全 文 ：林业科学研究　2008, 21 (增刊 ) : 6～13
Forest Research
　　文章编号 : 100121498 (2008)增刊 20006208
基于遥感数据的富阳市竹子资源动态变化研究
刘　华 1 , 鞠洪波 1 , 傅懋毅 2 , 杨校生 2
(1. 中国林业科学研究院资源信息研究所 ,北京　100091; 2. 中国林业科学研究院亚热带林业研究所 ,浙江 富阳　311400)
摘 　要 :利用浙江省富阳市 1984年和 1999年 2期 TM影像数据 ,结合土地利用动态变化研究方法 ,对富阳市竹子资
源和其它主要土地利用类型的动态变化进行了研究分析。结果表明 : 1984—1999年期间 ,富阳市土地利用变化较
快 ,在单一类型中 ,园地的变化速度最快 ,耕地的变化速度最慢 ;竹子资源数量下降 ,年平均下降 2. 47% ,主要转移
对象是其它林地 ;竹子的动态变化在富阳市 25个乡镇中存在着区域差异 ;在变化期间 ,其它林地的稳定性最高 ,同
时也是转入量最高的一种类型 ,数量大幅增加。
关键词 :遥感技术 ;竹子资源 ;动态变化
中图分类号 : S771. 8 文献标识码 : A
收稿日期 : 2007211229
基金项目 : 国际合作项目“中国不同社会经济条件主要竹产区的竹林经营方式选择及其对环境的影响”
作者简介 : 刘华 (1971—) ,女 ,辽宁大连人 ,副研究员 ,从事 3S技术在林业中的应用研究.
Research on D ynam ic Change of Bam boo Forest Using
Rem ote Sen sing Da ta in Fuyang
L IU Hua1 , JU Hong2bo1 , FU M ao2yi2 , YANG X iao2sheng2
(1. Research Institute of Forest Resource Information Technologies, CAF, Beijing　100091, China;
2. Research Institute of Subtrop ical Forestry, CAF, Fuyang　311400, Zhejiang, China)
Abstract:Landsat TM images of 1984 and 1999 that cover the whole Fuyang City were used to analyze the dynam ic
change p rocess of bamboo and other land2use types. The results of analyze indicated: that from 1984 to 1999, the
rate of land2use change was rap id. For the rate of change of each land2use type, garden p lot was the most rap id
one, and farm land was the slowest one. The area of bamboo forest decreased. The annual average rate of decreasing
of was 2. 47%. Most of decreased bamboo forest was transferred to other forest. There was regional diversity of
bamboo forest change in the 25 towns of Fuyang. From 1984 to 1999, the stability of other forest was the highest,
and it is the type that got the most transference from other land2use type. So the area of other forest increased largely
