山東省土地利用分析計算案例1.1數(shù)量和結構分析表4.1山東省2005－2015年土地利用面積變化表（單位：萬公頃）土地利用類型總面積總面積變化量2005201020152005-20102010-20152005-2015耕地1028.321028.581016.710.26-11.87-11.61林地99.2490.2190.22-9.030.01-9.03草地131.9285.0885.07-46.85-0.01-46.85水域58.6584.4584.5525.800.1125.91居民點和建設用地220.04270.07281.3850.0311.3261.34未利用地16.203.413.35-12.79-0.06-12.85表4.2山東省2005－2015年土地利用變化幅度和速度表（%）土地利用類型2005-20102010-20152005-2015變化幅度變化速度變化幅度變化速度變化幅度變化速度耕地0.030.01-1.15-0.23-1.13-0.23林地-9.10-1.820.010.00-9.09-1.82草地-35.51-7.10-0.010.00-35.52-7.10水域43.998.800.130.0344.178.83居民點和建設用地22.744.554.190.8427.885.58未利用地-78.97-15.79-1.78-0.36-79.35-15.87(a)2005(b)2010(c)2015圖4.12005-2015年山東省土地利用圖由上表4.1和表4.2以及圖4.1可以看出：在研究期間內(nèi)研究區(qū)各類土地利用面積隨時間推移呈現(xiàn)不同程度的增減變化。以2010年為界，將研究期分為兩個時段，即2005-2010（前一時段）和2010-2015年（后一時段）。在整個研究時段內(nèi)耕地呈現(xiàn)先增加后減少的趨勢，2005-2010年間增加了2600公頃，增幅為0.03%，2010年-2015年減少了11.87萬公頃，減幅為1.15%。2005-2015年整體耕地面積是減少的，減少幅度為1.13%。林地呈現(xiàn)先減少后增加的趨勢，2005年-2010年林地減少面積為9.03萬公頃，減幅達到9.10%；2010-2015年增加面積為89公頃，增幅為0.01%。但2005-2015年總體是減少的，減少幅度為9.09%。草地在持續(xù)減少，從2005年的131.92萬公頃，減少到2010年的85.08萬公頃，再減少到2015年的85.07萬公頃。減少幅度分別為35.51%和0.01%。在整個2005-2015年十年間，草地的面積總體是大幅度減少的，減少幅度為35.52%。水域從2005年的58.65萬公頃到增加2010年的84.45萬公頃，再減少到2015年的84.55萬公頃。呈現(xiàn)先大幅度增加的趨勢。居民點和建設用地面積十年以來都呈增加趨勢，從2005年的220.04萬公頃增加到270.07萬公頃，再增加到2015年的281.38萬公頃，2005-2010年的變化幅度為22.74%，2010-2015年的變化幅度為4.55%，2005-2015年的變化幅度為4.19%。未利用地的面積時間以來都呈減少趨勢，從2005年的16.20萬公頃到2010年的3.41萬公頃，再到2015年的3.45萬公頃。減少幅度分別為78.97%，1.78%，79.35%?？傮w來看：2005-2015年，山東省內(nèi)年變化率最大的是未利用地，為79.35；其次是水域和草地，分別為44.17%，35.52%；再次是居民地和建設用地、林地和耕地；居民地和建設用地的變化率為27.88%，林地和耕地的變化率最小，分別為9.09%，1.13%；除水域、居民點和建設用地在增加之外，其它土地利用類型均呈現(xiàn)不同程度的減少態(tài)勢。表4.3山東省2005－2015年土地利用結構變化表（單位：%）土地利用類型百分比百分比變化量2005201020152005-20102010-20152005-2015耕地66.1665.8665.12-0.30-0.74-1.04林地6.385.785.78-0.610.00-0.61草地8.495.455.45-3.040.00-3.04水域3.775.415.421.630.011.64居民點和建設用地14.1617.2918.023.140.733.87未利用地1.040.220.21-0.820.00-0.83從以上表4.3可知：研究期間土地利用類型的基本結構無太大變化，優(yōu)勢類型均為耕地、居民點和建設用地。唯獨在2005年草地的占比在同林地、水域和未利用地的對比中有些偏高。在2005、2010和2015年中，總體上呈現(xiàn)出耕地、居民點和建設用地占主導地位，林地、水域和草地并列，未利用地最少的局面。