典型生態(tài)縣域土地利用時空與景觀格局變化

張合兵, 王世東,2

(1.河南理工大學(xué) 測繪與國土信息工程學(xué)院, 河南 焦作 454000; 2.江蘇省資源環(huán)境信息工程重點(diǎn)實(shí)驗室 江蘇 徐州 221116)

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典型生態(tài)縣域土地利用時空與景觀格局變化

張合兵1, 王世東1,2

(1.河南理工大學(xué) 測繪與國土信息工程學(xué)院, 河南 焦作 454000; 2.江蘇省資源環(huán)境信息工程重點(diǎn)實(shí)驗室 江蘇 徐州 221116)

綜合利用3S技術(shù)和景觀生態(tài)學(xué)方法，以大洼縣2000年、2005年和2010年的TM遙感影像和其他輔助數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，利用土地利用轉(zhuǎn)移矩陣分析了研究區(qū)近10 a土地資源數(shù)量變化情況，利用選取的景觀格局指數(shù)分析了研究區(qū)近10 a土地利用空間格局演化的時空變化特征。結(jié)果表明： 1) 耕地、灘涂和建設(shè)用地是大洼縣景觀類型主體，合計占區(qū)域總面積的77.45%； 2) 景觀破碎化過程日益嚴(yán)重，景觀結(jié)構(gòu)趨向不穩(wěn)定； 3) 土地利用數(shù)量結(jié)構(gòu)和空間格局不甚合理。因此，需要針對這些問題，采取科學(xué)合理的措施來解決土地資源利用過程中帶來的生態(tài)環(huán)境問題。

土地利用; 景觀格局; 景觀指數(shù); 大洼縣

近年來，隨著社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，區(qū)域土地利用時空與景觀格局變化日趨明顯，人地矛盾日益突出，這種變化給區(qū)域土地資源利用與生態(tài)環(huán)境帶來了巨大的不可估量的影響[1-2]。土地利用/覆蓋變化(LUCC)集中體現(xiàn)了這種自然與人文的交互作用，它不僅反應(yīng)了人類改變地球表面特征的空間格局，而且再現(xiàn)了地球表面景觀格局的時空動態(tài)變化過程[3-4]。景觀生態(tài)學(xué)是研究景觀單元的類型組成、空間配置及其與生態(tài)學(xué)過程相互作用的綜合性學(xué)科[5]。通過景觀生態(tài)學(xué)能夠?qū)崿F(xiàn)土地利用的空間格局與生態(tài)過程之間的相互關(guān)聯(lián)并對其進(jìn)行生態(tài)學(xué)度量，進(jìn)而對人類干擾在整個生態(tài)系統(tǒng)變化中的作用和影響進(jìn)行評估[6-8]。目前，土地利用時空與景觀格局變化研究已成為當(dāng)前區(qū)域乃至全球環(huán)境變化研究領(lǐng)域的核心內(nèi)容之一，也成為全球變化研究的前沿和熱點(diǎn)課題；尤其近幾年隨著3S技術(shù)的發(fā)展和普及，對土地利用及景觀格局動態(tài)變化研究越來越深入[9]。

大洼縣地處遼寧省西南部，瀕臨渤海遼東灣，具有典型的濱海生態(tài)縣域特色，是中國地理環(huán)境獨(dú)特和生物多樣性最豐富的地區(qū)之一，其生態(tài)恢復(fù)與重建對整個渤海灣以及遼河流域的水土流失治理以及生態(tài)安全具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。但近年來大洼縣在資源開發(fā)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程中，優(yōu)質(zhì)耕地流失、濕地景觀變遷、生態(tài)環(huán)境退化等一系列問題相繼出現(xiàn)。縣域內(nèi)土地利用結(jié)構(gòu)與空間格局都發(fā)生了較大變化。因此，本文以RS和GIS為技術(shù)手段，以2000年、2005年和2010年的土地利用狀況為基礎(chǔ)，對該區(qū)近10 a土地利用及景觀格局時空變化特征進(jìn)行分析研究，目的是找出了研究區(qū)目前土地利用結(jié)構(gòu)和空間布局上的特點(diǎn)與存在的問題，以期為該地區(qū)的土地資源可持續(xù)利用、區(qū)域可持續(xù)發(fā)展以及生態(tài)環(huán)境建設(shè)等提供科學(xué)依據(jù)和理論基礎(chǔ)。