in the changed period.
Key words: remote sensing; bamboo; dynam ic change
　　我国素有“竹子王国 ”之称 ,竹子资源位居世界
第一 ,约占世界总量的 30% ,主要盛产于长江以南
的浙江、江西、福建、云南、四川等地。竹子品种众
多 ,有 26属 300余种 [ 1 ]。竹林是中国森林资源的重
要组成部分 ,相比其它用材林 ,竹子具有生长快、投
资少、产量高 ,一次造林可持续利用的特点 ,有较高
的经济价值。同时它还具有防冲、抗风、涵养水源等
生态功能 [ 2 ]。随着我国竹子加工技术的不断提高 ,
竹子被广泛应用于建筑、造纸、食品、家具、运输、旅
游等行业 ,竹材已成为木材的最佳替代品。大力发
展竹产业 ,通过以竹代木 ,减少木材消耗 ,达到保护
木材森林资源的目的 ,有利于我国生态环境的保护。
竹子资源所具有的较高的经济和生态综合效益已引
起国际社会和各竹产国的高度重视。如何合理地开
增刊 刘 　华等 :基于遥感数据的富阳市竹子资源动态变化研究
发利用竹子资源是普遍关注的问题。本文以浙江省
富阳市为研究试验区 ,利用遥感手段对研究区竹子
资源的动态变化进行监测 ,并结合 GIS技术分析其
变化特征和规律。
1　研究区概况
富阳市位于浙江省西北部 (29°44’～30°12’N、
119°25’～ 120°09’E )。东西 69. 7 km, 南北宽
49. 7 km,总面积约 1 830 km2。
富阳市的地势由东北向西南逐渐升高 ,平均海拔
300 m,最高峰海拔 1 067 m。钱塘江的干流富春江横
贯中部 ,形成东南低山、西北丘陵和中部沿江平原三
部分。气候特点是雨量充沛、日照充足、四季分明 ,属
亚热带季风气候。土壤以红壤为主 ,多属酸性 ,适宜
多种竹子生长 ,是散生竹类的主要分布区。自然条件
优越 ,土地肥沃 ,富阳市是一个九山半水半分田的山
区市 ,竹子资源十分丰富 ,是浙江省第 3大毛竹产区 ,
竹业年产值近 3亿元 ,传统的造纸业享誉全国 [ 3 ]。
2　数据与研究方法
2. 1　数据
(1)遥感数据 　覆盖富阳市全境的 Landsat5 TM
数据两景 ,轨道号 119 /39,成像时间分别为 : 1984年
8月 4日和 1999年 10月 1日 ,分辨率 30 m ×30 m。
利用这两期遥感数据进行竹林和其它土地利用类型
的变化监测。
(2)富阳市行政区划图 　富阳市行政区划图用
于建立富阳市行政区划图的矢量文件。
(3)富阳市 1∶5万地形图 　该图用于遥感影像
的几何校正。
(4)其它资料 　土地利用现状图和森林资源分
布图用于辅助遥感影像分类。
2. 2　研究方法
2. 2. 1　遥感数据处理 　参照 1∶5万地形图在 Erdas
软件中采用二次多项式及最近邻域差值法对两景遥
感影像做几何校正 ,均方差 (RMS Error)小于 0. 5个
像元。几何校正后的影像与富阳市边界文件作掩膜
处理 ,提取研究区的两期遥感影像。在已制定的分
类系统基础上 ,选取 4、5、3波段组合 ,结合野外调查
数据 ,选取训练样本进行监督分类 ;再参照同时期的
土地利用现状图和森林资源分布图 ,对初步的分类
结果进行修改或调整 ,得到 1984年和 1999年富阳
市土地利用分类图 (图 1、2)。
图 1　富阳市 1984年土地利用分类图
　　结合野外调查获取的样点数据 ,采用类型精度
评价法检验分类精度 ,两期分类图的最终分类精度
见表 1。
表 1　1984年和 1999年影像分类精度
年份 总分类精度 /% Kappa系数
1984年影像 87. 43 0. 857 3
1999年影像 86. 08 0. 839 3
7
林 　业 　科 　学 　研 　究 第 21卷
图 2　富阳市 1999年土地利用分类图
2. 2. 2　分类系统的确定 　根据土地利用现状遥感
分类原则 [ 4 ] ,并结合研究目的和富阳市的实际情况 ,
确定了竹林、其它林地、耕地、建设用地、园地、水域
和未利用土地 7大类。
2. 2. 3　动态变化指标分析 　有关土地利用动态变
