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20世纪中期以来,环境问题日益严重,同时随着经济社会发展,人类活动对土地利用及改造产生了重大影响。土地利用/覆被变化(LUCC,Land Use/CoverChange)因此成为全球环境变化研究的重要组成部分。由于土地利用状况不仅与经济、社会发展状况息息相关,而且与生态特征和环境状况紧密联系。因此,土地利用的变化不仅对全球变化有着重大影响,同时对于区域经济、社会及环境的可持续发展也有着至关重要的作用。因而区域土地利用/覆盖变化已经成为当前土地利用/覆盖变化研究的新动向,而区域土地利用变化引起的景观生态效应也正是当前生态学研究的热点。 土地利用变化模型是分析土地利用变化原因及结果的一种有效工具,同时也有助于更好地认识和理解土地利用系统的功能,并为土地利用规划和决策提供依据。模型能够分析和预测不同情景下的过去和未来土地利用及变化情况,尤其对将来土地利用变化产生的景观效应作出判别和预警,为确定优先研究区域或政策干预的热点地区提供科学参考。土地利用变化模型以此可以弥补人的思维能力在分析土地利用变化和作出科学决策中的局限性。 西双版纳是中国生物多样性保护的热点区域,但随着橡胶的种植以及其产业的迅速发展,大规模毁林种胶的行为对当地的土地利用/覆盖产生了极大的影响,对当地生物多样性造成严重威胁,对景观格局有显著的影响。因此,该地区土地利用/覆盖发生了剧烈变化,进而导致的经济、环境的影响也是日益明显。 近年来,学者们发展了一系列的模型对土地利用/覆盖变化进行预测模拟研究,其中CA-Markov和GEOMOD模型是应用较为广泛的两种模型。本研究利用1995年、2003年、2010年3个时期的TM、ETM+和ALOS影像进行解译。分析橡胶林从1995年到2010年这个时间尺度上的覆盖变化的情况,将1995年和2003年的解译结果利用CA-Markov和GEOMOD两种模型预测2010年研究区内橡胶林分布格局。并且运用2010年ALOS影像解译的橡胶林空间分布结果来检验两个模型的预测模拟结果,其目的旨在通过两种模型的模拟对比,探讨两种模型的差异和优劣,选取一种更加合理、可靠的模型来对该地区2017年橡胶林变化趋势进行预测分析。获得的主要研究结果如下: (1)研究区从1995年到2010年土地利用/覆盖变化剧烈,橡胶林面积迅速增长,覆盖范围大规模扩张。1995年到2003年,橡胶林面积增长率为7.9%,净增长率为5.1%;2003年到2010年,橡胶林面积增长率为5.0%,净增长率为4.3%。 (2)研究区橡胶林从1995年到2010年随着覆盖面积的快速增长,其在垂直海拔分布上也呈现较大程度的递增格局。1995年海拔分布上限为1300m;至2010年,海拔分布上限已经扩张到1600m。坡度对橡胶林覆盖变化的影响较小,1995年到2010年间均主要分布于0°-30°范围。 (3) CA-Markov和GEOMOD两个模型模拟结果与人工目视检验差异均明显,GEOMOD模型的预测模拟结果与影像分类结果更加接近;两个模型ROC分析精度较高,均>0.65且AUC值基本一致。 (4)模糊矩阵精度检验结果表明,GEOMOD模型从栅格象元的数量、匹配的准确性以及总体精度均高于CA-Markov模型的预测模拟结果。