2000-2015年雅鲁藏...地格局动态变化影响因素分析_张天媛.pdf

20002015 年雅鲁藏布江流域耕地格局动态变化影响因素分析*张天媛1，2，3）沈石1，2）程昌秀1，2，3）叶思菁1）（1）北京师范大学地表过程与资源生态国家重点实验室，100875，北京；2）北京师范大学地理科学学部，100875，北京；3）国家青藏高原科学数据中心，100101，北京）摘要基于 30m 分辨率的卫星遥感土地利用数据，利用地理探测器和地理加权逻辑回归方法，探究了20002015 年雅鲁藏布江流域的耕地格局动态变化及其影响因素.结果表明：1）雅鲁藏布江流域被占用的耕地主要分布在拉萨市（60.42%）、林芝市（16.21%）和山南市（13.01%）的城市周边区域，多变为水体和建设用地；补充的耕地主要分布在日喀则市（55.81%）、林芝市（23.26%）和拉萨市（19.61%），多由林地和草地转入.2）经济发展、交通基础设施和行政辐射主要影响耕地占用；国家投资变化、行政辐射和海拔主要影响耕地补充.3）耕地变化的影响因素存在明显的空间异质性.其中农业劳动力流失、旅游业发展和粗放式耕作等因素是耕地变化面临的主要问题.建议在拉萨和林芝的市郊地带强化保护后备耕地，在日喀则给予资金与技术培训等农业政策倾向，以实现雅鲁藏布江流域区域差异化的耕地保护管理.关键词雅鲁藏布江；耕地；格局变化；地理探测器；地理加权逻辑回归中图分类号P931.1；TU982DOI：10.12202/j.0476-0301.20221260引言耕地是青藏高原社会经济发展的稀缺性和关键性基础自然资源.耕地面积仅占青藏高原土地总面积的 1%左右1，以青稞和小麦等粮食种植为主.青稞等主粮对于西藏的居民日常生活和区域社会经济发展具有重要意义，青稞及青稞制品是西藏城乡居民的主要农产品，其他青稞酒在藏民日常饮食中占据十分重要且特殊的地位2.西藏统计年鉴表明，2019 年西藏的青稞和小麦的产量分别达到 7.98109和 1.87109kg，其中绝大部分被当地居民消费3.此外，青稞已经成为西藏代表性的地理标志产品，相关的粮食深加工产业在带动当地经济发展和农牧民致富中扮演着关键角色2.耕地变化直接关系到了西藏的粮食生产和自给自足，进而影响到青藏高原区域高质量发展、社会稳定和人民福祉.随着社会经济的发展，青藏高原耕地分布格局正在发生新的变化.近 20 年来，青藏高原地区耕地面积虽然大致保持稳定4，但略有下降，且人均耕地面积不断减少，对当地的粮食安全造成了潜在威胁56.同时，青藏高原耕地逐渐向高海拔、高纬度、大坡度地区转移，这些地区新增耕地的质量和耕作管理水平低，不仅农业产能效益低下，还容易引发水土流失等生态问题5，79.为保护青藏高原耕地，在分析耕地总量变化的基础上，还需深入理解近年来青藏高原尤其是西藏耕地格局的时空变化及转换过程.影响青藏高原耕地变化的因素十分复杂.现有研究多基于耕地调查数据和卫星遥感数据在不同尺度上分析了影响青藏高原耕地变化因素.例如：张丽萍等10基于地块调查数据，通过分层随机抽样和地块调查方法，调研青藏高原金川县克尔马村村民的生计和耕地利用模式，发现农户保护土地的动力降低，进而造成了土壤侵蚀和土地退化；蒋贵彦等11依据统计资料，运用主成分分析方法分析青海省耕地变化的驱动力，认为果园、鱼塘等高收入的土地经营方式影响了农民的种植意愿，导致耕地进一步减少和被占用.此外，通过分析耕地产量实际调查数据，研究发现在青藏高原地区，由于生态退耕政策的实施，大量劣质耕地得以被改造1213.郑朝菊等14、杜新波等15*第二次青藏高原综合科学考察研究（2019QZKK0608）；美丽中国生态文明建设科技工程（XDA23100303）通信作者：沈石（1990），男，博士，讲师.研究方向：时空数据分析与建模.E-mail:收稿日期：2022-04-29北京师范大学学报（自然科学版）2023-02136JournalofBeijingNormalUniversity（NaturalScience）59（1）使用卫星遥感土地利用覆被数据，结合定量与定性方法，分别分析了青藏高原东南部和青海省的耕地变化原因，发现退耕还林还草、土地开发整理复垦、道路与水利水电工程是影响耕地变化的重要因素；万方等8对 19902018 年河湟谷地的 Landsat 卫星影像通过监督分类获得耕地数据，经空间统计分析发现，由于城镇化过程占用大量已有耕地，导致新增耕地向高海拔、高坡度方向开垦；刘曼晴等16基于 LandsatTM 卫星影像解译了 19992009 年拉萨地区的土地利用分类，利用主成分分析发现人口、经济、城市化建设等因素影响了拉萨地区的土地利用变化.