化的研究近年来提出了不少研究方法 ,分别从土
地资源数量、区域差异、土地利用程度、空间变化
等方面对某一地区土地利用变化的特征进行分
析。竹林是林地的一种 ,也可以看作是一种土地
利用类型。本文采用土地资源数量变化模型、土
地利用区域差异模型计算相应的动态变化指标 ,
以分析富阳市竹子资源及其它土地利用类型动
态变化的特征。
2. 2. 4　土地利用类型间的转移分析 　土地利用的
动态变化过程不仅包括各土地利用类型面积数量的
增减 ,同时也包括不同类型间复杂的相互转化过程。
本文运用马尔柯夫模型计算 1984—1999年期间不
同土地利用类型之间的转移概率矩阵 ,有效地揭示
研究时段内不同土地利用类型之间相互转移的细节
信息。
2. 2. 5　土地利用结构变化趋势预测 　了解土地利
用变化的发展趋势 ,有助于合理规划区域土地利用
方案和制订科学的经济发展政策。本文运用马尔柯
夫预测模型 ,对富阳市未来 30年的土地利用结构变
化趋势进行预测分析。
3　结果与分析
3. 1　资源数量变化分析
资源数量的变化可以用面积变化和土地利用动
态度来表示 ,它们分别反映了各种土地资源的变化
幅度和变化速度。
3. 1. 1　面积变化分析 　从表 2的统计数据可以看
出 : (1) 15年来富阳市竹林减少的面积超过 1. 6万
hm2 ,而同时其它林地却增长了 2. 6万多 hm2 ,总体
来说林地面积是增加的 ; (2)耕地面积略有减少 ,变
化幅度不大 ; ( 3)园地和建设用地增长的数量虽然
不是很多 ,但由于原有量较少 ,增长幅度较大 ; ( 4 )
未利用土地大量减少 ,减少近 80%。
表 2　1984—1999年富阳市土地利用变化分类面积
类型 面积 / hm
2
1984年 1999年 变化
竹林 43 601. 6 27 429. 10 - 16 172. 50
其它林地 75 203. 0 101 433. 00 26 230. 00
耕地 31 068. 7 29 458. 90 - 1 609. 80
建设用地 1 821. 06 6 019. 92 4 198. 86
园地 12. 15 923. 04 910. 89
水域 5 037. 08 5 855. 49 818. 41
未利用土地 19 159. 70 4 783. 77 - 14 375. 90
其它 (云和阴影等 ) 6 756. 93 6 756. 93 0. 00
3. 1. 2　土地利用动态度分析 　土地利用动态度可
定量描述区域土地利用变化的速度 ,它对比较不同
土地利用类型变化的差异和预测未来土地利用变化
8
增刊 刘 　华等 :基于遥感数据的富阳市竹子资源动态变化研究
趋势都具有积极的作用 [ 5 ]。
(1)单一土地利用类型动态度计算　单一土地利
用类型动态度反映的是某一研究区域一定时期范围
内某种土地利用类型的数量变化情况 ,其表达式为 :
K =
Ub - Ua
Ua
×1
T
100% (1)
式 (1)中 : K为研究时段内某一土地利用类型动
态度 ; Ua、Ub 分别为研究期初和研究期末某一土地
利用类型的数量 ; T为研究时段长 ,当 T的时段设定
为年时 , K的值就是该研究区某种土地利用类型年
变化率。
(2)综合土地利用动态度计算 　综合土地利用
动态度体现的是某个研究区在某一研究时段内的总
体变化情况 ,可表示为 :
LC =
ρn
i = 1
△LU i - j
2ρn
i = 1
LU i
×1
T
100% (2)
式 (2)中 : LU i 为监测起始时间第 i类土地利用
类型面积 , △LU i - j为监测时段内第 i类土地利用类
型转为非 i类土地利用类型面积的绝对值 ; T为监测
时段长度 ,当 T的时段设为年时 , LC的值即为研究
区的土地利用年变化率。
根据公式 ( 1 )、( 2 )计算了富阳市 1984—1999
年各土地利用类型的单一动态度和综合土地利用动
态度。
表 3　富阳市 1984—1999年土地利用类型动态度
土地利用动态度
土地利用类型
竹林 其它林地 耕地 园地 未利用土地 建设用地 水域
