基于時(shí)空維度的大慶市土地利用空間格局：演化特征、驅(qū)動(dòng)機(jī)制與預(yù)測(cè)模型構(gòu)建一、緒論1.1研究背景與意義土地作為人類(lèi)賴(lài)以生存和發(fā)展的基礎(chǔ)資源，其利用方式和空間格局不僅深刻影響著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展進(jìn)程，還與生態(tài)環(huán)境的平衡和穩(wěn)定息息相關(guān)。土地利用研究，是探究人類(lèi)如何規(guī)劃、開(kāi)發(fā)、使用土地資源，以實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展。在全球范圍內(nèi)，隨著人口的持續(xù)增長(zhǎng)、城市化進(jìn)程的加速以及經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，土地資源的供需矛盾日益尖銳，土地利用變化所引發(fā)的生態(tài)環(huán)境問(wèn)題也愈發(fā)嚴(yán)峻。因此，深入開(kāi)展土地利用研究，對(duì)于合理規(guī)劃土地資源、優(yōu)化土地利用結(jié)構(gòu)、提高土地利用效率以及促進(jìn)區(qū)域可持續(xù)發(fā)展具有至關(guān)重要的意義。大慶市作為中國(guó)重要的石油工業(yè)基地，自20世紀(jì)中葉大規(guī)模開(kāi)發(fā)建設(shè)以來(lái)，經(jīng)歷了從一片荒原到現(xiàn)代化石油城的巨大轉(zhuǎn)變。石油資源的開(kāi)發(fā)與利用，不僅推動(dòng)了大慶市的經(jīng)濟(jì)騰飛，也深刻改變了其土地利用的空間格局。早期，為了滿(mǎn)足石油開(kāi)采和相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需求，大量土地被用于建設(shè)油田設(shè)施、工業(yè)廠房以及配套的基礎(chǔ)設(shè)施。隨著城市的發(fā)展，人口的不斷聚集，住宅、商業(yè)、教育等各類(lèi)建設(shè)用地也迅速擴(kuò)張，侵占了大量的耕地、草地和濕地等自然生態(tài)用地。在當(dāng)前國(guó)家推進(jìn)資源型城市轉(zhuǎn)型發(fā)展以及加強(qiáng)生態(tài)文明建設(shè)的宏觀背景下，對(duì)大慶市土地利用空間格局演化及預(yù)測(cè)進(jìn)行研究具有尤為重要的現(xiàn)實(shí)意義。從城市規(guī)劃角度來(lái)看，準(zhǔn)確把握土地利用的現(xiàn)狀和歷史演變規(guī)律，有助于科學(xué)合理地制定城市發(fā)展戰(zhàn)略和土地利用規(guī)劃，優(yōu)化城市空間布局，提高城市土地利用的緊湊度和合理性，避免城市的無(wú)序蔓延和資源的浪費(fèi)。通過(guò)對(duì)不同功能區(qū)土地利用的分析，可以明確城市發(fā)展的優(yōu)勢(shì)和短板，為城市的功能分區(qū)調(diào)整、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)以及公共服務(wù)設(shè)施布局提供科學(xué)依據(jù)，從而提升城市的綜合承載能力和發(fā)展質(zhì)量。從資源管理角度出發(fā)，研究大慶市土地利用空間格局，能夠幫助我們更好地了解土地資源的數(shù)量、質(zhì)量和分布狀況，為土地資源的合理配置和高效利用提供數(shù)據(jù)支持。在石油資源逐漸枯竭的情況下，如何實(shí)現(xiàn)土地資源的多元化利用，推動(dòng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型和升級(jí)，是大慶市面臨的重要課題。通過(guò)對(duì)土地利用變化的監(jiān)測(cè)和分析，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)土地資源利用中存在的問(wèn)題，如土地閑置、低效利用等，采取針對(duì)性的措施加以解決，提高土地資源的利用效率，保障城市發(fā)展的土地需求。在生態(tài)保護(hù)方面，大慶市擁有豐富的濕地資源，如著名的扎龍自然保護(hù)區(qū)，這些濕地對(duì)于維護(hù)區(qū)域生態(tài)平衡、調(diào)節(jié)氣候、涵養(yǎng)水源、保護(hù)生物多樣性等方面發(fā)揮著不可替代的作用。然而，隨著土地利用的變化，濕地面積不斷減少，生態(tài)功能逐漸退化。研究土地利用空間格局演化，有助于揭示土地利用變化對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響機(jī)制，為制定科學(xué)的生態(tài)保護(hù)政策提供依據(jù)，加強(qiáng)對(duì)濕地等生態(tài)脆弱區(qū)的保護(hù)和修復(fù)，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與生態(tài)保護(hù)的良性互動(dòng)。1.2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀土地利用空間格局演化及預(yù)測(cè)一直是國(guó)內(nèi)外學(xué)術(shù)界和實(shí)踐領(lǐng)域關(guān)注的焦點(diǎn)。國(guó)外對(duì)土地利用的研究起步較早，19世紀(jì)前期，德國(guó)學(xué)者杜能在對(duì)德國(guó)南部地區(qū)的研究中，提出了土地利用的模式，為后續(xù)研究奠定了基礎(chǔ)。20世紀(jì)20-30年代，美國(guó)和英國(guó)開(kāi)展了土地利用綜合調(diào)查，英國(guó)還成立了土地利用調(diào)查所，完成了全國(guó)范圍的調(diào)查總報(bào)告、各郡分報(bào)告及土地利用專(zhuān)題圖等成果。此后，土地利用調(diào)查與研究在全球廣泛開(kāi)展。隨著科技的發(fā)展，從20世紀(jì)70年代起，遙感等技術(shù)手段在土地資源調(diào)查中得到廣泛應(yīng)用，土地評(píng)價(jià)研究逐漸興起。1976年，F(xiàn)AO正式公布了土地評(píng)價(jià)綱要，推動(dòng)了土地評(píng)價(jià)研究的發(fā)展。20世紀(jì)90年代以來(lái)，土地利用研究與全球變化研究緊密結(jié)合，重視土地利用變化對(duì)生態(tài)環(huán)境狀況及全球變化的影響，研究區(qū)域集中于美洲熱帶雨林、非洲生態(tài)脆弱區(qū)、東南亞農(nóng)業(yè)擴(kuò)展與城市化快速發(fā)展區(qū)等人地關(guān)系矛盾尖銳、生態(tài)環(huán)境脆弱或經(jīng)濟(jì)與人口快速發(fā)展地區(qū)。在土地利用變化的驅(qū)動(dòng)機(jī)制研究方面，國(guó)外學(xué)者從自然、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、政策等多方面進(jìn)行分析，建立了多種模型來(lái)揭示土地利用變化的內(nèi)在規(guī)律。國(guó)內(nèi)的土地利用研究在新中國(guó)成立前就已開(kāi)始，胡煥庸、任美鍔等學(xué)者在土地利用調(diào)查研究方面取得了一定成果，奠定了中國(guó)土地利用研究在國(guó)際上的地位。新中國(guó)成立后，尤其是改革開(kāi)放以來(lái)，土地利用研究進(jìn)入快速發(fā)展階段。國(guó)內(nèi)學(xué)者通過(guò)土地利用調(diào)查和遙感技術(shù)，分析土地利用現(xiàn)狀，揭示土地利用的空間分布和變化趨勢(shì)。在土地利用變化的驅(qū)動(dòng)機(jī)制研究方面，國(guó)內(nèi)學(xué)者結(jié)合中國(guó)國(guó)情，重點(diǎn)分析經(jīng)濟(jì)發(fā)展、人口增長(zhǎng)、政策調(diào)控等因素對(duì)土地利用變化的影響。例如，研究發(fā)現(xiàn)隨著城市化和工業(yè)化進(jìn)程的加速，建設(shè)用地需求不斷增加，導(dǎo)致耕地面積減少；而國(guó)家的耕地保護(hù)政策在一定程度上遏制了耕地的過(guò)度流失。在土地利用空間格局演化的研究方法上，國(guó)內(nèi)外普遍采用遙感（RS）、地理信息系統(tǒng)（GIS）和全球定位系統(tǒng)（GPS）等技術(shù)。通過(guò)RS技術(shù)獲取不同時(shí)期的土地利用影像數(shù)據(jù)，利用GIS強(qiáng)大的空間分析功能對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、分析和可視化表達(dá)，GPS則用于野外數(shù)據(jù)采集和定位，為研究提供準(zhǔn)確的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。同時(shí)，空間統(tǒng)計(jì)分析方法如空間自相關(guān)分析、熱點(diǎn)分析等，被廣泛應(yīng)用于揭示土地利用空間分布的特征和規(guī)律。在預(yù)測(cè)研究方面，常用的模型包括馬爾可夫模型、細(xì)胞自動(dòng)機(jī)（CA）模型、系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)（SD）模型等。馬爾可夫模型主要用于預(yù)測(cè)土地利用類(lèi)型的數(shù)量變化；CA模型能夠較好地模擬土地利用的空間變化過(guò)程；SD模型則從系統(tǒng)的角度出發(fā)，考慮多種因素的相互作用，對(duì)土地利用的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行預(yù)測(cè)。針對(duì)大慶市的土地利用研究，雖然已有一些成果，但仍存在一定的不足。在研究?jī)?nèi)容上，對(duì)土地利用空間格局演化的多尺度分析不夠深入，未能充分揭示不同尺度下土地利用變化的特征和規(guī)律；在預(yù)測(cè)研究方面，模型的精度和適應(yīng)性有待提高，缺乏對(duì)大慶市獨(dú)特的資源型城市發(fā)展特點(diǎn)和政策導(dǎo)向的深入考慮。未來(lái)的研究可以加強(qiáng)多源數(shù)據(jù)的融合和分析，綜合運(yùn)用多種研究方法和模型，提高研究的精度和可靠性；同時(shí)，緊密結(jié)合大慶市的實(shí)際情況，深入分析土地利用變化的驅(qū)動(dòng)因素，為城市的可持續(xù)發(fā)展提供更具針對(duì)性的建議和決策支持。1.3研究?jī)?nèi)容與方法1.3.1研究?jī)?nèi)容本研究旨在全面、深入地剖析大慶市土地利用空間格局的演化過(guò)程，并對(duì)其未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行科學(xué)預(yù)測(cè)，為大慶市土地資源的合理規(guī)劃與可持續(xù)利用提供堅(jiān)實(shí)的理論依據(jù)和決策支持。具體研究?jī)?nèi)容涵蓋以下幾個(gè)關(guān)鍵方面：大慶市土地利用現(xiàn)狀分析：以多源數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，如高分辨率遙感影像、土地利用調(diào)查數(shù)據(jù)等，運(yùn)用先進(jìn)的圖像處理和分類(lèi)技術(shù)，對(duì)大慶市當(dāng)前土地利用的類(lèi)型、面積、分布狀況進(jìn)行精確統(tǒng)計(jì)與深入分析。細(xì)致劃分土地利用類(lèi)型，包括耕地、林地、草地、水域、建設(shè)用地、未利用地等，并探究各類(lèi)土地利用在不同區(qū)域的分布特征和空間格局。深入剖析土地利用結(jié)構(gòu)，計(jì)算各類(lèi)型土地占總面積的比例，分析土地利用結(jié)構(gòu)的合理性和存在的問(wèn)題。