從各類土地利用面積所占比例的變化來看：2005－2010年居民點和建設用地的的變化最為顯著。草地所占比例從2005年的8.49%下降到2010年的5.45%，下降了3.04個百分點；居民點和建設用地所占比例從14.16%上升到17.29%，增加了3.14個百分點；水域面積從2005年的3.77%增加到2010年的5.41%，增加了1.63個百分點；其次是耕地所占比例從66.16%減少到65.86%，減少了0.3個百分點，林地和未利用地分別減少了0.61和0.82個百分點。在2010年到2015年各個土地類型變化總體不大，趨勢較為平穩(wěn)。不同時段內(nèi)土地利用結構變化快慢不同。耕地結構在前5年變化較快，減少了0.3個百分點，后5年下降速度趨于緩慢，下降了0.74個百分點；林地前五年結構變化的快慢與耕地相同，前5年變化較快，下降了0.61個百分點，后5年變化緩慢；草地所占比例變化主要為前5年，下降了3.04個百分點；水域前五年下降了1.63個百分點，后五年增加了0.01個百分點；居民點和建設用地10年以來一直呈增加趨勢，前5年增加較快，為3.14個百分點，后5年增加速度緩慢，為0.73個百分點。未利用地雖然一直處于被開發(fā)的狀態(tài)。但是變化趨勢不大，也是主要為前五年減少，減少了0.82個百分點。1.2土地利用轉(zhuǎn)入轉(zhuǎn)出分析區(qū)域內(nèi)各土地類型間相互轉(zhuǎn)化的來源和去向，可采用馬爾可夫過程加以表述。馬爾可夫過程是一種具有“無后效性”的特殊隨機運動過程，即未來的情況只與現(xiàn)在有關，而與過去無關。這對于研究土地利用類型動態(tài)變化較為合適，這更適合研究不同類型土地利用的動態(tài)，因為在某些情況下，土地利用的動態(tài)具有馬爾可夫過程的性質(zhì):在一個特定的區(qū)域，不同類型的土地相互轉(zhuǎn)換。相互轉(zhuǎn)化過程中包含了相對較多的難以用功能關系來描述的事件?；?005、2010和2015年研究區(qū)土地利用類型圖導出的數(shù)據(jù)，運用Excel表格處理工具將三期土地利用數(shù)據(jù)進行運算，即可得到各土地利用類型之間的土地轉(zhuǎn)移矩陣。土地地類轉(zhuǎn)移矩陣表如表4.4、表4.5、表4.6所示。從下表4.4中可以看出：2005-2010年，土地利用類型間轉(zhuǎn)化較明顯的是居民地和建設用地-耕地87.06萬公頃；其次是耕地-居民地和建設用地41.14萬公頃；然后是耕地-草地37.00萬公頃；最后分別為水域-居民地和建設用地12.82萬公頃、水域-耕地10.20萬公頃；其余地類轉(zhuǎn)化面積均未超過10萬公頃。草地保持94.69%的面積未變化。這期間草地主要轉(zhuǎn)為耕地，轉(zhuǎn)移比例為2.30%，同時，在2010年的草地中有3.60%的來自耕地的轉(zhuǎn)入。耕地的保留率為89.97%，耕地最多轉(zhuǎn)化為居民點和建設用地為41.14萬公頃，轉(zhuǎn)移比例為3.60%，其次為草地，比例為4.00%；而新增耕地也主要來源于居民點和建設用地和水域的轉(zhuǎn)化，轉(zhuǎn)化面積分別占2010年耕地面積的8.47%，0.99%，部分地彌補了耕地的損失。居民點和建設用地保留61.67%的面積未變化，對2010年居民點和建設用地的貢獻率為74.94%，居民點和建設用地轉(zhuǎn)化為耕地的比例最大，占32.24%，其次是草地，占2.74%；同時2010年居民地和建設用地新增面積中來自耕地和林地的轉(zhuǎn)入較多，比例分別為18.70%，5.83%。林地有94.67%的面積保持不變，對2010年林地做了86.05%的貢獻。林地的主要流向是耕地和草地，轉(zhuǎn)移比例分別為2.56%，2.18%；同時在林地的新增來源中，耕地對林地的轉(zhuǎn)入貢獻最大，占10.75%，其次為居民點和建設用地的轉(zhuǎn)入，比例為2.59%。草地有1.24%的比例。水域有64.92%的面積保持沒變。對2010年水域面積做了80.89%的貢獻。水域轉(zhuǎn)化成草地和耕地最多，分別為2.69%和1.72%。未利用地有36.84%的面積保持沒變，對2010年未利用地面積做出了14.44%的貢獻率。未利用轉(zhuǎn)化為草地和耕地的面積最多，分別為32.72%和20.87%。