过去百余年中国土地利用全要素空间格局分异与变化研究

In connection with the background of national scale land use for whole six types which there is still no more than one hundred years of continuous spatial grid data, accounting to the differences between the national and regional land use types, combined with the existing research results, and through the technical means of collection of literature, data revision and interpolation, to acquire the non-continuous time series data of different provinces and types more than 100 years, and on this basis, by the researching of driving forces to the different land use types, in control of the provincial scale, grid scale and the precision of data, using data mining methods, to establish the reconstruction algorithm model of land use pattern for different area and types，in order to establish the grid datasets of land use in China for the whole six types in the past hundred years，and finally using this data set to study the spatial pattern variation of land use in China over the past hundred years。By applying the reconstruction techniques for different area and types of land use in this program proposal，to solve the key issues of reconstruction model insufficient in detail and reconstruction types incompletely for the past land-use study，and to target of full reconstruction for the whole six land use types and patterns over the past hundred years，to provide important ideas for the historical land use reconstruction in whole types in a longer sequence，and lay a reliable data base for the study of the law of the land use change in nearly a hundred years, and regional or global change.

针对目前全国尺度土地利用全要素六大类尚无百年以上空间格网连续数据的现状背景，考虑到全国区域及土地利用类型之间的差异性，结合已有的研究成果，通过对文献资料的搜集、数据订正和插补等技术手段，获取百余年分省分地类非连续时间序列数据，并在此基础上，通过对土地利用类型驱动力的研究，在省域尺度上、栅格尺度上以及数据精度上的控制，采用数据挖掘的方法，分区分类型建立土地利用格局重建的算法模型, 以建立中国过去百余年全要素六大类土地利用格网化数据集, 并利用该数据集研究过去百余年我国土地利用的空间格局变化规律。项目采用分区分类型重建的技术途径,解决以往土地利用历史变化研究中重建模型不够精细和重建类型不全的关键问题,达到过去百余年全要素六大类土地利用类型及格局的充分重建目标,为更长时间序列全要素六大类土地利用重建提供重要思路,同时为研究近百年我国土地利用变化的规律以及对区域或全球变化的影响奠定可靠的数据基础。

长时间序列的土地利用与土地覆被数据集，对定量评估土地利用与土地覆被变化的气候和生态效应，具有重要意义。当前的历史数据集格网化重建研究，主要集中于对单要素的重建，多要素的重建研究较少，尤其针对全要素的更少。而随着全球变化研究的深入，多要素数据集的需求已经凸显。本项目选定历史文献资料相对丰富的近百年为研究时段，通过对土地利用变化的机理分析，遴选影响土地利用格局分布的因子，提出了一套在近百年适合于我国全国尺度的土地利用全要素(含水域、建设用地、耕地、林地、草地和未利用地)格网化方案。. 具体研究方案是：首先依据我国复杂的自然环境条件，将我国定性划分为四个区域；其次在各区内，分别从高程、坡度、气温、降水和人口等自然和人文因子中，遴选影响各土地类型分布格局的因子；然后再利用这些因子，结合当代格局，根据各地类的不同特点，在明确地类重建顺序的基础上，分别构建面向耕地和建设用地的土地适宜性模型和面向水域、林地和草地的干扰度模型；最终统一为分辨率为10km的全要素格网化分配模型。. 通过定性和定量分析，采用分区建模的方式，构建全要素的格网化重建模型，在历史时期是完全可行的。数据集的验证表明，无论是栅格尺度上还是县域尺度上，都能达到较高的精度。特别是对于各地区的主要用地类型。. 百年间，我国的土地利用发生了巨大的变化，但区域之间不尽相同。具体而言：水域面积整体减少，范围萎缩，但青藏地区却增加；建设用地面积加速扩张，范围扩大，华北平原地区面积增加最大，但西北地区增幅最明显；耕地面积先增后减，大体以80s为界，变化较大的是东北和西北地区；森林面积在经历了缩减后在上世纪末基本得到恢复，西南林区变化较大；草地面积持续减少，范围萎缩，退化严重，尤其是青藏和西北地区；而未利用面积却逐渐增加，但在东部地区，以减少为主。