云南省近20年间地表覆盖变化及其对自然保护地体系构建影响研究

摘要  对GlobeLand30涉及云南省2000、2010、2020年共15个分幅图进行地表解译，利用点数测算法对各类地表覆盖测算面积，并对地表变化的时空特征进行比较研究，分析其对自然保护地体系构建的影响。结果表明，近20年间云南省9种地表覆盖类型中耕地、林地、草地和灌木地呈“1增3减”、湿地和冰川永久积雪覆盖有所减少、水体先减后增、裸地先增后减、人造地表持续增加等变化特征。全省16个州（市）人造地表扩占耕地并非主导，多数州（市）的林、草、灌地表覆盖面积有所减少，人造地表扩占林草灌是首要矛盾。承载自然保护地的5种主要地表覆盖减少，提出监测地表覆盖变化以维护自然保护地的边界建设稳定性，以省级地表覆盖的视角研发省级荒野地图作为规划底数底图，识别最不被打扰的地理空间纳入自然保护地体系规划的设想。

关键词  地表覆盖；时空变化特征；自然保护地；云南省

中图分类号  S759.9  文献标识码  A  文章编号  0517-6611（2024）01-0045-06

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2024.01.011

开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

Research on Surface Cover Changes and Their Impact on the Construction of Nature Reserve System in Yunnan Province in the Past 20 Years

WU Liang， WANG Ying， YANG Xia et al

（Yunnan Arts University， Kunming，Yunnan 650500）

Abstract  In GlobeLand30， a total of 15 sub-maps of land cover covering Yunnan Province in 2000， 2010 and 2020 were interpreted.The measured area of various types of land cover was measured using the point calculation method， and the space-time characteristics of land surface change were compared to analyze its impact on the construction of natural reserve system.The result showed that in the past 20 years， the changes of cultivated land， forest land， grassland and shrub land showed “1 increase and 3 decrease”， the permanent snow cover of wetland and glacier decreased， water body decreased first and then increased， bare land increased first and then decreased， artificial land continued to increase and so on.In the 16 cities and states of the province， artificial surface expansion of cultivated land was not dominant， the covered area of forest， grass and irrigated land had decreased in most of the cities， and the artificial surface expansion of forest and grassland irrigation was the primary contradiction. The five main land covers bearing protected natural areas were reduced， and it was proposed to monitor the change of land cover to maintain the stability of the construction of protected natural areas. The provincial wilderness map was developed from the perspective of provincial land cover as the planning base map， and the least disturbed geographical space was identified and incorporated into the planning of protected natural areas system.

Key words  Land cover;Space-time change characteristic;Nature reserve;Yunnan Province

基金项目  云南省哲学社会科学规划项目（PY202218）；云南省教育厅科学研究基金项目（2022J1140）。

作者简介  吴亮（1982—），女，湖南津市人，副教授，博士，硕士生导师，从事自然保护地规划、风景园林规划设计研究。

*通信作者，副教授，硕士，全国注册城乡规划师，从事风景园林规划与设计研究。

收稿日期  2023-06-29

自然保护地指依法划定或确定，对重要的自然生态系统、自然遗迹、自然景观及其所承载的自然资源、生态功能和文化价值实施长期保护的陆地或海域，按其生态价值和保护强度，划分为国家公园、自然保护区、自然公园［1］。目前全国各省正开展自然保护地资源清查、归并整合及其勘界立标，云南省也尚在该项工作进展中，通过对自然保护地界线位置和走向等信息分析及确认，勘定并立标自然保护地边界线，作为科学、精准管理的基础和依据。云南省土地面积39.41万km2，占全国总面积的4.1%。全省县级以上行政区划为8个地级市和8个自治州，16个州（市）下设17个市辖区、18个县级市、65个县、29个自治县，全省合计129个县（市、区）［2］。据不完全统计，云南省现状11类373处自然保护地［3］，有矢量边界的总面积约7万km2，矢量面积重叠约2万km2；全省保存较好的原始林有224.5万hm2，但受保护率仅64.6%［4］；部分具有重要生物多样性的生物地理单元未受到保护，部分受到威胁的物种未被保护区覆盖［5］；全省自然保护地面积约占全省土地面积的15%，低于全国18%的平均水平［6］，各州（市）自然保护地分布极不均衡。在这样的现状背景下笔者分析近20年间云南省地表覆盖的变化特征，探讨其对全省自然保护地体系规划的影响。