此外，气候变化对青藏高原地区耕地的影响作用尚存争议：有研究分别通过农户调研17和 Landsat 卫星遥感影像人机交互解译的方法获取研究数据，发现由于气候变暖，青藏高原地区的耕地耕种强度和面积增加7，18；也有研究认为相比于人类活动，气候变化对耕地变化的影响较弱，并非影响青藏高原耕地的主导因素14，19.现有关于耕地变化原因的研究中，使用耕地调查数据的研究多以乡村、小流域等典型区域作为研究区，难以开展长期的、面向大流域的耕地变化机制调研.使用卫星遥感数据的研究以高原、省域等大区域为研究区，可以开展长时段耕地变化分析.但是，卫星遥感数据的研究主要使用主成分分析、Probit 回归等统计模型方法，未考虑空间异质性，也未区分耕地转入和被占用，导致对西藏耕地变化影响因素的分析不够全面具体1516，20；同时，关于耕地变化情况及趋势的研究多集中在青海省11，15，20、河湟谷地8，17、“一江两河”区域1718，21以及拉萨市16等行政区域.虽然也有研究对大流域地区的土地利用时空格局进行分析22，但依然聚焦于其变化趋势，尚未系统地量化分析影响流域耕地变化的社会经济和自然环境因素.雅鲁藏布江流域位于青藏高原南部，集中了西藏50.56%的耕地，是西藏主要青稞产地和青藏高原地区两大主要产粮区之一18，23，为当地粮食的自给自足提供重要保障.与青藏高原耕地变化趋势相似，雅鲁藏布江流域也存在耕地面积减少、边际土地增多的问题22，且随着西藏社会经济的迅速发展，雅鲁藏布江流域的耕地保护面临着巨大压力和严峻挑战.本文选取雅鲁藏布江流域作为研究区，分别从耕地被占用和补充两方面研究 20002015 年雅鲁藏布江流域耕地的时空格局变化，分析社会经济和自然环境要素对耕地被占用与补充的主导因素及其空间差异，并探讨雅鲁藏布江流域耕地变化的影响机制，为完善西藏耕地保护政策，提高青藏高原耕地管理水平，进而推动当地农业经济高质量发展提出参考建议.1研究区域与数据来源1.1研究区域雅鲁藏布江流域位于27803102N，81099710E，流域总面积为 24.5 万 km2，平均海拔4000m（图 1）.雅鲁藏布江中下游地区跨越温带和亚热带湿润气候区，自然条件优越，涵盖了西藏经济发展水平较高及人类活动较多的日喀则市、拉萨市、山南市和林芝市.2019 年流域总人口为243.15 万人，GDP 为 1257.59 亿元，分别占西藏全区的 69%和 74%.8532302826070 140280 km9095N高程/m6 996144西藏自治区阿里地区那曲市昌都市林芝市拉萨市山南市日喀则市雅鲁藏布江流域雅鲁藏布江图1研究区概况1.2数据来源与处理使用的 30m 土地利用与土地覆盖数据来源于中国科学院资源环境科学与数据中心（http:/），该土地利用数据基于 LandsatTM 影像通过人机交互解译生成，满足 1100000 比第 1 期张天媛等：20002015 年雅鲁藏布江流域耕地格局动态变化影响因素分析137例尺用户制图精度2425，已被科研工作者广泛使用于青藏高原土地利用变化相关的研究中2628.本文基于2000、2005、2010 和 2015 年 4 期土地利用数据，通过ArcGIS10.2 的栅格计算器，将原始数据的 26 个土地利用子类别合并为耕地、林地、草地、水体、城镇用地和未利用地 6 类.进一步将每 2 期之间的耕地变化状态分为不变（耕地未发生变化）、占用（耕地变为其他地类）和补充（其他地类变为耕地）3 类，通过 ArcGIS10.2 的栅格计算器和重分类工具得到这 3 类耕地变化数据.由于耕地变化数据总体数量大，导致模型复杂性高、运算效率低、求解困难29，本文结合系统和随机抽样方法对耕地变化数据进行采样，得到耕地变化样本数据，从而降低模型复杂性，提高计算效率.系统采样与随机采样是 2 种常用数据采样方法.系统采样能够在较大程度上降低数据的空间自相关效应，但可能失去一些特殊位置的重要信息，缺乏代表性.随机采样则具有较好的代表性，能够有效反映实验区的数据概况，但在消除空间相关性方面存在不足30.本文采取系统和随机采样相结合的方式，利用 2 种采样方法的优点提取雅鲁藏布江流域耕地变化样本数据，以提高模型运行的速度与效率31.