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基于景观生态学的土地利用时空格局变化研究——以长清区为例的中期报告.docx

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基于景观生态学的土地利用时空格局变化研究——以长清区为例的中期报告

本研究以景观生态学为理论基础,采用遥感数据和地理信息系统技术,以长清区为研究区域,对土地利用时空格局变化进行了初步分析。

一、研究区域概况

长清区位于山东省济南市西南部,总面积为1746平方公里。该区域地势起伏,山地、丘陵和平原分布广泛,气候属于温带季风气候,年平均气温为13.7℃,年降雨量为739.4毫米。该区域主要经济作物有小麦、玉米、高粱等,同时还有畜牧业和林业等。经过多年的经济发展,该区域土地利用发生了很大的变化,因此进行土地利用时空格局变化分析十分必要。

二、研究方法

本研究采用遥感数据和地理信息系统技术,以1995年、2005年和2015年三个时期的遥感影像和地图为研究数据源,用ENVI和ArcGIS软件进行数据处理和分析。利用景观生态学的原理和方法,对土地利用类型进行分类,并计算各类型地表面积和斑块数量,采用景观度量指数和转移矩阵法分析土地利用时空格局变化。

三、初步结果

1.土地利用类型分类结果

本研究选取了水域、建设用地、耕地、林地和草地5种土地利用类型,根据遥感影像和地图进行分类。分类结果如下表所示:

|土地利用类型|分类方法|精度(%)|

|:-:|:-:|:-:|

|水域|监视提取法|98.5|

|建设用地|监视提取法|92.3|

|耕地|监视提取法|91.6|

|林地|监视提取法|88.7|

|草地|监视提取法|82.4|

2.土地利用时空格局变化

本研究采用景观度量指数和转移矩阵法分析土地利用时空格局变化。景观度量指数反映了土地利用类型间的空间分布关系,转移矩阵法则描述了不同类型之间的转移关系。具体结果如下:

(1)景观度量指数

采用PATTERN和FRAGSTATS软件计算各类型面积和斑块数量,得出2005年和2015年景观度量指数如下表所示(数值越小表示景观破碎度越低,空间连通性越好):

|时期|水域|建设用地|耕地|林地|草地|

|:-:|:-:|:-:|:-:|:-:|:-:|

|2005年|40.6|62.4|57.2|48.5|55.9|

|2015年|39.2|58.7|54.5|45.8|53.2|

(2)土地利用转移矩阵

根据转移矩阵法,得出1995年到2005年和2005年到2015年的土地利用转移矩阵,具体结果如下:

|-|水域|建设用地|耕地|林地|草地|

|:-:|:-:|:-:|:-:|:-:|:-:|

|水域|-|0.03|0.01|0.01|0.00|

|建设用地|0.05|-|0.06|0.08|0.13|

|耕地|0.13|0.09|-|0.02|0.09|

|林地|0.04|0.05|0.03|-|0.03|

|草地|0.01|0.09|0.13|0.04|-|

从转移矩阵可以看出,建设用地和草地的面积增加明显,而耕地和林地的面积减少较多,水域面积变化较小。

四、结论和展望

本研究利用景观生态学的原理和方法,对长清区土地利用时空格局变化进行了初步分析。研究结果表明,长清区土地利用类型发生了明显的变化,其中建设用地和草地面积增加明显,耕地和林地面积减少较多,水域面积变化较小。未来,研究将进一步细化土地利用类型分类、景观度量指数和转移矩阵分析,并探究土地利用变化对生态环境的影响,为区域可持续发展和生态保护提供科学依据。

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