全 文 ：我国中东部地区土地利用/ 土地覆盖动态分析 3
田自强1 3 3 　郑丙辉1 　王文杰2 　李子成1
(1 中国环境科学研究院河流与海岸带环境研究室 ,北京 100012 ;2 中国环境监测总站 ,北京 100029)
【摘要】　在野外调查和资料收集的基础上 ,利用遥感和地理信息系统技术 ,对中国中东部地区 19 个省 (直
辖市) 1988 年和 2000 年的 5 种土地利用/ 覆盖类型的遥感数据进行了景观制图及其叠加分析. 结果表明 ,
12 年来 ,随着中东部地区经济和人口数量的快速增长 ,耕地及城建用地面积分别增加了 101921 ×105 hm2
和 131754 ×105 hm2 ,比 1988 年增长了 2114 %和 19125 %1 对木材的大量需求及毁林开荒 ,导致林地面积
减少了 17183 ×104 hm2 ,比 1988 年下降了 1112 %. 草地面积增加了 191287 ×105 hm2 ,比 1988 年上升
7175 %. 长期对土地的不合理利用带来的环境条件恶化 ,使草地覆盖度及草地质量总体呈下降趋势. 10 年
间对未利用地面积的开发达 49161 ×104 hm2 ,占 1988 年未利用地面积的 34131 %.
关键词 　中国中东部地区 　景观制图 　土地利用/ 覆盖动态分析
文章编号 　1001 - 9332 (2004) 12 - 2297 - 07 　中图分类号 　Q149 　文献标识码 　A
Dynamic analysis of land use and land coverage in mid2eastern China during 1988～2000. TIAN Ziqiang1 ,
ZHEN G Binghui1 ,WAN G Wenjie2 ,L I Zicheng1 (1 River and Coastal Envi ronment Research Center , Chinese Re2
search Academy of Envi ronmental Sciences , Beijing 100012 , China ;2 China N ational Envi ronmental Monitor2
ing Center , Beijing 100029 , China) . 2Chin. J . A ppl . Ecol . ,2004 ,15 (12) :2297～2303.
Using remote sensing(RS) and geographic information system ( GIS) technologies and based on the documentary
and field sampling data ,this paper constructed and analyzed the 1988 and 2000 landscape maps of mid2eastern
China. The mapping area of mid2eastern China was about 2187 ×106 km2 . With the rapid increase of economy
and population ,the area of farmland and town in mid2eastern China increased 101921 ×105 hm2 and 131754 ×
105 hm2 ,accounted for a 2114 % and 19125 % increase ,respectively from 1988 to 2000. At the same time ,the
forest area decreased 17183 ×104 hm2 ,declined by 1112 % ,because of the increasing demand for lumber provi2
sion and reclamation. The meadow area in 2000 increased 191287 ×105 hm2 ,ascending 7175 % ,while the cover2
age and quality of grassland declined ,owing to the deteriorating environment . The untilled land in 2000 dropped
34131 % ,contrast with 1988 by the reason of a large number of lands being exploited.
Key words 　Mid2eastern China , Landscape mapping , Land2use/ cover dynamic analysis.3 国家“九五”科技攻关项目 (96911080406) 、科技部科技基础性工作
专项和国家“863”资助项目 (2002AA601012206) .3 3 通讯联系人.
2004 - 04 - 02 收稿 ,2004 - 06 - 17 接受.
1 　引 　　言
自 20 世纪 80 年代以来 ,随着人类活动对环境
的影响日益深刻 ,全球环境变化问题的研究引起广
泛关注. 景观生态学已成为资源、环境和生态方面的
研究热点. 借助遥感 ( RS) 和地理信息系统 ( GIS) 技
术 ,国外进行了大量卓有成效的资源环境调查工作 ,
促进了景观生态学理论的研究. 如土地利用/ 土地覆
盖分类[4 ,5 ,16 ] 、土地利用/ 土地覆盖制图[11～14 ] 、生物
多样性保护[3 ,17 ] 、水土资源调查[2 ,6 ,19 ,21 ] 、景观多样
性分析与评价[1 ,10 ,17 ,18 ,20 ,22～25 ]等. 其中 ,1995 年国
际地圈2生物圈计划和全球环境变化中的人文领域
计划联合提出的“土地利用和土地覆盖变化”研究计
划 ,使土地利用变化研究成为目前全球变化研究的
前沿和热点课题. 经过 3 个五年计划的连续科技攻
关 ,我国在遥感和地理信息系统技术研究方面已形
成了相当的科学积累 ,遥感应用取得了重大进展. 如
“八五”期间 ,中国科学院和农业部合作 ,完成了“中
国资源环境遥感宏观调查与动态”的研究[7～9 ] ;在
2000 年“中国西部地区生态环境现状调查”工作的
基础上 ,国家环境保护总局于 2002 年底圆满完成了
“中国中东部地区生态环境现状调查”的任务 ,在短
时间内为国家提供了指导国民经济重大宏观决策的
资源环境地理分布数据和相应的图件及专题研究成
果. 本研究作为“中国中东部地区生态环境现状调
查”的部分研究内容 ,结合遥感和地理信息系统技术
对我国中东部地区 1988～2000 年的土地利用/ 覆盖
动态变化及其成因进行了分析 ,旨在为掌握中东部
地区土地利用/ 土地覆盖的空间分布、利用现状、数
量动态等方面积累基础数据 ,为指导中东部地区的
经济及生态环境的持续、协调、健康发展提供较为准
应 用 生 态 学 报 　2004 年 12 月 　第 15 卷 　第 12 期 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
CHIN ESE JOURNAL OF APPL IED ECOLO GY ,Dec. 2004 ,15 (12)∶2297～2303
确和真实的土地利用动态信息.