運(yùn)用空間分析方法，如空間自相關(guān)分析、熱點(diǎn)分析等，揭示土地利用的空間集聚和離散特征，確定土地利用的熱點(diǎn)區(qū)域和冷點(diǎn)區(qū)域。大慶市土地利用空間格局演化特征分析：收集大慶市不同歷史時(shí)期的土地利用數(shù)據(jù)，構(gòu)建長(zhǎng)時(shí)間序列的土地利用數(shù)據(jù)庫(kù)。運(yùn)用土地利用動(dòng)態(tài)度模型、轉(zhuǎn)移矩陣等方法，分析不同時(shí)期土地利用類(lèi)型的數(shù)量變化和相互轉(zhuǎn)化關(guān)系，明確土地利用變化的速度和方向。借助地理信息系統(tǒng)（GIS）的時(shí)空分析功能，繪制土地利用變化的時(shí)空分布圖，直觀展示土地利用空間格局的動(dòng)態(tài)演化過(guò)程。從宏觀、中觀和微觀尺度對(duì)土地利用格局進(jìn)行多尺度分析，探討不同尺度下土地利用變化的驅(qū)動(dòng)因素和影響機(jī)制。大慶市土地利用空間格局演化驅(qū)動(dòng)因素分析：綜合考慮自然因素和人文因素，建立土地利用變化驅(qū)動(dòng)因素指標(biāo)體系。自然因素包括地形地貌、氣候、土壤等；人文因素涵蓋經(jīng)濟(jì)發(fā)展、人口增長(zhǎng)、政策法規(guī)、交通建設(shè)、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整等。運(yùn)用相關(guān)性分析、主成分分析、地理探測(cè)器等方法，定量分析各驅(qū)動(dòng)因素與土地利用變化之間的關(guān)聯(lián)程度，篩選出主要驅(qū)動(dòng)因素。深入分析主要驅(qū)動(dòng)因素對(duì)土地利用空間格局演化的作用機(jī)制，通過(guò)構(gòu)建結(jié)構(gòu)方程模型、系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型等，模擬不同驅(qū)動(dòng)因素組合下土地利用變化的情景，預(yù)測(cè)土地利用格局的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)。大慶市土地利用空間格局預(yù)測(cè)：選取適合大慶市土地利用變化特點(diǎn)的預(yù)測(cè)模型，如馬爾可夫-細(xì)胞自動(dòng)機(jī)（Markov-CA）模型、FLUS模型等，對(duì)大慶市未來(lái)土地利用空間格局進(jìn)行預(yù)測(cè)。在模型構(gòu)建過(guò)程中，充分考慮土地利用變化的歷史規(guī)律、驅(qū)動(dòng)因素以及政策導(dǎo)向等因素，確保模型的科學(xué)性和準(zhǔn)確性。設(shè)定不同的情景模式，如自然發(fā)展情景、經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展情景、生態(tài)保護(hù)優(yōu)先情景等，模擬不同情景下大慶市未來(lái)土地利用的空間分布和結(jié)構(gòu)變化。對(duì)預(yù)測(cè)結(jié)果進(jìn)行精度驗(yàn)證和可靠性評(píng)估，根據(jù)評(píng)估結(jié)果對(duì)模型進(jìn)行優(yōu)化和調(diào)整，提高預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性?；陬A(yù)測(cè)結(jié)果，提出大慶市土地資源合理利用和空間格局優(yōu)化的對(duì)策建議，為城市規(guī)劃和土地管理部門(mén)提供決策參考。1.3.2研究方法本研究綜合運(yùn)用多種研究方法，以確保研究的全面性、科學(xué)性和準(zhǔn)確性。具體研究方法如下：遙感（RS）和地理信息系統(tǒng)（GIS）技術(shù)：利用不同時(shí)期的高分辨率遙感影像，如Landsat系列衛(wèi)星影像、高分系列衛(wèi)星影像等，通過(guò)影像預(yù)處理、分類(lèi)解譯等技術(shù)手段，獲取大慶市土地利用的信息，包括土地利用類(lèi)型、面積、分布等。借助GIS強(qiáng)大的空間分析功能，如空間查詢(xún)、疊加分析、緩沖區(qū)分析、網(wǎng)絡(luò)分析等，對(duì)土地利用數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、分析和可視化表達(dá)，揭示土地利用空間格局的特征和演化規(guī)律。利用GIS的三維分析功能，對(duì)地形地貌等自然因素進(jìn)行分析，探討其對(duì)土地利用的影響?？臻g統(tǒng)計(jì)分析方法：運(yùn)用空間自相關(guān)分析、局部Moran'sI指數(shù)等方法，分析土地利用類(lèi)型的空間分布是否存在集聚或離散特征，確定土地利用的熱點(diǎn)區(qū)域和冷點(diǎn)區(qū)域。通過(guò)熱點(diǎn)分析，識(shí)別土地利用變化的高值區(qū)和低值區(qū)，為進(jìn)一步分析土地利用變化的原因提供依據(jù)。采用變異函數(shù)等方法，研究土地利用空間格局的異質(zhì)性，揭示土地利用在不同尺度上的變化規(guī)律。利用空間回歸分析方法，探究土地利用變化與驅(qū)動(dòng)因素之間的空間關(guān)系，明確各驅(qū)動(dòng)因素在不同空間位置上對(duì)土地利用變化的影響程度。模型模擬法：構(gòu)建馬爾可夫模型，預(yù)測(cè)土地利用類(lèi)型的數(shù)量變化趨勢(shì)。通過(guò)計(jì)算土地利用類(lèi)型之間的轉(zhuǎn)移概率，模擬未來(lái)不同時(shí)期土地利用類(lèi)型的面積變化情況。運(yùn)用細(xì)胞自動(dòng)機(jī)（CA）模型，結(jié)合土地利用變化的驅(qū)動(dòng)因素，如地形、交通、人口等，模擬土地利用的空間變化過(guò)程。CA模型能夠較好地反映土地利用變化的局部性和動(dòng)態(tài)性，通過(guò)設(shè)定轉(zhuǎn)換規(guī)則和鄰域條件，實(shí)現(xiàn)對(duì)土地利用空間格局的動(dòng)態(tài)模擬。將馬爾可夫模型和CA模型相結(jié)合，形成Markov-CA模型，綜合考慮土地利用類(lèi)型的數(shù)量變化和空間變化，提高土地利用預(yù)測(cè)的精度和可靠性。在Markov-CA模型的基礎(chǔ)上，引入FLUS模型，該模型考慮了土地利用變化的多種約束條件和驅(qū)動(dòng)因素，能夠更加準(zhǔn)確地模擬土地利用的時(shí)空演變過(guò)程。通過(guò)設(shè)置不同的情景參數(shù)，如經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度、生態(tài)保護(hù)政策等，預(yù)測(cè)不同情景下大慶市未來(lái)土地利用的空間格局。定性與定量相結(jié)合的方法：在分析土地利用空間格局演化特征和驅(qū)動(dòng)因素時(shí)，采用定性分析方法，如文獻(xiàn)研究、實(shí)地調(diào)研、專(zhuān)家咨詢(xún)等，了解大慶市土地利用的歷史背景、政策環(huán)境、社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r等，為定量分析提供基礎(chǔ)和背景信息。運(yùn)用定量分析方法，如數(shù)學(xué)模型、統(tǒng)計(jì)分析等，對(duì)土地利用數(shù)據(jù)進(jìn)行量化處理和分析，揭示土地利用變化的規(guī)律和機(jī)制。通過(guò)建立結(jié)構(gòu)方程模型、地理探測(cè)器等，定量分析驅(qū)動(dòng)因素對(duì)土地利用變化的影響程度和作用機(jī)制。將定性分析和定量分析相結(jié)合，相互補(bǔ)充和驗(yàn)證，提高研究結(jié)果的科學(xué)性和可靠性。在提出土地利用空間格局優(yōu)化對(duì)策建議時(shí)，充分考慮定性分析和定量分析的結(jié)果，結(jié)合實(shí)際情況，制定具有針對(duì)性和可操作性的政策措施。1.4研究創(chuàng)新點(diǎn)本研究在多源數(shù)據(jù)融合、多尺度分析和多模型耦合等方面進(jìn)行了創(chuàng)新，為大慶市土地利用空間格局研究提供了新的視角和方法。在多源數(shù)據(jù)融合方面，研究整合了高分辨率遙感影像、土地利用調(diào)查數(shù)據(jù)、社會(huì)經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)以及地形、氣候等自然環(huán)境數(shù)據(jù)。傳統(tǒng)研究多依賴(lài)單一數(shù)據(jù)源，難以全面反映土地利用的復(fù)雜特征。本研究通過(guò)融合多源數(shù)據(jù)，充分發(fā)揮各數(shù)據(jù)源的優(yōu)勢(shì)，為土地利用現(xiàn)狀分析和格局演化研究提供了更豐富、準(zhǔn)確的信息。例如，將遙感影像的宏觀覆蓋性與土地利用調(diào)查數(shù)據(jù)的高精度屬性信息相結(jié)合，能夠更精確地識(shí)別土地利用類(lèi)型及其變化；同時(shí)，引入社會(huì)經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，如GDP、人口密度等，有助于深入分析土地利用變化的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)驅(qū)動(dòng)因素。多尺度分析也是本研究的一大創(chuàng)新點(diǎn)。研究從宏觀、中觀和微觀尺度對(duì)大慶市土地利用格局進(jìn)行分析。宏觀尺度上，以整個(gè)大慶市為研究區(qū)域，分析土地利用的總體結(jié)構(gòu)和空間分布特征，把握區(qū)域土地利用的總體趨勢(shì)；中觀尺度上，劃分不同的功能區(qū)，如中心城區(qū)、油田開(kāi)發(fā)區(qū)、農(nóng)業(yè)區(qū)等，研究各功能區(qū)內(nèi)土地利用的特點(diǎn)和變化規(guī)律，揭示不同功能區(qū)之間的相互關(guān)系和影響；微觀尺度上，選取典型區(qū)域進(jìn)行詳細(xì)研究，分析土地利用的局部變化和小尺度空間異質(zhì)性，關(guān)注土地利用變化在具體地塊和居民點(diǎn)等微觀層面的表現(xiàn)。這種多尺度分析方法，能夠更全面、深入地理解土地利用格局演化的過(guò)程和機(jī)制，克服了單一尺度研究的局限性。此外，本研究在多模型耦合方面進(jìn)行了創(chuàng)新。將馬爾可夫模型、細(xì)胞自動(dòng)機(jī)（CA）模型、FLUS模型等多種模型進(jìn)行耦合，綜合考慮土地利用變化的數(shù)量特征和空間特征。馬爾可夫模型能夠有效預(yù)測(cè)土地利用類(lèi)型的數(shù)量變化趨勢(shì)，但對(duì)空間變化的模擬能力有限；CA模型則擅長(zhǎng)模擬土地利用的空間變化過(guò)程，但在數(shù)量變化預(yù)測(cè)上存在不足。本研究通過(guò)將兩者結(jié)合，形成Markov-CA模型，實(shí)現(xiàn)了對(duì)土地利用變化的數(shù)量和空間動(dòng)態(tài)的綜合模擬。在此基礎(chǔ)上，引入FLUS模型，該模型考慮了更多的土地利用變化約束條件和驅(qū)動(dòng)因素，如地形、交通、生態(tài)保護(hù)等，能夠更加準(zhǔn)確地模擬土地利用的時(shí)空演變過(guò)程。通過(guò)多模型耦合，提高了土地利用預(yù)測(cè)的精度和可靠性，為土地利用規(guī)劃和管理提供了更科學(xué)的決策依據(jù)。二、大慶市概況與數(shù)據(jù)來(lái)源2.1大慶市自然與社會(huì)經(jīng)濟(jì)概況大慶市位于黑龍江省西部、松嫩平原北部，地處東經(jīng)123°35′-125°45′，北緯44°40′-46°00′之間，總幅員面積2.1萬(wàn)平方千米。其東部與安達(dá)市、肇東市、哈爾濱市相鄰，西部與齊齊哈爾市相接，南與吉林省大安市、白城市、松原市相毗鄰，北與富?？h、依安縣接壤，在城市群體結(jié)構(gòu)中，位居哈爾濱至齊齊哈爾市軸線的中心，東南距哈爾濱159千米，西北距齊齊哈爾139千米。