1985-2020年天水市黄土区滑坡灾损土地利用时空变化特征.pdf

第3 7卷第4期2 0 2 3年8月水土保持学报J o u r n a l o fS o i l a n dW a t e rC o n s e r v a t i o nV o l.3 7N o.4A u g.,2 0 2 3 收稿日期:2 0 2 2-1 2-2 9 资助项目:国家自然科学基金项目(4 2 0 6 7 0 6 6);甘肃省科学院应用研发项目(2 0 2 1 J K-0 8);甘肃省2 0 2 2年度重点人才项目(2 0 2 2 R C XM 0 9 4);甘肃省自然科学基金项目(2 1 J R 7 R A 7 3 6,2 1 J R 7 RA 7 3 7);第二次青藏高原综合科学考察项目(2 0 1 9 Q Z KK 0 9 0 2)第一作者:贾静(1 9 9 7),女,在读硕士研究生,主要从事灾损土地利用与生态修复研究。E-m a i l:j i n g j i a 0 1 1 01 6 3.c o m 通信作者:张军(1 9 7 7),男,博士,教授,主要从事生态系统服务研究。E-m a i l:z h a n g j u n g s a u.e d u.c n1 9 8 5-2 0 2 0年天水市黄土区滑坡灾损土地利用时空变化特征贾 静1,2,宿 星2,张 军1,张满银2,李 霞2,魏万鸿2(1.甘肃农业大学资源与环境学院,兰州7 3 0 0 7 0;2.甘肃省科学院地质自然灾害防治研究所,兰州7 3 0 0 0 0)摘要:为探索甘肃省天水市滑坡土地利用特征及时空变化规律,选取秦州区和麦积区作为典型黄土滑坡区的代表,基于1 2.5m分辨率的A L O SD EM数据和1 9 8 52 0 2 0年全球3 0m的精细地表覆盖动态监测产品,利用G I S空间分析、土地利用净变化量指数、土地利用转移矩阵和土地利用贡献率,分析滑坡体的特征参数、土地利用/覆被类型、土地利用转移特征及驱动因素。结果表明:(1)研究区共识别出4 6 9个滑坡样本,平均高程集中于12 0 014 0 0m,平均坡度1 0 1 5,平均坡向为西向坡,前后缘相对高差1 0 01 5 0m,滑坡面积11 041 01 04m2,滑坡长度2 0 04 0 0m。(2)1 9 8 52 0 2 0年滑坡区旱地最多,草原次之;期间土地利用类型呈现动态变化特征,分为1 9 8 52 0 0 0年持续变化阶段和2 0 0 02 0 2 0年微弱调整阶段;其中1 9 9 52 0 0 0年变化最剧烈,主要表现为旱地向草原和林地转化。(3)3 5年间旱地面积转化最多,累计8.7 4k m2,贡献给草原6.5 8k m2、封闭落叶阔叶林1.9 4k m2、不透水表面0.2 0k m2,其余的土地利用类型占比小,转化微弱;旱地、草原、封闭落叶阔叶林和不透水表面的土地利用净变化量最大。(4)单个滑坡体的利用方式逐年多样化,草原和封闭落叶阔叶林的增加提升区域的植被覆盖度,降低再次发生滑坡的可能性。天水市区滑坡土地利用类型和时空变化规律为区域灾损土地的开发再利用及生态修复提供科学依据。关键词:滑坡;灾损土地;土地利用/覆被变化;转移矩阵;天水市中图分类号:P 6 4 2.2 2;F 3 0 1.2 4 文献标识码:A 文章编号:1 0 0 9-2 2 4 2(2 0 2 3)0 4-0 1 9 5-1 0D O I:1 0.1 3 8 7 0/j.c n k i.s t b c x b.2 0 2 3.0 4.0 2 5S p a t i a l a n dT e m p o r a lV a r i a t i o nC h a r a c t e r i s t i c so fL a n d s l i d eD i s a s t e rD a m a g eL a n dU s e i nL o e s sA r e ao fT i a n s h u iC i t yf r o m1 9 8 5t o2 0 2 0J I AJ i n g1,2,S UX i n g2,Z HANGJ u n1,Z HANG M a n y i n2,L IX i a2,WE IW a n h o n g2(1.C o l l e g eo fR e s o u r c e sa n dE n v i r o n m e n t a lS c i e n c