全球黑土区耕地动态变化及其驱动力Logistic回归分析

杨佳佳, 吕骏超, 金珊合, 刘洋, 李文博. 全球黑土区耕地动态变化及其驱动力Logistic回归分析[J]. 地质与资源, 2023, 32(5): 584-591. doi: 10.13686/j.cnki.dzyzy.2023.05.008
引用本文: 杨佳佳, 吕骏超, 金珊合, 刘洋, 李文博. 全球黑土区耕地动态变化及其驱动力Logistic回归分析[J]. 地质与资源, 2023, 32(5): 584-591. doi: 10.13686/j.cnki.dzyzy.2023.05.008
YANG Jia-jia, LYU Jun-chao, JIN Shan-he, LIU Yang, LI Wen-bo. FARMLAND DYNAMIC CHANGE AND ITS DRIVING FORCE ANALYSIS IN GLOBAL BLACK SOIL REGIONS BASED ON LOGISTIC REGRESSION MODEL[J]. Geology and Resources, 2023, 32(5): 584-591. doi: 10.13686/j.cnki.dzyzy.2023.05.008
Citation: YANG Jia-jia, LYU Jun-chao, JIN Shan-he, LIU Yang, LI Wen-bo. FARMLAND DYNAMIC CHANGE AND ITS DRIVING FORCE ANALYSIS IN GLOBAL BLACK SOIL REGIONS BASED ON LOGISTIC REGRESSION MODEL[J]. Geology and Resources, 2023, 32(5): 584-591. doi: 10.13686/j.cnki.dzyzy.2023.05.008

全球黑土区耕地动态变化及其驱动力Logistic回归分析

  • 基金项目:
    国际地质科学联合会中国国际地球科学计划项目"Land resource evolution mechanism and its sustainable use in global black soil critical zone"(IGCP665);中国地质调查局项目"东北地区自然资源动态监测与风险评估"(DD20211389)
详细信息
    作者简介: 杨佳佳(1984—),男,博士,高级工程师,主要从事遥感地质、遥感环境应用方面的研究,通信地址 辽宁省沈阳市皇姑区黄河北大街280号,E-mail//haixianxiaomei@163.com
    通讯作者: 吕俊超(1983—),男,硕士,高级工程师,主要从事地质矿产、土地政策管理方面研究,通信地址 辽宁省沈阳市皇姑区黄河北大街280号,E-mail//30207544@qq.com
  • 中图分类号: S155.2;S127

FARMLAND DYNAMIC CHANGE AND ITS DRIVING FORCE ANALYSIS IN GLOBAL BLACK SOIL REGIONS BASED ON LOGISTIC REGRESSION MODEL

More Information
  • 按照美国土壤分类系统, 全球广义黑土分为四大片.为探究全球黑土区耕地利用变化规律和驱动机制, 基于2005、2010、2015和2019年4期全球黑土区土地利用遥感监测数据, 借助GIS技术及数理统计软件, 分析全球黑土区耕地在14年间的动态变化特征.同时, 选取自然地理因素、社会因素为自变量, 以土地变化二分类(增加、减少)为因变量, 采用Logistic回归模型, 探讨研究区耕地变化的驱动因子.结果表明: 研究区内耕地变化显著, 3个阶段(2005-2010、2010-2015、2015-2019)先后出现小幅增加-大幅减少-小幅增加的趋势; 14年间耕地共减少58.77×104 km2, 其中亚洲黑土区耕地减少幅度最大, 占比31.70%, 减少的耕地有76.04%转变为未利用地.建立的耕地变化Logistic回归分析模型有效, 结果表明: 耕地变化在第1阶段(2005-2010年)的主要驱动因素是到最近道路距离、降水和高程(DEM); 第2阶段(2010-2015年)的驱动因素是到最近河流距离和高程; 第3阶段(2015-2019年)的驱动因素是到最近道路距离和温度.

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  • 图 1  基于暗沃土纲(Mollisols)的全球黑土区耕地分布范围

    Figure 1. 

    图 2  全球各大洲黑土区分布占比

    Figure 2. 

    图 3  2005—2019年中国黑土区耕地转入预测结果及概率分布

    Figure 3. 

    图 4  2005—2019年北美黑土区耕地转入预测结果及概率分布

    Figure 4. 

    表 1  耕地利用变化及影响因子变量

    Table 1.  Cultivated land use changes and impact factor variables

    变量 数据层 栅格类型 单位或描述
    因变量 耕地变化(2005—2010年) 二分类 0(耕地减少)
    1(耕地增加)
    耕地变化(2010—2015年) 二分类 0(耕地减少)
    1(耕地增加)
    耕地变化(2015—2019年) 二分类 0(耕地减少)
    1(耕地增加)
    自变量 高程 连续型 m
    坡度 多分类 哑变量设置
    坡向 多分类 哑变量设置
    到最近河流的距离 连续型 m
    到最近道路的距离 连续型 m
    温度 连续型
    降水 连续型 mm/s
    总人口密度变化(2005—2010年) 连续型 人/km2
    总人口密度变化(2010—2015年) 连续型 人/km2
    总人口密度变化(2015—2019年) 连续型 人/km2
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    表 2  Logistic回归模型似然比检验结果

    Table 2.  Results of logistic regression model likelihood ratio test

    模型 -2倍对数似然值 卡方值 显著性水平(p值) AIC值
    2005—2010年 2406.166 206.765 0.000 2422.166
    2010—2015年 2458.64 53.27 0.000 2486.64
    2015—2019年 463.804 43.482 0.000 487.804
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    表 3  耕地变化的logistic回归模型相关系数

    Table 3.  Parameters of logistic regression model for cultivated land change

    时间段 解释变量 回归系数 标准误差 Wald统计量 显著性水平(p值) 发生比率(OR) 预测精度/%
    2005—2010 到最近道路距离 0.011 0.002 39.331 0.000 1.011 66.59
    降水 1.750 0.329 28.298 0.000 5.757
    DEM 0.848 0.181 21.955 0.000 2.335
    温度 0.024 0.011 5.273 0.022 1.025
    坡度Ⅲ -1.311 0.577 5.163 0.023 0.27
    截距 -1.206 0.574 4.410 0.036 0.299
    2010—2015 到最近河流距离 -0.014 0.003 23.603 0.000 0.986 58.06
    DEM -0.400 0.188 4.514 0.034 0.670
    截距 0.701 0.763 0.846 0.358 2.017
    2015—2019 温度 0.174 0.036 23.218 0.000 1.190 62.02
    到最近道路距离 0.021 0.005 20.300 0.000 1.022
    截距 -3.270 1.758 3.461 0.063 0.038
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出版历程
收稿日期:  2021-11-29
修回日期:  2022-01-11
刊出日期:  2023-10-25

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