2 　研究地区与研究方法
211 　研究地区
　　按照中国自然地理区划的划分原则 ,将中东部地区由北
至南划分为东北 (黑龙江省、吉林省和辽宁省) 、华北 (北京
市、天津市、河北省、山东省、河南省和山西省) 、华中 (上海
市、江苏省、浙江省、湖北省、湖南省、江西省和安徽省) 和华
南 (广东省、福建省和海南省) 4 个不同的自然区域 [15 ] . 该区
域南起海南省、北至黑龙江省 ,纵跨近 36 个纬度 ,东起黑龙
江与乌苏里江汇合处 ,西至湖北省、湖南省 ,横穿近 26 个经
度.自南向北 ,随着太阳辐射与气温的变化 ,依次出现热带、
亚热带、暖温带、温带、寒温带 5 个气候带 ,自然景观具有明
显的纬度地带性分异规律. 同时 ,由于亚欧大陆和太平洋、印
度洋之间巨大的海陆对比 ,以及青藏高原的特殊作用导致的
季风气候的形成和发展 ,对我国中东部地区的自然环境产生
一定的影响 ,中东部地区自北向南分布有东北平原、华北平
原和长江中、下游平原以及东南丘陵 ,其地貌绝大部分属第
三级阶梯.
212 　研究方法
21211 数据收集 　收集制图区相关的文献资料 ;购置中东部
地区 1∶10 万地形图及 1988 年和 2000 年的 Landsat25 和
Landsat27 的影像数据 (195 景) ;数据选择时相基本保证东北
及华北地区 5 月下旬至 9 月中旬图像 ,华中及华南部地区选
择 3 月上旬、10 月下旬或冬季少云的图像. 应用软件 Inter2
graph Image Analyst 遥感图像处理分析系统、ER Mapper 图
像处理系统、Intergraph M GE、ESRI ARC/ INFO、ESRI Ar2
cView 311 地理信息系统.
使用 Intergraph Image Analyst 遥感图像处理软件 ,对接
收后的遥感数据进行包括辐射校正、几何校正、图像增强、图
像镶嵌和色彩平衡等的加工处理.
21212 野外调查方法 　2000 年 9 月和 11 月份 ,对研究区域
进行全面调查. 利用 GPS 定位 ,拍照、记录确定的土地覆盖
类型 ,并与卫星影像图比较分析. 每种景观类型最少有 3 个
考察点. 同时考察所有的控制点 ,并进行了精确定位拍照、记
录. 调查位置尽可能准确地标注在地形图上.
21213 图像判读、矢量图生成与图斑面积量算 　1) 土地利用
/ 土地覆被类型判读 :首先输入影像栅格文件 ,按行政区 (或
流域)边界对该文件进行切割 ,划分成若干作业区 ,并标出作
业区图框和图名 ,随后进行分块作业. 然后在 ArcView GIS
311 软件环境下 ,以影像栅格文件作为判读背景 (底层) ,通
过人机交互方式 ,分层提取土地利用/ 土地覆被类型的边界
和属性以及重要线状地物等目标土地利用/ 土地覆被类别.
最后根据影像的色调、形状、位置、大小、阴影、纹理及其它间
接判读标志 ,识别目标土地利用/ 土地覆被类型 ,绘制土地利
用/ 土地覆被类型边界 ,并赋以属性. 由于卫星影像季相差
异 ,水域类型可能存在一定误差 ,这里不进行详细分析.
2)矢量图的生成及叠加 : ①在 ArcView GIS 311 软件中
将图像目视解译结果存为 3 . shp 文件. ②在 ARC/ INFO 下
键命令 shapearc 生成土地利用/ 覆被类型图斑图层、属性代
码注记图层、重要线状地物图层等的 ARC/ INFO Coverage
格式数据. ③启用 Arcedit 模块编辑各图图形 ,配准起控制作
用的图廓 TIC 点. ④根据基本信息源深加工处理者提供的
坐标 ,生成 TIC 点坐标与图像数学基础一致的空 Coverage ,
并将 Coverage 恢复成图像所固有的投影坐标系统. ⑤在
Arcedit 里对相邻图幅接边. ⑥参照有关资料图件用土地类
型图提取地理单元图斑并确定图斑属性. ⑦在土地类型图和
景观生态单元图上逐图斑赋给属性代码. 在重要线状地物图
上逐线条赋给属性代码. ⑧启动〔ARC〕用 Project 命令将所
有图件全部转成全国统一的等面积割圆锥投影坐标系统. ⑨
景观生态类型图经查错修改确认无误后 ,与行政区划图统一
图廓边 ,最后用 CL EAN 建立拓扑关系. ⑩启动〔ARC〕用 U2
nion 命令将 1988 年和 2000 年两期土地利用/ 土地覆盖类型
图进行叠加.
21214 土地利用/ 土地覆被类型遥感调查类型的划分 　依据
调查目的及中东部地区土地利用/ 土地覆被特性 ,将研究区
土地利用/ 覆被类型划分为耕地、林地、草地、城建用地和未
利用地 5 大类 ,共计 20 小类.
