張有智

（黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院遙感技術(shù)中心，哈爾濱 150086）

區(qū)域土地利用變化及其原因分析的研究，尤其是人們賴以生存的區(qū)域耕地利用變化研究，已經(jīng)成為全球研究的重要內(nèi)容，它對于掌握土地利用變化規(guī)律以及預(yù)測土地利用趨勢都具有十分重要的意義。齊齊哈爾市是一個農(nóng)業(yè)、牧業(yè)、工業(yè)共同發(fā)展的地區(qū)，其耕地面積變化受到多種因素的影響，并且該地區(qū)處于松嫩平原的腹地，耕地變化關(guān)系到全省乃至全國的可持續(xù)發(fā)在。重視對該地區(qū)內(nèi)的耕地變化過程及原因的研究，還關(guān)系到當(dāng)?shù)卮嗳跎鷳B(tài)系統(tǒng)的調(diào)控和改善，更能為研究農(nóng)業(yè)、牧業(yè)、工業(yè)共發(fā)展的區(qū)域的耕地驅(qū)動力的研究提供一定的科學(xué)價值，以保證黑龍江省及全國的糧食安全。

1 研究區(qū)概況

齊齊哈爾市是黑龍江省第二大城市和省直轄市，是黑龍江省西部地區(qū)的政治、經(jīng)濟(jì)、科技、文化教育、商貿(mào)中心和重要的交通樞紐，全市轄7個區(qū)、1個市、8個縣，是我國重要的商品糧基地、工業(yè)基地和畜牧業(yè)基地，是被國務(wù)院批準(zhǔn)的全國13個較大城市之一。

齊齊哈爾市位于黑龍江省西北部的嫩江平原，地處黑、吉、蒙三省區(qū)交匯地帶。地質(zhì)構(gòu)造屬于新華夏系第二沉降帶和第三隆起帶的交接處，嫩江大斷裂貫通平原全境。地勢北高南低，北部和東部是小興安嶺南麓，中部和南部為嫩江沖積平原。

2 工作流程

2.1 數(shù)據(jù)準(zhǔn)備

該研究中采用陸地衛(wèi)星TM遙感數(shù)據(jù)，時相分別為1993年 4～11月和 2003年 4～11月，分辨率為 30m×30m。同時運用相關(guān)年份的土地利用現(xiàn)狀圖、地形圖、行政區(qū)劃圖以及該地區(qū)土地利用類型資料、氣象資料、自然災(zāi)害資料、社會經(jīng)濟(jì)資料，并形成時間序列。

2.2 影像預(yù)處理

主要包含影像波段合成、精校正、鑲嵌、工作區(qū)裁切。

影像數(shù)據(jù)合成采用信息量大、能夠反映各類土地利用類型的標(biāo)準(zhǔn)假彩色453（RGB）波段為主，以432（RGB）和471（RGB）為輔。影像精校正選取圖像和地形圖、GPS、TRACK點中清晰可辨的地物點為控制點，控制點要均勻分布，其均方根誤差小于一個像元。在進(jìn)行鑲嵌處理時，圖像景與景之間的接邊采用最小灰度差算法，在接縫處進(jìn)行平滑處理，在圖像景與景之間存在灰度差異時，采用直方圖匹配方法進(jìn)行灰度一致化處理。最后按照國家1∶25萬基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫中的縣界，在鑲嵌好的遙感圖像上根據(jù)研究區(qū)域進(jìn)行圖像裁切。

2.3 圖像解譯

該次研究采用全覆蓋方式和人機(jī)交互目視解譯的方法，借助野外調(diào)查建立的解譯標(biāo)志以及地形圖的內(nèi)容，根據(jù)IGBP和聯(lián)合國糧農(nóng)組織的土地利用分類系統(tǒng)，在裁切好的2003年的齊齊哈爾市區(qū)域影像圖上進(jìn)行解譯，產(chǎn)生耕地矢量圖，然后將2003年的解譯成果套合在1993年的衛(wèi)星影像上繪制出變化圖斑，從而生成兩年的動態(tài)變化數(shù)據(jù)。在該地區(qū)10年間耕地變化數(shù)據(jù)庫的支持下，結(jié)合該時間段內(nèi)的自然因子、人為因子等多個因子，對齊齊哈爾市耕地面積變化原因進(jìn)行分析。