1 研究區(qū)概況與研究方法

1.1 研究區(qū)概況

大洼縣地處遼寧省西南部、盤錦市南部、遼東灣北岸，大遼河、遼河下游，雙臺子河沖積的三角洲上。東南及南部為大遼河所環(huán)抱，西瀕渤海遼東灣，北與盤錦市興隆臺區(qū)、盤山縣接壤，具有典型的濱海生態(tài)縣域特色。地處121°48′—122°21′E，40°41′—41°09′N，全區(qū)土地總面積1 387 km2。大洼縣地勢平坦，低洼多水，是由大遼河、遼河淤積退海灘涂發(fā)育而形成的濱海平原。全區(qū)屬溫帶大陸性半濕潤季風(fēng)氣候，具有暖溫帶和中溫帶過度性特征，四季分明，氣候溫和，雨量集中，光照充足。年平均氣溫9.3℃，極端最高氣溫32.7℃，極端最低氣溫-23.8℃，年平均降雨量647.3 mm，年平均無霜期208 d，全年日照時數(shù)2 816 h，最大凍土深度1.36 m，冬季主導(dǎo)風(fēng)向為東北風(fēng)，夏季主導(dǎo)風(fēng)向為西南風(fēng)。水資源豐富，有大遼河、遼河、新開河及雙臺子河流經(jīng)境內(nèi)，注入渤海，流域面積1 527 km2，海岸線長68 km，河岸線近100 km。土壤屬溫帶半濕潤地區(qū)黑褐色土地帶，以水稻土、草甸土、沼澤土為主，土地利用率高，種類比較齊全。

大洼縣下轄14個鎮(zhèn)和臨港經(jīng)濟(jì)區(qū)、紅海灘濕地旅游度假區(qū)，全縣總?cè)丝?5萬。2010年，大洼縣生產(chǎn)總值為180億元，工業(yè)總產(chǎn)值為650億元。全縣接待國內(nèi)外游客達(dá)到400萬人次，旅游總收入實(shí)現(xiàn)50億元，相繼被評為“遼寧省旅游強(qiáng)縣”、“國家級一類生態(tài)示范區(qū)”等稱號。2000年以來，大洼縣經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，年均增長速度達(dá)18.2%。2010年大洼縣域基本競爭力進(jìn)入全國百強(qiáng)縣(市)行列。

1.2 數(shù)據(jù)來源與處理

本研究采用的原始數(shù)據(jù)主要有：2000年，2005年和2010年Landsat TM遙感影像；2010年1∶10萬土地利用現(xiàn)狀圖。另外還有研究區(qū)土壤、植被等自然狀況資料和社會經(jīng)濟(jì)資料。具體數(shù)據(jù)來源見表1。

表1 數(shù)據(jù)來源

遙感圖像分類采用以非監(jiān)督分類為主，目視解譯為輔的方法進(jìn)行影像分類。在分類過程中，首先用ISODATA 非監(jiān)督分類方法把影像自動分為15類，然后合并成需要的6種地類(耕地、建設(shè)用地、林地、濕地、水體、灘涂)，得到研究區(qū)初步分類結(jié)果；在此基礎(chǔ)上，進(jìn)行分類后處理；根據(jù)野外調(diào)查、GPS 數(shù)據(jù)、土地利用現(xiàn)狀圖及其他相關(guān)資料，采用目視解譯法修改混分和錯分像元，最終得到研究區(qū)土地利用分類結(jié)果；然后根據(jù)同期的地面資料和野外調(diào)查數(shù)據(jù)，隨機(jī)選取若干樣本區(qū)，利用ENVI 軟件計算其分類混淆矩陣和Kappa 系數(shù)。結(jié)果表明，土地利用分類總體精度87.4%，Kappa系數(shù)為0.81，達(dá)到較好效果。另外，對研究區(qū)的氣象、土壤等資料在ArcGIS 環(huán)境下進(jìn)行柵格化處理，并搜集研究區(qū)其他自然狀況資料和社會經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計資料。