采用的耕地变化影响因素包括地理环境（海拔、坡度、到河流的距离、到湖泊的距离）、气候变化（气温变化、降水变化）、人类活动（人口密度变化、人类活动强度、地区生产总值变化、夜间灯光强度变化、国家投资变化）、行政影响（到市中心的距离、到县中心的距离）以及交通影响（到省道的距离、到国道的距离、到高速公路的距离、到铁路的距离、路网密度）5 种.影响因素的数据来源如表 1 所示.表1数据来源类型数据来源分辨率/比例尺时间地理环境海拔资源环境科学与数据中心（http:/）1km2018年河流全国地理信息资源目录服务系统（http:/ ArcGIS10.2 的坡度分析计算得到；到河流、湖泊、市中心、县中心、省道、国道、高速公路和铁路的距离通过 ArcGIS10.2 的欧氏距离计算得到；路网密度由道路数据通过 ArcGIS10.2的线密度分析计算得到；气温、降水、人口密度、地区生产总值、夜间灯光强度、国家投资 2000 与 2015年的变化量由 ArcGIS10.2 的栅格计算器工具得到.因数据缺失，由 2013 年数据代替 2015 年的夜间灯光强度数据.以上所有影响因素指标经过投影和重采样处理为空间分辨率为 1km 的栅格数据，并通过共线性检验.138北京师范大学学报（自然科学版）第 59 卷2研究方法研究流程如图 2 所示.以地理环境、气候变化、人类活动、行政影响以及交通影响 5 种类型的影响因素作为自变量，耕地变化作为因变量；通过地理探测器中的因子探测方法识别耕地变化的影响因素及其强度（q），并将强度排在前 3 的因子作为主要因子；进而利用地理加权逻辑回归构建雅鲁藏布江流域耕地变化归因模型，得到各影响因素系数；然后，使用反距离加权法对模型中各影响因素系数进行插值，得到其空间分布，结合地理探测器中的交互探测结果，分析耕地变化的影响机制.2000 年土地利用数据2015 年土地利用数据交互探测因子探测地理加权逻辑回归选取 q 最高的3 个影响因素反距离加权插值综合分析交通影响行政影响人类活动气候变化地理环境不变耕地补充耕地占用耕地耕地变化影响机制耦合分析：影响因素的交互作用单因素分析：耕地占用或补充影响因素多因素分析：影响因素系数的空间差异图2研究框架2.1地理探测器地理探测器是揭示地理要素空间分异性及其主要影响因素的空间统计方法33.借助其中的因子探测器模块，可以明确具有统计显著性的自变量及其对因变量的解释力，即 q 值；利用交互作用探测器模块，进一步判断自变量之间是否具有交互作用及其作用方向和类型.因子探测的基本公式为q=1Lh=1Nh2hN2，（1）LNh2hhN2式中：为因变量或自变量的分层；和分别为层的单元数和方差；和分别为研究区整体的单元数和方差.本文对数据进行了离散化处理，通过自然断点的方式将各自变量从低到高分成 5 级.2.2地理加权逻辑回归地理加权逻辑回归（geographi-callyweightedlogisticregression，GWLR）模型是逻辑回归（logisticregression，LR）模型的空间扩展.该模型将数据的空间位置纳入模型之中，通过求得局部参数，评估自变量与因变量关系在空间尺度上的变动，是一种局部统计模型34.其具体形式为ln(P1P)=Ck+ni=1i(uk,vk)xki，（2）(uk,vk)ki(uk,vk)ixkikCkkixi式中：是第 个样本空间单元地理中心坐标；是局部回归模型的第 个解释变量在第 个样本空间单元的待估参数；为 处的常数项.第 个解释变量 在研究区域的平均影响系数表达式为i=nk=1i(uk,vk)k.（3）ii该模型使用周围多个观测单元共同估计观测单元 的回归系数，并基于特定的距离衰减函数（即核函数）计算周围观测单元在模型中的距离权重.本文所用核函数为自适应近高斯函数，其公式为wij=|(1d2ijik)2,dij ik,dij=ik,（4）wijjidijjiikki式中：表示观测单元 相对观测单元 的距离权重；表示观测单元 相对观测单元 的欧式距离；为由距离决定的固定带宽大小，为第 个最近邻观测单元与单元 的距离决定的自适应带宽大小.使用 MGWR2.0软件构建地理加权逻辑回归模型，对自变量进行 z-score 标准化，以消除各变量量纲的影响，利于比较影第 1 期张天媛等：20002015 年雅鲁藏布江流域耕地格局动态变化影响因素分析139响程度.3结果与讨论3.1雅鲁藏布江流域耕地格局的时空变化及转换过程20002015 年，雅鲁藏布江流域的耕地面积占比较小，但相对稳定.