过去千年东亚地区耕地空间网格化重建研究
文献类型：学位论文
| 作者 | 赵彩杉 |
| 答辩日期 | 2022-06 |
| 文献子类 | 学术型学位 |
| 授予单位 | 中国科学院大学 |
| 授予地点 | 中国科学院地理科学与资源研究所 |
| 导师 | 何凡能 |
| 关键词 | 历史土地利用/覆被变化 耕地网格化重建 东亚 过去千年 |
| 学位名称 | 博士 |
| 学位专业 | 自然地理学 |
| 英文摘要 | 区域历史时期土地利用/覆被变化数据重建不仅可为长时段气候变化、生态效应模拟等研究提供重要的基础数据，同时可为全球历史LUCC数据集的完善提供参考。本文以东亚地区为研究区，基于过去千年东亚地区历史文献资料和前人研究成果，建立过去千年各亚区（省、道、地方）耕地序列；按中蒙区、朝鲜半岛、日本三个区分区遴选影响耕地分布的主导因子，构建宜垦性评估模型和耕地网格化分配模型，进行过去千年中蒙区、朝鲜半岛、日本耕地空间网格化重建；在此基础上，对各区域的重建时点进行协同，将各区的耕地网格化数据聚合成过去千年东亚地区耕地网格化数据。并选择中国为典型区域，将重建结果与全球历史LUCC数据集进行对比。主要进展及结论有：（1）将东亚地区分为3个区域：中蒙区（中国、蒙古国）、朝鲜半岛（朝鲜、韩国）和日本，分别进行历史耕地数据、历史时期疆域与政区数据等的搜集与整理，并基于东亚各区的历史耕地数据特点、历史疆域与政区、现代政区，构建了政区协同方案，将东亚地区共分为43个亚区（省、道、地方）。其中，中蒙区为26个省区，朝鲜半岛为9个道，日本为8个地方。基于协同后的政区，利用历史人口数据、现代耕地空间分布格局、现代地形数据等，将东亚地区的耕地数据进行降尺度处理，建立了43条过去千年各亚区耕地面积序列。其中，中蒙区为1000年至2000年26个省区耕地面积序列；朝鲜半岛为1069年至2000年9个道域耕地面积序列；日本为800年至2000年8个地方耕地面积序列。（2）基于中蒙区、朝鲜半岛、日本的历史时期各区域的土地垦殖特征，分区确定耕地分布的最大范围，并以主导性、稳定性和可得性为原则，分区遴选影响耕地分布的因子，并以亚区为单元进行量化，构建了各区的土地宜垦性评估模型和耕地分配模型。依据上述的各亚区过去千年耕地序列和各区耕地分配模型，研制了中蒙区过去千年24个时间断面的网格化耕地数据；朝鲜半岛过去千年9个时间断面的网格化耕地数据；日本过去千年12个时间断面的网格化耕地数据，空间分辨率均为10km×10km。采用间接评估的方式，利用本研究的重建方法再现现代耕地空间分布格局，与同期遥感数据进行对比，以检验本研究中耕地网格化重建方法的可靠性。通过对比发现，各区域重建的耕地覆被与基于遥感影像解译的耕地在空间分布范围上是基本一致的，说明本研究重建方法是可行的，可以再现耕地空间分布格局。（3）基于中蒙区、朝鲜半岛、日本地区的耕地网格化数据，本研究对各区域的重建时点进行协同，将各区的耕地网格化数据聚合成15个时点的过去千年东亚地区耕地网格化数据，分别为1000年、1100、1200年、1300年、1400年、1500年、1600年、1700年、1750年、1800年、1850年、1900年、1950、1980年、2000年。通过分析发现在过去千年东亚地区垦殖率呈增加的态势，垦殖率由1000年的3.38%增长至2000年的11.85%，耕地分布表现为以中蒙区的东部，尤其是长江中下游、黄河中下游地区为中心，向四周扩张的趋势。从分区结果来看，在中蒙区垦殖率由1000年的3.31%增长至2000年的11.64%，耕地范围表现为由长江中下游、黄河中下游地区向周边丘陵山地乃至边疆地区扩张；在朝鲜半岛垦殖率由1000年的4.85%增长至2000年的20.31%，耕地分布表现为自西部沿海地区向南部扩张；在日本地区垦殖率由1000年的4.39%增长至2000年的13.06%，耕地分布表现为由中部地区向东北部和南部略有扩张。（4）将重建数据中典型区域（中国）耕地数据与全球历史耕地数据集进行对比，发现二者存在较大的差异。从全国耕地变化趋势来看，HYDE3.2、PJ、CHCD之间的耕地面积存在明显差异。尤其在宋辽金时代（公元1000-1279年）和清朝至今（公元1644-1999年）的PJ和CHCD，最大相对差异率分别约为-35%和112%。从省域尺度看，不仅趋势上差异明显，在数量上差异也较大。其中，HYDE3.2明显低估的省份有9个，绝对差异高达5.2×104km2；高估了十个省份的耕地面积，绝对差异高达5.1×104km2。从网格尺度上看，二者差异绝对值大于70%的网格百分比为54%-82%，主要分布在主要农区、边疆地区和地理过渡区。通过分析，本研究发现造成上述差异的原因主要为资料来源、数量重建方法、网格化重建方法不同。 |
| 学科主题 | 自然地理学 |
| 语种 | 中文 |
| 页码 | 155 |
| 源URL | [http://ir.igsnrr.ac.cn/handle/311030/186943]  |
| 专题 | 地理科学与资源研究所_研究生部 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 赵彩杉. 过去千年东亚地区耕地空间网格化重建研究[D]. 中国科学院地理科学与资源研究所. 中国科学院大学. 2022. |
入库方式： OAI收割
来源：地理科学与资源研究所
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