JournalofInnerMongoliaNormalUniversity(NaturalScienceEdition)Vol.37No.1
Jan.2008
农牧交错带牧区土地利用方式变化过程研究
———以内蒙古自治区四子王旗为例
张 富,海春兴,郝润梅,其其格,张修江
(内蒙古师范大学地理科学学院,内蒙古呼和浩特010022)
摘 要:农牧交错带牧区土地利用方式变化关系到农牧交错带草原生态环境的稳定和区域土地资源的可持续利用,对其研究具有重要的现实意义.根据1997-2006年内蒙古自治区四子王旗土地利用变更调查数据,运用土地动态度和土地利用结构信息熵模型,对其近10年的土地利用变化过程进行研究.结果表明,近10年四子王旗大部分土地类型面积发生了变化;旱地的减少量最大,减少了56445.4hm2,未成林造林地的增加量最大,增加了77287.1hm2,菜地的年平均变化率最大,年增加率达39.59%,人工草地、独立工矿用地、荒草地均有所增加;土地利用结构信息熵逐年上升,说明四子王旗土地利用系统日趋无序.
关键词:农牧交错带;牧区;土地利用方式
中图分类号:P962 文献标识码:A 文章编号:1001--8735(2008)01--0111--05
土地利用方式变化研究是土地利用/土地覆盖变化(LUCC)研究的一个分支.土地利用方式变化首先取决于当地的自然环境,其次是该地人类的生产和生活方式.同时人类活动及土地利用方式变化对自然环境也产生一定的作用.因此研究土地利用方式变化对协调区域人地关系及实现区域土地资源可持续利用有着重要的意义,而且也是参与全球环境变化研究的具体途径.
国外许多学者对一些典型地区土地利用方式变化进行了深入的研究,研究方法集中在使用航空照片、卫星影像数据和社会调查数据等进行分析[1-4].中国也有许多学者对土地利用方式变化进行研究.徐小黎等[5]认为,耕地变化受诸如经济、人口、政策等因素的影响,国家制定的区域发展政策、产业发展政策决定和推动着耕地改变的方向及速度.任志远以内蒙古准格尔旗为例,对晋陕蒙农牧交错区土地利用变化及驱动因素进行了分析.卢远等[7]利用1986、2002年两期TM/ETM影像,揭示了吉林西部16年来土地利用/覆被的时空变化规律.孟庆香等[8]根据陕北农牧交错带社会经济统计资料、土地利用调查数据,对该区50年来的耕地变化进行了分析.杨述河等[9]基于1985-2000年间的高分辨率土地利用/土地覆盖数据,对位于农牧交错带的陕北榆林市的土地利用变化进行定量分析.王晓峰等[10]以陕北黄土高原长城沿线的神木县作为研究区,利用土地利用变化详查数据,结合野外实际考察,分析了农牧交错地区土地利用结构互动变化的特征和土地利用动态变化的空间特征.焦彩霞等根据1991-2001年土地利用变更调查数据,利用土地利用动态度模型、区域差异模型、土地利用程度模型和信息熵模型,对陕北农牧交错带土地利用的时空变化及变化趋势进行了详尽分析.
土地利用方式变化在中国北方农牧交错带最为明显.最早提出并进行中国农牧交错带研究的是赵松乔.农牧交错带土地利用方式变化不仅对本区域内的环境有影响,还会影响周边地区的环境,尤其研究常年干燥且多大风的内蒙古中部地区的土地利用方式变化,对改善本区域及下风向的生态环境有着重要的意义.本文以农牧交错带内蒙古自治区四子王旗为研究区,利用实地考察、入户走访、模型分析等方法研究了该旗近10年来的土地利用方式变化,以期为指导当地生态环境建设提供科学依据,同时为中国北方同类地区土地利用方式变化的研究提供借鉴.
收稿日期:2007-06-30
基金项目:国家社会科学基金资助项目(06BJL045);内蒙古师范大学研究生科研创新基金资助项目(YJS07012).
作者简介:张 富(1980-),男,内蒙古乌海市人,内蒙古师范大学硕士研究生;海春兴(1963-),男(回族),宁夏彭阳人,内蒙古师范大学
教授,博士,主要从事水土保持与荒漠化防治研究.