单一土地利用动态度 /% - 2. 47 2. 33 - 0. 35 499. 80 - 5. 00 15. 37 1. 08
综合土地利用动态度 /% 1. 22
　　从计算结果 (表 3)可看出 :从 1984—1999年这
15年间 ,富阳市的土地利用变化很快 ,年平均速度
达到了 1. 22% ,其中园地的变化速度最快 ,单一土
地利用类型动态度高达 499. 80% ;建设用地次之 ,
每年以 15. 37%的速度增长 ,说明随着经济发展和
人口增长 ,富阳市的居民住宅、道路等基础设施增长
较快 ;竹林与其它林地的变化速度接近 ,但林地是以
每年 2. 33%的速度增加 ,而竹林则呈下降趋势 ;各
种地类中耕地的变化速度最慢 , 平均每年减少
0. 35%。
通过单一土地利用类型动态度的计算 ,不仅可
以了解土地类型的变化速度情况 ,而且能够知道它
的变化方向。
3. 2　土地利用区域差异分析
富阳市共有 25个乡 (镇、街道 ) ,竹子资源在
各乡镇均有分布 ,但数量不等 ,同时在研究期的
15 a内 ,由于各乡镇竹产业发展不均衡 ,其竹子
资源的变化情况也存在着很大不同。本文利用
各乡镇竹子资源的相对变化率来反映竹子变化
的区域差异。
某研究区某一特定土地利用类型相对变化率
可表示为 [ 5 ] :
R =
kb
ka
Cb
Ca
(3)
式 (3)中 : R 为相对变化率 ; Ka、Kb 分别为区域
某一特定土地利用类型研究期初及研究期末的面
积 ; Ca、Cb 分别代表全研究区某一特定土地利用类
型研究期初及研究期末的面积。
如果某区域某种土地利用类型的相对变化率
R > 1,则表示该区域这种土地利用类型变化较全区
域大。
为了获得竹子和其它土地利用类型在各乡镇
分布面积的数据 ,首先将富阳市行政区划图由矢
量转成栅格数据后 ,在 ERDA S软件中应用 M atrix
分析工具将其分别与 2个时期的土地利用分类图
做相交处理 ,统计得到 25个乡镇各土地利用类
型的面积 ,再根据公式 ( 3 )分别计算相对变化率
(表 4 ) 。
由表 4可以看出 :富阳市土地利用类型的变
化存在着区域差异 ,其中竹子的变化在里山乡最
大 ,相对变化率为 1. 71 ,而在场口镇最小 ,相对变
化率只有 0. 37;有 12个乡镇的竹子相对变化率
大于 1 ,其变化幅度超过了全富阳市竹子变化的
平均水平 ;其它林地的变化以万市镇最大 ,里山
乡最小 ;耕地变化受降镇最大 ,常绿镇最小 ;园地
变化万市镇最大 ,灵桥镇最小 ;未利用土地变化
场口镇最大 ,上官镇最小 ;建设用地变化湖源乡
最大 ,场口镇最小 ;水域的变化永昌镇最大 ,常绿
镇最小。
9
林 　业 　科 　学 　研 　究 第 21卷
表 4　富阳市各乡镇土地利用类型相对变化率
乡镇
土地利用类型相对变化率 /%
竹林 其它林地 耕地 园地 未利用土地 建设用地 水域
万市镇 0. 49 1. 35 0. 95 7. 86 0. 49 2. 21 0. 64
洞桥镇 0. 76 1. 17 0. 78 1. 07 0. 27 0. 73 0. 92
胥口镇 0. 54 0. 97 1. 12 1. 87 1. 28 1. 87 0. 94
新登镇 0. 75 1. 05 1. 02 0. 87 0. 99 1. 35 0. 86
渌渚镇 0. 63 1. 06 1. 03 0. 48 1. 14 1. 19 0. 87
永昌镇 1. 45 0. 87 0. 82 0. 72 0. 46 2. 32 1. 49
上官镇 1. 29 0. 95 1. 28 0. 15 1. 07 0. 63
大源镇 1. 38 0. 95 0. 81 0. 95 0. 27 1. 88 0. 87
灵桥镇 1. 53 0. 75 1. 02 0. 22 1. 11 1. 19 0. 91
里山乡 1. 71 0. 72 1. 17 1. 38 1. 49 0. 79
渔山乡 1. 52 0. 79 0. 98 0. 58 4. 84 0. 85
环山乡 1. 10 0. 83 1. 09 2. 47 0. 95 0. 82 0. 84
