摘 要：地形因子影響地表水熱再分配、風(fēng)沙作用方式和水力侵蝕強(qiáng)度，不同地形上土地利用類型的改變會(huì)產(chǎn)生不同的生態(tài)修復(fù)效 果。 為了給科學(xué)合理地評(píng)估退耕還林(草) 效果和相關(guān)研究提供參考，基于 1988 年、1998 年、2008 年、2018 年 Landsat4- 5 TM、 Landsat8 OLI 衛(wèi)星遙感影像數(shù)據(jù)與 DEM 數(shù)據(jù)，在 RS 與 GIS 技術(shù)支持下獲取土地利用與地形因子數(shù)據(jù)，將土地利用類型與地形因子 耦合，分析了延安市大規(guī)模實(shí)施退耕還林(草)前后各土地利用類型在不同地形因子上的分異及轉(zhuǎn)移特征。 結(jié)果表明：退耕還林 (草)工程的實(shí)施，使延安市土地利用結(jié)構(gòu)發(fā)生明顯變化，耕地面積占比由 29.01%降低到 11.51%，草地面積占比由 32.88%降低到 25.31%，而林地面積占比由 36.01%大幅提高到 60.60%;各土地利用類型在各級(jí)高程與坡度上的分布差異隨時(shí)間推移愈加明顯，坡 度小于 15°的耕地面積占耕地總面積的比例大幅提高，即隨著時(shí)間推移耕地分布逐漸向緩坡區(qū)域轉(zhuǎn)移;草地與林地在各級(jí)坡度上的 分布具有一致性，二者的分布優(yōu)勢(shì)均隨著坡度增大而增大，其中林地分布優(yōu)勢(shì)在高程 919 ～ 1 445 m 尤其在 919 ～ 1 115 m 較大且隨 著時(shí)間推移進(jìn)一步增大，草地分布優(yōu)勢(shì)隨海拔的提高逐漸減小，但隨著時(shí)間的推移其在高海拔區(qū)域的分布優(yōu)勢(shì)逐漸變大。 應(yīng)根據(jù) 土地利用類型的地形分異特征對(duì)土地利用結(jié)構(gòu)進(jìn)行進(jìn)一步優(yōu)化調(diào)整。

　　關(guān)鍵詞：退耕還林(草);土地利用類型;土地利用結(jié)構(gòu);耕地;林地;高程分級(jí);坡度分級(jí);延安市

　　土地利用/ 覆蓋變化是人類活動(dòng)對(duì)地球陸表自然 生態(tài)系統(tǒng)影響的最直接反映，是全球氣候變化和環(huán)境 變化研究的重要內(nèi)容[1-3] 。 土地利用類型及結(jié)構(gòu)的變 化影響著生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)，進(jìn)而改變土 壤侵蝕的發(fā)生和發(fā)展[4-6] 。 人口增長(zhǎng)和城市擴(kuò)張等造 成的人地矛盾日益突出，因此土地利用結(jié)構(gòu)調(diào)整成為 黃河流域高質(zhì)量發(fā)展研究的焦點(diǎn)。 我國(guó)于 1999 年開始實(shí)施的退耕還林(草)工程是 世界上最大的生態(tài)修復(fù)工程，現(xiàn)已由大規(guī)模推進(jìn)轉(zhuǎn)入 成果鞏固階段。

　　土地利用論文范例：黑河中游土地利用與景觀格局的水文效應(yīng)分析

　　延安市作為“全國(guó)退耕還林(草)第一 市”，積極落實(shí)國(guó)家退耕還林(草)政策、率先實(shí)施退耕 還林(草)工程并推行全市禁牧，使區(qū)域生態(tài)環(huán)境顯著 改善，為黃河流域甚至全國(guó)退耕還林(草)和生態(tài)修復(fù) 樹立了典范，其做法、經(jīng)驗(yàn)和效果具有重要的借鑒價(jià) 值，因此有不少學(xué)者對(duì)延安市退耕還林(草)后的土地 利用、生態(tài)效益、土壤侵蝕變化情況等進(jìn)行了監(jiān)測(cè)、評(píng) 估、研究[7-14] 。 地形因子影響地表水熱再分配、風(fēng)沙作用方式和 水力侵蝕強(qiáng)度，不同地形上土地利用類型的改變會(huì)產(chǎn) 生不同的生態(tài)修復(fù)效果，但是退耕還林(草)和土地利 用格局相關(guān)研究中對(duì)地形因子的分析較少。 筆者基于 遙感數(shù)據(jù)與 DEM 數(shù)據(jù)，在 RS 與 GIS 技術(shù)支持下獲取 土地利用與地形因子數(shù)據(jù)，分析了延安市大規(guī)模實(shí)施 退耕還林(草)前后各土地利用類型在不同地形因子 上的分異及轉(zhuǎn)移特征，以期為科學(xué)合理地評(píng)估退耕還 林(草)效果和相關(guān)研究提供參考。