3 結(jié)果與分析

3.1 面積變化結(jié)果

由于自然條件區(qū)域差異顯著、經(jīng)濟(jì)發(fā)展與人口增長速度不同，加上歷史原因，各區(qū)縣耕地變化也表現(xiàn)出很大的差異，對耕地變化區(qū)域差異，可用相對變化率進(jìn)行標(biāo)示。耕地面積變化率可以定量描述土地利用變化的速度，它對比較耕地變化的區(qū)域差異和預(yù)測未來耕地變化趨勢都具有積極地作用。

表1 齊齊哈爾地區(qū)1993～2003年各區(qū)縣耕地面積變化表（單位：萬 hm2）

在1993～2003年間，齊齊哈爾地區(qū)耕地面積變化速度并不均衡，從表1可以看出，依安縣、克山縣、克東縣、拜泉縣和訥河市變化率都在10%以下，而齊齊哈爾市轄區(qū)、龍江縣、泰來縣、甘南縣和富?？h變化率都在10%以上，而分析表明這些地區(qū)恰恰是在濕地、草地集中分布的區(qū)域。雖然國家已經(jīng)限制濕地、草地的開墾，但是地方政府監(jiān)管力度不夠以及糧價不斷上漲，從而導(dǎo)致了耕地開發(fā)或荒地復(fù)墾，致使耕地面積變化較大。

表2詳細(xì)列舉了1993～2003年10年間齊齊哈爾地區(qū)其他土地利用類型對耕地增加的貢獻(xiàn)面積及其所占比例，其中林地有28500.26hm2轉(zhuǎn)化為耕地，對耕地面積增加的貢獻(xiàn)率為9.60%；草地轉(zhuǎn)化為耕地的面積為216039.19hm2，貢獻(xiàn)率為72.24，水域貢獻(xiàn)率為0.85%，居工地貢獻(xiàn)率為0.13%，未利用土地貢獻(xiàn)率為1.66%，而濕地貢獻(xiàn)率為15.02%，共有44 606.81hm2濕地被開墾為耕地。從表中可以直觀的看出齊齊哈爾市、龍江縣、依安縣、甘南縣、富?？h、克山縣有大面積草地轉(zhuǎn)化為耕地；在拜泉縣、泰來縣耕地增加主要為濕地的開墾，克東縣、訥河縣則有大面積的林地轉(zhuǎn)化為耕地。

3.2 齊齊哈爾地區(qū)耕地變化原因分析

3.2.1 區(qū)域耕地面積變化與人為因素的關(guān)系

人為因素已經(jīng)成為改變地球環(huán)境公認(rèn)的主要動力。目前人類活動與自然因素相比更能改變生物圈的狀態(tài)和能量平衡。該區(qū)1993年人口總數(shù)為543萬人，2003年人口總數(shù)為561.1萬人，隨著人口的不斷增加，為滿足人們對糧食的需求，農(nóng)民獲得更多的利益，農(nóng)民不斷地開墾不斷濕地、草地，擴(kuò)大耕地面積。農(nóng)民的純收入也從1993年的908.2元，到2003年的1853.4元，翻了一番。

3.2.2 區(qū)域耕地面積變化與自然因素的關(guān)系

土地利用方式的改變是在充分利益自然條件的前提下建立起來的，耕地面積的變化，自然環(huán)境條件對其有較強(qiáng)的作用。由于齊齊哈爾地區(qū)降水與氣候條件基本相同，不是改變耕地面積的主要因素，而地形地貌是耕地變化的一個有力的驅(qū)動因子。根據(jù)ArcGIS與ERDAS軟件的解譯分析中，可以看出耕地的主要來源于沼澤濕地與草地，這類地區(qū)適宜開發(fā)，開發(fā)速度較快，隨著這類土地的可開性逐漸降低，農(nóng)業(yè)機(jī)械化水平的不斷提高，一些開發(fā)困難、地貌條件差的丘陵漫崗區(qū)域也的耕地面積也在不斷增加。

4 結(jié)論

齊齊哈爾地區(qū)在1993～2003年的10年里，耕地面積由24143247hm2發(fā)展到 2699019.99hm2，變化率為10.55%。耕地面積的變化在這10年里既有空間的變化特征，同時也存在時間上的差異。

表2 齊齊哈爾地區(qū)各區(qū)縣土地利用類型轉(zhuǎn)為耕地的統(tǒng)計信息（單位：hm2）