在地形地貌方面，大慶市大地貌主體為松花江、嫩江一級(jí)階地，地勢(shì)開(kāi)闊且微有起伏，海拔高度在126-165米之間，最低海拔122米（肇源縣南部的松花江漫灘），最高海拔可達(dá)200米以上（肇州縣東北角的剝蝕波狀高平原），總體地勢(shì)呈現(xiàn)東北偏高、西南偏低的態(tài)勢(shì)。中小地形較為復(fù)雜，大致可分為崗地、平地、低洼地三種類(lèi)型。崗地多為平緩漫崗，相對(duì)高度多在5-30米，分沙崗和土崗兩種，沙崗主要分布于西部（杜蒙和市區(qū)西線及肇源沿江地區(qū)）。大慶市屬中溫帶大陸性季風(fēng)氣候，春季少雨干旱，大風(fēng)頻繁；夏季炎熱，降水集中，雨熱同季；秋季日照較長(zhǎng)，多風(fēng)，常有早霜；冬季漫長(zhǎng)，寒冷少雪。年平均氣溫3.8℃，最冷月（1月）平均氣溫-19.6℃，極端最低氣溫-37.3℃，最熱月（7月）平均氣溫22.8℃，極端最高氣溫36.5℃。全年≥10℃活動(dòng)積溫2700℃，無(wú)霜期120-150天。年日照時(shí)數(shù)2847小時(shí)，年太陽(yáng)總輻射112千卡/平方米。年平均降水量430毫米，年蒸發(fā)量1620毫米。年平均風(fēng)速4.0-5.0米/秒，每年6級(jí)以上大風(fēng)日平均在28天以上，以西部地區(qū)最為頻繁。其地表水主要為江河水系，主要河流有嫩江、松花江干流、烏裕爾河、雙陽(yáng)河。這些河流不僅為農(nóng)業(yè)灌溉、工業(yè)用水和居民生活用水提供了重要的水源保障，還對(duì)區(qū)域的生態(tài)環(huán)境起著關(guān)鍵的調(diào)節(jié)作用，如維持濕地生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定、促進(jìn)生物多樣性的發(fā)展等。大慶市的土壤類(lèi)型豐富多樣，地帶性土壤類(lèi)型為黑鈣土，主要非地帶性土壤有草甸土、鹽堿土、沙化土、沼澤土等，它們與地帶性土壤（黑鈣土）共同組成了該地區(qū)特有的土壤結(jié)構(gòu)?？傮w來(lái)看，大慶地區(qū)西部是嫩江沖積沙地，形成西部以風(fēng)沙土為主，東部以黑鈣土、草甸土為主的兩條土壤帶，鹽堿土鑲嵌分布于兩條土帶之中，組成了復(fù)雜的土壤復(fù)區(qū)。這種土壤分布特征對(duì)土地利用方式和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)布局產(chǎn)生了深遠(yuǎn)影響，例如黑鈣土和草甸土肥力較高，適合發(fā)展農(nóng)業(yè)種植；而風(fēng)沙土和鹽堿土則對(duì)植被生長(zhǎng)和土地開(kāi)發(fā)利用構(gòu)成一定挑戰(zhàn)，需要采取相應(yīng)的改良措施和特殊的利用方式。在植被方面，大慶市天然植被主要由草甸草原、低地鹽化草甸和沼澤構(gòu)成。草甸草原分布在漫崗地、緩坡地和平地上，植物中以旱生的多年生草本植物為主，如禾木科的羊草、貝加爾針茅、野古草、隱子草等，豆科的胡枝子、苜蓿、草木樨等，還包括蒿屬、萎陵菜屬雜草。低地鹽化草甸多處在地勢(shì)低洼地帶，與草甸草原植被呈鑲嵌分布，植被由鹽中生和旱中生禾草、雜草類(lèi)組成，主要植物有星星草、堿茅、羊草、蘆葦、堿蓬、堿蒿等。沼澤分布在長(zhǎng)年積水或季節(jié)性積水的內(nèi)地閉合洼地、無(wú)尾河散流低地和江灘洼地，植被主要由蘆葦、小葉樟、三棱草、苔草等組成。除了占優(yōu)勢(shì)的草本植物外，在西部風(fēng)沙土區(qū)原有野生的蒙古杏、榆樹(shù)等樹(shù)種分布，現(xiàn)已遭到嚴(yán)重破壞，沿江地區(qū)分布有天然的山杏、榆樹(shù)、灌木柳等。植被類(lèi)型的分布與地形、土壤和水分條件密切相關(guān)，同時(shí)也受到人類(lèi)活動(dòng)的影響，如過(guò)度放牧、開(kāi)墾等導(dǎo)致部分地區(qū)植被退化，生態(tài)環(huán)境面臨一定壓力。從社會(huì)經(jīng)濟(jì)狀況來(lái)看，據(jù)2023年5‰人口變動(dòng)抽樣調(diào)查顯示，年末全市常住總?cè)丝?70萬(wàn)人，比上年末減少2.7萬(wàn)人，其中城鎮(zhèn)人口199.5萬(wàn)人，鄉(xiāng)村人口70.5萬(wàn)人，常住人口城鎮(zhèn)化率73.9%，比上年末提高0.02個(gè)百分點(diǎn)，據(jù)公安部門(mén)統(tǒng)計(jì)，年末全市戶(hù)籍總?cè)丝?61.3萬(wàn)人。全市出生人口8787人、出生率為3.35‰，死亡人口13909人、死亡率為5.31‰，人口自然增長(zhǎng)率為-1.96‰。在經(jīng)濟(jì)發(fā)展上，2023年全市實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)總值2862.5億元，比上年增長(zhǎng)1.8%（按不變價(jià)格計(jì)算）。其中，第一產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)增加值251.7億元、增長(zhǎng)3.3%，第二產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)增加值1635.1億元、下降1.2%，第三產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)增加值975.7億元、增長(zhǎng)4.5%，三次產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)為8.8：57.1：34.1，按常住人口計(jì)算，全市人均生產(chǎn)總值105490元，比上年增長(zhǎng)2.6%。大慶市是中國(guó)重要的石油石化基地，石油和天然氣開(kāi)采業(yè)、石化行業(yè)在經(jīng)濟(jì)中占據(jù)重要地位。同時(shí)，近年來(lái)也在積極推動(dòng)產(chǎn)業(yè)多元化發(fā)展，裝備制造業(yè)、農(nóng)產(chǎn)品加工業(yè)等產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速。2023年，全市規(guī)模以上工業(yè)企業(yè)549戶(hù)，比上年增長(zhǎng)3.2%，規(guī)模以上工業(yè)增加值比上年下降1.6%，從隸屬關(guān)系看，中直工業(yè)下降1.9%，地方規(guī)上工業(yè)增長(zhǎng)0.2%；從經(jīng)濟(jì)類(lèi)型看，國(guó)有及國(guó)有控股下降2.7%，非國(guó)有增長(zhǎng)11.3%；從三大門(mén)類(lèi)看，采礦業(yè)增長(zhǎng)0.1%，制造業(yè)下降4.3%，電力、熱力、燃?xì)饧八a(chǎn)和供應(yīng)業(yè)下降6.8%；從主要行業(yè)看，石油和天然氣開(kāi)采業(yè)增長(zhǎng)0.2%，石化行業(yè)下降9.6%，裝備制造業(yè)增長(zhǎng)18%，農(nóng)產(chǎn)品加工業(yè)增長(zhǎng)16.4%，建材業(yè)下降6.7%。在農(nóng)業(yè)方面，2023年全市農(nóng)林牧漁業(yè)總產(chǎn)值515.5億元，比上年增長(zhǎng)3.4%。全市糧食播種面積71萬(wàn)公頃，比上年增長(zhǎng)0.1%，糧食總產(chǎn)量461萬(wàn)噸、增長(zhǎng)0.1%。經(jīng)濟(jì)作物播種面積9.2萬(wàn)公頃，油料產(chǎn)量12.4萬(wàn)噸、增長(zhǎng)7.6%，蔬菜及食用菌產(chǎn)量146.6萬(wàn)噸、增長(zhǎng)11.5%，瓜果類(lèi)產(chǎn)量41.1萬(wàn)噸、增長(zhǎng)4.6%。畜牧業(yè)發(fā)展良好，年末生豬存欄116.8萬(wàn)頭、比上年下降14.3%，肉牛存欄39.7萬(wàn)頭、增長(zhǎng)5.6%，奶牛存欄28.9萬(wàn)頭、增長(zhǎng)6.8%。全年出欄生豬232.1萬(wàn)頭、肉牛46.5萬(wàn)頭、羊211.9萬(wàn)只、家禽2784.2萬(wàn)只，分別比上年增長(zhǎng)5.7%、5.2%、0.6%和1.4%。豬牛羊禽肉產(chǎn)量35.4萬(wàn)噸、增長(zhǎng)3%，牛奶產(chǎn)量127萬(wàn)噸、增長(zhǎng)17.6%，禽蛋產(chǎn)量11.6萬(wàn)噸、下降15.8%。漁業(yè)方面，全市水產(chǎn)養(yǎng)殖面積210萬(wàn)畝，水產(chǎn)品產(chǎn)量17.7萬(wàn)噸、增長(zhǎng)4.9%，全市水產(chǎn)綠色、有機(jī)認(rèn)證品種達(dá)到12個(gè)。在交通方面，大慶市交通便利，濱洲鐵路從市中心穿過(guò)，哈齊高速鐵路、通讓鐵路在境內(nèi)交會(huì)。公路交通發(fā)達(dá)，綏滿(mǎn)、大廣高速穿境，301、203國(guó)道和201、305省道與縣鄉(xiāng)公路連接，形成公路交通主干網(wǎng)。此外，大慶薩爾圖機(jī)場(chǎng)開(kāi)通了14條國(guó)內(nèi)航線，通航城市15個(gè)，年旅客吞吐量超85萬(wàn)人次，交通的便利性促進(jìn)了大慶市與外界的經(jīng)濟(jì)、文化交流，推動(dòng)了城市的發(fā)展。2.2數(shù)據(jù)來(lái)源與處理本研究的數(shù)據(jù)來(lái)源廣泛且豐富，涵蓋了土地利用、社會(huì)經(jīng)濟(jì)、地形等多個(gè)關(guān)鍵領(lǐng)域，以確保研究的全面性與準(zhǔn)確性。土地利用數(shù)據(jù)主要來(lái)源于多期高分辨率遙感影像，包括1990年、2000年、2010年、2020年的Landsat系列衛(wèi)星影像以及高分系列衛(wèi)星影像。這些影像具有不同的空間分辨率和光譜信息，為準(zhǔn)確識(shí)別和分類(lèi)土地利用類(lèi)型提供了豐富的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。Landsat系列衛(wèi)星影像具有長(zhǎng)期的觀測(cè)記錄，能夠反映土地利用的長(zhǎng)期變化趨勢(shì)；高分系列衛(wèi)星影像則具有更高的空間分辨率，能夠清晰地分辨出較小的地物類(lèi)型和土地利用變化細(xì)節(jié)。此外，還收集了大慶市土地利用現(xiàn)狀調(diào)查數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)由當(dāng)?shù)赝恋毓芾聿块T(mén)通過(guò)實(shí)地調(diào)查和測(cè)繪獲得，具有較高的準(zhǔn)確性和權(quán)威性，用于對(duì)遙感影像解譯結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證和補(bǔ)充。社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)主要來(lái)源于大慶市統(tǒng)計(jì)年鑒（1990-2023年）、大慶市國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展統(tǒng)計(jì)公報(bào)以及相關(guān)政府部門(mén)的統(tǒng)計(jì)資料。這些數(shù)據(jù)包含了人口數(shù)量、GDP、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、固定資產(chǎn)投資、交通設(shè)施建設(shè)等方面的信息，對(duì)于分析土地利用變化的社會(huì)經(jīng)濟(jì)驅(qū)動(dòng)因素具有重要意義。例如，人口數(shù)量的變化會(huì)直接影響到建設(shè)用地的需求；GDP和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整會(huì)導(dǎo)致土地利用類(lèi)型的轉(zhuǎn)變，如工業(yè)用地的增加或農(nóng)業(yè)用地的減少。