21215 动态分析的数据基础和技术方法 　基于中国环境监
测总站 1988 年土地利用/ 土地覆被数据库和本次调查的
2000 年土地利用/ 土地覆被现状数据进行比较分析 ,说明在
总体上各省、市、区的土地利用/ 土地覆盖的变化. 土地覆盖
数量变化可以用土地覆盖动态度来表示 ,土地覆盖动态度定
量地描述了土地覆盖的变化速度 ,对预测未来土地覆盖变化
趋势有积极的作用.
利用 GIS技术对两个年份空间数据进行迭加分析 ,说明
各生态单元的覆盖类型变化和产生变化的原因 ,进而说明
12 年来中东部地区生态环境的演变特点. 具体工作流程如
图 1.
　
图 1 　中东部地区土地利用/ 覆盖变化流程图
Fig. 1 Land use and land cover change flow chart of the mid2eastern Chi2
na.
213 　土地利用/ 覆盖变化与转化动态模型
土地利用覆盖变化研究中 ,除掌握变化的数量和幅度
8922 应 　用 　生 　态 　学 　报 　　　　　　　　　　　　　　　　　　15 卷
外 ,分析土地覆盖类型间的竞争关系十分必要. 受自然和人
文因素的制约 ,不同时期的土地覆盖方式随之发生改变 ,各
种土地覆盖类型转化的分布情况、主导方向速度都不同. 土
地覆盖的动态演变是土地覆盖格局在时间序列上的变化 ,各
类型的相互转化过程对初期土地覆盖状态有一定的依赖性.
本研究通过对各期土地覆盖图进行叠加 ,求得研究时段内土
地类型转化的数量 ,构建土地覆盖转化动态模型 ,反映不同
类型间的转化趋势和速度 ,也表现了土地覆盖变化的类型及
其空间分布. 据此可以求得土地覆盖类型相互转化的数量关
系转移矩阵 B :
B =
B11 B12 ⋯ B1 n
B21 B22 ⋯ B2 n
… … … …
B n1 B n2 ⋯ B nn
式中 , B ji 为土地覆盖类型 i 转化为 j 的面积 ; n 为土地覆盖类
型数目.
如果令 Pij = B ij / B i (其中 B i 为土地覆盖类型 i 在 k时期
的面积 , B i = ∑
j
B ij) ,则可以构成转移比率矩阵 P :
P =
P11 P12 ⋯ P1 n
P21 P22 ⋯ P2 n
… … … …
P11 P12 ⋯ Pnn
Pij 为土地覆盖类型 i 转化为 j 的转移比率 ,反映研究时段内
不同土地覆盖类型要素的相互转化状况. 转移比率矩阵的每
一个元素有以下特点 :1) 0 ≤ Pij ≤1 , 即各元素为非负值 ;
2) ∑
n
j =1
Pij = 1 , i = 1 ,2 ⋯, n’) , 即每行元素之和为 1.
3 　结果与分析
311 　分省、市区土地利用/ 覆盖类型面积变化特点
31111 耕地面积 　将耕地划分为水田和旱地两种类
型. 由表 1 可见 ,12 年来 ,除东北地区耕地总量增加
了 245177 ×104 hm2 外 ,华北、华中和华南三区的耕
地面积均有不同程度的减少. 在东北地区的耕地面
积增量中 ,以黑龙江省的耕地面积增加量最大 ,为
182143 ×104 hm2 ,比 1988 年增长了 14101 % ,吉林
省和辽宁省的耕地面积分别增加了 42149 ×104 hm2
和 20185 ×104 hm2 ,分别比 1988 年增长了 7105 %
和 4105 %. 华北、华中和华南三区耕地面积分别减
少了 43136 ×104 hm2 、71123 ×104 hm2 和 21196 ×
104 hm2 ,比 1988 年分别降低了 1166 %、2160 %和
2182 %. 华北地区减少的耕地面积中 ,以河北和山东
两省较为明显 ,分别比 1988 年减少了 1188 %和
1153 % ;华中地区减少的耕地面积中 ,以江苏和浙江
两省较为明显 ,分别比 1988 年减少了 4168 %和
7171 % ;华南地区以山地面积居多 ,耕地总量少 ,耕
地面积总体呈下降趋势 ,其中广东省耕地面积减少
最多 ,比 1988 年减少了 5160 %.