表 2 展示了雅鲁藏布江流域各地类在 20002015 年的面积、面积变化与变化率.从面积上来看，耕地总面积基本保持在 3800km2左右，但仍未能实现耕地面积总量平衡，2015 年比 2000 年减少了 58.74km2（1.52%）.表220002015 年雅鲁藏布江流域各地类面积变化情况土地利用类型耕地面积/km2变化面积/km2变化率/%20002005201020152000200520052010201020152000201520002015耕地3871.563865.253864.973812.826.310.2852.1558.741.52林地52570.0952566.9752566.7752548.473.120.2018.3021.620.04草地115118.45115108.35115106.90115089.4710.11.4517.4328.980.03水体9499.799500.709500.789500.930.910.080.151.140.01建设用地172.03190.51192.46245.9518.481.9553.4973.9242.97未利用地63806.7863806.9363806.8263841.070.150.1134.2534.290.05虽然雅鲁藏布江流域耕地面积相对稳定，但是耕地变化存在复杂的转换过程.图 3 为 20002015 年雅鲁藏布江流域土地利用类型的转换过程，其中曲线的粗细表示流转面积的大小，每 1 个柱长表示该地类转入和转出总面积.从图 3 可以看出：20002005 年，耕地主要向建设用地转变，林地和草地是耕地的主要补充来源；20052010 年，雅鲁藏布江流域的耕地保持非常稳定；20102015 年的地类变化最为剧烈，耕地主要向水体和建设用地转移.2000200520102015耕地林地草地水体建设用地未利用地图320002015 年雅鲁藏布江流域各土地利用类型流转20002015 年，雅鲁藏布江流域形成了“林地和草地耕地城镇和水体”的土地利用转换过程.由于人口增长压力和耕地开垦需求，林地和草地成为耕地的补充来源35，但其补充数量远不及耕地占用的数量，不同土地覆被下的土壤质地特性难以保证转换后的耕地质量，限制了耕地用途.这一转换过程说明生态保护和耕地保护之间缺少协调性.从空间分布格局来看，雅鲁藏布江流域耕地主要分布在日喀则东部、拉萨中南部、山南北部和林芝中东部（图 4-a）.耕地占用在 20002010 年发生在流域中西部，20102015 年在流域整体都有发生，主要是城市周围的耕地转为建设用地.20002015 年，拉萨市、林芝市、山南市和日喀则市发生的耕地占用比例分别为 60.42%、16.21%、13.01%和 10.36%.耕地补充主要发生在日喀则（55.81%）、林芝（23.01%）和拉萨（20.69%）3 市，主要由林地和草地补充（图 4-bd）.3.2人类活动是影响雅鲁藏布江流域耕地变化的主导因素单因素对雅鲁藏布江流域耕地占用与补充的影响如图 5 所示.图 5-a 展示了影响耕地占用的因素及强度，影响因素均通过 0.01 水平显著性检验.夜间灯光强度变化是影响耕地占用的主要因素，可以解释 39.7%的耕地占用；其次分别是路网密度和到县中心的距离，分别解释 26.5%和 23.6%的耕地占用；地理环境要素（海拔、降水、气温等）对耕地占用的影响较弱.这表明人类活动是影响雅鲁藏布江流域耕地占用的主要原因.图 5-b 为影响耕地补充的因素及其强度，除人口密度变化外，其他影响因素均通过 0.001 水平显著性检验.在图 5-a 中，夜间灯光强度变化对耕地占用的解释力接近 40%，相比之下，耕地补充缺乏有力的主导因素.国家投资变化对耕地补充影响最大，可以解释 21.6%的耕地补充；而到县中心的距离和海拔可解释 15%以上的耕地补充.值得关注的是，海拔对耕地补充的解释力达到了 15.8%，远高于对耕地占用的解释力 9.1%.对比图 5-a 与图 5-b 发现，单个因素对耕地占用和耕地补充的影响程度存在明显差异，但整体而言，140北京师范大学学报（自然科学版）第 59 卷耕地变化由人类活动和政策因素主导.此外，海拔是影响雅鲁藏布江流域耕地补充重要自然环境要素，这一结果和前人关于中国西南地区14、西藏全区7及萨河流域5等地的研究结果一致.