土地利用是人與自然交叉最為緊密的環節，土地利用及其變化對生態系統的結構和功能，對區域氣候、土壤、水文、生物多樣性等產生重大影響[1]，從而對生態環境產生深刻影響。當前人類正以前所未有的速度、幅度、程度改變著土地利用和土地覆蓋，土地利用/覆蓋變化（LUCC）幾乎影響了從基因到全球的所有組織水平[2]。1995年國際地圈和生物圈計劃（IGBP）和全球變化人文項目計劃（IHDP）聯合提出“土地利用/覆蓋變化科學研究計劃”，促進土地利用/覆蓋變化研究，認識到土地利用/覆蓋變化是生態環境變化的重要起因，并將其列為全球變化4個主要問題之一[3，4]。

研究區域土地利用變化及其生態環境效應變化對于深刻認識區域的生態環境、維持生態平衡、促進區域經濟與環境的協調發展具有重要意義[5，6]。國內外學者針對土地利用變化及生態環境效應進行大量探索，主要分為三類，一是LUCC對水、土、氣、生等單要素的影響效應，二是LUCC對生態系統服務功能的影響效應，三是LUCC對景觀格局的影響效應[7，8]。目前已從對氣候、水文、土壤以及生物等單一要素的研究發展到區域生態環境的綜合研究[9-12]，但是由于土地利用變化與生態環境間相互作用機制的復雜性，研究多從生態系統服務價值的角度進行[13，14]，由于未對生態服務價值進行區域修正，從而使得研究結果存在偏差，并且可比性較差。鑒于此，本研究在對相對生態價值進行區域修正的基礎上開展深入研究。大慶是中國石油之都，石油資源開發占用大量優質草原、耕地等，導致土地利用發生劇烈變化，加之重開發輕管護，其地表植被破壞和生態環境惡化的程度遠遠超過一般城市。

特別是近20年大慶市經濟社會快速發展，土地利用變化空前，直接影響經濟社會、生態環境以及國家能源安全。同時，大慶位于我國北方農牧交錯帶，具有良好的氣候、土壤、植被等環境因素以及土地利用的過渡特征，對全球變化的響應和人類活動作用極為敏感，處于IGBP和IHDP確定的陸地帶———中國東北樣帶（NECT）內。因此，以大慶市作為研究區，采用GIS與RS相結合技術，揭示其土地利用變化及生態環境效應，從而深化資源型城市人地關系認識，為大慶市經濟社會的持續健康發展提供借鑒。同時，對于保障區域生態安全，促進區域經濟社會與環境持續發展，構建良好的土地利用生態安全格局，具有重要的應用價值和典型的科學意義。

1研究區概況

大慶地處松嫩平原中部，屬松花江流域，介于北緯45°46′-46°55′，東經124°19′-125°12′之間，是哈大齊軸線的中心，土地總面積為510700hm2。境內無山嶺，地勢平坦，地形發育主要受水力、風力作用，地貌表現為波狀起伏的低平原，稍高處多為平緩的漫崗，其上植被發育較差；平地多為耕地、草原，同時分布著許多面積不等的鹽堿小丘；低處多為排水不暢的季節性積水洼地和低位沼澤和堿水泡子。受季風影響，春秋氣溫變化急劇，多風沙。石油開采極大的改變了大慶市的土地利用/覆蓋，驅使土地利用呈多元化發展趨勢，形成油田、城市、耕地、草地等用地類型相互交錯的復合土地利用模式、石油開采導致地下水大量上升，造成土壤鹽漬化、沙化、土壤及水體污染、濕地萎縮等，土地利用的生態環境效應顯著。

2數據來源與處理

文中研究數據來源于大慶市1987和2005年SPOT影像，以經過配準的大慶市1∶10萬地形圖為參照，在ERDAS8.6平臺上進行影像校正，獲取兩期不同時相標準影像。運用遙感信息與地學信息相結合，室內判讀與專家經驗、野外調查相結合方法，通過人機交互判讀得到圖形數據和屬性數據。同時，采用MAPGIS6.7軟件進行土地利用現狀信息的提取和數據庫建設。根據研究區土地利用方式、覆蓋特征等特點，同時參考中國科學院資源環境數據庫中1∶10萬土地利用分類系統，將研究區分為6大類，即耕地、林地、草地、水域、建設用地和未利用地（圖1和圖2）。

3大慶市土地利用變化分析

3.1土地利用數量轉變

土地利用變化首先表現為不同土地利用類型面積變化，土地利用轉移矩陣是研究土地利用變化的重要內容。通過對不同土地利用類型的轉化研究，從而把握區域土地利用變化的趨勢和結構特征。從表1可知，1987-2005年大慶市土地利用變化幅度：草地＞未利用地＞建設用地＞水域＞耕地＞林地，其中未利用地、建設用地、耕地和林地呈增加趨勢，草地和水域呈減少態勢。草地由45.41％下降到18.41％，減少137922.21hm2；未利用地從0.98％激增到21.83％，18年間變化率高達2134.65％。源于大慶經濟社會快速發展，建設用地增幅較大，并且油田開發建設占用大量草地、水域等，從而導致草地、水域大幅減少。同時，說明在石油開采過程中忽視生態環境保護，導致部分土地退化、鹽堿化，致使未利用地大面積增加。為實現耕地數量動態平衡，通過開墾草地、未利用地等補充耕地。1987-2005年研究區土地利用類型轉變頻繁，共有200617.11hm2土地發生地類轉變。其中，草地凈減少137922.21hm2，水域凈減少17699.54hm2，未利用地凈增加106490.84hm2，建設用地凈增加32964.27hm2，耕地凈增加10563.24hm2，林地凈增加5603.41hm2。轉移量占主導的是草地退化為未利用地，達89252.99hm2，占總轉移量的44.49%；其次是草地開墾為耕地，達21365.34hm2；再次為油田開發及城市建設占用草地，為20718.13hm2；第四位是水域退化為未利用地，為17121.9hm2；其他主要轉移類型依次是草地轉為林地，耕地轉為建設用地，林地轉為耕地。

3.2土地利用組合類型

通過上述分析可知大慶市土地利用變化劇烈，為分析其土地利用組合類型變化，采用Weaver-Tomas組合系數法研究其土地利用主要類型變化。Weaver-Tomas組合系數法是將土地的實際分布與假設分布相比較，從而逐步逼近實際分布，得到最接近實際分布的近似分布，該分布組合即為所求組合類型[15]。由表2可知，1987年大慶市的土地利用組合類型數為2，組合類型為水域-耕地型；所轄五區的土地利用組合類型為草地-耕地-水域、草地-耕地、水域-草地、耕地-建設用地-水域四種類型。其中，耕地、水域在大慶市土地利用中占有絕對優勢，五個區均存在該土地利用組合類型。說明1987年研究區在土地利用上以農業為主導，農牧業占重要地位。隨著大慶市經濟社會發展特別是石油工業、城市建設加速，2005年研究區土地利用組合類型數為4，組合類型為草地-水域-建設用地-未利用地型，所轄五區的土地利用組合類型數明顯增加，組合類型數為4或5，土地利用結構呈現多樣化趨勢，但是建設用地、未利用地面積在土地利用結構中占有重要地位，表明其土地利用類型已由農業主導轉為工業主導。主要是城市建設、原油開采及其附屬設施建設，城市建設用地激增，加之研究區屬于閉流區域，排水不暢及原油不合理開采使得草地、耕地等不斷退化，導致鹽堿地劇增。