1.3 研究方法

1.3.1 土地利用數(shù)量結(jié)構(gòu)分析方法 土地利用轉(zhuǎn)移矩陣能夠全面具體地反映土地類型數(shù)量結(jié)構(gòu)及其變化，目前被廣泛應(yīng)用于土地利用數(shù)量結(jié)構(gòu)變化分析中。土地利用轉(zhuǎn)移矩陣數(shù)學(xué)形式為：

(1)

式中：Sij——土地利用類型面積；n——土地利用類型數(shù)；i，j——初期和末期土地利用類型。

(2)

式中：Ci×j——由k時期到k+1時期的土地利用變化圖。據(jù)此可以求出土地類型相互轉(zhuǎn)化數(shù)量關(guān)系的原始轉(zhuǎn)移矩陣，然后根據(jù)原始轉(zhuǎn)移矩陣求出兩個時期不同土地類型之間的相互轉(zhuǎn)化率與k+1時期各土地類型相對于k時期的變化程度。

1.3.2 土地利用空間格局分析方法 土地利用空間格局可以運(yùn)用多種景觀指數(shù)進(jìn)行分析。本文選取其中生態(tài)學(xué)意義比較明顯的幾個景觀指數(shù)[11-12]，對研究區(qū)內(nèi)的土地利用空間格局特征及其演化進(jìn)行分析研究。

1) 多樣性指數(shù)。土地利用多樣性指數(shù)的大小反映了土地類型的多少以及各土地類型所占比例的均勻程度。在一個區(qū)域中，土地利用多樣性指數(shù)越高，說明土地類型越豐富，并且各個類型所占的比例也越均勻。本文土地利用多樣性指數(shù)H用Shannon指數(shù)表示，公式為(3)：

(3)

式中：pi——土地利用類型i所占的比例；m——土地利用類型的數(shù)目。

2) 均勻度指數(shù)。均勻度指數(shù)用于描述土地利用中不同類型分配的均勻程度，該指數(shù)反映了景觀面積分布均勻程度。其計算公式(4) 為：

E=H/Hmax

(4)

式中：Hmax=lnm，在最大均勻條件下的多樣性指數(shù)，E的取值范圍[0-1]，景觀面積越均勻，取值越大。

3) 優(yōu)勢度指數(shù)。優(yōu)勢度指數(shù)表示土地利用多樣性對最大多樣性之間的偏差，表明區(qū)域土地利用類型組成中某一種或幾種土地類型占優(yōu)勢的程度，它與多樣性指數(shù)相反。土地利用優(yōu)勢度可用公式(5) 表示：

(5)

式中：Hmax=lnm，表示在最大均勻條件下的多樣性指數(shù)。優(yōu)勢度越大，表明各土地類型所占比例差別也越大，即以某一種或某幾種土地類型占優(yōu)勢。反之亦然。

4) 破碎度指數(shù)。土地利用景觀破碎度，反映土地利用空間結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，破碎度指數(shù)能夠反映出景觀類型受自然因素與人為因素的干擾強(qiáng)度?？捎霉?6) 進(jìn)行計算：

F=(NP-1)/NC

(6)

式中：NP——土地利用類型的斑塊總數(shù)；NC——研究區(qū)總面積除以最小斑塊面積。F的取值范圍[0～1]，0為景觀完全未被破壞，1表示被完全破壞。

5) 形狀指數(shù)。形狀指數(shù)指將斑塊形狀與相同面積的圓相比較而得到的數(shù)值。它表征景觀規(guī)則程度，反映景觀受干擾程度及斑塊穩(wěn)定性?？捎霉?7) 進(jìn)行計算。

(7)

式中：Pi——土地類型i的周長；Ai——土地類型i的面積。S值越趨近于1，說明斑塊形狀越接近于圓，S值越大，說明斑塊形狀越復(fù)雜、越不規(guī)則。

6) 分離度指數(shù)。分離度指數(shù)描述某一景觀要素中不同斑塊在空間分布上的分散程度，分離度越大，斑塊在空間上分布越離散，景觀分布越復(fù)雜。可用公式(8) 進(jìn)行計算。