1  云南省地表覆盖数据来源与研究方法

1.1  数据来源

该研究地表覆盖数据来源于我国研制的30 m空间分辨率全球地表覆盖数据GlobeLand30，全球地表覆盖分布及变化反映人与自然相互作用，是生态环境监测、气候变化研究、可持续发展规划的重要基础信息。GlobeLand30数据采用3种分幅方式：南北纬60°区域内，按照5°（纬度）×6°（经度）的大小进行分幅，其中央经线与其所在6°带一致；南北纬60°～85°区域内，按照5°（纬度）×12°（经度）的大小进行分幅。南北纬85°以上区域，保存为1幅。分幅数据名称由16位字符组成：南北纬缩写（1位）+6°带号（2位）+“_”+起始纬度（2位）+“_”+产品年代（4位）+LC（地表覆盖缩写）+分辨率（3位）［7］。

1.2  数据获取

根据云南省位于97°31′～106°11′E、21°08′～29°15′N，测算出云南省全域涉及5个分幅，即N47_20、N47_25、N47_30、N48_20、N48_25。文中研究近20年云南省土地的嬗变，向GlobeLand30数据在线平台和国家基础地理信息中心申请并取得了所需的15个分幅数据，分别为：

2000版的N47_20_2000LC030、N47_25_2000LC030、N47_30_2000LC030、N48_20_2000LC030、N48_25_2000LC030；

2010版的N47_20_2010LC030、N47_25_2010LC030、N47_30_2010LC030、N48_20_2010LC030、N48_25_2010LC030；

2020版的N47_20_2020LC030、N47_25_2020LC030、N47_30_2020LC030、N48_20_2020LC030、N48_25_2020LC030。

1.3  研究方法

利用GIS技术、地表解译、点数测算法等研究方法。在ArcGIS 10.6中分别导入2000版、2010版和2020版各5个分幅卫星数据、拼接，导入国土三调数据中的云南省及其16个州（市）的矢量边界，求算云南省叠加地表覆盖、解译求得耕地、林地、草地、灌木地、湿地、水体、苔原、人造地表、裸地、冰川和永久积雪共10个一级地表覆盖类型。GlobeLand30每个栅格大小为30 m×30 m，利用点数测算法求各类地表覆盖的面积，数据平衡处理，最后对地表覆盖变化的时空特征进行归纳总结和比较研究。

2  云南省各类地表覆盖变化

云南省地表覆盖现状除了苔原外，其他9种类型均有，根据解析2020年数据按其面积与占全省土地面积比例排序分别为林地52.72%、耕地27.51%、草地12.15%、灌木地4.86%、人造地表1.55%、水体0.88%、冰川和永久积雪0.21%、裸地0.11%、湿地0.01%，可见林地、耕地、草地、灌木地是名副其实的四大地表覆盖类型（表1、图1）。

2.1  各类地表覆盖数量变化

2.1.1  耕地地表覆盖在增长。

GlobeLand30耕地数据代码10，涵盖用于种植农作物的土地，包括水田、灌溉旱地、雨养旱地、菜地、牧草种植地、大棚用地、以种植农作物为主间有果树及其他经济乔木的土地，以及茶园、咖啡园等灌木类经济作物种植地。云南省耕地覆盖面积2000—2010年增加1 772 km2，2010—2020年增速骤缓，增量为362 km2，云南省近20年间耕地面积增长了2 134 km2。

2.1.2  林地地表覆盖在减少。

GlobeLand30林地数据代码20，指乔木覆盖且树冠盖度超过30%的土地，包括落叶阔叶林、常绿阔叶林、落叶针叶林、常绿针叶林、混交林以及树冠盖度为10%～30%的疏林地。全省林地覆盖面积2000—2010年减少686 km2，2010—2020年又继续减少了1 246 km2，云南省近20年间林地面积持续减少，减量为1 932 km2，且减少速度加快。从林地减少与耕地增加的时间数据特征来看，二者不是简单的此消彼长的关系，2010—2020年林地减少量远远大于其间耕地增量，林地被哪种地表覆盖取代值得探究。