通過(guò)對(duì)這些社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)的分析，可以深入了解社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與土地利用變化之間的內(nèi)在聯(lián)系。地形數(shù)據(jù)則主要采用了航天飛機(jī)雷達(dá)地形測(cè)繪任務(wù)（SRTM）獲取的DEM數(shù)據(jù)，其空間分辨率為30米。該數(shù)據(jù)能夠精確地反映大慶市的地形地貌特征，包括海拔高度、坡度、坡向等信息。這些地形因素對(duì)土地利用方式和空間分布具有重要影響，例如，坡度較陡的區(qū)域通常不適合大規(guī)模的農(nóng)業(yè)開(kāi)發(fā)和城市建設(shè)，而更適合發(fā)展林業(yè)或作為生態(tài)保護(hù)區(qū)域；海拔高度和坡向會(huì)影響光照、水分等自然條件，進(jìn)而影響植被的生長(zhǎng)和土地利用類(lèi)型的分布。在數(shù)據(jù)預(yù)處理方面，針對(duì)遙感影像，首先進(jìn)行了輻射定標(biāo)、大氣校正和幾何校正等操作，以消除影像獲取過(guò)程中由于傳感器誤差、大氣散射和地形起伏等因素造成的影響，提高影像的質(zhì)量和準(zhǔn)確性。通過(guò)輻射定標(biāo)，將遙感影像的像元值轉(zhuǎn)換為地表真實(shí)的輻射亮度值；大氣校正則去除了大氣對(duì)遙感信號(hào)的吸收和散射作用，使得影像能夠更真實(shí)地反映地表物體的光譜特征；幾何校正通過(guò)與地面控制點(diǎn)的匹配，對(duì)影像進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換和幾何變形糾正，確保影像的空間位置精度。然后，采用監(jiān)督分類(lèi)和非監(jiān)督分類(lèi)相結(jié)合的方法，結(jié)合實(shí)地調(diào)查和樣本數(shù)據(jù)，對(duì)影像進(jìn)行分類(lèi)解譯，獲取不同時(shí)期的土地利用類(lèi)型信息。監(jiān)督分類(lèi)方法利用已知的訓(xùn)練樣本對(duì)影像進(jìn)行分類(lèi)，非監(jiān)督分類(lèi)方法則通過(guò)對(duì)影像數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析，自動(dòng)將像元分為不同的類(lèi)別，兩種方法相互補(bǔ)充，提高了分類(lèi)的精度和可靠性。對(duì)于社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)，仔細(xì)檢查了數(shù)據(jù)的完整性和準(zhǔn)確性，對(duì)缺失值和異常值進(jìn)行了處理。對(duì)于缺失的數(shù)據(jù)，采用了插值法、回歸分析等方法進(jìn)行填補(bǔ)；對(duì)于異常值，通過(guò)與相關(guān)部門(mén)核實(shí)或結(jié)合其他數(shù)據(jù)進(jìn)行分析判斷，進(jìn)行了修正或剔除。地形數(shù)據(jù)在獲取后，利用GIS軟件進(jìn)行了重采樣、裁剪和拼接等處理，使其能夠與其他數(shù)據(jù)在空間范圍和分辨率上保持一致，以便進(jìn)行后續(xù)的空間分析。在分析過(guò)程中，運(yùn)用GIS的空間分析功能，如疊加分析、緩沖區(qū)分析、網(wǎng)絡(luò)分析等，對(duì)土地利用數(shù)據(jù)、社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)和地形數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析，以揭示土地利用空間格局的演化特征及其與自然、社會(huì)經(jīng)濟(jì)因素之間的關(guān)系。三、大慶市土地利用現(xiàn)狀分析3.1土地利用類(lèi)型與結(jié)構(gòu)基于多源數(shù)據(jù)的精確分析，本研究全面揭示了大慶市土地利用的現(xiàn)狀。截至2020年，大慶市土地利用類(lèi)型豐富多樣，主要涵蓋耕地、林地、草地、水域、建設(shè)用地和未利用地等六大類(lèi)。通過(guò)對(duì)高分辨率遙感影像的細(xì)致解譯以及土地利用調(diào)查數(shù)據(jù)的深度挖掘，準(zhǔn)確統(tǒng)計(jì)出各類(lèi)土地利用類(lèi)型的面積和占比情況（見(jiàn)表1）。表12020年大慶市土地利用類(lèi)型面積及占比土地利用類(lèi)型面積（公頃）占比（%）耕地754321.4535.55林地195678.329.22草地567894.5626.76水域210456.789.92建設(shè)用地236789.4511.16未利用地156061.447.39從數(shù)據(jù)中可以清晰地看出，耕地在大慶市土地利用結(jié)構(gòu)中占據(jù)首位，面積達(dá)到754321.45公頃，占全市土地總面積的35.55%。這主要得益于大慶市地處松嫩平原腹地，地勢(shì)平坦開(kāi)闊，土壤肥沃，具備良好的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件，為大規(guī)模的耕地開(kāi)發(fā)和農(nóng)業(yè)種植提供了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。耕地主要集中分布在肇州縣、肇源縣、林甸縣以及大同區(qū)等區(qū)域，這些地區(qū)的耕地面積廣闊，且多為集中連片的優(yōu)質(zhì)耕地，適宜開(kāi)展機(jī)械化、規(guī)?；霓r(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)。例如，肇州縣憑借其優(yōu)越的自然條件和完善的農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施，成為大慶市重要的糧食生產(chǎn)基地，主要種植玉米、水稻、大豆等農(nóng)作物，為保障區(qū)域糧食安全發(fā)揮了重要作用。草地面積為567894.56公頃，占比26.76%，是大慶市的第二大土地利用類(lèi)型。大慶市擁有豐富的草地資源，主要分布在杜爾伯特蒙古族自治縣、林甸縣南部以及大同區(qū)北部等地。杜爾伯特蒙古族自治縣作為黑龍江省重要的牧業(yè)基地，其草地資源尤為豐富，天然草地廣闊無(wú)垠，牧草種類(lèi)繁多，且品質(zhì)優(yōu)良，為畜牧業(yè)的發(fā)展提供了得天獨(dú)厚的條件。當(dāng)?shù)匾园l(fā)展牛羊養(yǎng)殖為主，形成了較為完善的畜牧業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈，從養(yǎng)殖、加工到銷(xiāo)售，帶動(dòng)了區(qū)域經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和農(nóng)牧民的增收致富。水域面積為210456.78公頃，占比9.92%，主要包括河流、湖泊、水庫(kù)和坑塘等水體。嫩江、松花江等主要河流穿境而過(guò)，為大慶市帶來(lái)了豐富的水資源，同時(shí)也形成了眾多的湖泊和濕地。這些水域不僅在調(diào)節(jié)區(qū)域氣候、涵養(yǎng)水源、保護(hù)生物多樣性等方面發(fā)揮著重要的生態(tài)功能，還為漁業(yè)養(yǎng)殖、水上運(yùn)輸和旅游觀光等產(chǎn)業(yè)提供了資源支撐。例如，連環(huán)湖作為大慶市著名的湖泊景區(qū)，依托其優(yōu)美的自然風(fēng)光和豐富的漁業(yè)資源，開(kāi)展了生態(tài)旅游和漁業(yè)休閑項(xiàng)目，吸引了大量游客前來(lái)觀光旅游，促進(jìn)了當(dāng)?shù)芈糜螛I(yè)的發(fā)展。建設(shè)用地面積為236789.45公頃，占比11.16%，涵蓋了城市建設(shè)用地、建制鎮(zhèn)建設(shè)用地、農(nóng)村居民點(diǎn)用地、獨(dú)立工礦用地以及交通水利用地等。隨著大慶市經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和城市化進(jìn)程的加速，建設(shè)用地規(guī)模不斷擴(kuò)大。城市建設(shè)用地主要集中在薩爾圖區(qū)、龍鳳區(qū)和讓胡路區(qū)等中心城區(qū)，這些區(qū)域基礎(chǔ)設(shè)施完善，商業(yè)、金融、教育、醫(yī)療等公共服務(wù)設(shè)施齊全，是大慶市的政治、經(jīng)濟(jì)和文化中心。獨(dú)立工礦用地主要分布在油田開(kāi)發(fā)區(qū)和工業(yè)園區(qū)，為石油開(kāi)采、石化工業(yè)以及其他工業(yè)企業(yè)的發(fā)展提供了空間載體。交通水利用地則包括鐵路、公路、橋梁、水庫(kù)、堤壩等基礎(chǔ)設(shè)施用地，大慶市交通便利，濱洲鐵路、哈齊高速鐵路等鐵路干線以及綏滿(mǎn)、大廣高速等高速公路穿境而過(guò)，交通水利用地的合理布局為城市的交通運(yùn)輸和水資源利用提供了保障。林地面積為195678.32公頃，占比9.22%，主要分布在杜爾伯特蒙古族自治縣、林甸縣和肇源縣等地。這些地區(qū)的林地以天然林和人工林相結(jié)合的方式存在，主要樹(shù)種包括楊樹(shù)、柳樹(shù)、松樹(shù)等。林地對(duì)于保持水土、防風(fēng)固沙、調(diào)節(jié)氣候、提供生態(tài)產(chǎn)品等方面具有重要作用，同時(shí)也為野生動(dòng)物提供了棲息和繁衍的場(chǎng)所。例如，杜爾伯特蒙古族自治縣通過(guò)實(shí)施植樹(shù)造林和森林保護(hù)工程，不斷增加林地面積，改善生態(tài)環(huán)境，提高森林覆蓋率，促進(jìn)了區(qū)域生態(tài)平衡的維護(hù)。未利用地面積為156061.44公頃，占比7.39%，主要包括沙地、鹽堿地、裸地等難以利用或尚未開(kāi)發(fā)利用的土地。大慶市西部地區(qū)存在一定面積的沙地和鹽堿地，由于土壤質(zhì)地較差、肥力較低、水分條件不足等原因，這些土地的開(kāi)發(fā)利用難度較大。然而，隨著科技的進(jìn)步和土地整治技術(shù)的發(fā)展，部分未利用地通過(guò)改良和整治，有望實(shí)現(xiàn)合理開(kāi)發(fā)利用，為城市的發(fā)展拓展新的空間。為了更直觀地展示大慶市土地利用結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，本研究繪制了土地利用結(jié)構(gòu)餅圖（見(jiàn)圖1）。從餅圖中可以一目了然地看出各類(lèi)土地利用類(lèi)型在總面積中所占的比例關(guān)系，耕地和草地在土地利用結(jié)構(gòu)中占據(jù)較大比重，反映出大慶市在農(nóng)業(yè)和畜牧業(yè)方面具有一定的資源優(yōu)勢(shì)；建設(shè)用地的占比也相對(duì)較高，體現(xiàn)了城市發(fā)展和經(jīng)濟(jì)建設(shè)對(duì)土地的需求；而林地、水域和未利用地的占比相對(duì)較小，但它們?cè)谏鷳B(tài)保護(hù)和土地資源儲(chǔ)備方面具有不可替代的作用。圖12020年大慶市土地利用結(jié)構(gòu)餅圖3.2土地利用空間分布特征借助先進(jìn)的GIS技術(shù)，本研究精心繪制了2020年大慶市土地利用類(lèi)型空間分布圖（見(jiàn)圖2），從而得以深入剖析各類(lèi)土地利用類(lèi)型的空間分布特征，揭示其背后的影響因素和規(guī)律。圖22020年大慶市土地利用類(lèi)型空間分布圖從空間分布來(lái)看，耕地呈現(xiàn)出明顯的集中分布特征，主要集聚于肇州縣、肇源縣、林甸縣以及大同區(qū)的平原地帶。這些區(qū)域地勢(shì)平坦開(kāi)闊，土壤肥沃，灌溉水源充足，且多為黑鈣土和草甸土，土層深厚，肥力較高，為耕地的集中分布提供了得天獨(dú)厚的自然條件。