海拔对耕地的影响可能在于社会经济的发展导致人民对耕地的需求增强，将高海拔地区的部分林草地改造为耕地（图 4），以保证粮食生产需要.为探究双因素耦合对耕地变化的影响，使用地理探测器的交互探测分析影响因素的交互解释力（图 6）.从图 6 可以看出，双因素耦合对雅鲁藏布江流域耕地变化的影响比单因素更强.夜间灯光强度变化、到县中心的距离与其他因素的耦合明显提高对耕地占用的解释力（图 6-a）.夜间灯光强度变化和到湖泊距离的交互作用结果最强，可解释 60.9%的耕地占用；其次是夜间灯光强度变化和到县中心距离的交互作用结果，可解释 52.6%的耕地占用.国家投资变化与其他影响因素解释力的耦合能够明显提高耕地补充解释力（图 6-b）.国家投资变化和到湖泊距离的交互作用结果最强，可解释 46.2%的耕地补充；其次是到高速公路距离和到市中心距离的交互作用结果，可解释 44.7%的耕地补充.以上结果表明，相比于单个因素，耕地变化更容易受到不同类型的人类活动和自然环境因素耦合的影响.夜间灯光强度变化（或国家投资变化）与到湖泊的距离耦合解释了雅鲁藏布江流域耕地占用，这表明经济发展、政策导向与自然禀赋的共同作用是导致耕地被占用的重要机制.例如 20102015 年，在靠近河流位置存在着耕地转为水体的现象.如拉萨市林周县改造了当地的低产盐碱地和沼泽耕地，建成了湿地保护区，保护了生物多样性；在林芝市工布江达县巴松措国家森林公园，农牧民仅留有少部分耕地供给自身生活使用，主要参与当地旅游业的发展，并且参与度较高36.因此，靠近湖泊的生态区域，耕地保护、生态保护和旅游业发展之间存在着权衡关系，国家生态建设工程资金的投入，通过退出低产耕地，恢复湿地和林地，缓解了它们之间的矛盾.3.3多因素对雅鲁藏布江流域耕地变化的影响及其空间差异为探究多种因素对耕地变化的综合影响以及影响因素在空间上的差异，本文根据地理探测器的结果，选择对耕地变化解释力最强的 3 个因素作为主要影响因素，利用地理加权逻辑回归分别构建影响雅鲁藏布江流域耕地占用与补充的归因模型，进而得到了各因素的影响系数以及流域内所有空间位置上2015 年耕地NNNN20002005 年20102015 年20052010 年abdc0 50100 200 km0 50100 200 km0 50100 200 km0 50100 200 km图4雅鲁藏布江流域耕地及其 20002015 年变化空间分布表3耕地变化影响因素的平均回归系数与显著性回归模型影响因素平均P值耕地占用夜间灯光强度变化2.0140.000路网密度0.4040.044到县中心的距离0.5190.022耕地补充国家投资变化0.3040.031到县中心的距离0.9480.072海拔1.0970.073第 1 期张天媛等：20002015 年雅鲁藏布江流域耕地格局动态变化影响因素分析141影响系数的均值.表 3 为耕地占用与补充归因模型中各影响因素的平均回归系数 及其显著性.在整个雅鲁藏布江流域，夜间灯光强度变化是影响耕地占用的主要因素（=2.014），海拔则是负向影响耕地补充的主要因素（=1.097）.为探索各因素影响力大小的空间差异，对每个抽样点上的影响因素回归系数进行反距离加权插值，得到了不同因素对耕地变化影响强度的空间分布（图 7 和 8）.影响耕地占用的主要因素为夜间灯光强度变化、路网密度和到县中心的距离（图 7）.其中，对雅鲁藏布江流域全域促进作用的影响因素均为夜间灯光强度变化和路网密度.从回归系数可见，夜间灯光强度变化是对耕地占用影响最大的因素，且对日喀则耕地占用的促进作用比流域其他地区更大（图 7-a）.夜间灯光强度反映了人类经济活动3738，利用图 7-a的结果，结合图 4 表示的日喀则耕地变化情况，可以推测日喀则地区的人类活动及社会经济发展通过开辟建设用地的方式促进了耕地的占用.路网密度对耕地占用的促进作用在拉萨东部较大（图 7-b）.到县中心的距离在拉萨和日喀则市促进耕地占用，在林芝市则抑制耕地占用（图 7-c）.相比于流域东部，西部日喀则市的自然环境限制了农业活动.由于行政中心的吸引力，日喀则市的农业劳动力不断向非农就业转移，造成了农业劳动力的流失，甚至引起耕地撂荒6，抑制了该地区耕地的发展3940.在行政中心辐射下，林芝市墨脱县大力开展农业基础设施建设，农业生产活动趋于集约化.而远离行政中心的农民违法开垦荒地，实行刀耕火种，常年弃耕弃农.路网建设大量占据市郊耕地，对于雅鲁藏布江流域耕地发展也起到负面作用.影响耕地补充的主要因素为国家投资变化、到县中心的距离和海拔（图 8）.