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土地利用/土地覆被变化(Land Use/Land Cover Change,LUCC)是全球环境变化和可持续发展的重要研究内容。土地利用变化模型是LUCC研究的重要组成部分,建立在明确空间定位基础上的土地利用变化模型,是理解和认识区域LUCC某些关键过程的重要手段,是对未来土地利用变化格局和影响进行研究的重要工具。本文以江汉平原四湖流域为研究区,选取1990年、2000年和2005年三期土地利用数据,从土地利用变化幅度、土地利用动态度等方面分析了四湖流域的土地利用变化特征。此外,以1990年土地利用数据为基础,应用CLUE-S模型模拟了四湖流域2000年、2005年的土地利用空间格局,并对模拟精度进行了检验,主要结论如下:
(1)四湖流域土地利用变化最主要的特征是坑塘面积增加、水田和旱地面积减小、建设用地面积增加。最主要的土地利用转移类型是水田、旱地向坑塘的转换。在土地利用动态度上,坑塘的动态度最大,且处于增加的趋势;水田、旱地、林地的土地利用动态度也处于增加的趋势;建设用地、河湖及滩地、其他用地则处于减小的趋势;从综合土地利用动态度来看,四湖流域2000-2005年的土地利用变化比1990-2000年更为剧烈。
(2)选择高程、坡度、土壤(包括水稻土、潮土、黄棕壤和草甸土)、到湖泊的最近距离、到河渠的最近距离、到公路的最近距离、到城镇的最近距离以及到农村居民点的最近距离等11种土地利用类型空间格局的驱动因子,对比分析了驱动因子传统Logistic回归和AutoLogistic回归(加入空间自相关因子)结果。进行传统Logistic回归后,ROC检验结果表明:水田、旱地、坑塘的ROC值均小于0.7,回归结果较差;林地、河湖及滩地、建设用地、其他用地的ROC值均大于0.85,回归结果较好。经AutoLogistic回归分析后,水田、旱地、坑塘的ROC值均超过了0.9,林地、河湖及滩地、建设用地、其他用地的ROC值也有提高,这说明AutoLogistic回归比传统Logistic回归可更好地反映各土地利用类型的空间格局。
(3)以四湖流域1990年的土地利用数据为基础,应用CLUE-S模型对2000年和2005年的土地利用空间格局进行模拟的结果表明:2000年的模拟总体精度为94.92%,Kappa系数为0.9229,2005年的模拟总体精度为91.53%,Kappa系数为0.8739。总体上看,四湖流域土地利用动态变化模拟效果比较成功,可以为土地利用未来格局的模拟提供一定的参考。