2000-2010年非洲耕地时空变化及其环境背景分析

作     者：纵兆伟 

作者单位：华中师范大学 

学位级别：硕士

导师姓名：王宏志

授予年度：2015年

学科分类：12[管理学] 0202[经济学-应用经济学] 02[经济学] 1203[管理学-农林经济管理] 020205[经济学-产业经济学] 

主      题：RS GIS 耕地变化 时空格局 环境因子 

摘      要：耕地是人类赖以生存和发展的最重要的资源之一,伴随着全球变化研究的兴起,区域土地利用变化是全球变化研究的热点之一,耕地变化作为土地利用变化的核心内容之一,也已经成为全球变化研究的重要组成部分。特别是进入21世纪以来,全球经济和人口高速增长,在巨大的发展压力面前,耕地的质量以及利用方式正经历着前所未有的变化。非洲是世界粮食安全的重要研究区之一,目前非洲的耕地变化研究主要集中在经济发达地区和生态脆弱地区,全非洲尺度的耕地变化研究尚未开展。已开展的非洲重点研究区的耕地变化研究主要是采用遥感与实地调查相结合的数量统计和空间分析,对耕地利用变化与环境背景之间的关系研究较少。采用的遥感信息源也以空间分辨率为250米及1000米的中低分辨率遥感影像为主。以非洲为研究区,采用空间分辨率为30米的遥感信息源,利用遥感和地理信息系统空间分析相结合的方法,运用土地利用变化率、单一土地利用动态度双向模型和土地利用相对变化率等数学模型定量的分析了耕地利用变化特征,揭示了非洲耕地的时空演变规律以及耕地利用变化与环境因子之间的关系,为研究区土地利用结构和农业布局调整、耕地可持续利用和生态环境保护提供决策依据,也为全球粮食安全研究提供了典型区域基础。主要研究内容包括：资料收集,建立包括气温、降水、高程、坡度、坡向、生态分区在内的环境背景数据库：下载覆盖非洲全区的遥感影像,解译遥感影像,建立2000年和2010年两期非洲耕地利用专题数据库;基于经纬度、区域、国家等不同视角对非洲耕地利用的数量和空间变化分析研究,揭示耕地在不同研究视角下的变化特征;基于不同视角下的耕地转移以及流向进行了分析研究;耕地变化与生态环境因子之间的关系研究,揭示耕地利用变化与环境因子之间的关系等。主要研究成果如下：(1)耕地分布特征：2000年和2010年耕地面积分别为2.00×106平方千米和2.23×106平方千米。在经纬向上面积集中出现在34°E和12°N附近;不同区域的耕地面积由大到小排序为东非、西非、北非、南非、中非;在国家视角看耕地主要集中在少数国家,耕地面积排名前十五的国家其耕地面积占非洲耕地总面积占75%左右。(2)耕地变化特征：2000-2010年非洲耕地面积增加了2.25×105平方千米。耕地面积增加在经度上主要集中在4°E到19°E和31°E到39°E之间;在纬度上集中在22°S到1°S以及9°N到14°N之间;在区域视角上新增耕地主要集中在东非和西非;在国家视角上新增耕地主要集中在尼日利亚、坦桑尼亚、苏丹、乍得、肯尼亚、莫桑比克、安哥拉等国。(3)耕地转移特征：非洲2000年减少的耕地去向主要转出为林地、草地,部分地区转化为灌丛地和裸地,2010年新增加的耕地主要来自林地、草地和灌丛地。各地理分区耕地转入转出特征与非洲全域转入转出特征大致相似,但也有自己的特点。(4)气温和降水对耕地的分布有显著影响,耕地主要集中分布在气温21-29℃之间、降水300-1200mm区间。坡度对耕地的分布具有绝对的影响,90%以上的耕地都分布在坡度0-2。之间,但耕地分布变化与坡向关系不大。生态分区综合地反映了区域生态环境状况,耕地主要分布在水热组合良好的热带和亚热带的草原和灌丛区。总之,论文首次采用空间分辨率为30米的高分辨率影像数据开展了全非洲耕地利用变化研究,并分析了全非洲耕地分布与生态环境因子之间的关系,为研究区耕地布局调整提供了科学依据,是全球粮食安全研究的重要组成部分。