e,G a n s uA g r i c u l t u r a lU n i v e r s i t y,L a n z h o u7 3 0 0 7 0;2.I n s t i t u t eo fG e o l o g i c a lN a t u r a lD i s a s t e rP r e v e n t i o na n dC o n t r o l,G a n s uA c a d e m yo fS c i e n c e s,L a n z h o u7 3 0 0 0 0)A b s t r a c t:T oe x p l o r e t h e l a n du s ec h a r a c t e r i s t i c sa n ds p a t i a l a n dt e m p o r a l c h a n g e so f l a n d s l i d e s i nT i a n s h u iC i t y,G a n s uP r o v i n c e,Q i n z h o uD i s t r i c t a n dM a i j iD i s t r i c tw e r e s e l e c t e da s t h e r e p r e s e n t a t i v e so f t y p i c a l l o e s sl a n d s l i d ea r e a s,b a s e do n1 2.5mr e s o l u t i o nA L O SD EMd a t aa n dt h eg l o b a l 3 0mf i n eg r o u n dc o v e rd y n a m i cm o n i t o r i n gp r o d u c t s f r o m1 9 8 5t o2 0 2 0,u s i n gG I Ss p a t i a l a n a l y s i s,l a n du s en e t c h a n g ev o l u m e i n d e x,l a n du s e t r a n s f e rm a t r i xa n dl a n du s ec o n t r i b u t i o nr a t i ot oa n a l y z et h ec h a r a c t e r i s t i cp a r a m e t e r s,l a n du s e/c o v e rt y p e s,l a n du s e t r a n s f e r c h a r a c t e r i s t i c s a n dd r i v i n g f a c t o r s o f l a n d s l i d e s.T h e r e s u l t s s h o w e d t h a t:(1)At o t a lo f 4 6 9 l a n d s l i d e s a m p l e sw e r e i d e n t i f i e d i nt h e s t u d ya r e a,w i t ht h ea v e r a g ee l e v a t i o nc o n c e n t r a t e d i n12 0 014 0 0ma n dt h ea v e r a g es l o p ec o n c e n t r a t e d i n1 0 1 5,t h ea v e r a g ea s p e c tw a sw e s t w a r ds l o p e,t h e r e l a t i v eh e i g h td i f f e r e n c eb e t w e e nt h ef r o n ta n d b a c ke d g e sc o n c e n t r a t e di n1 0 01 5 0 m,t h el a n d s l i d ea r e ac o n c e n t r a t e d i n11 041 01 04m2,a n dt h es l i d i n gl e n g t hc o n c e n t r a t e di n2 0 04 0 0m.