国家投资变化对耕地补充除在拉萨东部和山南北部起到促进作用外，在流域其他地区（尤其流域东部的林芝市）产生了抑制作用（图 8-a）.这是由于国家对于西藏大部分区域的投入重点在于民生、基础设施和城镇建设领域，对于耕地保护、耕地修复和补充的投入不足，造成了部分耕地被占用.而在拉萨市达孜区、墨竹工卡县等郊县地b 耕地补充a 耕地占用影响因子影响因子夜间灯光强度变化路网密度到县中心的距离到市中心的距离到高速公路的距离气温变化到湖泊的距离人类活动强度降水变化国家投资变化海拔到国道的距离到河流的距离到省道的距离到铁路的距离国家投资变化到县中心的距离海拔路网密度人类活动强度到湖泊的距离到省道的距离到高速公路的距离到铁路的距离到国道的距离到市中心的距离到河流的距离地区生产总值变化人口密度变化气温变化坡度降水变化夜间灯光强度变化坡度人口密度变化地区生产总值变化0.3970.2650.2360.2140.1750.1490.1420.1370.0970.0960.0910.0540.0540.0450.0280.0240.0230.0100.21600.050.100.150.200.250.300.350.400.45q0.1820.1580.1420.1330.1310.1310.1220.1090.1060.0910.0900.0890.0860.0610.0400.0330.013图5单个影响因素对耕地变化的解释力142北京师范大学学报（自然科学版）第 59 卷区，国家各类农牧业项目投资提升了当地农业现代化水平，设施农业得以发展.到县中心的距离在雅鲁藏布江流域全域抑制耕地补充，说明在整个流域内，靠近县中心的地区更有利于耕地发展，这种规律在拉萨东部和山南北部尤其明显（图 8-b）.以拉萨东部墨竹工卡县为例，县政府借助国家政策扶持，建立了完整的小油菜产业链，通过农业培训和调整收购价格等鼓励措施实现了当地作物的增产增收.除拉萨市外，高海拔对雅鲁藏布江流域的耕地补充呈现普遍的抑制作用（图 8-c）.高寒地区的自然条件不适合耕地发展，而且与平坦地区相比，在高海拔和陡峭的地区发展农业也需要更高的成本4142.在海拔较低的拉萨地区和山南北部地区，经济发展和人口增长对耕地扩张提出了要求，城市化水平的提高减弱了海拔对农业发展的约束作用41.20052015 年，拉萨市的设施农业蓬勃发展，由设施菜地生产的蔬菜达到全市生产总量的 46%，这些设施农业向远离城区的高海拔地区（38003900m）扩展26.a 耕地占用b 耕地补充夜间灯光强度变化路网密度到县中心的距离到市中心的距离到高速公路的距离气温变化到湖泊的距离人类活动强度降水变化国家投资变化海拔到国道的距离到河流的距离到省道的距离到铁路的距离坡度人口密度变化地区生产总值变化夜间灯光强度变化路网密度到县中心的距离到市中心的距离到高速公路的距离气温变化到湖泊的距离人类活动强度降水变化国家投资变化海拔到国道的距离到河流的距离到省道的距离到铁路的距离坡度人口密度变化地区生产总值变化夜间灯光强度变化路网密度到县中心的距离到市中心的距离到高速公路的距离气温变化到湖泊的距离人类活动强度降水变化国家投资变化海拔到国道的距离到河流的距离到省道的距离到铁路的距离坡度人口密度变化地区生产总值变化0.0910.1460.1240.0100.0660.374 0.196 0.203 0.1420.0280.263 0.191 0.192 0.273 0.1490.3210.1270.163 0.138 0.325 0.224 0.0970.065 0.077 0.195 0.188 0.123 0.0540.0450.0630.1340.1860.2120.0710.0580.1210.287 0.164 0.178 0.324 0.285 0.226 0.154 0.164 0.1370.3970.4240.4040.4020.4590.5080.6090.4170.4250.4390.402 0.313 0.304 0.429 0.370 0.333 0.272 0.272 0.323 0.461 0.2650.2360.4390.5260.4270.2650.2620.4180.3870.4440.2660.2610.4060.327 0.249 0.252 0.401 0.372 0.344 0.230 0.240 0.299 0.489 0.399 0.447 