2000一2020年中国林地变化时空特征及驱动力分析

作者: 程鹏 吴楠 张浏

Spatiotemporal Characteristics and Driving Forces of Woodland Changes in China During 2000-2020

CHENG Peng,WUNan,ZHANG Liu(Anhui Provincial Academy of Eco-Environmental Science Research,Hefei,Anhui 230061) AbstractIntotetofliatehangfestdisnporatompontofeatioalologialuityateRaltde standingandmasteingitssatiotepoaldaccaractestaprodtisisfmproinglateoiosdge goalof“carbonpeakandcarbonneurlity”inChina.Thisarticleprovidesaompreensiveanalysisoftespatiotemporalprocsofforest landchangesinCinafrootsupporedbyintegatotecholIevals tehaacteristsofforstlandeagsd spatialpattemevolutioiCinaoverthepast2years,andbasedonthisaalysteainpolicyandcoomicdrivingfactostffect forestlanditribuoandareahangeshesultssowedthatfro2OtoOthesatiotemporalchangesoffrestlandinCinawere stable,with a net increase of 2000一2020年中国林地变化时空特征及驱动力分析0 in forest land area,directly manifested as an increase in shrub and other forest land areas;between 2010 and 2O2O,the net increase in forest land area was 2000一2020年中国林地变化时空特征及驱动力分析1 ,and the implementation of forest land protection,returning farmlandtoforests,ndforestatioandgreengprojetsadsigiiantectsCina’sforstlandisinageofigualitdeelo ment.Thespatialdistrbutioncharacteristicsofdynamicchangesofrestlandareaacrossthecoutryareobvious.hefmingpastorale tonenthesoutheastedgeoftheInerMongolianPlateauandtenorthoftheLosPlateundteaorestationefectintecralnd westenregionsareprominentndtforestlandreahasexpandedsignifcantlyteicreaseinforestandinteXing’anMoutainsad ChangbaiMountainsinortastCinaisalsouitepromientThephenomenonofurbanandruralindustrialandminingresidetiallandexpansionncroachingonforestlndislsoveryprominentinteBeijingTanjinHebei,YangtzeRiverDelta,PearlRiverDeltandeu roundingareasoflargecitiesandthelaterperiod(2010-20)ismoreobviousthantheearlierperiod(20-2010)Since200theimplementatiooffrestyologalegieinghasentheaieasofrtesigificantincraseinforestlandraincentralndweste China,whiledforestatoandubaexpsiocroaednbyoniiterestsineareasaretaasosfortductio of forest land in certain areas.

KeywordsChina;Woodland;Spatiotemporal characteristics;Driving forces

森林生态系统是最重要的陆地生态系统之一,在改善生态环境,固定碳储量[1-3],维护生物多样性,减缓水土流失,防风固沙等生态安全格局保护中发挥着积极作用[4]。林地作为森林生态系统的主体,其结构的稳定和功能的完善是森林生态系统能够发挥上述积极作用的前提和基础。

目前,国内外学者对林地资源动态的监测已有相关研究。于竹筱等[5建立基于“生产-生活-生态”视角的林地分类,利用遥感手段提取林地各类型;康世伦基于多源数据并利用地貌分区方法计算得到全国林地表面积;Mapedza等[利用航空摄影照片并结合GIS技术,对津巴布韦境内Mafungabusi林地的动态变化进行了监测;Vogelmann等[8]研究了尼泊尔安纳布尔纳峰保护区内森林覆盖率的变化;Ra-suly等[将RS和GIS技术相结合,通过建立逻辑回归模型,对伊朗西北部Arasbaran生物圈保护区的林地变化速率进行了探究。在国内,林媚珍等[10-i1]对海南岛和广东省森林资源变化的特点和规律进行了研究;张清雨等[2]利用RS和GIS技术研究了商洛地区不同类型林地的时空变化特征;李秀芬等[13]对晋西北地区防护林的动态变化特征进行了研究。上述研究或从区域尺度进行林地动态变化特征分析,或从分析手段及方法上对林地提取进行研究,但当前国内对于全国范围的林地变化和时空特征及驱动力分析相关内容鲜有报道。鉴于此,笔者在遥感监测的基础上,利用2000、2010和2020年3期全国林地遥感监测空间分布数据,通过3S一体化集成技术,从时间序列和空间格局两个方面对2000年以来我国林地面积的时空变化规律进行了探究,并结合社会、经济因素对林地变化的驱动力进行分析,以期为我国林地面积时空演变规律和特点以及主要驱动力有所把握,从而为林地资源的保护、管理和可持续利用提供科学依据[14-15] 。