(2)F r o m1 9 8 5t o2 0 2 0,t h e l a n d s l i d e sw e r e t h em o s t f r e q u e n t i nr a i n f e dc r o p l a n d s,f o l l o w e db yg r a s s l a n d s;t h e l a n du s e t y p e sd u r i n gt h ep e r i o ds h o w e dd y n a m i c c h a n g e c h a r a c t e r i s t i c s,d i v i d e d i n t oac o n t i n u o u sp h a s e c h a n g ep h a s e f r o m1 9 8 5t o2 0 0 0a n daw e a ka d j u s t m e n tp h a s e f r o m2 0 0 0t o2 0 2 0;a m o n gt h e m,t h em o s td r a s t i cc h a n g e sw e r eo b s e r v e df r o m1 9 9 5 t o2 0 0 0,m a i n l y i n t h e t r a n s f o r m a t i o no f r a i n f e dc r o p l a n d s t og r a s s l a n d s a n d f o r e s t l a n d s.(3)T h e t r a n s f o r m a t i o no f r a i n f e dc r o p l a n da r e aw a st h em o s t i nt h ep a s t3 5y e a r s,w i t hac u m u l a t i v et o t a lo f 8.7 4k m2,c o n t r i b u t i n g6.5 8k m2t og r a s s l a n d,1.9 4k m2t oc l o s e dd e c i d u o u sb r o a d l e a v e df o r e s ta n d0.2 0k m2t oi m p e r v i o u ss u r f a c e s,w h i l et h er e m a i n i n gl a n du s et y p e sa c c o u n tf o ras m a l lp r o p o r t i o na n dw e a kt r a n s f o r m a t i o n;t h en e t l a n du s e c h a n g e so f r a i n f e dc r o p l a n d,g r a s s l a n d,c l o s e dd e c i d u o u sb r o a d l e a v e d f o r e s ta n d i m p e r v i o u ss u r f a c e sw e r et h el a r g e s t.(4)T h eu t i l i z a t i o no fi n d i v i d u a ll a n d s l i d e sw a sd i v e r s i f i e dy e a rb yy e a r,a n dt h ei n c r e a s eo fg r a s s l a n d sa n dc l o s e dd e c i d u o u sb r o a d l e a v e sf o r e s t se n h a n c e dt h ev e g e t a t i o nc o v e ro ft h ea r e aa n dr e d u c e dt h ep o s s i b i l i t yo fr e c u r r e n c eo fl a n d s l i d e s.L a n du s et y p e sa n ds p a t i a la n dt e m p o r a l c h a n g ep a t t e r n so f l a n d s l i d e s i nT i a n s h u iC i t yp r o