　　1 延安市概況與研究方法

　　1.1 延安市概況

　　延安市總面積為 37 031.30 km 2 ，地處黃河中游地 區(qū)，境內(nèi)有黃河及其支流北洛河、延河、清澗河、仕望河、汾川河等，大都屬黃土丘陵溝壑區(qū)，地勢(shì)西北高、東 南低，平均海拔 1 000 m，地貌以梁、峁、溝為主，地形破 碎、生態(tài)環(huán)境脆弱、水土流失嚴(yán)重。 延安市屬半濕潤(rùn)半 干旱大陸性季風(fēng)氣候區(qū)，四季分明，晝夜溫差大，年均 氣溫 9.9 ℃ 、1 月平均氣溫-5.5 ℃ 、7 月平均氣溫 23.1 ℃ ，年均無(wú)霜期 170 d，年日照時(shí)數(shù)為 2 300 ～ 2 700 h; 年均降水量 537 mm，降水時(shí)空分布不均，降雨多集中 于 6—9 月，年均降水量從南部的 650 mm 遞減到北部 的 380 mm。 1999 年以來(lái)延安市實(shí)施了 2 輪退耕還林 (草)，第一輪自 1999 年開始在全國(guó)率先退耕坡度大 于 25°的坡耕地，第二輪從 2013 年開始率先啟動(dòng)實(shí)施 坡度大于 15°的坡耕地退耕。

　　1.2 數(shù)據(jù)來(lái)源與處理

　　本研 究 采 用 的 遙 感 數(shù) 據(jù) 為 Landsat4 - 5 TM、 Landsat8 OLI 衛(wèi)星遙感影像數(shù)據(jù)，共 20 景影像，空間 分辨率為 30 m，成像時(shí)間分別為 1988 年、1998 年、 2008 年、2018 年的 6—9 月，成像時(shí)云量均小于 10%。 影像數(shù)據(jù)下載于 https： / / www.usgs.gov / land-resources， 均為 Landsat Surface Reflectance 產(chǎn)品，并經(jīng)過(guò)輻射定 標(biāo)、大氣校正、 幾何校正和正射校正等處理 ( 其中 Landsat4-5 TM 影像數(shù)據(jù)采用 LEDAPS 進(jìn)行預(yù)處理、 Landsat8 OLI 影像數(shù)據(jù)采用 LaSRC 進(jìn)行預(yù)處理)，對(duì)20 景影像數(shù)據(jù)進(jìn)行 7、5、3 波段合成、裁剪、鑲嵌。 把 土地利用分為耕地、林地、草地、建設(shè)用地、水域等 5 種 類型，采用隨機(jī)森林法對(duì)衛(wèi)星遙感影像進(jìn)行監(jiān)督分類， 分類精度均在 80%以上，4 個(gè)時(shí)期延安市土地利用分 類結(jié)果見圖 1。 采用的 DEM 數(shù)據(jù)空間分辨率為 30 m， 按照自然斷點(diǎn)法將高程分為 5 級(jí)，根據(jù)全國(guó)農(nóng)業(yè)區(qū)劃 委員會(huì)制定的《土地利用現(xiàn)狀調(diào)查技術(shù)規(guī)程》將坡度 也分成 5 級(jí)。

　　2 結(jié)果與分析

　　2.1 土地利用類型動(dòng)態(tài)度計(jì)算結(jié)果及分析

　　延安市不同時(shí)期各類土地利用面積占比。 1988—2018 年耕地與林地面積變化較大，耕地面積占 比由 29.01%降低到 11.51%，減少 6 481.50 km 2 ，其中 1998—2008 年耕地面積減幅最大;林地面積占比由 36.01% 提 高 到 60. 60%， 增 加 9 107. 64 km 2 ， 其 中 2008—2018 年增幅最大，由于林地成林需要一定時(shí) 間，與耕地面積的變化相比具有一定的滯后性，因此林 地面積劇烈變化的時(shí)間落后于耕地的;草地面積占比 由 32.88%降低到 25.31%，減少了 2 806.5 km 2 ;建設(shè)用 地面積增加 242.73 km 2 ，占比由 1.30%提高到 1.95%; 水域面積較小，呈波動(dòng)減少趨勢(shì)。

　　3 結(jié) 論

　　(1)退耕還林(草)工程的實(shí)施，使延安市土地利 用結(jié)構(gòu)發(fā)生明顯變化，耕地面積占比由 29.01%降低到 11.51%，草地面積占比由 32.88%降低到 25.31%，而林 地面積占比由 36.01%大幅提高到 60.60%。 (2)延安市各土地利用類型在各級(jí)高程與坡度上 的轉(zhuǎn)移具有一定規(guī)律性，坡度小于 15°的耕地面積增 幅較大，隨著時(shí)間推移耕地分布逐漸向緩坡區(qū)域轉(zhuǎn)移; 草地與林地在各級(jí)坡度上的分布具有一致性，二者的 分布優(yōu)勢(shì)均隨著坡度增大而增大;草地分布優(yōu)勢(shì)隨海 拔的提高逐漸減小，但隨著時(shí)間的推移其在高海拔區(qū) 域的分布優(yōu)勢(shì)逐漸變大;林地分布優(yōu)勢(shì)在高程為 919～ 1 445 m 較大，尤其是在高程為 919～1 115 m 的分布優(yōu) 勢(shì)更大且隨著時(shí)間推移進(jìn)一步增大。 (3)實(shí)施退耕還林(草)工程后，延安市各土地利 用類型在不同地形因子上的分布差異隨時(shí)間推移愈加 明顯，應(yīng)根據(jù)土地利用類型的地形分異特征對(duì)土地利 用結(jié)構(gòu)進(jìn)行進(jìn)一步優(yōu)化調(diào)整。

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　　作者：火 紅1 ，韓 磊2，3，4 ，奧 勇2 ，劉 釗2，3 ，趙永華2，3 ，朱會(huì)利5 ，陳 芮1