Fi=Di/Si

(8)

2 結(jié)果與分析

2.1 土地利用數(shù)量結(jié)構(gòu)分析

2.1.1 大洼縣土地利用轉(zhuǎn)移矩陣分析 在遙感軟件ENVI支持下，利用研究區(qū)2000年、2005年和2010年的三個時期土地利用圖，計算得出2000—2005年、2005—2010年的土地利用轉(zhuǎn)移矩陣(表2和表3)。

1) 2000—2005年大洼縣土地利用轉(zhuǎn)移矩陣。從表2可以看出，在2000—2005年時期內(nèi)，耕地主要轉(zhuǎn)變?yōu)榻ㄔO(shè)用地，其次是林地和水域，其中轉(zhuǎn)化為建設(shè)用地的面積占2000年耕地總面積的6.74%，轉(zhuǎn)化為林地和水域的面積分別為2.56%和1.97%；林地主要轉(zhuǎn)變?yōu)樗?、耕地和建設(shè)用地，轉(zhuǎn)化比例分別為30.01%，28.64%和16.95%；建設(shè)用地主要轉(zhuǎn)化為耕地和水域，轉(zhuǎn)化比例分別為6.33%和2.81%；水域主要轉(zhuǎn)變?yōu)榻ㄔO(shè)用地和濕地，轉(zhuǎn)化比例分別為6.06%和4.68%，其次還有部分水域轉(zhuǎn)變?yōu)榱值?，比例?.26%；濕地主要轉(zhuǎn)變?yōu)樗?、耕地和灘涂，轉(zhuǎn)化比例分別為4.39%，3.80%和3.31%；灘涂面積變化很小，分別有0.50%，0.45%和0.19%的比例向濕地、水域和建設(shè)用地轉(zhuǎn)化。

表2 2000-2005年大洼縣土地利用轉(zhuǎn)移矩陣 hm2

表3 2000-2005年大洼縣土地利用轉(zhuǎn)移矩陣 hm2

2) 2005—2010年大洼縣土地利用轉(zhuǎn)移矩陣。從表3可以看出，在2005—2010年時期內(nèi)，耕地主要轉(zhuǎn)變?yōu)榻ㄔO(shè)用地，其次是水域和林地，其中轉(zhuǎn)化為建設(shè)用地的面積占2000年耕地總面積的7.89%，轉(zhuǎn)化為水域和林地的面積分別為1.38%和0.59%；林地主要轉(zhuǎn)變?yōu)楦亍⒔ㄔO(shè)用地和水域，轉(zhuǎn)化比例分別為43.95%，24.31%和15.07%；建設(shè)用地主要轉(zhuǎn)化為耕地、水域和林地，轉(zhuǎn)化比例分別為10.07%，6.26%和2.46%；水域主要轉(zhuǎn)變?yōu)榻ㄔO(shè)用地、林地和耕地，轉(zhuǎn)化比例分別為5.67%，3.74%和3.27%；濕地主要轉(zhuǎn)變?yōu)樗?、耕地和建設(shè)用地，轉(zhuǎn)化比例分別為9.14%，4.93%和3.80%，其余還有部分濕地轉(zhuǎn)變?yōu)榱值睾蜑┩?，比例分別為2.62%和2.47%；灘涂面積變化很小，分別有2.98%，0.64%和0.31%的比例向濕地、林地和建設(shè)用地轉(zhuǎn)化。

2.1.2 大洼縣土地利用總體結(jié)構(gòu)及其變化 根據(jù)土地利用分類圖和土地利用轉(zhuǎn)移矩陣，可以得出大洼縣2000年、2005年和2010年各類土地利用類型面積和比例變化情況(表4和表5)。

從表4可以看出，2000—2005年，大洼縣建設(shè)用地面積變化最為劇烈，增長了34.69%，林地、水域和灘涂面積分別增長了22.45%，12.88%和2.90%。耕地面積減少最為劇烈，減少了8.98%，其次為濕地，面積減少了5.53%。