v i d e ds c i e n t i f i cb a s i sf o rt h ed e v e l o p m e n t,r e u s ea n de c o l o g i c a l r e s t o r a t i o no fd i s a s t e r-d a m a g e d l a n d i nt h er e g i o n.K e y w o r d s:l a n d s l i d e s;d i s a s t e r-d a m a g e d l a n d;l a n du s e/c o v e rc h a n g e;t r a n s f e rm a t r i x;T i a n s h u iC i t y 中国5 0%以上的国土面积受到地质灾害威胁,其中滑坡居多,有1/3发生于黄土高原区,导致农田损毁、植被破坏和水土流失加剧等生态地质环境问题,同时造成重大人员伤亡和经济损失1-2。区域地形地貌、地层岩性和地质构造等形成条件以及地震、降雨和人类活动等诱发因素共同控制着滑坡的发生3-4。土地利用/覆被变化(l a n du s e/c o v e rc h a n g e,L U C C)则是诱发滑坡的重要人类活动因子之一5,不合理的土地利用加剧滑坡的发生。目前,国内外学者6-8关于滑坡的研究主要集中于滑坡特征、早期识别、监测预警、形成机制、易发性判识、危险性评价和敏感性制图等方面,而L U C C是生态系统服务、粮食生产、森林资源、土地利用优化与管理等方面研究的热点9-1 1。已有研究1 2-1 5表明,农用地、水域和农村建设用地周边及低覆盖度草地更易发生滑坡,且持续影响土壤流失和区域土地利用转化;林地、中高覆盖度草地、裸岩地、荒漠和苔原地区的滑坡敏感性较低。滑坡灾害治理与土地利用综合考虑,其结果产生较好效益1 6,粗放管理模式下滑坡后土地的利用几乎不变化1 7。传统滑坡治理以保证稳定性和地质安全为主,而作为一种土地资源再利用往往被忽视1 8。如果将滑坡作为一种土地资源合理利用,因地制宜,既保证滑体的稳定性,又合理配置与保护灾损土地,减轻和消除滑坡的灾害性,也满足生产或生态的需求。综上,滑坡与土地利用结合的研究主要分为2个方面:以滑坡为核心,将土地利用作为诱发滑坡的一项主要因子和评价指标参与滑坡易发性、危险性和敏感性评价,并分析其相关性,为区域国土空间规划和防灾减灾提供技术参考,该方面研究成果丰硕1 3-1 4;以土地利用为核心,重点开展滑坡后灾损土地的分析评价和开发再利用,该方面研究相对滞后,成果偏少,尤其在黄土高原区。基于此,通过探索分析天水市秦州区和麦积区滑坡发育的特征参数、1 9 8 52 0 2 0年滑坡区的土地利用类型及不同时序下土地利用转移趋势及原因,对区内滑坡灾损土地的科学合理开发利用和生态环境保护修复具有启示意义和借鉴作用,进一步提高区内综合防灾减灾能力。1 研究区概况与数据来源1.1 研究区概况天水市位于甘肃省东南部,陕、甘、川三省交界处,地处陇中黄土高原南部,渭河上游;是黄土高原水土保持重点区,中国滑坡灾害高发区之一,也是甘肃省地质灾害重灾区之一1 9。秦州区和麦积区是天水市的政治、经济、商业和文化中心,总人口约1 3 0万,总面积约58 5 5k m2,其中秦州区约23 7 3k m2,麦积区约34 8 2k m2。地理位置3 4 0 5 0 5 3 4 4 9 4 0 N,1 0 5 1 3 1 5 1 0 6 4 2 5 8 E(图1)。天水市属暖温带半湿润半干旱气候,年平均气温1 1,年平均降水量约4 9 1.7mm,由东南向西北呈下降趋势。全区持续最大降雨量2 8 6.6mm,最大日降雨量1 1 3mm,最大小时雨量5 7.3mm,每年79月降水量最多,约占全年降水量的7 0%,常以集中暴雨的形式出现,是引发各类地质灾害的重要因素。天水市位于六盘山南北地震带和秦岭北缘东西地震带的交汇部位,发育凤凰山断裂、西秦岭北缘断裂和东泉断裂等多条断裂带,区内地形起伏较大,地层岩性多样2 0-2 1。近年来,天水市降雨集中、短时强降雨等因素造成滑坡灾害频发,严重威胁着区内人民生命财产安全,防灾减灾任务艰巨。1.2 数据来源1.2.1 滑坡数据 获取研究区A L O S-1 2.5mD E M和高清遥感影像数据,进行滑坡灾害室内遥感解译和G I S空间分析,结合已有滑坡资料和野外实地调查,得到研究区滑坡分布(图1)。