表 1 　中国中东部各省、市区土地利用/ 土地覆盖类型面积变化
Table 1 Translation of land use/ cover area in each province or munici2
pality of mid2eastern China( 1988～2000)
行政区
District
面积变化
Changed
area
(hm2)
耕 　地
Cultivated
land
林 　地
Forest
area
草 　地
Grass2
land
城建用地
Urban
land
未利用地
Unused
land
黑龙江 A 824 263 2 022 748 885 428 5 703 436 670
Heilongjiang B 2 648 565 1 184 813 294 976 19 064 89 511
吉林 A 344 861 175 068 461 818 1 172 219 872
Jilin B 769 745 212 052 95 855 17 298 179 340
辽宁 A 783 702 299 892 105 100 2 308 18 561
Liaoning B 992 211 93 913 81 902 44 766 3 085
北京 A 97 802 12 786 9 637 14 939 0
Beijing B 3 756 24 594 2 728 92 669 0
天津 A 22 849 272 1 937 4 443 831
Tianjin B 1 574 161 160 13 022 0
河北 A 250 079 20 081 46 076 15 062 70 139
Hebei B 124 173 17 827 13 761 249 056 6 486
山东 A 150 281 440 8 103 17 486 95 670
Shandong B 21 844 1 760 366 175 295 63
河南 A 72 395 6 706 1 769 481 55
Henan B 39 900 4 632 1 543 53 896 0
山西 A 45 461 12 983 5 891 715 81
Shanxi B 14 064 8 513 9 011 36 366 625
上海 A 41 751 901 5 314 4 0
Shanghai B 8 124 0 16 40 213 0
江苏 A 263 416 4 384 29 773 660 128
Jiangsu B 13 962 402 429 241 323 42
浙江 A 202 808 235 090 284 548 5 052 2 751
Zhejiang B 24 338 598 275 39 611 67 374 1 953
湖北 A 101 152 36 499 4 588 0 3 391
Hubei B 37 653 20 717 7 204 37 812 10 060
湖南 A 102 877 211 174 27 193 20 864
Hunang B 31 487 193 364 17 820 52 184 1 179
江西 A 43 937 112 632 37 210 0 689
Jiangxi B 23 395 136 390 11 862 18 170 208
安徽 A 95 693 993 6 590 0
Anhui B 383 404 06 94 799 0
广东 A 205 777 152 328 23 154 12 955 28
Guangdong B 20 294 48 711 4 294 170 932 276
福建 A 53 853 316 485 353 190 3 738 3 948
Fujian B 38 634 494 325 171 389 25 478 2 126
海南 A 31 682 16 585 2 321 3 2 257
Hainan B 12 633 18 867 3 908 10 473 1 225
A :转出面积 Transfer2out area ;B :转入面积 Transfer2in area.
31112 林地面积 　12 年来 ,中东部地区林地面积总
量变化不大 ,其中具有较高生态功能的有林地面积
减少了 18142 ×104 hm2 ,疏林地面积减少了 25169
×104 hm2 ,用材林、经济林等林地面积减少了 27124
×104 hm2 ,由有林地、疏林地等退化而成的灌木林
地增加了 73117 ×104 hm2 . 东北地区有林地面积减
少了 89155 ×104 hm2 ,其中以黑龙江和辽宁两省林
地面积减少最多 ,分别比 1988 年减少了 3189 %和
3151 % ;华北部分地区虽进行了大规模的植树造林
工作 ,但河北、河南和山西等部分省有林地面积仍继
续下降 ;华中和华南地区有林地总面积分别增加了
50167 ×104 hm2 和 21122 ×104 hm2 ,浙江、江西、福
992212 期 　　　　　　　　　　　　田自强等 :我国中东部地区土地利用/ 土地覆盖动态分析 　　　　　　　　　　　
建和海南等省分均有不同程度的增加 ,其它省、市区
林地面积保持相对稳定.
31113 草地面积 　12 年来 ,中东部地区草地整体面
积增加了 191287 ×105 hm2 . 分析结果表明 ,草地面
积的增加是以草地质量好的高覆盖度草地和中覆盖
度草地的大量减少和草地质量差的低覆盖度草地的
大量增加为代价. 高覆盖度草地和中覆盖度草地分
别减少了 111024 ×105 hm2 和 37156 ×104 hm2 ,以
平均每年 110 ×105 hm2 和 115 ×104 hm2 的速度递
减 ,而低覆盖度草地面积则以每年近 116 ×105 hm2
的速度增加. 中东部地区草地类型的变化以草地资
源丰富的东北地区最为明显. 草地整体面积虽增加
了 111117 ×105 hm2 ,但高覆盖度草地和低覆盖度草
地面积分别减少了 91130 ×104 hm2 和 6191 ×104
hm2 ,由此退化而成的低覆盖度草地面积以及森林
植被生境恶化形成的低覆盖度草地面积增加了
201939 ×105 hm2 . 华北、华中和华南地区的低覆盖
度草地面积分别增加了 20157 ×104 hm2 、62127 ×
104 hm2 和 48147 ×104 hm2 ,高覆盖度草地面积分别
减少了 3101 ×104 hm2 、11197 ×104 hm2 和 3198 ×
104 hm2 .
31114 城镇、农村居民点和工矿用地面积 　12 年
来 ,中东部地区的城镇、农村居民点和工矿用地面积
增长迅速. 其中城市化建设用地面积增加了 131687
×105 hm2 ,比 1988 年增加了 4157 %. 其中以城镇化
建设用地面积增长最快 ,为 65137 ×104 hm2 ;以小城
镇为特点的农村居民点面积增长了 51130 ×104
hm2 ;与城市经济发展密切相关的城市工交建设用
地面积也增长了 20121 ×104 hm2 . 除东北地区变化
不太明显外 ,华北、华中和华南地区均有大幅度增
加 ,其中华南地区城建用地面积增长了 7183 % ;华
北和华中地区分别增长了 4170 %和 5134 %.
31115 未利用地面积 　中东部地区未利用地类型以
分布于东北地区的沼泽、盐碱地和华北地区的盐碱
地为主 ,并分布着一定面积的沙地. 东北地区有着丰
富的沼泽及沼泽化的荒地资源 ,发展农业的潜力很
大. 12 年来 ,由沼泽地转化为农业用地的面积增加
了 40189 ×104 hm2 ;部分沙地得到了改良 ,其面积减
少了 10109 ×104 hm2 . 同时 ,由于长期片面追求扩大
灌溉面积 ,导致了部分区域地下水位上升 ,盐碱地面
积扩大 ,增加了 4135 ×104 hm2 .
