GIS

58水土保持学报第16

卷

3　景观格局转化与预测

3.1　景观要素转化分析

景观格局的变化,本质是由景观要素间的相互转化引起的[8]。在景观生态学中,将引起景观类型相互转化的动力称之为干扰,按作用方式将干扰分为自然扰动与人工扰动。由于受特殊的地貌、气候背景与人类活动的影响,陇东黄土高原景观要素转移,同时受到2种扰动的双重作用,两种扰动作用大小的差异,体现在不同景观要素的转移方向与大小上。利用国家自然基金项目“国家级基本资源与环境遥感动态信息体系的建立”子课题

(96B0201)中1995年研究地区土地利用有关数据,建立1986～1995年、“全国县级农业土地资源遥感调查”

1995～2000年两时间段景观要素转移速率矩阵,通过转移速率比较,显示2种干扰作用在不同作用对象、不同时间段表现的特点。

aij=Mij T

式中:aij代表矩阵元素;i,j代表i类j类景观要素;Mij代表i类景观要素向j;T代表时间段。表3中时间段前期代表1986～1995年时间段,1995～2000,可以得出,1986～2000年14年间,,是增长最快的要素。其中,,。这一方面说明陇东地区,,陇东地区土地资源管理尚需完善,。坡旱地是减少速度较快的要素类型,,加强小流域综合治理所取得的阶段性成果。但是,表中也反映出,坡旱地与草地,在整个时段的后期,面积增长也在加速,除了部分草地是由于退耕还林草,属于生态治理结果外,由平原旱地向草地转化以及由草地向坡旱地转化,明显属于不合理利用土地资源范畴,但这种景观转化也在加速。陇东地区土地合理利用、生态环境综合治理的道路仍很漫长。

表3　在1986～1995和1995～2000年时段陇东地区景观要素转移速率比较

景观要素

前期

水　田

后期前期

坡旱地

后期前期

平原旱地

后期前期

林　地

后期前期

园　地

后期前期

草　地

后期前期

水　域

后期前期

居住地

后期前期

未利用地

后期

水田

0000000000001.94×10

000

-5

% a

居住地

0000000000000

坡旱地

00

平原旱地

0000

林地

001.57×10-55×10-3

2.0×10-3

园地

00000000

草地

001.28×10-45.0×10-1

2.1×10-14.73×10-43.8×10-14.76×10-31.97×10-3

水域

0002.3×10-26.76×10-52.6×10-18.89×10-68.3×10-38.83×10-43.2×10-32.74×10-65.6×10-3

未利用地

001.21×10-5

00

3.9×10-1

00

0000000000

04.3×10

-4

8.95×10-51.17×10-14.5×10-35.9×10-31.79×10-46×10-2

1.28×10-32.8×10-33.8×10-2

00

5.25×10-56.3×10-41.36×10-28.8×10-42.63×10-62.3×10-28.33×10-54.8×10-38.53×10-34.6×10-2

00

1.33×10-35.0×10-41.43×10-31.0×10-22.67×10-5

02.06×10-41.1×10-3

00

00000000

02×10-32.78×10-41.55×10-25.3×10-3

01.6×10

00

-2

00

3.2　运用马尔可夫链对陇东地区景观格局变化的预测[9]

马尔可夫链是一种特殊的随机运动过程[10]。它反映的是一系列特定的时间间隔下,一个亚稳态系统由t时刻状态向t+1时刻转化的一系列过程,这种转化要求t+1时刻状态只与t时刻状态有关,而与以前的状态无关,即状态转移过程无后效性。景观要素之间的转移过程是无后效性的,可以用马尔可夫过程来描述。马尔可夫描述景观要素转移,关键就是确定转移概率。转移概率就是在事件的发展过程中,从一种状态出发,由下一时刻转移到其它状态的可能性。

景观要素转移矩阵构成如下,矩阵中Pij代表要素i向要素j转移概率,所以Pij满足条件:

n

∑P

j=1

ij

=1　　　0≤Pij≤1　(i,j=1,2,…n)