表4.42005-2010年土地利用轉(zhuǎn)移矩陣表（萬公頃）轉(zhuǎn)移20102005草地耕地居民點及建林地水域未利用土地草地80.5436.707.391.962.862.17耕地1.96925.4087.062.3110.201.38居民點及建設用地0.6641.14164.900.2912.820.23林地1.129.702.3485.400.560.13水域0.237.184.500.1952.380.27未利用土地0.558.163.840.0631.862.44從下表4.5中可以看出：2010-2015年，土地利用類型間轉(zhuǎn)化較明顯的是耕地-居民地和建設用地2.05萬公頃；其次是水域-耕地0.96萬公頃；然后是草地-耕地0.55萬公頃；最后為林地-耕地0.43萬公頃；其余地類轉(zhuǎn)化面積均未超過0.40萬公頃。草地保持98.81%的面積。草地對2015年草地面積貢獻率為98.83%，這期間草地主要轉(zhuǎn)為耕地，轉(zhuǎn)移比例為0.65%，其次為林地，轉(zhuǎn)移比例為0.40%。同時，在2015年的草地中有0.05%的來自耕地的轉(zhuǎn)入。耕地的保留率為99.68%，耕地最多轉(zhuǎn)化為居民點和建設用地為2.05萬公頃，轉(zhuǎn)移比例為0.2%，其次為草地、水域、林地，比例分別為0.05%、0.04%、0.03%；而新增耕地也主要來源于草地的轉(zhuǎn)化，轉(zhuǎn)化面積占2015年耕地面積的65%，極大的地彌補了耕地的損失。居民點和建設用地保留95.16%的面積未變化，對2015年居民點和建設用地的貢獻率為99.16%，居民點和建設用地轉(zhuǎn)化為耕地的比例最大，占4.65%，其次是水域和草地，占比分別占0.09、0.06%；同時2015年居民地和建設用地新增面積中來自耕地和水域的轉(zhuǎn)入較多，比例分別為0.2%，0.13%。林地有99.12%的面積保持不變，對2015年林地做了99.13%的貢獻。林地的主要流向是耕地和草地，轉(zhuǎn)移比例分別為0.47%，0.33%；同時在林地的新增來源中，草地和未利用地對林地的轉(zhuǎn)入貢獻最大，分別占0.4%和0.37%。水域有98.60%的面積保持沒變。對2015年水域面積做了99.11%的貢獻。水域轉(zhuǎn)化成耕地和居民點和建設用地的面積占比最多，分別為1.18%和0.13%。未利用地有97.90%的面積保持沒變，對2015年未利用地面積做出了99.23%的貢獻率。未利用轉(zhuǎn)化為草地、耕地、林地、水域的面積最多，分別為0.40%、0.72%、0.37%、0.53%。表4.52010-2015年土地利用轉(zhuǎn)移矩陣表（萬公頃）轉(zhuǎn)移20152010草地耕地居民點及建林地水域未利用土地草地84.060.460.170.300.040.03耕地0.551013.5013.090.430.960.05居民點及建設用地0.072.05267.760.040.100.00林地0.340.290.1089.420.020.02水域0.030.380.240.0280.040.04未利用土地0.000.010.000.000.006.58從表4.6中可以看出：2005-2015年，土地利用類型間轉(zhuǎn)化較明顯的是居民地和建設用地-耕地98.86萬公頃；其次是耕地-居民點和建設用地42.37萬公頃；耕地-草地37.49萬公頃；最后為水域-耕地，面積占比為11.98萬公頃。其余地類轉(zhuǎn)化面積均未超過10萬公頃。草地保持94.06%的面積。草地對2015年草地面積貢獻率為60.65%，這期間草地主要轉(zhuǎn)為耕地和林地，轉(zhuǎn)移比例分別為2.67%和1.54%；其次為居民地和建設用地、未利用地，轉(zhuǎn)移比例分別為0.79%、0.65%。同時，在2015年的草地中有32.72%的來自未利用地的轉(zhuǎn)入。耕地的保留率為89.89%，耕地最多轉(zhuǎn)化為居民點和建設用地和草地，轉(zhuǎn)移比例分別為4.04%和3.63%，其次為林地、水域、未利用地，比例分別為0.95%、0.69%、0.79%；而新增耕地也主要來源于居民點和建設用地、未利用地、水域的轉(zhuǎn)化，轉(zhuǎn)化面積分別占2015年耕地面積的34.67%、13.16%、20.98%，極大的地彌補了耕地的損失。居民點和建設用地保留58.65%的面積，對2015年居民點和建設用地的貢獻率為74.98%，居民點和建設用地轉(zhuǎn)化為耕地的比例最大，占34.67%，其次是草地、水域和未利用地，占比分別占2.74%、1.64%、1.41%；同時2015年居民地和建設用地新增面積中來自耕地、水域和未利用地的轉(zhuǎn)入較多，比例分別為4.04%，15.72%、3.36%。林地有94.22%的面積保持不變，對2015年林地做了85.66%的貢獻。林地的主要流向是耕地和草地，轉(zhuǎn)移比例分別為2.80%，2.3