312 　土地利用/ 覆盖类型面积变化原因分析
31211 耕地面积 　中东部地区 12 年来耕地面积共
转出 211144 ×104 hm2 ,反映了经济的快速增长对耕
地的大量占用. 其中以转向城镇用地的面积最大
(111915 ×105 hm2) ,占中东部地区耕地总转出面积
的 56135 % ;华北、华中和华南地区由耕地转向城镇
用地的面积在各自区的耕地转出量中均处于首位 ,
分别占 81140 %、59132 %和 46135 %. 近几年国家实
施的天然林保护和退耕还林 (草)工程也取得了一定
的成效 ,退耕后恢复的林地和草地面积分别占到中
东部地区耕地总转出面积的 20199 %和 3181 % ,耕
地向林地和草地的转化在一定程度上减缓了林地和
草地消失的速度. 另外 ,部分省份长期对土地的不合
理利用 ,出现局部地区的土壤肥力下降 ,土地严重退
化的现象. 东北地区作为我国重要的商品粮基地 ,不
仅拥有广阔肥沃的耕地 ,而且森林资源丰富. 多年来
积极开展的封山育林和植树造林工作 ,生态效益显
著.由耕地转向林地和草地的面积分别占到该地区
耕地转出面积的 45188 %和 17140 % ;另外 ,转成水
域的面积占 16118 %. 耕地向水体的转化 ,大致有两
方面原因 :一是部分有条件的地区利用其丰富的水
资源 ,将部分耕地转向经济收益较高的水产养殖业.
二是近几年国家实施的退耕还湖政策也取得了一定
的成效.
中东部地区转入的耕地总面积为 321064 ×105
hm2 ,净增耕地面积 101921 ×105 hm2 . 林地和草地
的减少是耕地面积增加的主要原因. 中东部地区人
口占全国人口的近 3/ 4 ,土地面积仅占 1/ 3. 随着社
会城市化迅猛发展对土地资源的大量占用以及人口
数目的持续增长 ,以减少林地和草地来维持或增加
耕地面积的做法成为中东部地区耕地增加的主要手
段.这两种土地覆盖类型向耕地的转化面积分别为
121763 ×105 hm2 和 111524 ×105 hm2 ,占转入耕地
总面积的 39180 %和 35194 % ;东北、华中和华南地
区由林地转成的耕地面积分别占到各自区域转入耕
地面积的 41112 %、46109 %和 59101 %.
31212 林地面积 　中东部地区林地转出面积 1516 ×
105 hm2 ,其中耕地面积的大量增加是林地缩小的主
要原因. 由林地转成耕地的面积分别占转出林地总
面积的 69142 %和 22178 % ;东北、华北、华中和华南
4 区由林地转成的耕地面积分别占各自区域林地总
转出面积的 84132 %、39165 %、32111 %和 15144 % ;
东北地区历来就是我国重要的木材供应基地 ,社会
经济的迅速发展对木材的大量需求导致林地锐减.
由于在采伐迹地上的植树造林速度远不及耕地的开
发速度 ,耕地面积大量增加. 同时 ,林地退化形成的
草地类型也是林地减少的一个重要原因 ,占林地转
0032 应 　用 　生 　态 　学 　报 　　　　　　　　　　　　　　　　　　15 卷
出面积的 22178 % ;东北、华北、华中和华南由林地
转成的草地面积分别占各自区域林地总转出面积的
13192 % %、39180 %、33115 % %和 64186 %. 林地退
化以后引起的水土流失现象在四大区域均有不同程
度的体现 ,尤以华北地区较为严重.
中东部地区 12 年来共转入林地面积 1516 ×
105 hm2 ,退耕还林和在草地上植树造林是林地面积
增加的主要原因. 两种因子增加的林地面积分别占
转入林地总面积的 26164 %和 70195 %. 东北、华北、
华中和华南由耕地转入的林地面积分别占各区林地
转 入 总 面 积 的 25112 %、63113 %、34171 % 和
14132 %. 分析结果表明 ,除东北地区退耕还林面积
远小于毁林开荒面积外 ,其它 3 个区的退耕还林面
积大于或略小于毁林开荒面积 ;另外 ,由草地转入的
林地面积分别占各区林地转入总面积为 71160 %、
311 09 %、63158 %和 83195 % ,说明在各省区开展的
退耕还林和全民植树造林工作成效显著.
31213 草地面积 　中东部地区草地转出面积 211866
×105 hm2 ,开荒和植树造林是草地减少的主要因
素. 12 年间 ,由草地转成的耕地和林地面积分别为
111524 ×105 hm2 和 87175 ×104 hm2 ,占中东部草地
转出面积的 52170 %和 40113 %. 其中草地资源丰富
的东北地区因草地开垦增加的耕地面积占草地总转
出面积的 95131 %. 同时 ,东北地区由于草地面积减
少换来的耕地面积的大量增加导致了局部地区草地
生态系统的破坏 ,不可利用地面积增加了 8128 ×
104 hm2 ,占中东部地区草地转入不可利用地面积的
98145 % ;另外 ,各省区荒山造林面积也有不同程度
的增加 ,其中以华中和华南两区的植树造林成果较
为显著 , 栽种面积分别达到 34123 ×104 hm2 和
34103 ×104 hm2 ,占各区草地转出面积的 88158 %和
95150 %.
中东部地区草地转入面积为 64198 ×104 hm2 .
