74和1.41。4）山区牧草地流转分析：山区牧草地大幅减少，流转方向分别为林度和未利用地，流转比例分别为49.46和8.69；其他方向流转不明显。5）山区水域的主导转换方向为林地，转换比例为2.30，水域的总转换比例为4.30。表2-2 山区土地利用变化主导流向2001-2004耕地园地林地牧草地建设用地水域未利用地耕地*园地*林地牧草地建设用地水域*未利用地（2）半山区土地利用变化流向分析半山区土地利用变化流向情况如下（表2-3）：1）半山区耕地流转分析：半山区耕地主要流向园地、建设用地和林地，流转面积比例分别为10.56、2.34、1.61；半山区耕地总转换比例为14.74。2）半山区园地流转分析：半山区园地主要流转为建设用地和耕地，流转面积分别为2.21、1.22。半山区园地总转换比例为4.063）半山区牧草地流转分析：半山区牧草地主要流转为林地和建设用地，转换面积分别为4.95、1.74。牧草地的总转换率为6.684）半山区水域流转分析：半山区水域主要流转方向为耕地、建设用地和林地，转换面积分别为2.61、2.02和1.74；此外还有1.20的水域转换为园地。水域的总转换比例为7.915）半山区未利用地流转分析：半山区未利用地主要流展方向耕地，流转比例为1.26。未利用地总转换比例为2.7。6）林地、建设用地没有发生明显的转换，总转换比例分别为0.65和1.17。表2-3半山区土地利用变化主导流向2001-2004耕地园地林地牧草地建设用地水域未利用地耕地*园地*林地牧草地*建设用地水域*未利用地*（3）平原区土地利用变化流向分析平原区土地利用变化流向情况如下（表2-4）：1）平原区耕地流转分析：平原区耕地主要转换为建设用地、林地和园地，转换比例分别为7.48、5.21和3.29。平原区耕地总转换比例为16.25。2）平原区园地流转分析：园地主要转换为建设用地、耕地和林地，转换比例分别为4.11、3.30和1.73；平原区园地总转换比例为9.89。3）平原区林地流转分析：平原区林地主要转换为建设用地和耕地，转换比例分别为3.41、1.16。平原区林地总转换比例为5.15。4）平原区水域流转分析：水域主要流转方向为建设用地和耕地，转换比例分别为3.03、4.52。水域总转换比例为8.15。5）平原区未利用地流转分析：未利用地流转方向主要为建设用地、林地和耕地，转换比例分别为3.26、2.091和1.76；未利用地总转换比例为7.56。6）平原区建设用地没有明显转换，其总转换比例为1.48。表2-4 平原区土地利用变化主导流向2001-2004耕地园地林地牧草地建设用地水域未利用地耕地*园地*林地*牧草地建设用地水域*未利用地*2.2.4 小结北京山区7区县土地利用变化的总趋势是耕地大量减少，园地、建设用地和林地增加，水域和未利用地减少（图2.5）。但是山区、半山区和平原区乡镇的土地变化具有明显差别，主要表现为：1）山区乡镇土地利用流转方向主要为林地、园地；数量变化主要表现为耕地大量减少和园地大量增加；林地大进大出，总量变化不明显。2）半山区乡镇土地利用流转方向主要为建设用地和林地。数量变化主要表现为耕地大量减少，园地、建设用地和林地迅速增加；未利用地一定量减少，水域变化不明显。3）平原区乡镇土地利用变化中，最突出的流转方向为建设用地，其次为林地，数量变化表现为耕地大量减少；建设用地和林地大量增加；园地少量增加；水域和未利用地变化不明显。图2.5 北京山区七区县及其山区、半山区、平原区土地利用变化对比2.3 2000-2003（年末）土地利用变化及其地形因子分析图2.6图2.9为北京山区2000到2003（年末）主要土地利用类型（耕地、园地、林地、建设用地、未利用地）变化空间分布情况。图中反映了2000-2003（年末）上述土地利用类型保持不变的区域、新增用地、流失用地的空间分布以及2003年末的各用地类型的平均海拔和平均坡度。上述分析的空间范围为北京七个山区区县。2.3.1 耕地变化的空间分布及其地形因子分析耕地变化的空间分布（图2.6）：2000-2003年保持不变的耕地主要分布在低海拔、地形平坦的平原和山间的平坦地区；期间转出的主要为海拔较高和坡度较大地区的耕地，主要分布在山区和山前地带；期间新增耕地主要分布在平原地区和山间的沟谷地带。2000-2003年保持不变的耕地的平均海拔为222.2米，平均坡度为1.4度；转出耕地的平均海拔为243.4米，转出耕地的平均坡度为3.0度；新增耕地的评价海拔为228.8米，新增耕地平均坡度为2.5度（图2.10，2.11）。这表明保留下来的耕地地形条件总体较好，流失耕地地形条件较差，补充的耕地地形条件较流失耕地条件优越。与2000年相比，2003年耕地总体上海拔和坡度均有降低，所处的地形条件更加优越。图2.6耕地变化及其空间分布2.3.2园地变化的空间分布及其地形因子分析园地的变化主要分布在平谷、昌平、昌平、延庆和怀柔南部的山区和半山区的山前地带以及房山区的平原地区，其他地区的变化呈零星分布，上述地区新增园地数量大于流失园地数量（图2.7）。流失园地总体呈零星分布，集中连片的流失主要分布在怀柔南部山前（渤海镇东南区域）和平谷北部山区（大华山镇西南部）。2000-2003年保持不变的园地平均海拔为252.8米，平均坡度为5.0度；期间流失园地的平均海拔为284.2米，平均坡度为5.8度；期间新增园地平均海拔272.8米，平均坡度为3.8度（图2.10，2.11）。表明退出的园地一般处于海拔较高和坡度较大地区，而补充的园地主要分布在海拔较低和坡度较小的地区。图2.7 园地变化及其空间分布2.3.3 林地变化的空间分布和地形因子分析林地数量总体呈上升趋势，新增林地大多分布在山区乡镇，此外平原区乡镇林地也有较大增长。林地变化总体呈零星分布，较集中连片的新增林地分布在昌平区流忖镇西部和怀柔区渤海镇西南部（图2.8）。2000-2003年保持不变的林地平均海拔为655.9米，平均坡度为15.2度；期间流转林地的平均海拔为343.0米，平均坡度为6.7度；期间新增林地平均海拔409.9米，平均坡度为8.7度（图2.10，2.11）。分析表明流失林地大多分布在地势较低和坡度较小的地区，流转方向主要为园地、耕地、建设用地和未利用地。而新增林地主要来自未利用地，此外还有一定数量耕地和园地转换为林地。林地整体数量的增加表明山区区县生态环境质量的逐步提高，特别是平原区和半山区林地快速提高，使这些区域生态环境质量迅速改善。图2.8 林地变化及其空间分布2.3.4 建设用地变化的空间分布及其地形因子