摘要：区域土地利用方式和时空分布格局随着社会经济的快速发展在急剧变化，土地利用矛盾也日益凸显。因此，对土地利用空间格局变化规律进行研究，对其驱动因素进行分析，以及对未来土地利用空间格局进行模拟预测是十分必要的，可以为今后政府制定各种土地利用规划方案作为参考。本文基于黑河流域1990-2015年的6期土地利用现状数据，对该区域的土地利用变化情况以及景观格局演变规律进行分析，进而模拟黑河流域2020年土地利用空间格局并展开分析，主要结论如下：

（1）时空格局变化：研究区1990-2000年期间，林地、草地和水体不断退化，耕地、建设用地和未利用地不断扩张，但这6种地类的变化程度不同。10年期间，林地和建设用地的面积不断减少，水体的面积不断增加，耕地和未利用地的面积均先减后增，草地的面积先增后减。2000-2015年期间，林地表现为“先增-后减”，草地表现为“先减-后增-再减”，耕地和水体均表现为“先减-后增”，建设用地和未利用地表现为“先增-后减-再增”。 整体上看，研究区这15年间6类地类的面积变化较大，却没有呈现出明显且确定的变化趋势。

（2）景观格局变化：研究区上游地区地类空间构成的复杂程度较高，地类破碎度较大，中游地区的复杂程度介于上游地区和下游地区之间，下游地区景观破碎度较低。从整体分析结果来看，所选的四个景观格局指数并没有呈现出固定的发展趋势，但总体来说，1990-2000年期间，地类抗干扰能力较差，2000-2015年期间斑块的连通性在提升，且景观破碎度处于加深状态。

（3）土地利用模拟是基于IDIRISI得到2005-2010年的土地利用面积转移矩阵和条件概率图像，实现研究区2015年土地利用格局模拟，将模拟所得数据与实际土地利用格局进行对比检验，得到KAPPA值为75.58%，进而对研究区2020年土地利用格局进行模拟预测。

（4）2020年土地利用空间格局模拟结果分析：林地、耕地、水体和建设用地均在扩张，草地和未利用地均在退化，其中建设用地的增长程度十分明显。草地的减少，很大程度上意味着当地生态环境状况不是很好，因此政府有必要采取有效措施来控制草地的退化。此外，本文对研究区模拟所得的2020年数据进行了景观空间格局特征分析，得到了2020年研究区的景观破碎度在减弱的结论。

关键词： 土地利用时空格局，CA-Markov模型，黑河流域

目录

摘要

ABSTRACT

第一章  引言-1

1.1  研究背景-1

1.2  研究目的与意义-1

1.2.1  研究目的-1

1.2.2  研究意义-2

1.3  研究进展-2

1.3.1  土地利用空间格局研究进展-2

1.3.2  土地利用预测研究进展-3

1.3.3  进展分析-6

1.4  研究内容与技术路线-7

1.4.1  研究内容-7

1.4.2  技术路线-7

第二章  理论方法-8

2.1  元胞自动机-8

2.2  马尔科夫模型-10

2.3  CA-MARKOV模型-10

第三章  研究区概况及数据准备-11

3.1  研究区概况-11

3.2  数据来源与处理-12

3.2.1  数据来源-12

3.2.2  数据处理-12

第四章  黑河流域土地利用空间格局变化分析-14

4.1  土地利用时空格局变化分析-14

4.2  景观格局变化分析-19

4.2.1  景观格局指数选取-19

4.2.2  景观个体斑块变化特征分析-20

4.2.3  景观整体空间格局特征分析-23

第五章  黑河流域土地利用格局模拟预测-24

5.1  模型预处理-24

5.1.1  模型参数的确定-24

5.1.2  确定预测年份-24

5.1.3  生成转移矩阵-24

5.1.4  确定土地适宜性图集-26

5.1.5  循环次数的确定-26

5.2  模型有效性检验-26

5.2.1  2015年土地利用变化预测-26

5.2.2  精度验证-27

5.3  研究区2020年土地利用模拟预测-27

5.4  模拟结果分析-28

第六章  结论与展望-31

6.1  主要结论-31

6.2  不足与展望-32

参考文献-33

致    谢-35