常绿镇 1. 43 1. 07 0. 39 0. 25 1. 76 0. 43
龙门镇 1. 39 0. 81 1. 14 0. 78 0. 56 0. 78 0. 82
场口镇 0. 37 0. 97 1. 02 2. 07 3. 80 0. 46 0. 97
东图乡 0. 71 1. 15 0. 93 2. 44 0. 71 0. 86
常安镇 0. 95 0. 96 0. 86 1. 15 1. 94 0. 77 1. 43
湖源乡 1. 18 0. 96 0. 68 1. 97 0. 91 19. 67 1. 09
窈口乡 0. 93 0. 95 1. 03 1. 24 2. 14 1. 09
富阳镇 0. 80 0. 88 0. 97 0. 47 2. 28 0. 94 1. 10
高桥镇 0. 96 0. 94 1. 29 4. 26 0. 52 1. 01 1. 35
受降镇 0. 75 1. 02 1. 30 0. 47 1. 52 1. 35
新义乡 1. 23 0. 96 0. 93 0. 27 0. 62 0. 84
春建乡 1. 23 0. 93 1. 06 1. 98 0. 58 0. 73 0. 85
三山镇 0. 62 0. 94 1. 06 0. 61 2. 75 0. 54 0. 97
3. 3　土地利用类型间的转移分析
以上土地资源数量变化分析只反映了富阳市
竹子和其它土地利用类型的数量变化特征 ,为了
揭示其不同类型间复杂的转化过程 ,本文应用马
尔柯夫模型计算 1984—1999年期间富阳市不同
土地利用类型之间的转移概率矩阵 ,研究竹子与
其它类型间相互转移的动态变化进程信息。
3. 3. 1　马尔柯夫模型原理 　所研究事物 (系统 )
由某时刻的一种状态 i转移到另一时刻的状态 j
称为状态的转移。系统由时刻 tn的状态 i转移到
时刻 tn + 1的状态 j的转移概率为 P ij , 系统各状态
转移概率的全体组成转移概率矩阵 [ 6 ] :
P = P ij =
P11 P12 ⋯ P1m
P21 P22 ⋯ P2m
… … …
Pm 1 Pm 2 Pmm
( 4 )
式 ( 4 )中 : m 为土地利用类型数目 ; P ij为系统
由状态 i转变到状态 j的概率 ,由公式 ( 5 )获得 :
P ij = A ij /A i ( 5 )
式 ( 5 )中 : A ij为土地利用类型 i转化为土地利
用类型 j的面积 , A i为土地利用类型 i在研究时段
内的初始面积 [ 7 ] 。
矩阵 ( 4 )的元素满足 :
P ij≥ 0ρm
i = 1
pij = 1
( 6 )
3. 3. 2　各类型间转移面积统计 　要计算转移概
率首先要得到各土地利用类型间的转移面积数
据 ,在 ERDA S软件中应用 M atrix分析工具将 2个
时期的土地利用分类图做相交处理 ,产生富阳市
1984—1999年土地利用变化图 ,根据其属性表获
取各类型间相互转移面积的统计数据。
表 5　富阳市 1984—1999年土地利用变化转移面积 hm2
1984年 1999年其它林地 竹林 园地 耕地 未利用土地 水域 建设用地
其它林地 54 255. 78 14 277. 78 474. 21 3 120. 75 1 505. 07 206. 91 1 362. 51
竹林 28 978. 83 11 292. 48 114. 66 2 031. 12 463. 68 90. 45 630. 36
园地 5. 22 0. 90 0. 27 2. 70 1. 17 1. 89 0. 00
耕地 5 834. 07 212. 22 79. 38 21 056. 40 1 417. 23 781. 38 1 688. 04
未利用土地 12 079. 53 1 641. 15 253. 44 2 821. 50 1 286. 55 181. 26 896. 31
水域 105. 48 2. 52 0. 63 115. 56 60. 12 4 584. 42 166. 95