[12]
[11][6]
·112·内蒙古师范大学学报(自然科学汉文版)第37卷
1 研究区概况
研究区位于内蒙古自治区四子王旗,地理位置为110°20′E-113°E,40°20′N-42°40′N,北与蒙古人民共和国交界,南、东分别与武川县、卓资县、察哈尔右翼中旗毗连,东与苏尼特右旗、察哈尔右翼后旗为邻,西与达茂旗接壤.地势由东南向西北倾斜,东西平均宽约154km,南北长约180km,总面积25512km2.全境丘陵起伏、平原相间.该区地处半干旱和荒漠化地区,地表水和地下水资源贫乏,河流甚少,水系简单,最大的河流塔布河由南向北纵贯全旗,为季节性内陆河,流域面积7873km2.
气候属典型的大陆性干旱气候.全年降水稀少、空气干燥,十年九旱,风沙不断,冬季寒冷.历年平均降雨量为313.8mm,多集中于七、八、九月份,占全年总量的79.8%.降雪期是10月到次年的4月,最大积雪量为800-900mm,蒸发量是降水量的8～10倍.年均气温在3℃左右.冬季最冷月(—月)气温-30～-40℃,夏季最热月为七月,气温30～38℃.无霜期110-l15d,旧历八月初即有早霜.地冻期约180d,深度近2m.
主要土壤是干旱草原覆盖下的淡栗钙土,多分布于南部地区,肥力较高,适于发展农业.其次是荒漠草原覆盖下的暗棕盖土,约占全旗面积的20%,是北部地区代表性土壤,肥力低、土层薄,发展农业困难.又因植被稀疏,很难提高载畜量.此外还有—些其他类型的土壤,面积小,分布在局部地区.
旗内植被稀疏、覆盖率低,乔木较少,以灌木和多年生植物为主.植被以人工林为主,无明显的水平及垂直分布特点,仅在树种构成上有所区别.2004年四子王旗共有人口20.5万,其中农牧业人口17.01万人,城镇人口3.49万人[13].
2 研究方法
通过野外调研走访,实地对研究区土地利用方式及结构进行观察,查阅四子王旗国土资源局1997-2006年土地利用变更调查数据,运用土地利用动态度模型分析各种土地利用类型的动态变化过程,利用土地利用结构信息熵分析土地利用方式的动态变化及土地利用系统的有序程度.
土地利用动态度指研究区某一时段内某种土地利用类型的数量变化,表达式为 Lc=(Ub-Ua)/Ua×1/T×100%.
[14]
其中:Lc为研究时段内某一土地利用类型动态度;Ua、Ub分别为研究期初及研究期末某一土地利用类型的数量;T为研究时间段.当T时段设定为年时,Lc的数值就是该研究区某种土地利用类型的年变化率.区域土地利用结构信息熵的变化可用来描述和刻画区域土地利用结构的动态变化及土地利用系统的有
[15,16]
序程度.依照Shannon熵公式可构建土地利用结构信息熵(H):
n
Pi=Ai/A, H=-∑pilnpi.
i=1
其中:A表示区域土地总面积,各种土地类型的面积为Ai(i=1,2,3…,n);Pi为各土地利用类型占该区域土地总面积的比例;H为土地利用结构信息熵.当各土地类型面积相等,即A1=A2=A3=…=A/N时,熵最大,即Hmax=lnN,由此可见,熵值大小反映土地利用类型的多少和各土地类型面积分布的均匀程度.熵值越大,土地类型越多,各类型的百分比相差越小,系统有序度越低.