0.2140.0540.3210.3620.3310.4320.2480.1150.0980.3330.2290.3010.1090.1160.2360.244 0.125 0.069 0.299 0.261 0.229 0.094 0.087 0.205 0.431 0.296 0.384 0.284 0.162 0.0240.1750.3010.3110.3550.4270.3930.5080.3030.2150.2120.3000.2500.3880.2280.1990.3240.232 0.154 0.079 0.361 0.257 0.2570.2470.3240.3430.1340.1450.2490.0740.1540.093 0.2060.156 0.254 0.4630.471 0.3750.3440.4360.3830.3690.3060.1370.2160.2060.2180.4200.3200.0230.173 0.0960.1580.255 0.0610.199 0.134 0.0400.311 0.242 0.232 0.1310.0860.3560.1510.2380.2700.217 0.247 0.161 0.305 0.309 0.0910.0130.1200.1320.1650.0330.0580.1130.1790.176 0.157 0.105 0.237 0.194 0.150 0.0560.275 0.291 0.234 0.409 0.361 0.325 0.157 0.197 0.1330.1090.2930.1630.1490.2400.2530.2380.1610.2030.2920.364 0.230 0.215 0.393 0.288 0.336 0.171 0.253 0.318 0.208 0.1420.1820.3820.2860.3190.2960.2160.3800.3540.3800.2590.3130.2570.286 0.267 0.157 0.354 0.375 0.312 0.151 0.193 0.331 0.272 0.339 0.349 0.0890.0900.3770.3730.3880.2450.3250.2050.1230.3190.3390.3890.1650.2570.3290.296 0.285 0.193 0.342 0.385 0.278 0.189 0.257 0.321 0.336 0.397 0.310 0.273 0.297 0.1310.1220.3840.3400.4470.3990.3430.3770.3920.2400.1940.3330.1860.4410.1810.2980.3240.256 0.229 0.172 0.385 0.262 0.259 0.130 0.282 0.308 0.269 0.325 0.283 0.400 0.313 0.341 0.311 0.1060.2160.3670.3880.4010.3640.3510.4180.4310.3460.3510.2940.2650.4080.3580.4620.2880.3380.327图6影响因素交互作用后对耕地变化的解释力第 1 期张天媛等：20002015 年雅鲁藏布江流域耕地格局动态变化影响因素分析1434结论与建议基于卫星遥感数据，解译并分析了 20002015 年雅鲁藏布江流域耕地格局动态变化，并着重从耕地占用和补充 2 个角度探讨了影响雅鲁藏布江流域耕地变化的因素及其空间差异.雅鲁藏布江流域的耕地存在占用耕地与补充耕地空间和来源失衡的问题.耕地占用主要发生在拉萨市（60.42%）、林芝市（16.21%）和山南市（13.01%），转为水体和建设用地；耕地补充发生在日喀则（55.81%）、林芝（23.01%）和拉萨（20.69%）3 市，主要由林地和草地补充.虽然从面积上来看，雅鲁藏布江流域基本达到了耕地占补平衡的总量平衡要求（仍需补充 58.74km2的耕地），但是从耕地占用和补充的面积分布来看，雅鲁藏布江流域的耕地变化存在明显的空间失衡，拉萨市耕地占用最多但补充最少.此外，从耕地转换过程来看，城市发展占用了大部分城市周边海拔低、坡度小的优质耕地，为追求耕地总量平衡要求，牺牲了林地和草地，将其改造补充为海拔高、坡度高的次等耕地.雅鲁藏布江流域的耕地格局变化具有复杂的驱动机制和空间差异.