建立研究区滑坡空间分布数据集,共识别滑坡灾害样本4 6 9个,其中秦州区2 5 7个、麦积区2 1 2个,累计滑坡区总面积8 7.6 5k m2。691水土保持学报 第3 7卷图1 研究区位置与滑坡分布1.2.2 土地利用数据 土地利用数据来源于中国科学院空天信息创新研究院刘良云团队(h t t p s:/d a t a.c a s e a r t h.c n/s d o/d e t a i l/5 f b c 7 9 0 4 8 1 9 a e c 1 e a 2 d d 7 0 6 1),1 9 8 52 0 2 0年全球3 0m精细地表覆盖动态监测产品,共包含2 9个地表覆盖类型(联合国粮农组织的土地覆盖分类体系),细化了5种森林类型,更新周期为5年,总体精度8 2.5%2 2。对下载的数据进行处理得到研究区1 9 8 52 0 2 0年8期土地利用类型(图2),将8期土地利用类型图与识别的滑坡样本进行空间叠加分析,得到滑坡区的土地利用类型。主要的土地利用类型包括耕地(旱地、灌溉农田)、林地(封闭常绿阔叶林、封闭落叶阔叶林、封闭常绿针叶林)、草地(草本植物盖、草原)和不透水表面。图2 研究区1 9 8 5-2 0 2 0年土地利用类型2 研究方法2.1 基于G I S的滑坡特征参数提取利用A r c G I S1 0.2软件和研究区1 2.5m分辨率的D EM数据,参考宿星等2 1对滑坡特征参数的选取。在A r c T o o l b o x中执行S p a t i a lA n a l y s t,利用“表面分析”求得山体阴影、坡度和坡向;将滑坡面和处理后的数据叠加,利用“以表格显示分区统计”求得滑坡的平均高程、平均坡度、平均坡向、面积、前后缘相对高差;再利用“滑坡长度=高差/坡度”求得滑坡长度,最后分类统计6种滑坡特征参数。2.2 基于G I S的滑坡土地利用类型统计将识别的4 6 9个滑坡样本与8期土地利用类型图结合,利用A r c G I S中“多值提取至点”得到滑坡点土地利用类型;利用“以 表格显示分 区统计”的“MA J O R I T Y”得 到 滑 坡 面 土 地 利 用 类 型;利 用“VA R I T Y”属性统计每个滑坡面不同年份的土地利用类型种类数;再利用“面积制表”统计滑坡区各土地利用类型面积。2.3 土地利用/覆被净变化量指数土地利用/覆被净变化量指数能够有效反映不同土地利用类型某一时期内在数量上的绝对变化量百分比2 3,计算公式为:Dj=P+j-Pi+(1)式中:Dj为特定时期内某区域土地利用/覆被净变化量百分比(%);P+j为特定时期内期末第i类土地利用类型面积百分比(%);Pi+为特定时期内期初第i类土地利用类型面积百分比(%)。2.4 土地利用转移矩阵土地利用转移矩阵是依据同一区域不同时间的土地利用状况的动态转化关系得出的一个二维矩阵,可以直观地表示一段时间内土地利用的变化值和方向,揭示不同土地利用类型之间面积流动的时空演变2 4,计算方法为:Si j=S1 1S1 2S1nS2 1S2 2S2nSn1Sn2Sn n(2)式中:Si j为i类 用 地 转 为j类 用 地 的 土 地 面 积(k m2);n为不同土地利用的类型数量;i、j分别为转移前后的土地利用类型。791第4期 贾静等:1 9 8 5-2 0 2 0年天水市黄土区滑坡灾损土地利用时空变化特征 2.5 土地利用转移贡献率为进一步明确不同土地利用类型的单项转移情况,在土地利用转移矩阵的基础上计算土地利用转移贡献率,从而明 确不同土地 利用 类 型 间 的 转 移 情况2 5,计算方法为:Ti j=Ai j-Aj ini=1Ai j-Aj i()(3)式中:Ti j为第i类土地利用类型转移贡献率(%);Aj i表示第i类土地转移面积占第j类土地利用类型转移总面积的比例(%);Ai j为第i类土地向第j类土地转移的面积(k m2);Aj i为第j类土地向第i类土地转移的面积(k m2)。