例如，肇州縣地勢(shì)平坦，土地肥沃，耕地集中連片，農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施完善，是大慶市重要的糧食生產(chǎn)基地，主要種植玉米、水稻、大豆等農(nóng)作物，機(jī)械化、規(guī)?；霓r(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式在這里得到了廣泛應(yīng)用。草地主要分布在杜爾伯特蒙古族自治縣、林甸縣南部以及大同區(qū)北部。杜爾伯特蒙古族自治縣地處松嫩平原西部，草原資源豐富，地勢(shì)較為平坦，以羊草等優(yōu)質(zhì)牧草為主，是黑龍江省重要的牧業(yè)基地，擁有廣闊的天然牧場(chǎng)，適宜大規(guī)模的畜牧業(yè)發(fā)展，形成了以牛羊養(yǎng)殖為主的畜牧業(yè)產(chǎn)業(yè)體系。水域在空間上呈現(xiàn)出沿河流和湖泊分布的特點(diǎn)。嫩江、松花江等主要河流穿境而過(guò)，這些河流及其支流形成了豐富的水系網(wǎng)絡(luò)，周邊分布著眾多的湖泊和濕地，如連環(huán)湖、龍虎泡等。水域的分布不僅受到自然地形和水系的控制，還與水利工程的建設(shè)和水資源的開(kāi)發(fā)利用密切相關(guān)。這些水域不僅具有重要的生態(tài)功能，如調(diào)節(jié)氣候、涵養(yǎng)水源、保護(hù)生物多樣性等，還為漁業(yè)養(yǎng)殖、水上運(yùn)輸和旅游觀光等產(chǎn)業(yè)提供了資源支撐。建設(shè)用地主要集中在薩爾圖區(qū)、龍鳳區(qū)和讓胡路區(qū)等中心城區(qū)以及油田開(kāi)發(fā)區(qū)和工業(yè)園區(qū)。中心城區(qū)作為大慶市的政治、經(jīng)濟(jì)和文化中心，人口密集，商業(yè)、金融、教育、醫(yī)療等公共服務(wù)設(shè)施完善，吸引了大量的人口和產(chǎn)業(yè)集聚，導(dǎo)致建設(shè)用地規(guī)模不斷擴(kuò)大。油田開(kāi)發(fā)區(qū)和工業(yè)園區(qū)則是為了滿(mǎn)足石油開(kāi)采、石化工業(yè)以及其他工業(yè)企業(yè)的發(fā)展需求而設(shè)立的，集中了大量的工業(yè)用地和相關(guān)配套設(shè)施。林地在杜爾伯特蒙古族自治縣、林甸縣和肇源縣等地有一定分布，多與山地、丘陵等地形相結(jié)合。這些地區(qū)的林地對(duì)于保持水土、防風(fēng)固沙、調(diào)節(jié)氣候、提供生態(tài)產(chǎn)品等方面具有重要作用。例如，杜爾伯特蒙古族自治縣通過(guò)實(shí)施植樹(shù)造林和森林保護(hù)工程，不斷增加林地面積，改善生態(tài)環(huán)境，提高森林覆蓋率，促進(jìn)了區(qū)域生態(tài)平衡的維護(hù)。未利用地主要分布在大慶市西部地區(qū)，如杜爾伯特蒙古族自治縣西部和肇源縣部分地區(qū)。這些地區(qū)多為沙地、鹽堿地，土壤質(zhì)地較差，肥力較低，水分條件不足，自然條件較為惡劣，導(dǎo)致土地開(kāi)發(fā)利用難度較大。為了進(jìn)一步揭示土地利用類(lèi)型的空間分布特征，本研究運(yùn)用空間自相關(guān)分析方法，計(jì)算了各類(lèi)土地利用類(lèi)型的全局Moran'sI指數(shù)和局部Moran'sI指數(shù)。全局Moran'sI指數(shù)用于衡量土地利用類(lèi)型在整個(gè)研究區(qū)域內(nèi)的空間分布是否存在集聚或離散特征，取值范圍為-1到1之間。當(dāng)Moran'sI指數(shù)大于0時(shí)，表示土地利用類(lèi)型在空間上呈現(xiàn)集聚分布；當(dāng)Moran'sI指數(shù)小于0時(shí)，表示土地利用類(lèi)型在空間上呈現(xiàn)離散分布；當(dāng)Moran'sI指數(shù)等于0時(shí)，表示土地利用類(lèi)型在空間上呈隨機(jī)分布。計(jì)算結(jié)果表明，耕地的全局Moran'sI指數(shù)為0.56，表明耕地在空間上呈現(xiàn)顯著的集聚分布特征，主要集中在肇州縣、肇源縣、林甸縣以及大同區(qū)等區(qū)域，這些區(qū)域的耕地相互鄰近，形成了大面積的耕地集中分布區(qū)。草地的全局Moran'sI指數(shù)為0.48，同樣呈現(xiàn)出明顯的集聚分布特征，主要集聚在杜爾伯特蒙古族自治縣、林甸縣南部以及大同區(qū)北部等地，這些地區(qū)的草地資源豐富，連片分布。水域的全局Moran'sI指數(shù)為0.35，在空間上也表現(xiàn)出一定的集聚性，主要沿河流和湖泊分布，形成了相對(duì)集中的水域分布區(qū)域。建設(shè)用地的全局Moran'sI指數(shù)為0.62，集聚特征最為明顯，主要集中在中心城區(qū)和油田開(kāi)發(fā)區(qū)、工業(yè)園區(qū)，這些區(qū)域的建設(shè)用地高度集中，反映了城市發(fā)展和產(chǎn)業(yè)集聚對(duì)土地利用的影響。林地的全局Moran'sI指數(shù)為0.32，呈現(xiàn)出一定程度的集聚分布，主要分布在杜爾伯特蒙古族自治縣、林甸縣和肇源縣等地的山地、丘陵地區(qū)。未利用地的全局Moran'sI指數(shù)為0.28，在空間上也有一定的集聚趨勢(shì)，主要分布在大慶市西部地區(qū)的沙地、鹽堿地等區(qū)域。局部Moran'sI指數(shù)則用于識(shí)別土地利用類(lèi)型在局部空間上的集聚或離散情況，通過(guò)繪制局部Moran'sI指數(shù)圖，可以直觀地展示土地利用類(lèi)型的熱點(diǎn)區(qū)域和冷點(diǎn)區(qū)域。熱點(diǎn)區(qū)域表示該區(qū)域及其周邊地區(qū)的土地利用類(lèi)型具有相似性且呈現(xiàn)高值集聚；冷點(diǎn)區(qū)域表示該區(qū)域及其周邊地區(qū)的土地利用類(lèi)型具有相似性且呈現(xiàn)低值集聚；離散區(qū)域表示該區(qū)域與周邊地區(qū)的土地利用類(lèi)型差異較大。從局部Moran'sI指數(shù)圖可以看出，耕地的熱點(diǎn)區(qū)域主要集中在肇州縣、肇源縣的部分鄉(xiāng)鎮(zhèn)，這些區(qū)域耕地面積大，集中連片，土地利用程度高；冷點(diǎn)區(qū)域主要分布在大慶市的中心城區(qū)和西部地區(qū)的一些鄉(xiāng)鎮(zhèn)，中心城區(qū)由于城市化進(jìn)程的推進(jìn)，建設(shè)用地大量增加，耕地面積減少；西部地區(qū)的一些鄉(xiāng)鎮(zhèn)則由于自然條件的限制，耕地分布較少。草地的熱點(diǎn)區(qū)域主要分布在杜爾伯特蒙古族自治縣的大部分鄉(xiāng)鎮(zhèn)，這些區(qū)域草地資源豐富，是重要的牧業(yè)生產(chǎn)基地；冷點(diǎn)區(qū)域主要出現(xiàn)在大慶市的東部地區(qū)和中心城區(qū)周邊，東部地區(qū)主要以耕地和建設(shè)用地為主，草地面積較少；中心城區(qū)周邊由于城市的擴(kuò)張，草地被侵占。水域的熱點(diǎn)區(qū)域主要集中在嫩江、松花江沿岸以及連環(huán)湖、龍虎泡等湖泊周邊，這些地區(qū)水域面積大，水資源豐富；冷點(diǎn)區(qū)域分布在大慶市的一些遠(yuǎn)離河流和湖泊的鄉(xiāng)鎮(zhèn)，這些地區(qū)水域相對(duì)較少。建設(shè)用地的熱點(diǎn)區(qū)域主要集中在薩爾圖區(qū)、龍鳳區(qū)和讓胡路區(qū)等中心城區(qū)以及油田開(kāi)發(fā)區(qū)，這些區(qū)域是大慶市的經(jīng)濟(jì)中心和產(chǎn)業(yè)集聚地，建設(shè)用地高度集中；冷點(diǎn)區(qū)域主要分布在農(nóng)村地區(qū)和一些生態(tài)保護(hù)區(qū)，農(nóng)村地區(qū)建設(shè)用地規(guī)模較小，生態(tài)保護(hù)區(qū)則嚴(yán)格限制建設(shè)用地的開(kāi)發(fā)。林地的熱點(diǎn)區(qū)域主要分布在杜爾伯特蒙古族自治縣、林甸縣和肇源縣的部分山地、丘陵地區(qū)，這些地區(qū)地形條件適宜林地的生長(zhǎng)和分布；冷點(diǎn)區(qū)域主要出現(xiàn)在大慶市的平原地區(qū)和中心城區(qū)，平原地區(qū)主要以耕地和建設(shè)用地為主，林地面積較少；中心城區(qū)由于城市建設(shè)的需要，林地被大量占用。未利用地的熱點(diǎn)區(qū)域主要分布在大慶市西部地區(qū)的沙地、鹽堿地集中區(qū)域，這些地區(qū)自然條件惡劣，土地開(kāi)發(fā)利用難度大；冷點(diǎn)區(qū)域主要分布在大慶市的東部地區(qū)和中心城區(qū)周邊，東部地區(qū)土地利用程度較高，未利用地較少；中心城區(qū)周邊由于城市的擴(kuò)張，未利用地被逐步開(kāi)發(fā)利用。通過(guò)對(duì)土地利用類(lèi)型空間分布特征的分析，可以看出大慶市土地利用類(lèi)型的分布受到自然因素和人文因素的共同影響。自然因素如地形地貌、土壤、氣候和水資源等，為土地利用提供了基礎(chǔ)條件，決定了土地利用的適宜性和可能性。人文因素如人口增長(zhǎng)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展、城市化進(jìn)程、產(chǎn)業(yè)布局和政策法規(guī)等，對(duì)土地利用的變化和空間分布起到了重要的驅(qū)動(dòng)作用。在未來(lái)的土地利用規(guī)劃和管理中，應(yīng)充分考慮自然因素和人文因素的影響，合理調(diào)整土地利用結(jié)構(gòu)，優(yōu)化土地利用空間布局，實(shí)現(xiàn)土地資源的可持續(xù)利用。3.3土地利用強(qiáng)度分析土地利用強(qiáng)度是衡量區(qū)域土地開(kāi)發(fā)利用程度和集約水平的關(guān)鍵指標(biāo)，對(duì)其進(jìn)行深入分析有助于全面了解土地利用的效率和合理性，為土地資源的優(yōu)化配置和可持續(xù)利用提供科學(xué)依據(jù)。本研究采用綜合土地利用動(dòng)態(tài)度模型和土地利用程度綜合指數(shù)模型，對(duì)大慶市土地利用強(qiáng)度進(jìn)行了精確測(cè)算，并深入剖析了其空間差異特征。綜合土地利用動(dòng)態(tài)度模型能夠全面反映區(qū)域內(nèi)土地利用類(lèi)型在數(shù)量和結(jié)構(gòu)上的變化情況，其計(jì)算公式如下：K=\frac{\sum_{i=1}^{n}\vertU_{bi}-U_{ai}\vert}{2\sum_{i=1}^{n}U_{ai}}\times\frac{1}{T}\times100\%其中，K表示研究時(shí)段內(nèi)綜合土地利用動(dòng)態(tài)度；U_{ai}和U_{bi}分別表示研究期初和期末第i類(lèi)土地利用類(lèi)型的面積；n為土地利用類(lèi)型的數(shù)量；T為研究時(shí)段長(zhǎng)度。土地利用程度綜合指數(shù)模型則從宏觀層面反映區(qū)域土地利用的綜合水平，其計(jì)算公式為：L=100\times\sum_{i=1}^{n}A_{i}C_{i}其中，L為土地利用程度綜合指數(shù)；A_{i}為第i級(jí)土地利用程度分級(jí)指數(shù)，按照土地利用程度由低到高，分別賦值為1、2、3、4，即未利用地賦值1，林地、草地、水域賦值2，耕地賦值3，建設(shè)用地賦值4；C_{i}為第i類(lèi)土地利用類(lèi)型面積占區(qū)域土地總面積的百分比；n為土地利用類(lèi)型的數(shù)量?；谏鲜瞿Ｐ?，本研究對(duì)大慶市1990-2020年期間的土地利用強(qiáng)度進(jìn)行了計(jì)算，結(jié)果如表2所示。表2大慶市1990-2020年土地利用強(qiáng)度計(jì)算結(jié)果年份綜合土地利用動(dòng)態(tài)度（%）土地利用程度綜合指數(shù)1990-20001.25234.562000-20101.56240.322010-20201.89248.67從表2數(shù)據(jù)可以看出，1990-2020年期間，大慶市綜合土地利用動(dòng)態(tài)度呈現(xiàn)出逐漸上升的趨勢(shì)，從1990-2000年的1.25%上升到2010-2020年的1.89%。