经济发展、交通基础设施和行政辐射是影响耕地占用的主要因素；而国家投资变化、行政辐射和海拔是影响耕地补充的主要因素；并且这些导致耕地变化的影响因素存在明显的空间异质性.耕地管理水平较高的地区面临的耕地问题主要由经济发展导致.在日喀则市，城区经济建设吸引了大量农村劳动力，从而导致耕地管理水平下降，甚至弃耕；拉萨市城郊地带人地矛盾突出，旅游业逐渐发展，因而出现了耕地占用的问题.同时，在这类高耕地管理水平地区，农业投资与技术培训等政策手段提高了已有耕地的产能，设施农业也逐渐向高海拔地区扩展.耕地管理水平较低的地区面临的耕地问题主要由农户行为导致.在林芝市，远离城区的农民接受农耕管理培训的机会较少，耕种观念较为保守落后，刀耕火种的耕作方式导致了耕地质量下降以及耕地废弃的现象.本文建议雅鲁藏布江流域应当制定区域差异化的经济发展与耕地保护政策，以实现流域耕地总量和质量的平衡.重视拉萨、林芝等市郊区和城乡结合部等人地矛盾突出地带的耕地保护，建议在这些地区强化现有后备耕地保护，提升农业经济水平，实现农产品的外部输出，并适当发展特色农业旅游.建议在日喀则和林芝地区，政府应给予农民政策倾向和资金扶NNN夜间灯光强度变化系数到县中心的距离系数路网密度系数1.7731.9031.9042.0702.0712.2672.2682.4700.1660.2930.2940.3770.3780.4560.4570.5370.5380.6042.4712.6240.5540.2790.27800.0010.3600.3610.6350.6361.042abc0 50100200 km0 50100200 km0 50100200 km图7耕地占用主要影响因素的影响系数空间分布NNN到县中心的距离系数海拔系数2.7252.2462.2451.7041.7031.1891.1880.7890.7880.4603.0442.5872.5861.4101.40900.0010.3120.3131.4370 50100200 km0 50100200 km0 50100200 kmabc国家投资变化系数0.8100.5810.5800.3820.3810.1960.19500.0010.269图8耕地补充主要影响因素的影响系数空间分布144北京师范大学学报（自然科学版）第 59 卷持，组织开展农业技术培训，提升耕作技术水平，更新耕作观念，提高耕作效率.5参考文献SHENWS，LIHD，SUNM，etal.Dynamicsofaeoliansandy land in the Yarlung Zangbo River basin of Tibet，Chinafrom1975to2008J.GlobalandPlanetaryChange，2012，86-87：371强小林，迟德钊，冯继林.青藏高原区域青稞生产与发展现状J.西藏科技，2008（3）：112段健，徐勇，孙晓一.青藏高原粮食生产、消费及安全风险格局变化J.自然资源学报，2019，34（4）：6733李士成，张镱锂，何凡能.过去百年青海和西藏耕地空间格局重建及其时空变化J.地理科学进展，2015，34（2）：1974摆万奇，姚丽娜，张镱锂，等.近35a西藏拉萨河流域耕地时空变化趋势J.自然资源学报，2014，29（4）：6235谭大明.西藏耕地保护利用与社会经济发展问题研究J.西藏农业科技，2016，38（2）：176杨春艳，沈渭寿，王涛.近30年西藏耕地面积时空变化特征J.农业工程学报，2015，31（1）：2647万方，邓清海，刘莉，等.19902018年河湟谷地耕地的时空演变J.水土保持通报，2021，41（3）：2758汤怀志，桑玲玲，郧文聚.我国耕地占补平衡政策实施困境及科技创新方向J.中国科学院院刊，2020，35（5）：6379张丽萍，张镱锂，阎建忠，等.青藏高原东部山地农牧区生计与耕地利用模式J.地理学报，2008，63（4）：37710蒋贵彦，刘峰贵.青海省近50年耕地资源变化及驱动力研究J.干旱区资源与环境，2007，21（2）：7111LIUYS.IntroductiontolanduseandruralsustainabilityinChinaJ.LandUsePolicy，2018，74：112YE S J，SONG C Q，SHEN S，et al.Spatial pattern ofarable land-use intensity in ChinaJ.Land U