建设用地 173. 43 1. 89 0. 45 310. 59 49. 95 9. 00 1 275. 75
01
增刊 刘 　华等 :基于遥感数据的富阳市竹子资源动态变化研究
3. 3. 3　富阳市土地利用变化的转移概率矩阵 　
根据表 5中面积统计数据和公式 ( 4 ) 、( 5 )得到了
富阳市在 2个研究时段内的土地利用转移概率矩
阵 (表 6 ) 。根据表 6中转移概率矩阵提供的信
息 ,分析富阳市土地利用类型间相互转移的几个
基本特征 :
表 6　富阳市 1984—1999年土地利用类型转移概率 %
1984年
1999年
其它林地 竹林 园地 耕地 未利用土地 水域 建设用地
其它林地 72. 15 18. 99 0. 63 4. 15 2. 00 0. 28 1. 81
竹林 66. 46 25. 90 0. 26 4. 66 1. 06 0. 21 1. 45
园地 42. 96 7. 41 2. 22 22. 22 9. 63 15. 56 0. 00
耕地 18. 78 0. 68 0. 26 67. 77 4. 56 2. 52 5. 43
未利用土地 63. 05 8. 57 1. 32 14. 73 6. 71 0. 95 4. 68
水域 2. 09 0. 05 0. 01 2. 29 1. 19 91. 04 3. 31
建设用地 9. 52 0. 10 0. 02 17. 06 2. 74 0. 49 70. 06
　　 ( 1 )在 1984—1999年期间 ,有近 3 /4的竹林
转移为别的地类 ,主要转移方向是“其它林地 ”,
整个竹林转移部分的 90 %都成为“其它林地 ”。
与此同时 ,其它类型也不同程度地向竹林转移 ,
其中最多的是“其它林地 ”,有近 19 %的原“其它
林地 ”上种植了竹子 ,其次有 8. 57 %的未利用土
地也转移为竹林 ,但总体来说 ,竹林转出的数量
要大于转入数量 ,因此 15年间竹林数量下降。
(2)在这 15年间 ,“其它林地”是稳定性最高的一
种土地利用类型 ,同时也是转入量最多的 ,除了原有部
分的 72. 15%保持不变外 ,分别又有 66. 46%的竹林、
42. 96%的园地、63. 05%未利用土地、18. 78%的耕地等
转变成“其它林地”,因此这一类型的数量大幅增长。
(3)园地和未利用土地是所有变化类型中转出
概率最大的 2 个类型 ,分别有 97. 78%的园地和
93. 29%的未利用土地转变成其它类型。
(4)从总的各类型变化情况来分析 ,竹林和“其
它林地 ”2个类型间的相互转移概率是比较大的 ,这
与富阳市的山区地形以及竹林 (尤其是毛竹林 )与
其它林木的立地条件相似有很大关系。
3. 4　基于马尔柯夫过程的动态变化模拟与预测
为了了解竹子资源和其它土地利用类型的发展
变化趋势 ,本文运用马尔柯夫模型对富阳市未来
30 a的土地利用结构进行模拟预测 ,为促进竹产业
的合理发展和土地利用结构的优化提供科学依据。
3. 4. 1　土地利用结构变化的马尔柯夫过程模拟原理
马尔柯夫链预测模型是利用某一系统的现在状况及
其发展动向预测该系统未来的状况 ,是一种具有无
后效性特征的随机过程 [ 8 ] ,用来预测土地利用结构
变化是十分有效的。
根据齐次马尔柯夫模型理论 ,系统所研究的事
物在任何时刻的状态概率向量 S ( k) ,可由它的初始
概率向量 S (0)和状态经 K步转移后的高阶转移概率
矩阵 P ( k)来确定 ,即 [ 8 - 9 ] :
S ( k) = S ( 0) P ( k) = [ S ( k)1 　S ( k)2 　K　S ( k)n ] (7)
系统的初始概率向量 :
S ( 0) = [ S ( 0)1 　S ( 0)2 　K　S ( 0)n ] (8)
式 (8)中 :向量元素 S ( 0)i 代表一个拥有 n个互
不相容状态的系统 ,其状态 i出现的初始概率。
系统的高阶转移概率矩阵 :
P ( k) = P ( k)ij =
P ( k)11 P
( k)
12 ⋯ P ( k)1n
P ( k)21 P
( k)
