基于全球土地覆蓋產品的安徽省土地覆蓋和景觀格局動態(tài)變化研究.pdf

1、土地覆蓋體現了密切的人地關系，在地球氣候系統(tǒng)和生物地球化學循環(huán)中起著重要的作用，與景觀格局密切相關并相互補充。隨著對地觀測衛(wèi)星數據的發(fā)展和研究模型與方法的改進，全球土地覆蓋(Global Land Cover, GLC)產品的類型也在不斷豐富。然而，目前基于GLC產品的研究工作很少涉及到土地覆蓋變化監(jiān)測和景觀格局演變分析。
　　本文以具有皖北、皖中和皖南三大區(qū)域性特點的安徽省作為研究區(qū)，首先基于30 m空間分辨率的中國GLC產品(

2、GlobeLand30)對基于中分辨率成像光譜儀(Moderate Resolution ImagingSpectroradiometer, MODIS)的全球土地覆蓋產品(MCD12Q1)的國際地圈——生物圈計劃（International Geosphere Biosphere Programme，IGBP）、馬里蘭大學（University of Maryland，UMD）、葉面積指數和植物吸收性光合有效輻射分量(Leaf Are

3、a Index and Fractional Photosynthetically Active Radiation, LAI/FPAR)、MODIS衍生凈初級生產力(Net Primary Production，NPP)和植物功能型（PlantFunctional Type，PFT）這五種分類系統(tǒng)進行了一致性分析，得出IGBP分類方案最適宜于安徽省的土地覆蓋研究;然后從時間和空間兩個方面考慮，選取了其他GLC數據中的GlobCover

4、產品，并結合MCD12Q1產品的IGBP分類系統(tǒng)，實現了研究區(qū)土地覆蓋的時空變化特征研究;并在此基礎上，通過選取合適的景觀指數對研究區(qū)的景觀格局進行了空間變化分析，為制定合理有效的土地規(guī)劃政策和保持良好的生態(tài)環(huán)境提供了科學依據。
　　主要研究內容和結果如下:
　　(1)省域尺度MCD12Q1分類一致性評價。通過知識規(guī)則(Knowledge Rule，KR)和C4.5決策樹(Decision Tree，DT)分類算法，統(tǒng)一MC

5、D12Q1數據的五個分類體系和GlobeLand30數據的分類體系，將土地覆蓋類型劃分為“林地”、“草地”、“耕地”、“濕地”和“人工表面”五類，并從面積一致性、空間一致性、分類精度和景觀多樣性四個方面，評價了皖北、皖中和皖南三個區(qū)域的分類一致性。結果表明，通過相關系數R的分析，MCD12Q1數據中IGBP分類體系的一致性最好;由空間相似性O可知，由于“林地”和“其他”兩種土地覆蓋類型之間的錯分，LAI/FPAR分類體系的“林地”一致性

6、最差，為58.17％;三個子區(qū)域中NPP分類系統(tǒng)的一致性指數OA由1.61％變?yōu)?6.23％，具有區(qū)域局限性;LAI/FPAR與GlobeLand30的多樣性指數MSIDI和MSIEI差距最大，一致性最差。
　　(2)安徽省土地覆蓋時空變化研究。利用2005年和2009年的GlobCover數據以及MCD12Q1數據的IGBP分類方案，分別從土地覆蓋時空變化總體分析、土地覆蓋類型間轉移分析和土地覆蓋空間變化動態(tài)度分析這三個方面研究

7、了安徽省土地覆蓋時空變化。結果表明，2005-2009年安徽省“林地”類型面積增加，“濕地”類型面積減少，同時土地利用程度變化量△I2009-2005＞0，說明安徽省處于土地利用結構發(fā)展階段;MCD12Q1中“草地”類型動態(tài)度|K|=0.12，年變化率最大;MCD12Q1數據和GlobCover數據的綜合土地利用動態(tài)度LC分別為3.06％和0.90％，說明研究區(qū)具有較小的土地覆蓋年變化率。
　　(3)安徽省景觀格局空間變化分析。從

8、景觀類型和景觀兩個水平研究了安徽省景觀格局空間變化。結果表明，2005-2009年安徽省“耕地”景觀類型的斑塊數目NP和斑塊密度PD減小，“濕地”的NP和PD值增加，“人工表面”的NP和PD值不變，“林地”和“草地”的景觀破碎度較大;“耕地”的類型邊緣減弱，聚集性變小，“濕地”的類型邊緣增強，聚集性變大，“人工表面”的聚集性和形狀復雜性不變;“耕地”的CLUMPY值由0.8995變?yōu)?.9050，聚集性較高，并且分布趨向于更加集聚;MC