转入的草地面积主要来自采伐迹地生境改变后形成
的草地类型 ,面积为 41189 ×104 hm2 ,占草地转入面
积的 64146 % ;其中东北和华南地区的面积较大 ,分
别为 19122 ×104 hm2 和 14185 ×104 hm2 ,占各自区
域草地转入面积的 48162 %和 94148 % ;华北和华中
地区由林地转成的草地面积较小 ,分别为 1150 ×
104 hm2 和 6131 ×104 hm2 ,占各自区域草地转入面
积的 65108 %和 85112 %.
31214 城镇建设用地面积 　12 年来 ,中东部地区城
建用地面积增加了 131876 ×105 hm2 . 城建用地面积
的迅速增加是以耕地面积的大量减少作为代价. 统
计分析结果表明 ,由耕地转入城建用地的面积为
111915 ×105 hm2 . 东北、华北、华中和华南 4 区由耕
地转入城建用地的面积分别占各自区域城建用地增
加面积的 77165 %、87183 %、90184 %和 68178 %. 大
量良田的侵占是中东部地区林地等土地覆盖类型减
少、水土流失加剧、生态环境质量下降的直接因素.
另外 ,在农村推行的小城镇建设也将农村居民由过
去的分散居住引向较为集中的小城镇发展的思路上
来 ,其结果一方面有利于农村剩余劳动力向非农业
人口的转变 ,增加了农民的收入 ,提高了生活水平和
质量 ,另一方面 ,以小城镇为特点的农村居民点面积
大量增加.
31215 未利用地面积 　中东部地区未利用地转出面
积 22135 ×104 hm2 . 其中开垦耕地面积是未利用地
转出的主要原因 ,面积为 11167 ×104 hm2 ,占未利用
地转出面积的 52122 %. 新增加的耕地主要集中在
沼泽和草地分布广泛的东北地区 ,面积为 11152 ×
104 hm2 ,占新增耕地面积的 55163 %. 未利用地减少
的另一个原因是河 (湖) 滩地和库区被淹没变为水
域 ,以及由此引起的地下水位抬高成为沼泽地. 两者
引起的未利用地减少量为 2130 ×104 hm2 ,占未利用
地转出面积的 10130 %. 新增水域面积主要分布在
华北和华中地区 ,分别占各自区域内未利用地转出
面积的 37173 %和 80177 %. 另外 ,对未利用地进行
的植树造林及其植被的自然恢复过程 ,使未利用地
发展成为林地和草地的面积分别占到未利用地转出
总面积的 9167 %和 29164 %. 中东部地区由部分耕
地、林地和草地 3 种土地利用/ 土地覆盖类型退化后
形成的不可利用地面积为 25159 ×104 hm2 . 与转出
的不可利用地面积相比 ,增加了 6174 ×104 hm2 . 其
中耕地水土流失造成不可利用地的增加面积为
5166 ×104 hm2 ,占不可利用地转入面积的 22111 % ;
由采伐迹地和草地退化后引起的水土流失面积分别
为 1175 ×104 hm2 和 8141 ×104 hm2 ;另外 ,由地下
水位上升引起的土壤盐渍化等不可利用地的增加主
要分布在东北和华中地区 ,面积分别为 8169 ×104
hm2 和 1102 ×104 hm2 ,占各自区域未利用地转入面
积的 37153 %和 75185 %. 总体来讲 ,12 年来开垦的
耕地面积大于耕地退化后形成的不可利用地面积 ,
而退化的草地和水域面积呈上升趋势.
313 　遥感数据精度验证及评价
31311 外业检查及验证 　本次遥感调查过程中的外
业检查、验证主要采纳了国家科技部重大科技项目
《遥感、地理信息系统、全球定位系统技术综合应用
103212 期 　　　　　　　　　　　　田自强等 :我国中东部地区土地利用/ 土地覆盖动态分析 　　　　　　　　　　　
研究》所取得的外业检查成果以及《中国西部地区生
态环境遥感调查》的研究成果. 除福建省土地利用/
覆盖类型的图斑判读正确率为 89 %以外 ,其他各省
均较高 ,吉林省达到 96 % 以上 ,19 省、市区图斑平
均判读正确率 94 %以上 (表 2) .
表 2 　土地利用/ 土地覆被数据库修改前后的准确率比较
Table 2 Compareison of before2and2after modif ication of land use and
cover database( %)
项目
Item
耕 　地
Cultivated
land
林 　地
Forest
area
草 　地
Grass2
land
水 　域
Water
area
城镇用地
Urban
land
未利用地
Urban
land
总合格率
Eligible
percent
修改前外业
Pre2modificatived
work
96124 92113 91127 97113 97119 92168 94144
修改后内业
Modificatived
work
99137 98171 98161 98173 98149 99187 98196
比较结果
Comparison reseult
+ 3113 + 7134 + 7134 + 1160 + 1130 + 7119 + 4152
　　经过外业实地检查 ,土地利用/ 覆盖类型的室内
判读图斑总准确率约在 95 % ,其中耕地、城乡居民
点和工矿建设用地和林地判读准确率在 96 %以上 ,
草地、水域和未利用土地判读准确率相对较低. 与
《中国西部地区生态环境遥感调查》中的土地利用/
土地覆盖类型的调查结果相比 ,均有一定程度的提
高.
31312 数据质量的评估 　数据加工过程中 ,质量检
查组对中东部各省级土地利用/ 土地覆被动态及更
新成果进行包括图斑定性和图斑界线勾绘的准确程
度检查. 共获取全部 5 个一级类型的动态图斑 16 ×
104 个左右. 结果表明 ,耕地和城镇类型动态图斑更
新准确率在 97 %～99 % ,其它地类更新准确率在
9419 %～9719 % ,平均 9614 %. 勾绘图斑界线的准
确率 97186 %.