3 结果与分析3.1 滑坡特征参数统计滑坡平均高程1 0 0 3.7 1 8 8 8.1m,按2 0 0m的梯度分为5个等级,优势高程12 0 0 14 0 0m,发育2 0 3个滑坡,占比达4 3.2 8%;平均坡度间接影响滑坡发育与稳定性,研究区滑坡平均坡度7.7 3 5.8,按5 的梯度分为6个等级,1 0 1 5 发育1 9 1个滑坡,占比达4 0.7 2%;滑坡平均坡向2 8.4 3 2 7.6,按坡向每4 5 为1个分带,分为8个分带,其中在西向坡发育1 2 4个滑坡,占比达2 6.4 4%,北东、东、南东、南、南西、北西也较均匀地发育着滑坡;滑坡高差1 9.0 4 1 6m,按5 0m的梯度分为9个等级,1 0 01 5 0m间发育1 5 6个滑坡,占比达3 3.2 6%,高于3 0 0 m的高差发育的滑坡很少;滑坡面积介于0.4 51 042.6 61 06m2,按1 01 04m2的梯度分为1 1个等级,显著分布于11 041 01 04m2,有2 2 4个滑坡,占比达4 7.7%,随着面积的增加滑坡数量在减少;滑坡长度大小反映滑坡的滑动空间范围,研究区滑坡长度6 1.518 1 9.4m,按2 0 0m的梯度分为1 0个等级,在2 0 04 0 0m间发育1 8 7个滑坡,占比达3 9.8 7%,2 0 020 0 0m的范围内,随着长度的增加滑坡数量逐渐减少(图3)。图3 滑坡特征参数分级 滑坡特征参数统计表明,研究区滑坡发育具有一定的易发区间,这与天水市区的地质地貌背景和气候环境相关2 1。整个研究区出露的地层主要为前震旦系(A n Z)、震旦系(Z)、前寒武系牛头河群(P z 1)、泥盆系(D)、石炭系(C)、侏罗系(J)、古近系(E)、新近系(N)和第四系(Q)及花岗岩(),其中以第四系、新近系、古近系和泥盆系及花岗岩分布最广(图4)。依据滑坡物质组成和滑动面位置,可将研究区滑坡分为黄土-泥岩接触面滑坡、黄土-泥岩切层滑坡和纯黄土滑坡3种类型,其中黄土-泥岩接触面滑坡和黄土-泥岩切层滑坡为主要发育的滑坡类型。新生代以来天水市受构造隆升和气候变化作用,形成由新近系、古近系等泥质岩类组成的高低起伏的“古红土丘陵”地貌;第四系风积马兰黄土则以披覆形式堆891水土保持学报 第3 7卷积在古红土丘陵之上,形成黄土丘陵,构成上部黄土、下部泥岩的“双层异质”斜坡结构,为区内滑坡的发育形成奠定了地形地貌和地质基础2 6。研究区滑坡敏感性分析评价表明,地层岩性因子层中,第四系上更新统(Q3)马兰黄土和新近系(N)泥岩为区内滑坡易发因子层,对滑坡的响应和敏感性最高2 7。3.2 滑坡土地利用/覆被特征3.2.1 滑坡点土地利用/覆被类型 1 9 8 52 0 2 0年研究区滑坡点的土地利用类型有旱地、灌溉农田、封闭常绿阔叶林、封闭落叶阔叶林、封闭常绿针叶林、草原和不透水表面7种(表1)。旱地是滑坡点上最多的土地利用类型,1 9 8 52 0 2 0年平均占比8 1.0 5%,1 9 9 0年开始呈减少趋势;灌溉农田是滑坡点上最少的土地利用类型,8期平均占比仅有0.2 7%;封闭常绿阔叶林略多于灌溉农田,平均占比0.3 5%;封闭落叶阔叶林和封闭常绿针叶林在1 9 8 52 0 2 0年波动较小;草原从1 9 9 0年开始逐年增加,2 0 0 0年增加趋势最明显,近些年保持为8 0个左右,是滑坡点次要土地利用类型;不透水表面从51 1个缓慢增加。总体而言,变化最明显的土地利用类型是旱地和草原,旱地先增加后减少,草原先减少后增加。图4 研究区地质分布表1 1 9 8 5-2 0 2 0年滑坡点不同土地利用类型数量单位:个土地利用类型1 9 8 5年1 9 9 0年1 9 9 5年2 0 0 0年2 0 0 5年2 0 1 0年2 0 1 5年2 0 2 0年平均占比/%旱地4 2 94 3 64 1 53 6 13 5 23 5 23 5 13 4 58 1.0 5灌溉农田000222220.2 7封闭常绿阔叶林030222220.3 5封闭落叶阔叶林1 92 02 42 32 52 52 52 44.9 3封闭常绿针叶林123222220.4 3草原1 532 17 37 97 98 08 31 1.5 4不透水表面55667771 11.4 33.2.2 滑坡面土地利用/覆被类型 1 9 8 52 0 2 0年研究区滑坡面的土地利用类型有旱地、封闭常绿阔叶林、封闭落叶阔叶林、封闭常绿针叶林、草原和不透水表面6种(表2)。土地利用变化明显的有旱地和草原,旱地逐年减少,草原逐年增加;封闭常绿阔叶林仅在1 9 9 0年出现1次;封闭常绿针叶林在1 9 9 5年首次出现1个,后每年保持2个;封闭落叶阔叶林基本保持2 0个;不透水表面波动较小,每年约有5个。总体而言,滑坡面的土地利用类型以旱地为主,草原次之,与滑坡点的土地利用特征基本一致。