從表5可以看出，2005—2010年，大洼縣建設(shè)用地面積變化程度仍然較大，增長了18.60%，水域面積增長了9.41%。林地面積減少最為劇烈，減少了18.52%，其次為濕地，面積減少了9.95%，其余耕地和灘涂面積分別減少了3.63%和0.58%。

以上結(jié)果表明，2000—2005年和2005—2010年這兩個時期內(nèi)，耕地和濕地一直在減少，耕地減少的幅度最大，是其他用地增加的主要來源，另外，林地面積總體上也處于減少趨勢。建設(shè)用地的面積呈大幅度地增加，主要來自于耕地，水域面積也有較大幅度的增加。耕地面積的減少的主要原因是大洼縣近年來社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，導(dǎo)致大量耕地轉(zhuǎn)變?yōu)榻ㄔO(shè)用地。與此同時，不合理的土地利用方式以及氣候變化，使得濕地在不斷轉(zhuǎn)化為灘涂、水域和耕地。另外，從兩期土地利用分類圖中可以看出，雖然水域總面積在增加，但是增加的主要為起生產(chǎn)作用的水產(chǎn)養(yǎng)殖水面，具有生態(tài)調(diào)節(jié)功能的自然水體面積卻在不斷減少。由于大洼縣屬于退海平原，縣域內(nèi)木本植物較少，尤其是喬木，現(xiàn)有的林地主要為分布在村莊周圍的零星林地、分布在道路和溝渠周圍起綠化作用的綠化帶等，近年來，由于農(nóng)村居民點(diǎn)的不斷擴(kuò)展和城鎮(zhèn)快速的發(fā)展，導(dǎo)致林地變化非常劇烈，總體處于減少趨勢?？偟膩碚f，大洼縣土地利用結(jié)構(gòu)不合理，由此引起的生態(tài)環(huán)境問題也日益暴露出來。

表4 2000-2005年大洼縣土地利用數(shù)量結(jié)構(gòu)變化分析

表5 2005-2010年大洼縣土地利用數(shù)量結(jié)構(gòu)變化分析表

2.2 土地利用空間格局分析

根據(jù)景觀生態(tài)學(xué)原理，先在ArcGIS軟件中將遙感影像分類圖轉(zhuǎn)成GRID格式，然后導(dǎo)入Fragstats軟件，計算所選取的景觀格局指數(shù)，經(jīng)過分析，得出研究區(qū)土地利用空間格局特征及其變化結(jié)果。具體結(jié)果見表6—8。

從表6可以看出，2000—2005年期間，大洼縣耕地和濕地面積大幅度減少，減少比例分別為8.98%和5.53%；建設(shè)用地、林地、水域都有大幅度增長，增長比例分別為34.69%，22.45%和12.88%；灘涂面積變化不大，增長了2.90%。2000—2005年期間，大洼縣各土地利用類型的斑塊數(shù)、斑塊平均面積、斑塊平均周長、斑塊密度、形狀指數(shù)和分離度等景觀結(jié)構(gòu)變化特征多樣，式中：耕地、林地、建設(shè)用地、水域和灘涂的斑塊數(shù)和斑塊密度均有較大幅度的增加，斑塊平均面積呈減小趨勢，濕地的斑塊數(shù)較少，斑塊平均面積呈上升趨勢。耕地、林地和濕地的斑塊平均周長增長，建設(shè)用地、水域和灘涂的斑塊平均周長降低。對于形狀指數(shù)，除了林地有較小幅度的增長外，耕地、建設(shè)用地、水域、濕地和灘涂都在降低。耕地、林地、建設(shè)用地和水域的分離度呈現(xiàn)不同程度的增長，濕地和灘涂的分離度均在下降。以上各種景觀指數(shù)的結(jié)構(gòu)與特征反映出研究區(qū)斑塊數(shù)量增加，斑塊平均面積減小，斑塊形狀趨于規(guī)則化，混雜程度降低，景觀異質(zhì)性降低，研究區(qū)土地利用系統(tǒng)有向簡單和規(guī)則的人工生態(tài)系統(tǒng)發(fā)展的趨勢。