3 研究结果
3.1 四子王旗各种土地利用方式数量变化分析
表1和图1为四子王旗近10年来的土地变化情况.从表1可以看出,1997-2006年四子王旗各种土地利用方式中变化幅度较大的有未成林造林地、旱地、天然草地、人工草地.其中旱地、天然草地在减少.旱地的减少量最大,减少了56445.4hm,其中2000-2001年减少量最大,减少了10198.2hm;天然草地10年中共减少了25835.1hm2,其中2002-2003年减少量最大,减少了11084.1hm2.未成林造林地和人工草地面积在增加.未成林造林地增加了77287.1hm2,其中2002-2003年增加量最大,增加了20411.1hm2;人工草地增加了4441hm2,其中1999-2000年增加量最大,增加了4849.6hm2,而在2004-2006年人工草地却是减少,减少了419.6hm.2
2
2
第1期张 富等:农牧交错带牧区土地利用方式变化过程研究—以内蒙古自治区四子王旗为例
表1 四子王旗各种土地利用方式变化表
·113 ·hm2
年 份1998-19971999-19982000-19992001-20002002-20012003-20022004-20032005-20042006-2005
总计年份1998-19971999-19982000-19992001-20002002-20012003-20022004-20032005-20042006-2005
总计
水浇地0000000-7.90-7.9坑塘水面-2.500000000-2.5
旱地-1727.5-6432.6-8498.5-10198.2-9476.7-9327.0-5794.6-4981.0
-9.3-56445.4建制镇2.6051.909.500031.195.1
城市000000034.7034.7
菜地000000028.3028.3
未成林造林地2220.06432.63616.710198.215156.520411.111128.16859.71264.177287.1
农村居民点
8.25.57.45.21.100-12.00.315.7
天然草地-509.1-5.5-15.4-5.3-5690.4-11084.1-5324.7-1911.2-1289.6-25835.1
荒草地00-6.70000311.90305.2
改良草地
0000000-229.7
0-229.7
盐碱地0000.100-0.110.2010.2
人工草地
004849.611.0000-418.6-14441裸土地000-11.000000-11.0
独立工矿用地
6.40-5.000011.2279.63.6295.8
注 “—”表示土地利用面积减少
3.2 四子王旗各种土地利用方式变化过程分析
表1和图1为四子王旗近10年来的土地变化情况.从表1可以看出,1997-2006年水浇地和旱地
减少,菜地和未成林造林地增加.这是因为近几年连年干旱,使得水浇地面积迅速减少,而随着退耕还林草政策的实施,旱地面积逐年减少,未成林造林地逐年增加.人们生活水平提高也使饮食结构发生了变化,逐渐从以肉食为主向多种食物构成方式转变,从而导致菜地种植面积的扩大.
1997-2006年,天然草地和改
良草地减少,而人工草地增加.这是因为在干旱少雨和放牧强度不断增加的情况下,天然草地和改良草地退化严重,为了不影响牧业生产,将一部分退化草地转变成了人
图1 四子王旗土地利用方式年变化量
·114·内蒙古师范大学学报(自然科学汉文版)第37卷
工草地.
随着城市化进程的深入,该区建设用地面积不断增加,而乡镇企业的发展也使独立工矿用地迅速增加.20世纪90年代随着农村人口的增加,农村居民建设用地随之增加,近些年随着经济的发展和科学水平的提高,农村剩余劳动力增加,大批农村年轻人外出务工,致使农村常住人口减少,对宅基地需求量随之减少,农村居民建设用地呈现出减少的趋势.
3.3 四子王旗各种土地利用方式变化速度分析
表2为四子王旗近年来土地利用方式变化率.由表2可知,变化速度较快也较稳定的有未成林造林地和旱地.未成林造林地逐年增加,其中2002-2003年增加率最大,年增加率达26.77%;旱地逐年减少,其中2002-2003年减少率最大,为7.51%;天然草地面积逐年减少,但减少的速度较慢;菜地面积的年均增加率为39.59%,其中2004-2005年的增加速度最快,达356.3%;人工草地、独立工矿用地、荒草地的变化也具有这种突变的特点,人工草地的变化率在1999-2000年达69.77%,独立工矿用地在2004-2005年的变化率达45.86%,荒草地在2004-2005年的变化率达50.36%.
近年来由于研究区旱灾虫灾严重,天然草地减少,旱地中有一部分变成弃耕地,加上国家退耕还林还草政策的实施,旱地面积持续减少,未成林造林地和人工草地逐年增加,特别是为了抑制沙尘暴灾害,当地政府连续开展了一系列生态工程,且力度较大,因此未成林造林地和人工草地增加速度较快.
表2 四子王旗各种土地利用方式变化率
年份1998-19971999-19982000-19992001-20002002-20012003-20022004-20032005-20042006-2005
平均年份1998-19971999-19982000-19992001-20002002-20012003-20022004-20032005-20042006-2005
平均
水浇地0000000-0.140-0.02坑塘水面-0.0400000000-0.004
旱地-1.08-4.05-5.58-7.09-7.09-7.51-5.05-4.57-0.01-4.67建制镇0.2905.6800.980003.191.13
菜地0000000356.30039.59农村居民点0.0810.0540.0730.0510.01100-0.1190.0030.017
未成林造林地
5.7515.757.6520.0424.8226.7711.516.361.1713.32独立工矿用地
1.070-0.830001.8745.860.595.40
天然草地-0.02517-0.00027-0.00076-0.00026-0.28139-0.54965-0.26551-0.09555-0.06448-0.14256荒草地00-1.07000050.3605.48
改良草地
0000000-10.890-1.21盐碱地0000.0100-0.011.8800.21
%
人工草地
0069.770.09000-3.54-0.00857.37裸土地000-0.1100000-0.01
注 “-”表示土地利用面积在减少
3.4 土地利用变化趋势分析
土地利用结构信息熵可综合反映区域在一定时段内各种土地利用类型的动态变化及其转换程度,对于区域的土地利用方式结构调整具有一定的指导意义[17].