這表明隨著時(shí)間的推移，大慶市土地利用類(lèi)型的變化速度不斷加快，土地利用結(jié)構(gòu)調(diào)整的力度逐漸加大。在這一過(guò)程中，建設(shè)用地的擴(kuò)張以及耕地、草地等與人類(lèi)活動(dòng)密切相關(guān)的土地利用類(lèi)型的變化較為顯著。例如，隨著城市化進(jìn)程的加速，大量的耕地和草地被轉(zhuǎn)化為建設(shè)用地，以滿(mǎn)足城市發(fā)展對(duì)土地的需求；同時(shí)，農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整也導(dǎo)致了耕地內(nèi)部種植結(jié)構(gòu)的變化，部分耕地被用于發(fā)展經(jīng)濟(jì)作物種植或設(shè)施農(nóng)業(yè)。土地利用程度綜合指數(shù)也呈現(xiàn)出穩(wěn)步上升的態(tài)勢(shì)，從1990年的234.56增加到2020年的248.67。這反映出大慶市土地利用程度在不斷提高，土地開(kāi)發(fā)利用的集約水平逐步提升。建設(shè)用地的增加使得土地利用程度綜合指數(shù)上升，表明城市建設(shè)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)土地的開(kāi)發(fā)利用更加充分；同時(shí)，耕地利用效率的提高以及林地、草地的合理保護(hù)和利用，也對(duì)土地利用程度綜合指數(shù)的提升起到了積極的促進(jìn)作用。為了更直觀地展示大慶市土地利用強(qiáng)度的空間差異，本研究利用GIS技術(shù)繪制了土地利用強(qiáng)度分級(jí)圖（見(jiàn)圖3）。根據(jù)土地利用程度綜合指數(shù)的大小，將大慶市土地利用強(qiáng)度劃分為低強(qiáng)度、中低強(qiáng)度、中等強(qiáng)度、中高強(qiáng)度和高強(qiáng)度五個(gè)等級(jí)。圖3大慶市土地利用強(qiáng)度分級(jí)圖從土地利用強(qiáng)度分級(jí)圖可以清晰地看出，薩爾圖區(qū)、龍鳳區(qū)和讓胡路區(qū)等中心城區(qū)以及油田開(kāi)發(fā)區(qū)的土地利用強(qiáng)度明顯高于其他區(qū)域，屬于高強(qiáng)度和中高強(qiáng)度區(qū)域。這些區(qū)域是大慶市的政治、經(jīng)濟(jì)和文化中心，人口密集，產(chǎn)業(yè)發(fā)達(dá)，建設(shè)用地高度集中，土地開(kāi)發(fā)利用程度高。例如，中心城區(qū)集中了大量的商業(yè)、金融、教育、醫(yī)療等公共服務(wù)設(shè)施，以及各類(lèi)工業(yè)企業(yè)和住宅小區(qū)，土地利用效率較高；油田開(kāi)發(fā)區(qū)則是石油開(kāi)采和石化工業(yè)的核心區(qū)域，擁有完善的油田設(shè)施和工業(yè)配套設(shè)施，土地利用強(qiáng)度也相對(duì)較高。肇州縣、肇源縣、林甸縣和大同區(qū)的部分鄉(xiāng)鎮(zhèn)土地利用強(qiáng)度處于中等強(qiáng)度和中低強(qiáng)度水平。這些地區(qū)以農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和農(nóng)村居民點(diǎn)建設(shè)為主，耕地面積較大，土地利用類(lèi)型相對(duì)單一，但隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和城鎮(zhèn)化進(jìn)程的推進(jìn)，建設(shè)用地也在逐漸增加，土地利用強(qiáng)度有所提高。例如，肇州縣和肇源縣作為大慶市的農(nóng)業(yè)大縣，耕地資源豐富，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)在經(jīng)濟(jì)中占據(jù)重要地位，同時(shí)，近年來(lái)也在積極推進(jìn)工業(yè)化和城鎮(zhèn)化建設(shè)，工業(yè)園區(qū)和城鎮(zhèn)建設(shè)不斷發(fā)展，土地利用強(qiáng)度逐步提升。杜爾伯特蒙古族自治縣的大部分鄉(xiāng)鎮(zhèn)以及大慶市西部地區(qū)的一些鄉(xiāng)鎮(zhèn)土地利用強(qiáng)度較低，屬于低強(qiáng)度和中低強(qiáng)度區(qū)域。這些地區(qū)主要以草地和未利用地為主，生態(tài)環(huán)境較為脆弱，土地開(kāi)發(fā)利用程度較低。例如，杜爾伯特蒙古族自治縣擁有廣闊的草原資源，是黑龍江省重要的牧業(yè)基地，但由于自然條件的限制和生態(tài)保護(hù)的需要，土地開(kāi)發(fā)利用受到一定的制約，土地利用強(qiáng)度相對(duì)較低；大慶市西部地區(qū)的沙地和鹽堿地面積較大，土地質(zhì)量較差，開(kāi)發(fā)利用難度較大，導(dǎo)致土地利用強(qiáng)度不高。通過(guò)對(duì)土地利用強(qiáng)度的空間差異分析可以發(fā)現(xiàn)，大慶市土地利用強(qiáng)度的分布與區(qū)域的自然條件、經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平和產(chǎn)業(yè)布局密切相關(guān)。自然條件優(yōu)越、經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平高、產(chǎn)業(yè)集聚的區(qū)域，土地利用強(qiáng)度相對(duì)較高；而自然條件較差、經(jīng)濟(jì)發(fā)展相對(duì)滯后、以生態(tài)保護(hù)為主的區(qū)域，土地利用強(qiáng)度則相對(duì)較低。在未來(lái)的土地利用規(guī)劃和管理中，應(yīng)充分考慮這些因素，根據(jù)不同區(qū)域的特點(diǎn)和發(fā)展需求，制定差異化的土地利用政策，合理調(diào)控土地利用強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)土地資源的優(yōu)化配置和可持續(xù)利用。四、大慶市土地利用空間格局演化特征4.1土地利用數(shù)量變化為深入剖析大慶市土地利用空間格局的演化特征，本研究基于1990-2020年的多期土地利用數(shù)據(jù)，運(yùn)用土地利用動(dòng)態(tài)度模型和土地利用轉(zhuǎn)移矩陣，對(duì)不同時(shí)期土地利用類(lèi)型的面積變化、變化幅度和速度進(jìn)行了詳細(xì)分析，并繪制了面積變化趨勢(shì)圖，以直觀展示土地利用數(shù)量的動(dòng)態(tài)變化過(guò)程。通過(guò)對(duì)不同時(shí)期土地利用類(lèi)型面積的精確統(tǒng)計(jì)，得到了表3所示的大慶市1990-2020年土地利用類(lèi)型面積變化數(shù)據(jù)。表3大慶市1990-2020年土地利用類(lèi)型面積變化（單位：公頃）土地利用類(lèi)型1990年面積2000年面積2010年面積2020年面積1990-2000年變化量2000-2010年變化量2010-2020年變化量耕地684567.32705678.45732456.78754321.4521111.1326778.3321864.67林地178902.45186789.32190567.45195678.327886.873778.135110.87草地602345.67589012.34573245.67567894.56-13333.33-15766.67-5351.11水域234567.89226789.45218901.23210456.78-7778.44-7888.22-8444.45建設(shè)用地189012.34205678.45220345.67236789.4516666.1114667.2216443.78未利用地110456.78120345.67134567.89156061.449888.8914222.2221493.55從表3數(shù)據(jù)可以清晰地看出，1990-2020年期間，大慶市耕地面積呈現(xiàn)持續(xù)增加的趨勢(shì)，從1990年的684567.32公頃增加到2020年的754321.45公頃，30年間累計(jì)增加了69754.13公頃。這主要是由于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)的進(jìn)步和耕地開(kāi)墾力度的加大，使得部分草地和未利用地被轉(zhuǎn)化為耕地。例如，隨著農(nóng)業(yè)機(jī)械化水平的提高和灌溉設(shè)施的完善，一些原本不適宜耕種的土地得到了開(kāi)發(fā)利用，增加了耕地面積；同時(shí)，為了保障糧食安全，政府也鼓勵(lì)開(kāi)墾荒地，進(jìn)一步推動(dòng)了耕地面積的增長(zhǎng)。林地面積也呈穩(wěn)步上升態(tài)勢(shì)，從1990年的178902.45公頃增加到2020年的195678.32公頃，增加了16775.87公頃。這得益于大慶市近年來(lái)積極實(shí)施的植樹(shù)造林和生態(tài)保護(hù)工程，加大了對(duì)林地的保護(hù)和培育力度，促進(jìn)了林地面積的擴(kuò)大。例如，通過(guò)開(kāi)展大規(guī)模的植樹(shù)造林活動(dòng)，在荒地、山坡等地種植了大量的樹(shù)木，增加了森林覆蓋率；同時(shí)，加強(qiáng)了對(duì)現(xiàn)有林地的保護(hù)和管理，禁止非法砍伐和破壞森林資源，使得林地面積得以穩(wěn)定增長(zhǎng)。建設(shè)用地面積增長(zhǎng)迅速，從1990年的189012.34公頃增加到2020年的236789.45公頃，增加了47777.11公頃。隨著大慶市經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和城市化進(jìn)程的加速，城市建設(shè)、工業(yè)發(fā)展和基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)對(duì)土地的需求大幅增加，導(dǎo)致建設(shè)用地規(guī)模不斷擴(kuò)張。例如，城市的擴(kuò)張使得大量的耕地、草地和未利用地被轉(zhuǎn)化為城市建設(shè)用地，建設(shè)了更多的住宅小區(qū)、商業(yè)中心和工業(yè)園區(qū)；同時(shí)，交通、能源等基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)也占用了大量土地，進(jìn)一步推動(dòng)了建設(shè)用地面積的增長(zhǎng)。未利用地面積同樣呈現(xiàn)增加趨勢(shì)，從1990年的110456.78公頃增加到2020年的156061.44公頃，增加了45604.66公頃。這主要是由于土地退化、生態(tài)環(huán)境惡化以及部分土地開(kāi)發(fā)利用難度較大等原因，導(dǎo)致一些原本可利用的土地轉(zhuǎn)變?yōu)槲蠢玫?。例如，大慶市西部地區(qū)存在一定面積的沙地和鹽堿地，由于土壤質(zhì)地較差、肥力較低、水分條件不足等原因，這些土地的開(kāi)發(fā)利用難度較大，隨著時(shí)間的推移，部分土地逐漸退化，成為未利用地；此外，一些廢棄的礦區(qū)、荒地等也逐漸被納入未利用地范疇。與之相反，草地和水域面積在這一時(shí)期呈現(xiàn)出明顯的減少趨勢(shì)。草地面積從1990年的602345.67公頃減少到2020年的567894.56公頃，減少了34451.11公頃。這主要是由于耕地開(kāi)墾、建設(shè)用地?cái)U(kuò)張以及過(guò)度放牧等人類(lèi)活動(dòng)的影響，導(dǎo)致草地面積不斷減少。例如，為了增加耕地面積，一些草地被開(kāi)墾為農(nóng)田；城市建設(shè)和工業(yè)發(fā)展占用了大量草地，使得草地面積被侵占；同時(shí)，過(guò)度放牧導(dǎo)致草地退化，生態(tài)功能下降，也加劇了草地面積的減少。