表2 1 9 8 5-2 0 2 0年滑坡面不同土地利用类型数量单位:个土地利用类型1 9 8 5年1 9 9 0年1 9 9 5年2 0 0 0年2 0 0 5年2 0 1 0年2 0 1 5年2 0 2 0年旱地4 5 34 5 24 4 23 7 73 7 03 6 93 6 93 6 2封闭常绿阔叶林01000000封闭落叶阔叶林61 292 12 12 12 12 0封闭常绿针叶林00122222草原601 16 57 17 27 27 8不透水表面44645557 对1 9 8 52 0 2 0年单个滑坡面的土地利用类数进行统计,由表3可知,单个滑坡面利用类型以2种或3种居多。1 9 8 52 0 0 0年滑坡土地仅有1种利用类型的逐年减少,1种以上的逐年增加,2 0 0 0年最多达8种;2 0 0 0年以后单个滑坡土地利用类型变化较小,基本趋于稳定。总体上,单个滑坡面的土地利用方式趋于多样化。3.2.3 滑坡区土地利用/覆被类型面积特征 对滑坡区不同年份土地利用类型面积进行详细统计,由表4可知,滑坡区旱地、草原、封闭落叶阔叶林和不透水表面的面积总和在9 9%以上,其余土地利用类型面积少,旱地面积占比呈明显的主导优势,但整体在逐年减少,1 9 8 51 9 9 5年占比在9 0%以上,2 0 0 02 0 2 0年降至7 8%左右;草原逐年增长,2 0 2 0年占比达到1 3.0 9%,面积仅次于旱地;不透水表面、封闭落叶阔叶林、草本植物盖、封闭常绿针叶林和封闭常绿阔叶林所占比例在各个时期内波动性较小;灌溉农田先略增,后趋于平稳。991第4期 贾静等:1 9 8 5-2 0 2 0年天水市黄土区滑坡灾损土地利用时空变化特征 根据公式(1)计算得到1 9 8 52 0 2 0年4种主要土地利用类型净变化量指数(表5)。旱地变化最多,3 5年净变化量指数为1 3.5 9%,依次是草原9.1 1%,封闭落叶阔叶林1.9 8%,不透水表面1.7 7%;分段统计表明,1 9 9 52 0 0 0年土地利用净变化量指数最大,总计1 9.9 9%,其中旱地为1 0.3 6%,草原为8.5 0%;在2 0 0 0年之前土地净变化量明显,2 0 0 0年之后变化量骤降,且波动较小,表明2 0 0 0年前区域生态系统稳定性较差,后生态系统向好发展。总体上土地利用变化发生在1 9 8 52 0 0 0年。表3 1 9 8 5-2 0 2 0年不同土地利用类型个数的滑坡量年份滑坡数量/个123456781 9 8 51 1 51 6 91 2 04 81 51101 9 9 01 3 91 3 51 2 74 81 37001 9 9 59 61 7 51 4 63 91 02102 0 0 02 91 6 21 5 47 93 55412 0 0 52 61 6 81 5 47 53 47502 0 1 02 61 6 81 5 47 43 48502 0 1 52 61 6 81 5 27 53 21 1502 0 2 02 31 5 41 6 47 54 0850 注:表头中18为土地利用类型数。表4 1 9 8 5-2 0 2 0年滑坡区土地利用类型面积及占比年份项目旱地草原不透水表面封闭落叶阔叶林草本植物盖灌溉农田封闭常绿阔叶林封闭常绿针叶林1 9 8 5面积/k m28 1.0 13.4 91.2 21.7 30.0 600.0 20.1 4比例/%9 2.3 93.9 81.3 91.9 70.0 700.0 30.1 61 9 9 0面积/k m28 2.1 10.7 81.5 42.8 50.0 60.0 10.2 90.0 5比例/%9 3.6 40.9 01.7 53.2 50.0 70.0 10.3 30.0 51 9 9 5面积/k m27 9.6 33.6 21.6 92.5 40.0 60.0 90.0 20.0 3比例/%9 0.8 14.1 31.9 22.9 00.0 70.1 00.0 20.0 42 0 0 0面积/k m27 0.5 41 1.0 81.8 63.3 70.0 70.5 60.0 60.1 5比例/%8 0.4 51 2.6 32.1 23.8 50.0 70.6 40.0 60.1 72 0 0 5面积/k m26 9.7 11 1.6 52.0 13.4 30.0 70.6 10.0 50.1 5比例/%7 9.5 01 3.2 92.2 93.9 10.0 70.7 00.0 