4 　讨 　　论
对中东部地区土地利用/ 土地覆盖类型进行的
生态环境动态变化遥感调查结果比较分析可见 ,12
年来 ,耕地和城建用地面积分别增加了 101921 ×
105 hm2 和 131754 ×105 hm2 ,比 1988 年分别增长了
2114 %和 19125 % ; 林地和草地面积分别减少了
17183 ×104 hm2 和 151368 ×105 hm2 ,比 1988 年分
别下降了 1112 %和 29196 % ,土地覆盖面积仍呈现
下降趋势. 但这种下降的趋势随着 1998 年以来国家
对天然林保护以及退耕还林政策的实施 ,已有所缓
和. 12 年间对未利用地的开发面积占 1988 年未利
用地面积的 34131 %.
中东部地区增加的耕地面积主要来自于东北地
区耕地总量的增加. 华北、华中和华南三区的耕地面
积均有不同程度的减少. 这与中东部地区社会经济
的迅猛发展对耕地的占用有密切关系. 同时 ,该区域
开发历史悠久 ,社会经济发达且人口众多 ,可供开垦
的耕地有限. 特别是改革开放以来 ,城市化发展对耕
地的大量占用 ,加上部分省份长期对土地的不合理
利用 ,出现局部地区的土壤肥力下降 ,土地严重退化
的现象 ,耕地面积总体呈现减少的趋势. 另外 ,国家
实施的天然林保护工程以及退耕还林 (草)工程近几
年也取得了一定的成效. 东北地区作为我国主要的
商品粮基地 ,拥有大面积的荒地. 随着农业水利设施
建设的深入 ,耕地面积不断扩大.
中东部地区林地面积总量变化不大 ,但不同林
地类型面积及由此决定的林地生态质量呈下降趋
势. 其中具有较高生态功能的有林地、疏林地面积以
及用材林、经济林等人工林地面积有所减少 ,由有林
地、疏林地等退化成的灌木林地相应增加. 其中东北
地区有林地面积减少趋势较为明显. 华北部分地区
经过数千年来无计划、不合理的垦殖 ,自然植被遭受
严重的破坏 ,极大地削弱了地面的抗蚀能力 ,水土流
失严重. 虽然进行了大规模的植树造林工作 ,但部分
省份有林地面积仍继续下降. 有林地面积的减少 ,也
反映了生态环境质量的下降. 华中和华南地区自然
条件优越 ,在人为干扰减轻的条件下 ,植被恢复较
快.经过人工造林以及天然林保护和退耕还林政策
实施 ,有林地面积均有所增加.
中东部地区草地面积总体呈增加趋势. 草地面
积的增加是以高覆盖度草地和中覆盖度草地面积的
大量减少以及由此退化后形成的低覆盖度草地面积
的大量增加为代价. 草地类型的这种变化趋势因各
区草地资源的多寡不一 ,草地类型的变化对生态环
境的影响存在差异. 草地类型的退化也是中东部地
区水土流失加剧 ,生态环境下降的主要原因之一.
中东部地区的城镇、农村居民点和工矿用地面
积随着经济的快速发展 ,均呈上升趋势. 其中以城镇
化建设用地增长最快. 另外 ,在农村推行的小城镇建
设使得以小城镇为特点的农村居民点面积增长迅
速 ;随着城市经济的迅猛发展 ,与之密切相关的城市
工交建设用地面积相应增加.
中东部地区自然条件较好 ,开发历史悠久 ,土地
使用率高 ,未利用土地面积分布少. 未利用地类型以
分布于东北地区的沼泽、盐碱地和华北地区的盐碱
地为主 ,同时在两区境内也分布着一定面积的沙地.
东北地区沼泽及沼泽化的荒地资源丰富 ,发展农业
的潜力很大. 经过多年坚持不懈的“上蓄、中防、下
2032 应 　用 　生 　态 　学 　报 　　　　　　　　　　　　　　　　　　15 卷
泄”相结合的农田水利建设 ,由沼泽地转化为农业用
地面积进一步扩大 ,部分沙地也得到了改良. 但由于
长期采取的大蓄大引、只灌不排 ,导致部分区域地下
水位上升 ,盐碱地面积有所增加.
综上所述 ,中东部地区 5 种土地利用/ 土地覆盖
类型的变化趋势表明 ,反映人类对自然生态系统干
扰程度的耕地和城镇、居民点、工交用地的面积有所
增加 ,而反映生态环境质量较高的林地和草地面积
均有所下降. 因此 ,中东部地区的整体生态环境质量
仍呈下降趋势.
参考文献
1 　Chang Y(常 　禹) ,Bu R2C (布仁仓) , Hu Y2M (胡远满) , et al .
2003. GIS and RS determination of abiotic range of forest landscape
distribution in Changbai Mountain Natural Reserve. Chin J A ppl
Ecol (应用生态学报) ,14 (5) :671～675 (in Chinese)
2 　Chen S2P(陈述彭) ,Zhao Y2S(赵英时) . 1990. Geography Analysis
with Remote Sensing. Beijing : Surving and Mapping Press. 147～
167 (in Chinese)
3 　Davis FW ,Stoms DM , Estes J E , et al . 1990. An information sys2
tems approach to the preservation of biological diversity. Geogr In2
f orm Syst ,1 :55～78
4 　Gong P(宫　鹏) ,Marceau D , Howarth PJ . 1992. A comparison of
spatial feature extraction algorithms for land2use mapping with
SPOT HRV data. Remote Sens Envi ron ,40 :137～151
5 　Gopal S , Woodcock C , Strahler E , et al . 1999. Fuzzy neural ner2
work classification of global land cover from a 1°AVHRR data set .