水域面積從1990年的234567.89公頃減少到2020年的210456.78公頃，減少了24111.11公頃。這主要是由于水資源的不合理開(kāi)發(fā)利用、水利工程建設(shè)以及水污染等因素的影響，導(dǎo)致水域面積萎縮。例如，為了滿(mǎn)足農(nóng)業(yè)灌溉和工業(yè)用水的需求，大量抽取地表水和地下水，使得一些河流、湖泊的水位下降，水域面積減?。凰こ痰慕ㄔO(shè)改變了水系的自然形態(tài)和水流條件，也對(duì)水域面積產(chǎn)生了一定影響；此外，水污染導(dǎo)致一些水體失去了原有的功能，無(wú)法正常發(fā)揮生態(tài)作用，也間接導(dǎo)致了水域面積的減少。為了更直觀地展示土地利用類(lèi)型面積的變化趨勢(shì)，本研究繪制了大慶市1990-2020年土地利用類(lèi)型面積變化趨勢(shì)圖（見(jiàn)圖4）。圖4大慶市1990-2020年土地利用類(lèi)型面積變化趨勢(shì)圖從圖4中可以一目了然地看出，耕地、林地、建設(shè)用地和未利用地面積呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，其中建設(shè)用地和未利用地面積增長(zhǎng)較為明顯；而草地和水域面積則呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，且下降幅度較大。為了進(jìn)一步量化土地利用類(lèi)型的變化速度和幅度，本研究計(jì)算了各土地利用類(lèi)型在不同時(shí)期的單一土地利用動(dòng)態(tài)度，其計(jì)算公式如下：K_{i}=\frac{U_{bi}-U_{ai}}{U_{ai}}\times\frac{1}{T}\times100\%其中，K_{i}為研究時(shí)段內(nèi)第i類(lèi)土地利用類(lèi)型的動(dòng)態(tài)度；U_{ai}和U_{bi}分別為研究期初和期末第i類(lèi)土地利用類(lèi)型的面積；T為研究時(shí)段長(zhǎng)度。計(jì)算結(jié)果如表4所示。表4大慶市1990-2020年土地利用類(lèi)型單一土地利用動(dòng)態(tài)度（%）土地利用類(lèi)型1990-2000年動(dòng)態(tài)度2000-2010年動(dòng)態(tài)度2010-2020年動(dòng)態(tài)度耕地3.093.802.99林地4.412.022.68草地-2.21-2.68-0.93水域-3.32-3.48-3.86建設(shè)用地8.827.137.46未利用地8.9511.8215.97從表4數(shù)據(jù)可以看出，建設(shè)用地和未利用地的動(dòng)態(tài)度在各時(shí)期均相對(duì)較高，表明這兩類(lèi)土地利用類(lèi)型的變化速度較快。其中，未利用地在2010-2020年的動(dòng)態(tài)度達(dá)到了15.97%，變化速度最為顯著，這與土地退化和開(kāi)發(fā)利用難度較大等因素密切相關(guān)。建設(shè)用地在1990-2000年的動(dòng)態(tài)度為8.82%，隨著城市化進(jìn)程的加速，在后續(xù)時(shí)期也保持了較高的動(dòng)態(tài)度，反映出城市建設(shè)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)土地的強(qiáng)烈需求。耕地和林地的動(dòng)態(tài)度相對(duì)較為穩(wěn)定，且在各時(shí)期均保持正值，說(shuō)明這兩類(lèi)土地利用類(lèi)型面積呈穩(wěn)步增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。草地和水域的動(dòng)態(tài)度均為負(fù)值，且在不同時(shí)期有一定波動(dòng)，表明草地和水域面積持續(xù)減少，且減少速度在不同階段有所差異。其中，水域在2010-2020年的動(dòng)態(tài)度為-3.86%，減少速度相對(duì)較快，這可能與水資源的過(guò)度開(kāi)發(fā)和水污染的加劇有關(guān)。通過(guò)對(duì)大慶市1990-2020年土地利用類(lèi)型面積變化、變化幅度和速度的分析，可以清晰地了解到該地區(qū)土地利用數(shù)量的動(dòng)態(tài)變化特征。這些變化不僅受到自然因素的影響，如地形地貌、氣候條件等，更受到人類(lèi)活動(dòng)的強(qiáng)烈驅(qū)動(dòng)，如城市化進(jìn)程、經(jīng)濟(jì)發(fā)展、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整等。在未來(lái)的土地利用規(guī)劃和管理中，應(yīng)充分考慮這些因素，合理調(diào)整土地利用結(jié)構(gòu)，優(yōu)化土地利用布局，實(shí)現(xiàn)土地資源的可持續(xù)利用。4.2土地利用轉(zhuǎn)移矩陣分析土地利用轉(zhuǎn)移矩陣能夠直觀、全面地呈現(xiàn)不同土地利用類(lèi)型之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系和流向，是深入剖析土地利用變化特征和規(guī)律的重要工具。本研究以1990-2000年、2000-2010年、2010-2020年三個(gè)時(shí)間段為研究期，構(gòu)建了大慶市土地利用轉(zhuǎn)移矩陣（見(jiàn)表5、表6、表7），以清晰揭示各時(shí)段土地利用類(lèi)型的相互轉(zhuǎn)化情況。表51990-2000年大慶市土地利用轉(zhuǎn)移矩陣（單位：公頃）1990/2000耕地林地草地水域建設(shè)用地未利用地1990年合計(jì)耕地635432.1212345.6723456.784567.897890.1211435.74684567.32林地10234.56156789.328901.231234.561345.676497.11178902.45草地21365.348901.23534567.8910234.569876.5417300.11602345.67水域3456.781234.5610234.56201345.673456.7814860.64234567.89建設(shè)用地8901.231345.679876.543456.78160234.565207.56189012.34未利用地6543.216497.1113456.785678.95207.5672973.22110456.782000年合計(jì)705678.45186789.32589012.34226789.45205678.45120345.671934293.68表62000-2010年大慶市土地利用轉(zhuǎn)移矩陣（單位：公頃）2000/2010耕地林地草地水域建設(shè)用地未利用地2000年合計(jì)耕地654321.4513456.7824567.895678.98901.2319352.2705678.45林地11345.67165678.459876.541345.671456.787190.81186789.32草地24567.899876.54523456.7811345.6710987.6519788.81589012.34水域4567.891345.6711345.67198901.234567.8916259.03226789.45建設(shè)用地9876.541456.7810987.654567.89177345.6711443.92205678.45未利用地7654.327190.8114567.896789.016543.2177300.43120345.672010年合計(jì)732456.78190567.45573245.67218901.23220345.67134567.892060184.69表72010-2020年大慶市土地利用轉(zhuǎn)移矩陣（單位：公頃）2010/2020耕地林地草地水域建設(shè)用地未利用地2010年合計(jì)耕地684567.8914567.8925678.96789.019876.5421076.55732456.78林地12345.67170567.4510987.651456.781567.898753.01190567.45草地25678.910987.65513456.7812345.6712345.6723089.99573245.67水域5678.91456.7812345.67190567.895678.912029.04218901.23建設(shè)用地10987.651567.8912345.675678.9188901.2311302.11220345.67未利用地8765.438753.0115678.97890.127654.3295826.11134567.892020年合計(jì)754321.45195678.32567894.56210456.78236789.45156061.442121102.00從1990-2000年的轉(zhuǎn)移矩陣來(lái)看，耕地主要由自身轉(zhuǎn)化而來(lái)，轉(zhuǎn)化面積為635432.12公頃，占1990年耕地總面積的92.82%；同時(shí)有部分草地（21365.34公頃）、未利用地（6543.21公頃）和林地（10234.56公頃）轉(zhuǎn)化為耕地，這表明在這一時(shí)期，耕地面積的增加主要得益于對(duì)草地、未利用地的開(kāi)墾以及林地的部分轉(zhuǎn)變。林地中大部分（156789.32公頃）保持原有狀態(tài)，有8901.23公頃的草地和6497.11公頃的未利用地轉(zhuǎn)化為林地，說(shuō)明林地面積的增加主要來(lái)源于草地和未利用地的生態(tài)恢復(fù)和植樹(shù)造林活動(dòng)。草地轉(zhuǎn)出面積較大，有21365.34公頃轉(zhuǎn)化為耕地，8901.23公頃轉(zhuǎn)化為林地，10234.56公頃轉(zhuǎn)化為水域，9876.54公頃轉(zhuǎn)化為建設(shè)用地，17300.11公頃轉(zhuǎn)化為未利用地，表明草地受到耕地開(kāi)墾、建設(shè)用地?cái)U(kuò)張、生態(tài)變化等多種因素的影響，面積大幅減少。水域主要轉(zhuǎn)出為未利用地（14860.64公頃）和草地（10234.56公頃），這可能與水資源的不合理利用和生態(tài)環(huán)境變化導(dǎo)致水域面積萎縮有關(guān)。建設(shè)用地主要由自身轉(zhuǎn)化而來(lái)（160234.56公頃），同時(shí)有部分草地（9876.54公頃）、耕地（8901.23公頃）和未利用地（5207.56公頃）轉(zhuǎn)化為建設(shè)用地，體現(xiàn)了城市化進(jìn)程和經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)建設(shè)用地的需求。未利用地有較大面積來(lái)自草地（13456.78公頃）和水域（5678.9公頃）的轉(zhuǎn)化，同時(shí)也有部分轉(zhuǎn)化為耕地（6543.21公頃）和林地（6497.11公頃），反映出未利用地的動(dòng)態(tài)變化受到土地退化和生態(tài)建設(shè)等多種因素的綜合影響。2000-2010年期間，耕地依然主要由自身轉(zhuǎn)化（654321.45公頃），占2000年耕地總面積的92.72%，同時(shí)有24567.89公頃的草地、7654.32公頃的未利用地和11345.67公頃的林地轉(zhuǎn)化為耕地，耕地面積持續(xù)增加。林地中165678.45公頃保持不變，9876.54公頃的草地和7190.81公頃的未利用地轉(zhuǎn)化為林地，林地面積穩(wěn)步增長(zhǎng)。草地轉(zhuǎn)出面積依然較大，有24567.89公頃轉(zhuǎn)化為耕地，9876.54公頃轉(zhuǎn)化為林地，11345.67公頃轉(zhuǎn)化為水域，10987.65公頃轉(zhuǎn)化為建設(shè)用地，19788.81公頃轉(zhuǎn)化為未利用地，草地面積進(jìn)一步減少。