從表7可以看出，2005—2010年期間，大洼縣耕地、林地和濕地面積大幅度減少，減少比例分別為3.63%，18.52%和9.95%，灘涂面積變化不大，減少了0.58%；建設(shè)用地和水域有大幅度增長，增長比例分別為18.60%和9.41%。2005—2010年期間，大洼縣各土地利用類型的斑塊數(shù)、斑塊平均面積、斑塊平均周長、斑塊密度、形狀指數(shù)和分離度等景觀結(jié)構(gòu)變化特征多樣，其規(guī)律與2000—2005年有很大不同，式中：耕地、林地、建設(shè)用地、水域、濕地和灘涂的斑塊數(shù)和斑塊密度均呈現(xiàn)較大幅度的增加，斑塊平均面積均呈減小趨勢。耕地、建設(shè)用地和濕地的斑塊平均周長降低，林地、水域和灘涂的斑塊平均周長增加。對于形狀指數(shù)，林地和灘涂有較小幅度的增長，耕地、建設(shè)用地、濕地和水域均有較大幅度降低。對于分離度指數(shù)，耕地、林地、建設(shè)用地、水域、濕地與灘涂的分離度均呈現(xiàn)不同程度的增長，式中：林地、耕地和水域的分離度增加的幅度最大。與2000—2005年相比，2005—2010年的斑塊數(shù)量增加的幅度、斑塊平均面積減小的幅度、斑塊密度增加的幅度、形狀指數(shù)降低和分離度增加的幅度等都有減弱的趨勢，這些景觀指數(shù)特征反映出2005—2010年的研究區(qū)土地利用景觀格局惡化的趨勢有所減緩，研究區(qū)土地利用系統(tǒng)向簡單和規(guī)則的人工生態(tài)系統(tǒng)發(fā)展的趨勢在一定程度上有所減緩，但是，其土地利用景觀格局仍存在快速惡化的趨勢。

從表8可以看出，大洼縣三期土地利用空間格局的多樣性和均勻度的大小順序為：2000年>2005年>2010年，而優(yōu)勢度和破碎度的大小順序恰恰相反，順序為：2010年>2005年>2000年。這一結(jié)果表明，從2000—2010年的10 a間，土地利用多樣性和均勻度一直在減小，優(yōu)勢度和破碎度卻一直在增大。各種景觀指數(shù)綜合反映出大洼縣各土地利用類型所占比例差別增大，土地利用系統(tǒng)多樣性下降；土地利用中不同類型分配的均勻程度在降低；大洼縣土地利用景觀聚集程度在增大，混雜程度在降低；另外，從景觀破碎度不斷增大的趨勢來看，研究區(qū)景觀破碎化程度日益嚴(yán)重，土地利用結(jié)構(gòu)趨向不穩(wěn)定，表明人類干擾使景觀異質(zhì)性變大。2000—2010年這10 a間的各種土地利用空間格局指數(shù)的特征及其變化來看，大洼縣土地利用系統(tǒng)在不斷向簡單的、規(guī)則的人工生態(tài)系統(tǒng)發(fā)展，但是，2005—2010年比2000—2005年的發(fā)展速度有所減緩，但仍有不斷惡化的趨勢。

表6 大洼縣2000，2005年土地利用景觀結(jié)構(gòu)及其特征對比

表7 大洼縣2005，2010年土地利用景觀結(jié)構(gòu)及其特征對比

表8 大洼縣土地利用景觀格局指數(shù)特征及其變化

3 結(jié) 論

本文在介紹遼寧省大洼縣自然和社會經(jīng)濟(jì)概況的基礎(chǔ)上，根據(jù)研究區(qū)的TM遙感影像和其他輔助數(shù)據(jù)，對大洼縣近10 a土地利用時空與景觀格局變化特征進(jìn)行了分析，從而得出了研究區(qū)土地利用結(jié)構(gòu)與景觀格局變化的時空演化規(guī)律與內(nèi)在聯(lián)系[13-14]。