22 ⋯ P ( k)2n
… … …
P ( k)n1 P
( k)
n2 P
( k)
nn
(9)
式 (9)中 :矩阵元素 P ( k)ij 表示状态 i经 k步转移
到状态 j的概率。高阶转移概率矩阵可根据递推公
式 (10)逐步获得。
P ( l)ij = ∑
n
t = 1
p( k)it p
( k - 1)
tj 　 ( l = 2, 3, ⋯⋯, k) (10)
用马尔柯夫法来分析不同时段各土地利用类型
之间的转化状况是科学的 ,利用上述计算方法预测
富阳市未来 30年土地利用结构的变化。
3. 4. 2　富阳市土地利用结构变化模拟与预测 　由
1984年富阳市土地利用图可获得各土地利用类型
的初始概率向量 :
S (0) = [ 0. 411 7 0. 238 7 0. 000 1 0. 170 1
0. 104 9 0. 027 6 0. 010 0 ] (11)
式 (11)中向量的各元素分别代表其它林地、竹
林、园地、耕地、未利用土地、水域、建设用地等各类
土地利用类型占总土地面积的比例。
根据前文中计算得到的 1984—1999年各土地
利用类型的一阶转移概率矩阵 (表 6) ,设定马尔柯
夫链的步长为 15 a,可计算出二阶、三阶转移概率矩
阵 (表 7、8)。
11
林 　业 　科 　学 　研 　究 第 21卷
表 7　富阳市 1999—2014年土地利用类型转移概率 %
1999年
2014年
其它林地 竹林 园地 耕地 未利用土地 水域 建设用地
其它林地 67. 16 18. 86 0. 56 7. 44 2. 08 0. 72 3. 18
竹林 66. 96 19. 47 0. 52 7. 59 1. 96 0. 60 2. 90
园地 47. 44 11. 22 0. 53 19. 46 3. 00 15. 29 3. 06
耕地 30. 28 4. 62 0. 36 48. 46 3. 98 4. 16 8. 14
未利用土地 59. 21 14. 97 0. 58 15. 10 2. 74 1. 72 5. 69
水域 4. 95 0. 58 0. 05 4. 48 1. 41 82. 93 5. 56
建设用地 18. 56 2. 26 0. 16 24. 33 3. 08 1. 28 50. 32
　　注 : k = 1
表 8　富阳市 2014—2029年土地利用类型转移概率 %
2014年
2029年
其它林地 竹林 园地 耕地 未利用土地 水域 建设用地
其它林地 64. 26 17. 91 0. 53 9. 70 2. 17 1. 19 4. 24
竹林 64. 42 18. 02 0. 53 9. 74 2. 16 1. 08 4. 05
园地 48. 07 12. 35 0. 43 17. 11 2. 47 14. 68 4. 87
耕地 37. 55 7. 66 0. 39 36. 46 3. 44 5. 23 9. 27
未利用土地 58. 06 15. 51 0. 39 14. 93 2. 45 2. 28 6. 28
水域 7. 97 1. 29 0. 08 6. 33 1. 55 75. 65 7. 05
建设用地 24. 73 4. 61 0. 24 26. 47 3. 12 2. 14 37. 13
　　注 : k = 2
　　由初始概率向量和各高阶转移概率矩阵 ,可分
别计算出在经过各步运算后系统的概率向量 ,即相
应年份各土地利用类型所占的比例。根据公式
(7)、(11)计算得到富阳市 2014年和 2029年各类
土地类型比例的预测值 (表 9)。
表 9　富阳市 1999年、2014年和 2029年各土地利用类型占总面积比例预测值
年份
土地利用类型占总面积比例 /%
其它林地 竹林 园地 耕地 未利用土地 水域 建设用地
1999 55. 53 15. 02 0. 51 16. 13 2. 62 3. 21 3. 30
2014 55. 32 14. 81 0. 48 15. 07 2. 36 3. 63 4. 64
