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人类活动影响下董志塬土地利用变化及典型沟道演变分析

4、生态与可持续发展 > 专题4：流域治理与水文-生态-侵蚀效应

摘要：董志塬是黄土高原面积最大、最连续的塬面，素有“天下黄土第一塬”之称。自唐代以来，人类活动对董志塬土地利用/覆被及沟道演变都有着不容忽视的影响。作者结合遥感、地理信息系统和数学方法，通过定量化分析近40年来董志塬的土地利用变化及近60年典型沟道演变，揭示黄土塬区在人类活动影响下土地利用/覆被变化及沟道地貌的演变特征和规律，对塬区的国土资源保护和水土流失治理能够起到较好的指导作用。通过解译不同时间段（1975，1995和2015年）的土地利用数据，从土地利用变化速度、转移方向和土地利用程度三方面分析了近40年来董志塬土地利用变化特征，揭示1975年以来董志塬人类活动影响下土地利用时空变化规律。研究结果表明：（1）1975-2015年期间，董志塬建设用地、林地、水域及水利设施用地的面积呈现总体上升的趋势。建设用地面积增加幅度最大，增加236.25 km2；其次是林地面积，增加158.68 km2；水域及水利设施用地面积增加幅度最小，增加2.06 km2。近40年来，耕地、草地和未利用地面积呈总体减少趋势。耕地面积与草地面积变化趋势相反，耕地面积呈现“先增后减”的变化特点，共减少218.01 km2；草地面积则呈现“先减后增”的特点，共减少166.93 km2；未利用地面积呈现总体减少的趋势，共减少12.02 km2。（2）近40年来，土地利用变迁主要集中在耕地、草地、建设用地和林地之间，草地和耕地之间变换频繁，是董志塬主要的土地利用变化类型。（3）董志塬综合土地利用动态度从前20年（1975-1995）的0.03增加到后20年（1995-2015）的0.11，说明土地转化强度显著增强；但对于土地利用程度，董志塬前20年为正（0.051），后20年为负（-0.012），表明1995-2015年期间人类活动对土地资源起到正面保护的作用。人类活动不仅对土地利用产生影响，其带来的城市发展也影响着沟道的演变，作者选取了董志塬西峰区火巷沟为研究对象，定量研究了1964年以来火巷沟沟头前进、后退和沟岸扩张的动态特征及其与城市发展的关系。研究结果表明：1）1964-1970年，受溯源侵蚀的影响，火巷沟沟头平均每年前进3.1 m；1970-2017年，火巷沟沟头因人工回填后退了538.1 m；2）1964-2017年，火巷沟沟岸不断向两边扩张；1964-1967年平均每年向外扩张1.1 m，1967-1970年每年扩张1.4 m，1970-2003年每年扩张1.1m，2003-2009年每年扩张2.9 m，2009-2015年每年扩张8.0 m，2015-2017年每年扩张2.7 m；3）1964-2017年，西峰城区面积由2.1 km2扩大至19.8 km2，城区面积的不断扩大与火巷沟沟岸的扩张呈显著正相关关系。西峰城区与火巷沟沟头由早期的单点接触逐步发展到现今的城市包围沟道，致使沟道周围汇水能力增强冲刷沟岸，使得沟岸不断向外扩张。