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1材料与方法

1.1数据来源及处理林地数据包含2000、2010 和2020 年3期全国林地空间分布数据,来源于中国科学院资源环境数据中心的全 1:10 万比例尺土地利用数据库[16-19]。该数据集是以LandsatTM/ETM遥感影像为主要数据源,通过人工目视解译生成,空间分辨率 30m 。土地利用类型包括耕地、林地、草地、水域、居民地和未利用土地6个一级类型和25个二级类型。在Arcgis中对3期全国土地利用数据进行拼接、裁剪、合并、重采样等操作,相关统计工作在Excel和Ori-gin中进行。所用全国及省级行政区边界数据为2024版国家地理信息公共服务平台(天地图)下载的审图号为GS(2024)0650的全国及省级行政区边界矢量数据,且未对边界进行修改。

1.2分析方法在 1:10 万比例尺土地利用现状数据集中,林地分为有林地、灌木林、疏林地和其他林地4个二级类型。基于2000、2010和2020年3期全国林地空间分布数据集,开展了2000—2020年间隔10年的(即2010年前后)两个不同时段的各种林地类型的面积、面积变化量、区域分布及其变化原因的分析。

林地动态变化包括转化和转变,转化是指未超出林地类型的内部变化过程,如有林地转化为疏林地,灌木林转化为其他林地等;转变是指林地已经变化为其他土地利用类型,如砍伐林地修建道路,林地开垦转变为耕地等。林地类型转移矩阵可对林地的转化和转变进行准确表达。此外,林地变化动态度可真实反映区域林地面积变化强度[20],林地变化动态度计算公式为

2000一2020年中国林地变化时空特征及驱动力分析2

式中, 2000一2020年中国林地变化时空特征及驱动力分析3 分别表示区域基期及现期林地总面积, T 为时间段。如 T 用年度表示,则 s 即为林地的年变化速率。

2 结果与分析

2.12020年林地分布现状从遥感监测结果看,2020年我国林地总面积为 2000一2020年中国林地变化时空特征及驱动力分析4 ,其中有林地面积最大,为2000一2020年中国林地变化时空特征及驱动力分析5 ,占林地总面积的 60.38% 。图1是2020年我国林地空间分布情况(图例表示每个 1km×1km 栅格林地类型面积比例)。我国林地分布具有明显的区域特征,总体特征表现为东部地区高于西部地区,南部地区高于北部地区。按地理区域分布,华南和西南地区多山地丘陵,气候湿润,雨量充沛,给林地生长提供了适宜条件,林地分布广泛;东北地区林地资源主要分布于大兴安岭、小兴安岭和长白山脉,区域内土地肥沃,流域较多,人口稀少,林地生长环境较好,林地资源丰富,而东北地区中心区域人口稠密,且是我国重要的粮食产区之一,林地分布相对较少;华东地区林地资源主要分布于安徽省南部、江西省、福建省和浙江省大部,气候及地形特征与华南区域相近;华东北部和东部以及华北地区地势平坦,人口密度大,经济发达,是我国重要的粮食产区和经济发展引擎,人类活动和城市扩张导致该区域林地资源被挤占;而辽阔的西北地区土地贫瘠,水资源较少,气候干燥,林木生长条件相对恶劣,林地资源较少[21]。按省级行政区划分布,内蒙古东北部、东三省、江西、安徽、湖南、福建、浙江、台湾、广东、广西以有林地分布为主;云贵川、广西以及西部省份以灌木林为主;疏林地主要分布于云贵川;其他林地主要混杂在有林地的区域内。

2000一2020年中国林地变化时空特征及驱动力分析6
图12020年我国林地空间分布
Fig.1Thedistribution of woodland in China in 2020

2.22000—2020 年林地时空变化特征

2.2.1林地资源数量变化特征。通过统计林地类型的面积变化,可以了解林地资源变化总的态势和林地资源内部结构的转换[22]。2000—2020年全国林地分类面积统计见表1,20年间,全国林地总面积共增加 2000一2020年中国林地变化时空特征及驱动力分析7 ,年均净增长速率为 0.19% 。4种林地二级类型均呈增加趋势,其中有林地增加最多,为 2000一2020年中国林地变化时空特征及驱动力分析8 。全国林地增长态势较积极,分阶段看,2000一2010年全国林地总面积呈增加趋势,共增加2000一2020年中国林地变化时空特征及驱动力分析9 ,但有林地、疏林地面积呈下降趋势,分别减少了 2000一2020年中国林地变化时空特征及驱动力分析102000一2020年中国林地变化时空特征及驱动力分析11 ,年均净减少速率分别为0.05% 和 0.03% ;灌木林地和其他林地均呈增加趋势,灌木林地增加缓慢,总面积净增加了 2000一2020年中国林地变化时空特征及驱动力分析12 ,而其他林地增加了 2000一2020年中国林地变化时空特征及驱动力分析13 ,年均净增长速率为 2.65% ,是增长速率最大的林地类型。2010—2020年全国林地总面积依然呈增加趋势,且增加速率明显加快,共增加了 2000一2020年中国林地变化时空特征及驱动力分析14 4种林地二级类型均呈增加趋势,其中有林地呈大幅增长趋势,增长 2000一2020年中国林地变化时空特征及驱动力分析15 ,年均净增长速率为 0.34% 。



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