1) 耕地、灘涂和建設(shè)用地是大洼縣景觀類型主體。目前研究區(qū)內(nèi)分布面積最大的景觀類型是耕地、灘涂和建設(shè)用地，合計占總面積的77.45%。其中：耕地景觀是研究區(qū)最主要的土地利用類型，不過近年來耕地面積呈現(xiàn)大幅度減少趨勢。同時，建設(shè)用地面積呈現(xiàn)逐年上升的趨勢，主要原因是由于經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展導(dǎo)致建設(shè)用地不斷侵占耕地。灘涂景觀是研究區(qū)另外一個重要的景觀類型，隨著近年來研究區(qū)生態(tài)環(huán)境的惡化和經(jīng)濟(jì)建設(shè)的不斷發(fā)展，灘涂面積呈現(xiàn)減少趨勢，這給大洼縣生態(tài)環(huán)境保護(hù)帶來不利影響。

2) 景觀破碎化過程明顯增加。2000年、2005年和2010年的大洼縣景觀破碎度分別為0.001 9，0.003 6和0.004 6，從這10 a的景觀格局指數(shù)特征及變化趨勢來看，隨著研究區(qū)受人為干擾強(qiáng)度的不斷增大，大洼縣土地利用的多樣性和均勻度在不斷降低，優(yōu)勢度和破碎度在不斷上升，使得大洼縣土地利用景觀異質(zhì)性不斷增加，景觀破碎化過程日益嚴(yán)重，景觀結(jié)構(gòu)趨向不穩(wěn)定。

3) 土地利用數(shù)量結(jié)構(gòu)和空間格局不甚合理。2000—2010年期間，對研究區(qū)起重要生態(tài)保護(hù)作用的濕地、灘涂和林地等生態(tài)用地的面積在不斷減少。另外，大洼縣耕地一直呈現(xiàn)快速減少的趨勢，同時建設(shè)用地在不斷增加。以上結(jié)果說明，大洼縣土地利用方式、土地利用結(jié)構(gòu)以及空間格局存在不少問題。因此，需要采用科學(xué)合理的措施來改變目前土地資源利用過程中出現(xiàn)的不合理的土地利用方式與土地利用結(jié)構(gòu)，從而來解決土地資源利用過程中帶來的生態(tài)環(huán)境問題。

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Research for Spatiotemporal Change and Landscape Pattern of Land Use in the Typical Ecological County

ZHANG Hebing1, WANG Shidong1,2

(1.SchoolofSurveyingandLandInformationEngineering,He′nanPolytechnicUniversity,Jiaozuo,He′nan454000,China;2.JiangsuKeyLaboratoryofResourcesandEnvironmentalInformationEngineering,Xuzhou,Jiangsu221116,China)

On the basis of the TM remote sensing images of Dawa County and other auxiliary data in 2000, 2005 and 2010, this paper analyzed the temporal and spatial change and landscape pattern of land use in recent ten years by method of 3S technology and landscape ecology. The area changes of land use were analyzed by using the land use transition matrix and the space-time evolution of spatial pattern was studied by using the selected landscape pattern index for the past 10 years in the study area. The results showed: 1) the arable land, shoals and construction land were the main types of landscape in Dawa County, accounting for 77.45% of the total area; 2) the landscape fragmentation process increasingly grew and the landscape structure tended to instability; 3) the land use quantity structure and spatial pattern were not reasonable to a certain extent. Therefore, the scientific and reasonable measures should be used to solve these problems of the eco-environment in the process of land resource utilization.

land use; landscape pattern; landscape index; Dawa County

2014-06-04

2014-07-09

國家自然科學(xué)資助項目(41301617);河南省科技攻關(guān)項目(142102310033);中國煤炭工業(yè)協(xié)會指導(dǎo)性計劃項目(MTKJ-2013-310);江蘇省資源環(huán)境信息工程重點(diǎn)實(shí)驗室開放基金(JS201306);河南理工大學(xué)博士基金(B2014-016), 河南省高?？萍紕?chuàng)新團(tuán)隊支持計劃(13IRTSTHN029)

張合兵(1975—),男,河南滑縣人,副教授,博士生,主要從事土地持續(xù)利用研究。E-mail：jzitzhb@hpu.edu.cn

王世東(1978—),男,河南清豐縣人,副教授,博士,主要從事土地利用變化與模擬研究。E-mail：wsd0908@163.com

P208

1005-3409(2015)02-0246-07