2029 54. 78 14. 69 0. 46 14. 53 2. 33 3. 98 5. 51
　　表 9 显示 : 富阳市的竹林面积逐渐减少 ,以
1999年为参照年 , 15 a后 (即 2014年 ) ,预测竹林将
减少 0. 21% ,减幅 1. 40% ; 30 a后 (即 2029年 ) ,预
测竹林将减少 0. 33,减幅 2. 2%。表 9还显示 :未来
30年间减少最快的是耕地 ,到 2029年 ,预测减幅达
到 9. 92% ;建设用地增长最快 ,将增加 2. 21% ,涨幅
高达 66. 97% ,说明随着人口不断增长和经济发展 ,
交通、居民点等建设用地将会大幅度增长。
按照这样的发展趋势 ,富阳市的竹子资源将
会逐渐萎缩 ,不利于竹产业发展。如果要改变这
种状况 ,需要当地政府制定长远的竹产业发展规
划 ,除了加强竹林的经营管理 ,提高竹材产量 ,还
应制定相应的政策 ,鼓励竹种栽培 ,扩大竹子的
种植面积 ,以足够丰富的竹子资源促进富阳市竹
产业的发展。
4　结论与讨论
本文利用相隔 15 a的两期遥感影像对富阳
市的竹林和其它主要土地利用类型的动态变化
进行监测 ,并从 3 个方面分析了该地区 1984—
1999年各种土地利用类型的变化特征 :
(1) 15 a间 ,富阳市土地利用变化速度较快 ,平
均年变化率达到了 1. 22% ,其中园地的变化速度最
快 ,耕地最慢 ;
(2)根据土地变化区域差异分析 ,在富阳市的
25个乡镇中 ,竹林在里山乡的变化最大 ,在场口镇
最小 ;有 12个乡镇的竹林相对变化率大于 1,超过该
地区的平均水平 ;
21
增刊 刘 　华等 :基于遥感数据的富阳市竹子资源动态变化研究
(3)在 1984—1999年期间 ,有近 3 /4的竹林转
移为别的类型 ,其中的 90%转移为其它林地 ,虽然
也有其它类型向竹林转移 ,但竹林的总体数量是下
降的 ;
(4) 15 a间 ,其它林地的稳定性最高 ,也是转入
量最大的类型 ;而园地和未利用土地是转出概率最
大的类型 ;竹林和其它林地由于立地条件相似的原
因 ,二者之间相互转移的概率较高 ;
(5)构建 Markov模型预测未来 30年富阳市土
地利用结构的变化趋势。如果当前的变化模式延续
下去 ,富阳市的竹子资源将会逐渐减少 ,不利于竹产
业的发展。
将竹林动态变化研究结果与研究区现行的政策
和经营体制相结合分析 ,有助于了解在一定社会经
济政策条件下竹林的发展状况 ,评估研究区土地利
用和竹子生产的潜力 ,为促进当地竹产业发展而进
行必要的政策调整提供参考依据。
参考文献 :
[ 1 ] 中国自然资源丛书编撰委员会. 中国自然资源丛书 (森林卷 )
[M ]. 北京 :中国环境科学出版社 , 1995
[ 2 ] 黄　挺. 中国竹资源的开发利用 [ J ]. 世界农业 , 1998, 6 (总
230) : 47 - 49
[ 3 ] 孙宇剑 ,俞浩然 ,周君刚 ,等. 富阳市竹产业现状与发展对策
[ J ]. 竹子研究汇刊 , 2005, 24 (2) : 48 - 52
[ 4 ] 徐冠华. 三北防护林地区再生资源遥感的理论及其技术应用
[M ]. 北京 :中国林业出版社 , 1994
[ 5 ] 王秀兰 ,包玉海. 土地利用动态变化研究方法探讨 [ J ]. 地理科
学进展 , 1999, 18 (1) : 81 - 87
[ 6 ] 全志杰 ,褚泓阳 ,毛晓利. Markov链在森林资源格局动态变迁研
究中的应用 [ J ]. 西北林学院学报 , 1996, 11 (4) : 60 - 64
[ 7 ] 徐　岚. 利用马尔柯夫过程预测东陵区土地利用格局的变化
[ J ]. 应用生态学报 , 1993, 4 (3) : 272 - 277
[ 8 ] 全　斌 ,朱鹤健 ,晏路明 ,等. 厦门岛土地利用变化趋势预测
[ J ]. 资源科学 , 2004, 26 (5) : 98 - 104
[ 9 ] 牛 　星 ,欧名豪. 区域土地利用动态变化及其结构预测研
究———以南通市为例 [ J ]. 南京农业大学学报 :社会科学版 ,
2007, 7 (1) : 64 - 70
31