Remote Sens Envi ron ,67 (2) :230～243
6 　Liu J Y ,Liu ML , et al . 2002. The land2use and land 2cover change
database and its relative studies in China. J Geogr Sci , 12 (3) :275
～282
7 　Liu J Y ,Liu ML , et al . 2003. Study on spatial pattern of land2use
change in China during 1995～2000. Sci China ,46 (4) :373～384
8 　Liu J Y , Zhuang DF , et al . 2003. A study on the spatial2temporal
dynamic changes of land2use and driving forces analyses of China in
the 1990s. Geogr Res ,12 (1) :1～12
9 　Liu J2Y(刘纪远) . 1996. Macro2scale Survey and Dynamic Study of
Natural Resources and Environment of China by Remote Sensing.
Beijing :China Science and Technology Press. (in Chinese)
10 　Lu L (卢　玲) ,Cheng G2D(程国栋) ,Li X(李 　新) . 2001. Land2
scape change in middle Heihe River Basin. Chin J A ppl Ecol (应用
生态学报) ,12 (1) :68～74 (in Chinese)
11 　Muchoney D ,Borak J , Chi HM , et al . 1998. Application of the
MODIS global supervised classification model to vegetation and land
cover mapping of Central America. Intern J Remote Sens , 21 (6) :
1115～1138
12 　Saarchi SS , Nelsin B , Podest E , et al . 2000. Mapping land cover
types in the Amazon Basin using L Km J ERS21 mosaic. Intern J
Remote Sens ,21 (6) :1201～1234
13 　Scott J M ,Jennings MD. 1998. Large2area mapping of biodiversity.
A nn Missouri Bot Garden ,85 :34～47
14 　Serwan M ,Baban J . 2001. Mapping land use/ cover distribution on a
mouritainous tropical island using remote sensing and GES. Intern J
Remote Sens ,2 (10) :1909～1918
15 　Shanghai Normal University (上海师范大学) . 1979. Physical Ge2
ography of China. Beijing : People Education Press. (in Chinese)
16 　Song D2M (宋冬梅) ,Xiao D2N (肖笃宁) ,Zhang Z2C(张志诚) , et
al . 2003. Landscape changes of Minqin oasis in Gansu Province and
its driving force. Chin J A ppl Ecol (应用生态学报) ,14 (4) :535～
539 (in Chinese)
17 　Stoms DM , Estes J E. 1993. A remote sensing research agenda for
mapping and monitoring biodiversity. Remote Sens , 10 : 1839 ～
1860
18 　Wang X2Y(王晓燕) , Xu Z2G(徐志高) , Yang M2Y(杨明义) , et
al . 2004. Analysis of the landscape diversity dynamics of small wa2
tershed in the Loess Plateau. Chin J A ppl Ecol (应用生态学报) ,
15 (2) :273～675 (in Chinese)
19 　Wang Y2L (王仰麟) , Han D (韩 　荡) . 2000. Ecological planning
and designing in agricultural landscape. Chin J A ppl Ecol (应用生
态学报) ,11 (2) :265～269 (in Chinese)
20 　Xiao D2N (肖笃宁) ,Zhao Y(赵 　翌) ,Sun Z2W (孙中伟) , et al .
1990. Study on the variation of landscape pattern in the west sub2
urbs of Shenyang. Chin J A ppl Ecol (应用生态学报) ,1 (1) :75～
84 (in Chinese)
21 　Xiao D2N (肖笃宁) . 1999. Development of Landscape Ecology.
Changsha : Hunan Scientific and Technical Press. (in Chinese)
22 　Xu G2H(徐冠华) . 1994. Remote Sensing Theory and Its Technical
Application for Renewable Resources in the Three North Shelter
Forest Region. Beijing :China Forestry Press. 43～45 (in Chinese)
23 　Yang G2J (杨国靖) , Xiao D2N (肖笃宁) . 2004. Spatial pattern
analysis of forest landscape in low coteau of Middle Qilian Moun2
tains. Chin J A ppl Ecol (应用生态学报) , 15 ( 2) : 269～272 (in
Chinese)
24 　Zang S2Y(臧淑英) , Wan L2H (万鲁河) , Zhou D2W (周道玮) .
2003. Landscape ecological assessment and planning in the water2
shed of Erlong Mountain reservoir in Heilongjiang Province. Chin J
A ppl Ecol (应用生态学报) ,14 (4) :540～544 (in Chinese)
25 　Zhang H2Y(张惠远) . 1999. Landscape planning : Concept ,origin
and development . Chin J A ppl Ecol (应用生态学报) ,10 (3) :373
～378 (in Chinese)
作者简介 　田自强 ,男 ,1971 年生 ,博士. 主要从事景观生态
学、植物生态学和遥感方面的研究 ,发表文章 10 余篇 ,专著
2 部. Tel :010284913914 ; E2mail :tianzq @craes. org. cn
303212 期 　　　　　　　　　　　　田自强等 :我国中东部地区土地利用/ 土地覆盖动态分析