60.1 72 0 1 0面积/k m26 9.2 51 1.8 82.1 83.4 70.0 70.6 30.0 50.1 5比例/%7 8.9 81 3.5 52.4 93.9 50.0 70.7 20.0 60.1 72 0 1 5面积/k m26 9.1 11 1.9 52.2 53.4 70.0 70.6 30.0 50.1 5比例/%7 8.8 21 3.6 22.5 73.9 60.0 70.7 20.0 60.1 72 0 2 0面积/k m26 9.0 91 1.4 82.7 83.4 60.0 70.6 10.0 50.1 5比例/%7 8.8 01 3.0 93.1 73.9 50.0 70.6 90.0 60.1 7表5 1 9 8 5-2 0 2 0年滑坡区主要土地利用净变化量指数单位:%土地利用类型1 9 8 51 9 9 0年1 9 9 01 9 9 5年1 9 9 52 0 0 0年2 0 0 02 0 0 5年2 0 0 52 0 1 0年2 0 1 02 0 1 5年2 0 1 52 0 2 0年1 9 8 52 0 2 0年旱地1.2 52.8 31 0.3 60.9 50.5 20.1 60.0 21 3.5 9草原3.0 93.2 48.5 00.6 60.2 60.0 70.5 39.1 1封闭落叶阔叶林1.2 80.3 40.9 40.0 70.0 400.0 11.9 8不透水表面0.3 60.1 70.1 90.1 80.2 00.0 80.6 01.7 73.3 滑坡土地利用时空变化3.3.1 土地利用转移矩阵分析 根据公式(2)计算得到滑坡区8期土地利用类型转移矩阵(表6)。结果表明:(1)1 9 8 51 9 9 0年,旱地的转入与转出几乎持平,约0.2 8k m2转化为封闭落叶阔叶林,同期转入0.2 7k m2,来源于封闭落叶阔叶林和草原,约9 9.7%保持不变;草原总计转出0.7 1k m2,转化为旱地和封闭落叶阔叶林;不透水表面没有发生转化,保持在0.0 9k m2。(2)1 9 9 01 9 9 5年,旱地转化类型多样,转化为封闭落叶阔叶林、封闭常绿针叶林、草原和不透水表面,分别有0.0 6,0.0 1,0.3 9,0.0 9k m2,仅有0.3 5k m2的封闭落叶阔叶林转入;封闭常绿阔叶林有0.0 2k m2转化为封闭落叶阔叶林。(3)1 9 9 52 0 0 0年,旱地以微弱的转入和显著的转出呈下降趋势,转化为封闭落叶阔叶林、封闭常绿针叶林和草原,分别有1.6 0,0.0 1,4.4 4k m2,其中转为草原的最多,封闭落叶阔叶林也有0.3 8k m2转化为草原。整体在这一阶段草原和封闭落叶阔叶林表现为显著的转入,均来自旱地。(4)2 0 0 02 0 1 5年每5年土地利用转化非常少,1 5年旱地累计约0.4 3k m2转化为草原,草原累计约0.1 3k m2转化为不透水表面,其他土地利用类型几乎无波动。(5)2 0 1 52 0 2 0年,旱地转化为草原和不透水表面,分别有1.3 2,0.1 1k m2;封闭落叶阔叶林有0.0 4k m2转化为草原。(6)长时序来看,1 9 8 52 0 2 0年旱地、封闭落叶阔叶林、草原和不透水表面分别保持不变的有7 8.7 0,0.3 4,0.7 1,0.0 9k m2。002水土保持学报 第3 7卷表6 1 9 8 5-2 0 2 0年滑坡区土地利用转移矩阵单位:k m2时段土地利用类型旱地封闭落叶阔叶林封闭常绿阔叶林草原不透水表面期初总计旱地8 6.2 10.2 80008 6.4 9封闭落叶阔叶林0.0 40.3 30.0 2000.3 91 9 8 51 9 9 0年草原0.2 30.4 80000.7 1不透水表面00000.0 90.0 9期末总计8 6.4 81.0 90.0 200.0 98 7.6 8旱地8 5.9 30.0 60.0 10.3 90.0 98 6.4 8封闭落叶阔叶林0.3 50.7 300.0 101.0 91 9 9 01 9 9 5年封闭常绿阔叶林00.0 20000.0 2不透水表面00000.0 90.0 9期末总计8 6.2 80.8 10.0 10.4 00.1 88 7.6 8旱地8 0.2 31.6 00.0 14.4 408 6.2 8封闭落叶阔叶林0.0 30.4 000.3 800.8 11 9 9 52 0 0 0年封闭常绿