图2显示了1997-2006年四子王旗土地利用结构信息熵变化情况,由图2可知,四子王旗土地利用结 第1期张 富等:农牧交错带牧区土地利用方式变化过程研究—以内蒙古自治区四子王旗为例·115 ·
构信息熵逐年上升,说明其土地利用系统日趋无序,这主要是因为当地农业结构调整和建设用地增加,使原本比
重较低的工矿用地和林地所占比重升高,而原本处于优势地位的耕地和牧草地所占比重下降,可见四子王旗正处于经济发展阶段.
4 研究结论
运用土地利用动态度模型和土地利用结构信息熵,分析了内蒙古自治区四子王旗1997-2006年土地变化过程,结果表明,四子王旗土地利用方式发生了较大的变化,导致土地利用类型的数量发生了不同程度的增加或减少.旱地、天然草地面积减少,旱地在近10年中的减少
2
图2 四子王旗土地利用结构信息熵变化图
量最大,减少了56445.4hm,未成林造林地和人工草地面积增加,未成林造林地在近10年增加了77287.1hm2.菜地的年平均变化率达39.59%,其变化具有突变的特点,人工草地、独立工矿用地、荒草地的变化速度也具有这样的特点.四子王旗近年来土地利用结构信息熵逐年上升,说明四子王旗土地利用系统日趋无序,即四子王旗正处于经济发展阶段.只有发展和调整其土地利用结构,才能使土地利用方式趋于合理.
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(下转第119页)
第1期孙志芬等:呼和浩特市城市设施服务指标动态评价·119 ·
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DynamicEvaluationonUrbanFacilitiesServicesinHuhhot
SUNZhi-fen,WANGYong-ping
(CollegeofGeographicalScience,InnerMongoliaNormalUniversity,Huhhot010022,China)
Abstract:ByusingtheAHPandDelphmethods,theurbanfacilitiesservicesofHuhhotinthepastdecadewasevaluatedandanalyzed.TheresultsshowedthattheurbanfacilitiesservicesinHuhhotwasgenerallyingooddevelopment,butsomefactorsweretakingafallingtendency.Suggestionsandcounter-measureswereputforwardcorrespondinglyinthepresentpaper.
Keywords:Huhhot;facilitiesservices;evaluation
【责任编辑金淑兰】
(上接第115页)
StudyontheChangeofLandUseinPastoralAreaofFarming-Pastoral
TransitionalZone—ACaseofSiziwangqi
ZHANGFu,HAIChun-xing,HAORun-mei,Qiqige,ZHANGXiu-jiang
(CollegeofGeographicalScience,InnerMongoliaNormalUniversity,Huhhot010022,China)
Abstract:Thechangeofthewayoflanduseisrelatedwiththeplainenvironmentandtheregionsus-tainableuseoflandresourcesinthefarming-pastoraltransitionalzone.Basedonadetailedinvestigationonthedataofthechangeoflanduseduring1997-2006,thelandchangeprocessinnearlyadecadewasstud-iedinSiziwangqibyapplyinglanddynamicdegreemodelandtheinformationentropymodeloflanduse
structure.TheresultsshowedthatthelandusetypesinmostareasoftheSiziwangqihavechanged.Drylanddecreasesquicklyandhasreduced56445.4hm2;immaturewoodlandincreasesquicklyandhasaddedupby77287.1hm.Theannualaveragechangerateofvegetablelandisthebiggest,arrivingat39.59%.Thehuman-madegrassland,minelandandbarrenareincreasingannually.TheinformationentropyofthelandusestructureincreasedgraduallyinthepastdecadeinSiziwangqi,implyingthatthelandusesystemtendstobeindisorder.
Keywords:farming-pastoraltransitionalzone;pastoralarea;thewayoflanduse
【责任编辑金淑兰】
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