贵州省水田景观格局演变及影响机制研究
作者单位：贵州师范大学
学位级别：硕士
导师姓名：李阳兵
授予年度：2024年
学科分类：08[工学] 0834[工学-风景园林学（可授工学、农学学位）]
摘 要：水田作为重要的耕地资源,其空间分布格局及变化受自然因素和社会经济因素共同影响。随着社会经济发展,在快速的城镇化进程和农业转型升级的背景下,人们对农产品的需求呈现多样化趋势;由此引发区域土地利用结构、利用方式发生显著变化;水田利用方式从粮食作物种植向经济作物种植,甚至向观光、生态利用为主转变,导致水田面积大量减少,影响区域粮食安全。贵州作为典型的山地农业省,又是典型的岩溶山地地区,具有山多平地少的特征;山地、丘陵面积约占全省国土面积的92.5%,是唯一一个没有平原支撑的省份,其地形地貌的多样性衍生出多样的地表景观;其中坝子土地利用景观与坡地土地利用景观受到广泛关注,是贵州省农业生产的主要耕地资源,而水田是贵州省优质的耕地资源,分析其水田资源景观格局演变与影响机制,对山区保障粮食安全和优化土地资源具有重要意义。本文以贵州省为研究对象,以2010年、2015年和2020年土地利用数据为基础,采用核密度分析、形态学空间格局分析、格网分析、景观格局指数和土地利用变化测度等方法,试图从多个尺度分析贵州省水田利用的空间分布及其变化特征;利用R语言环境配置下的Geo Detector定量分析水田利用空间分布及其变化的主要影响因素;基于FLUS模型,对西秀区、平坝区(坝子水田)和从江县、榕江县(坡地梯田)两个典型区域未来水田空间格局进行模拟预测;最后基于典型坝子长时间土地利用数据(1966-2020年),深入分析坝子水田利用时空演变特征及其变化规律。主要的研究结果如下: (1)2010-2020年,贵州省总体水田面积减少了463590.11hm2,其中变化量最大的是思南县,净变化量为20968.23 hm2,其次是黎平县,变化量为20259.78 hm2。从空间分布上看,水田主要集中分布在贵州省的平坝区、西秀区、思南县、凤岗县、从江县以及黎平县;总体的水田景观结构破碎度和景观形状复杂程度较高;水田资源稳定性较差,特别是毕节市和六盘水市。景观破碎化程度最大的是非喀斯特区,水田景观破碎化程度变化最显著的是岩溶高原。网格尺度上的水田利用规模以小规模水田为主,水田利用形态以较复杂型水田为主;规模较小,形态较复杂的水田主要分布在研究区东南部,规模较大,形态较规则的水田分布在研究区中部。 (2)研究期内,水田向林地的转移量最多,转移量为283479.04 hm2,其次是向旱地、园地、交通运输用地和农村宅基地,转移量分别为239200.78 hm2、77627.44 hm2、59639.47 hm2、43043.64 hm2;向水田转移量最多的是旱地,转移量为145583.34hm2,其次是林地、草地和农村宅基地,转移量分别为114753.05hm2、26445.13 hm2、16485.75 hm2。各个地貌分区的水田与其他地类之间的转移变化情况有所不同;从水田转出的情况看,非喀斯特区和峰丛洼地区的水田主要向林地转移;其他地貌区的水田主要向旱地转移。从水田转为其他地类来看,只有非喀斯特区是以林地向水田转移为主,其他地貌区都是以旱地向水田转移为主。 (3)贵州省水田利用空间分布及其变化是受自然环境、社会经济和区域可达性因素的共同影响。其中,高程、年均气温、年均降水等自然因子是水田利用空间分布的主要影响因子;而对水田利用变化解释力较高的因子包括高程、乡村从业人员、年均气温、距河流距离和距居民点距离等多种因子。 (4)三种模拟情景相比,自然发展情景和生态保护情景下的水田减少量和净变化率较大。其中,坝子水田主要是向旱地、林地、园地、交通设施用地等转移为主,而坡地梯田主要是以流向林地为主。在耕地保护情景下,坝子水田主要是与林地和旱地相互转移,而坡地梯田区仍以水田流向林地为主。 (5)1966-2020年典型坝子水田面积数量变化显著,总体呈先减后增的趋势,其资源稳定性逐渐减弱。截至2015年,坝子水田面积从5200.87 hm2减少至2142.28 hm2,减少面积占原水田面积的58.81%;其中2006-2010年水田减少量最大,净变化量为992.65hm2。坝子水田利用演变与坡地梯田利用演变存在差异,体现在坝子水田利用变化较显著,土地利用方式从粮食作物种植向经济作物种植转变;坡地梯田景观长期以来相对稳定,土地利用方式以稻作梯田为主。
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