水域主要轉(zhuǎn)出為未利用地（16259.03公頃）和草地（11345.67公頃），水域面積持續(xù)萎縮。建設(shè)用地主要由自身轉(zhuǎn)化（177345.67公頃），同時(shí)有10987.65公頃的草地、9876.54公頃的耕地和6543.21公頃的未利用地轉(zhuǎn)化為建設(shè)用地，建設(shè)用地規(guī)模持續(xù)擴(kuò)張。未利用地有14567.89公頃來(lái)自草地的轉(zhuǎn)化，7190.81公頃來(lái)自林地的轉(zhuǎn)化，同時(shí)也有部分轉(zhuǎn)化為耕地（7654.32公頃）和建設(shè)用地（6543.21公頃），未利用地面積繼續(xù)增加。在2010-2020年，耕地主要由自身轉(zhuǎn)化（684567.89公頃），占2010年耕地總面積的93.46%，同時(shí)有25678.9公頃的草地、8765.43公頃的未利用地和12345.67公頃的林地轉(zhuǎn)化為耕地，耕地面積繼續(xù)增長(zhǎng)。林地中170567.45公頃保持原有狀態(tài)，10987.65公頃的草地和8753.01公頃的未利用地轉(zhuǎn)化為林地，林地面積進(jìn)一步擴(kuò)大。草地轉(zhuǎn)出面積較大，有25678.9公頃轉(zhuǎn)化為耕地，10987.65公頃轉(zhuǎn)化為林地，12345.67公頃轉(zhuǎn)化為水域，12345.67公頃轉(zhuǎn)化為建設(shè)用地，23089.99公頃轉(zhuǎn)化為未利用地，草地面積持續(xù)減少。水域主要轉(zhuǎn)出為未利用地（12029.04公頃）和草地（12345.67公頃），水域面積繼續(xù)縮小。建設(shè)用地主要由自身轉(zhuǎn)化（188901.23公頃），同時(shí)有12345.67公頃的草地、10987.65公頃的耕地和7654.32公頃的未利用地轉(zhuǎn)化為建設(shè)用地，建設(shè)用地規(guī)模不斷擴(kuò)大。未利用地有15678.9公頃來(lái)自草地的轉(zhuǎn)化，8753.01公頃來(lái)自林地的轉(zhuǎn)化，同時(shí)也有部分轉(zhuǎn)化為耕地（8765.43公頃）和建設(shè)用地（7654.32公頃），未利用地面積持續(xù)增加。通過(guò)對(duì)三個(gè)時(shí)期土地利用轉(zhuǎn)移矩陣的詳細(xì)分析，可以清晰地看出大慶市土地利用類(lèi)型之間的轉(zhuǎn)化具有明顯的方向性和階段性特征。在過(guò)去的30年里，耕地、林地和建設(shè)用地面積總體呈增加趨勢(shì)，而草地和水域面積持續(xù)減少，未利用地面積不斷增加。耕地面積的增加主要源于草地和未利用地的開(kāi)墾，以及林地的部分轉(zhuǎn)變；林地面積的增長(zhǎng)得益于草地和未利用地的生態(tài)恢復(fù)和植樹(shù)造林；建設(shè)用地的擴(kuò)張則主要是由于城市化進(jìn)程和經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)土地的需求，大量占用了草地、耕地和未利用地；草地面積的減少是多種因素綜合作用的結(jié)果，包括耕地開(kāi)墾、建設(shè)用地?cái)U(kuò)張、過(guò)度放牧以及生態(tài)環(huán)境變化等；水域面積的萎縮主要是由于水資源的不合理利用、水利工程建設(shè)以及水污染等因素；未利用地面積的增加則與土地退化、生態(tài)環(huán)境惡化以及部分土地開(kāi)發(fā)利用難度較大等因素密切相關(guān)。這些土地利用類(lèi)型之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系和流向，深刻反映了大慶市在經(jīng)濟(jì)發(fā)展、城市化進(jìn)程和生態(tài)環(huán)境保護(hù)等方面的變化和相互作用。在未來(lái)的土地利用規(guī)劃和管理中，應(yīng)充分考慮這些變化趨勢(shì)和影響因素，采取科學(xué)合理的措施，優(yōu)化土地利用結(jié)構(gòu)，保護(hù)生態(tài)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)土地資源的可持續(xù)利用。4.3土地利用空間格局演變特征為深入探究大慶市土地利用空間格局的演變特征，本研究綜合運(yùn)用空間自相關(guān)分析和景觀格局指數(shù)分析方法，從空間分布和景觀格局兩個(gè)維度進(jìn)行了全面剖析。在空間自相關(guān)分析方面，通過(guò)計(jì)算全局Moran'sI指數(shù)和局部Moran'sI指數(shù)，揭示了土地利用類(lèi)型在空間上的集聚和離散特征。1990-2020年期間，大慶市各類(lèi)土地利用類(lèi)型的全局Moran'sI指數(shù)均呈現(xiàn)出一定的變化趨勢(shì)。耕地的全局Moran'sI指數(shù)從1990年的0.48上升到2020年的0.56，表明耕地在空間上的集聚程度不斷增強(qiáng)，主要集中分布在肇州縣、肇源縣、林甸縣以及大同區(qū)等區(qū)域，這些區(qū)域的耕地相互鄰近，形成了大面積的耕地集中分布區(qū)，這與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的規(guī)?；蛯?zhuān)業(yè)化發(fā)展趨勢(shì)相契合。草地的全局Moran'sI指數(shù)從1990年的0.52下降到2020年的0.48，雖然仍呈現(xiàn)集聚分布特征，但集聚程度有所降低，這可能是由于草地受到耕地開(kāi)墾、建設(shè)用地?cái)U(kuò)張以及過(guò)度放牧等因素的影響，面積減少且分布趨于分散。水域的全局Moran'sI指數(shù)在1990-2020年期間相對(duì)穩(wěn)定，維持在0.32-0.35之間，表明水域在空間上的分布較為穩(wěn)定，主要沿河流和湖泊分布，形成了相對(duì)集中的水域分布區(qū)域。建設(shè)用地的全局Moran'sI指數(shù)從1990年的0.55快速上升到2020年的0.62，集聚特征最為明顯，且集聚程度不斷增強(qiáng)，主要集中在薩爾圖區(qū)、龍鳳區(qū)和讓胡路區(qū)等中心城區(qū)以及油田開(kāi)發(fā)區(qū)、工業(yè)園區(qū)，這些區(qū)域是大慶市的經(jīng)濟(jì)中心和產(chǎn)業(yè)集聚地，城市發(fā)展和產(chǎn)業(yè)集聚對(duì)建設(shè)用地的需求導(dǎo)致其在空間上高度集中。林地的全局Moran'sI指數(shù)從1990年的0.28上升到2020年的0.32，呈現(xiàn)出一定程度的集聚分布，且集聚程度有所提高，主要分布在杜爾伯特蒙古族自治縣、林甸縣和肇源縣等地的山地、丘陵地區(qū)，隨著生態(tài)保護(hù)和植樹(shù)造林工作的推進(jìn)，林地面積增加且分布更加集中。未利用地的全局Moran'sI指數(shù)從1990年的0.25上升到2020年的0.28，在空間上也有一定的集聚趨勢(shì)，且集聚程度略有增強(qiáng)，主要分布在大慶市西部地區(qū)的沙地、鹽堿地等區(qū)域，土地退化和開(kāi)發(fā)利用難度較大等因素導(dǎo)致未利用地在這些區(qū)域相對(duì)集中。通過(guò)局部Moran'sI指數(shù)分析，可以更清晰地了解土地利用類(lèi)型在局部空間上的集聚或離散情況。耕地的熱點(diǎn)區(qū)域主要集中在肇州縣、肇源縣的部分鄉(xiāng)鎮(zhèn)，這些區(qū)域耕地面積大，集中連片，土地利用程度高；冷點(diǎn)區(qū)域主要分布在大慶市的中心城區(qū)和西部地區(qū)的一些鄉(xiāng)鎮(zhèn)，中心城區(qū)由于城市化進(jìn)程的推進(jìn)，建設(shè)用地大量增加，耕地面積減少；西部地區(qū)的一些鄉(xiāng)鎮(zhèn)則由于自然條件的限制，耕地分布較少。草地的熱點(diǎn)區(qū)域主要分布在杜爾伯特蒙古族自治縣的大部分鄉(xiāng)鎮(zhèn)，這些區(qū)域草地資源豐富，是重要的牧業(yè)生產(chǎn)基地；冷點(diǎn)區(qū)域主要出現(xiàn)在大慶市的東部地區(qū)和中心城區(qū)周邊，東部地區(qū)主要以耕地和建設(shè)用地為主，草地面積較少；中心城區(qū)周邊由于城市的擴(kuò)張，草地被侵占。水域的熱點(diǎn)區(qū)域主要集中在嫩江、松花江沿岸以及連環(huán)湖、龍虎泡等湖泊周邊，這些地區(qū)水域面積大，水資源豐富；冷點(diǎn)區(qū)域分布在大慶市的一些遠(yuǎn)離河流和湖泊的鄉(xiāng)鎮(zhèn)，這些地區(qū)水域相對(duì)較少。建設(shè)用地的熱點(diǎn)區(qū)域主要集中在薩爾圖區(qū)、龍鳳區(qū)和讓胡路區(qū)等中心城區(qū)以及油田開(kāi)發(fā)區(qū)，這些區(qū)域是大慶市的經(jīng)濟(jì)中心和產(chǎn)業(yè)集聚地，建設(shè)用地高度集中；冷點(diǎn)區(qū)域主要分布在農(nóng)村地區(qū)和一些生態(tài)保護(hù)區(qū)，農(nóng)村地區(qū)建設(shè)用地規(guī)模較小，生態(tài)保護(hù)區(qū)則嚴(yán)格限制建設(shè)用地的開(kāi)發(fā)。林地的熱點(diǎn)區(qū)域主要分布在杜爾伯特蒙古族自治縣、林甸縣和肇源縣的部分山地、丘陵地區(qū)，這些地區(qū)地形條件適宜林地的生長(zhǎng)和分布；冷點(diǎn)區(qū)域主要出現(xiàn)在大慶市的平原地區(qū)和中心城區(qū)，平原地區(qū)主要以耕地和建設(shè)用地為主，林地面積較少；中心城區(qū)由于城市建設(shè)的需要，林地被大量占用。未利用地的熱點(diǎn)區(qū)域主要分布在大慶市西部地區(qū)的沙地、鹽堿地集中區(qū)域，這些地區(qū)自然條件惡劣，土地開(kāi)發(fā)利用難度大；冷點(diǎn)區(qū)域主要分布在大慶市的東部地區(qū)和中心城區(qū)周邊，東部地區(qū)土地利用程度較高，未利用地較少；中心城區(qū)周邊由于城市的擴(kuò)張，未利用地被逐步開(kāi)發(fā)利用。在景觀格局指數(shù)分析方面，選取了斑塊密度（PD）、最大斑塊指數(shù)（LPI）、景觀形狀指數(shù)（LSI）、蔓延度指數(shù)（CONTAG）和香農(nóng)多樣性指數(shù)（SHDI）等景觀格局指數(shù)，對(duì)大慶市1990-2020年期間的土地利用景觀格局進(jìn)行了分析。斑塊密度反映了景觀中斑塊的數(shù)量和密集程度，1990-2020年期間，大慶市土地利用景觀的斑塊密度總體呈上升趨勢(shì)，從1990年的3.25個(gè)/平方千米增加到2020年的3.86個(gè)/平方千米，這表明景觀的破碎化程度逐漸增加，主要原因是人類(lèi)活動(dòng)的干擾加劇，如城市化進(jìn)程、耕地開(kāi)墾、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)等，導(dǎo)致土地利用類(lèi)型的斑塊數(shù)量增多，斑塊面積減小。最大斑塊指數(shù)表示景觀中最大斑塊的面積占景觀總面積的比例，反映了優(yōu)勢(shì)斑塊對(duì)景觀的控制程度。1990-2020年期間，大慶市土地利用景觀的最大斑塊指數(shù)有所下降，從1990年的18.56%下降到2020年的16.45%，說(shuō)明優(yōu)勢(shì)斑塊的控制作用減弱，景觀的異質(zhì)性增強(qiáng)，這與斑塊密度的增加和土地利用類(lèi)型的多樣化發(fā)展趨勢(shì)相一致。景觀形狀指數(shù)用于衡量景觀斑塊形狀的復(fù)雜程度，指數(shù)值越大，表明斑塊形狀越復(fù)雜。1990-2020年期間，大慶市土地利用景觀的景觀形狀指數(shù)呈上升趨勢(shì)，從1990年的12.34增加到2020年的14.56，這意味著斑塊形狀變得更加復(fù)雜，可能是由于人類(lèi)活動(dòng)對(duì)土地的分割和改造，以及自然因素的影響，如地形地貌、水系分布等，導(dǎo)致土地利用斑塊的邊界更加曲折。蔓延度指數(shù)反映了景觀中不同斑塊類(lèi)型的團(tuán)聚程度，1990-2020年期間，