興義市景觀格局演變動態(tài)分析

蔡煜 歐靜 蔡學(xué)成 張藍(lán)月 陳陽 李可相 潘伯娟

摘要：為定量揭示興義市景觀格局演變規(guī)律及驅(qū)動因子對其的影響，以景觀生態(tài)學(xué)理論為基礎(chǔ)，借用Arc-gis、Fragstats軟級原興義市2000-2015年景觀分類與景觀格局現(xiàn)狀進(jìn)行了分析。結(jié)果表明：可以將興義市分為農(nóng)田、園地、林地、草地、城鄉(xiāng)建設(shè)用地、工礦倉儲用地、水體和裸巖石礫地8種景觀類型。由于受到社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展與人口持續(xù)增長壓力的影響，整個(gè)區(qū)城內(nèi)景觀斑塊破碎化程度逐漸增高、景觀類型分布不均。

關(guān)鍵詞：遙感;景觀生態(tài)學(xué);景觀格局;景觀格局指數(shù);興義市

中圖分類號：S127 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-9944（2020）04-0099-04

1 引言

景觀是具有異質(zhì)性或斑塊性的空間單元，縱向的空間異質(zhì)性是景觀的基本特征，但在一定空間尺度上每一個(gè)組成景觀的生態(tài)系統(tǒng)相對均質(zhì)。景觀格局在景觀生態(tài)學(xué)中的格局是指空間格局，包括景觀組成單元的類型、數(shù)目以及空間分布與配置[1]。它是景觀異質(zhì)性的具體體現(xiàn)，也是各種生態(tài)過程在不同尺度上作用的結(jié)果。關(guān)于景觀格局動態(tài)演變的研究方法主要分為定性[7～9]和定量。國內(nèi)外研究者主要采用回歸模型仁，3]Frag-stats軟件[4～6]等定量方法進(jìn)行分析。本文基于興義市2000～2015年間的4期SPOT-4、SPOT-5遙感數(shù)據(jù)，利用GIS和RS技術(shù)，參考全國土地利用現(xiàn)狀分類方法，對其進(jìn)行景觀分類，并利用FRAGSTATS對景觀分類圖進(jìn)行分析，作為興義市城鎮(zhèn)化過程人為干擾對興義市生態(tài)安全威脅的定量衡量指標(biāo)，揭示其景觀格局變化的規(guī)律和特點(diǎn)。

2 研究區(qū)概況

興義市地理位置界于北緯24°38′～25°23′，東經(jīng)104°32′～105°11′之間，地處滇、黔、桂三省交接處，是貴州省西南部重要城市之一。由地處于中亞熱帶濕潤季風(fēng)氣候區(qū)與高海拔低緯度地帶，常年受海洋性氣候影響較大，年平均氣溫為16.1℃，年均降雨量1520.9mm，全市國土總面積2910.21km²。

3 數(shù)據(jù)來源與研究方法

3.1 數(shù)據(jù)來源

本研究的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)為興義市2000年10月，2005年10月、2010年10月和2015年10月4個(gè)時(shí)點(diǎn)的SPOT-4、SPOT-5遙感影像、四期土地利用現(xiàn)狀圖、興義市1：10000地形圖、興義市全國第二次土地利用調(diào)查成果、野外調(diào)查成果等資料（表1）。

3.2 研究方法

運(yùn)用景觀格局指數(shù)分析。在劃分得到的景觀分類圖基礎(chǔ)上，利用Fragstats4.2進(jìn)行分析，定量揭示興義市景觀格局演變規(guī)律。本文基于景觀層面選取5種景觀指數(shù)：景觀斑塊數(shù)（NP）、斑塊密度（PD）、景觀形狀指數(shù)（LSI）、Shannon多樣性指數(shù)（SIDI），Shannon均勻度指數(shù)（SHEI）;基于類型層面選取5種景觀指數(shù)：景觀斑塊數(shù)（NP）、斑塊密度（PD）、景觀形狀指數(shù)（LSI）、平均斑塊形狀指數(shù)（MSI）、平均斑塊分維數(shù)（MPFD）。

4 結(jié)果與分析

4.1 興義市景觀格局類型劃分

在借鑒相關(guān)研究成果的基礎(chǔ)上[7～9]，按照“以土地利用現(xiàn)狀為主導(dǎo)因子、充分體現(xiàn)景觀的空間分異與組合、完整性與功能性兼顧”的原則，并參考國內(nèi)權(quán)威土地利用分類系統(tǒng)U（土地利用現(xiàn)狀分類》國家標(biāo)準(zhǔn)（GB/T21010-2017）]，將研究區(qū)劃分為農(nóng)田、園地、林地、草地、城鄉(xiāng)建設(shè)用地、工礦倉儲用地、水體和裸巖石礫地共8個(gè)景觀類型，各景觀類型面積見表2。

由表2可知：興義市總體景觀格局呈現(xiàn)5增3減的狀態(tài)：農(nóng)田景觀面積呈減少趨勢，一方面是由于“退耕還林”政策的有效實(shí)施，另一方面是由于2004年以來農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整所致。為了滿足建設(shè)占用耕地的占補(bǔ)平衡，興義市進(jìn)行了大量的土地開發(fā)來補(bǔ)充耕地，同時(shí)，林業(yè)部門加大了植樹造林的力度，使草地面積減少;裸巖石礫地是興義市特殊的景觀類型，隨著喀斯特山地城市的一系列石漠化治理等環(huán)境改善措施，所占面積逐年下降，生態(tài)環(huán)境有所改善;園地景觀面積持續(xù)增加是由于2004年農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和2011年《黔西南州“十二五”精品水果產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》中明確要繼續(xù)大力發(fā)展精品水果產(chǎn)業(yè)，使得部分低效林向經(jīng)果林轉(zhuǎn)變;林地景觀面積持續(xù)增加是由于25。以上的坡耕地退耕還林，荒山造林等有效舉措的實(shí)施;城鄉(xiāng)建設(shè)用地與工礦倉儲用地面積持續(xù)增加是由于社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展必然趨勢所致的;水體景觀持續(xù)增加是由于萬峰湖等中小型水庫蓄水所致。

4.2 興義市景觀格局現(xiàn)狀分析

由表3可知，隨著興義市的社會經(jīng)濟(jì)與城市發(fā)展需求，景觀斑塊數(shù)、斑塊密度、景觀形狀指數(shù)、Shannon多樣性指數(shù)和Shannon均勻度指數(shù)均呈增長趨勢，表明景觀破碎化程度越來越嚴(yán)重，斑塊形狀越來越復(fù)雜，其景觀異質(zhì)性也越來越大，區(qū)域內(nèi)不穩(wěn)定性逐漸升高，優(yōu)勢度逐年降低。

由表4～7可知，農(nóng)田景觀的斑塊數(shù)、斑塊密度、景觀形狀指數(shù)呈上升趨勢，表明隨著農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、退耕還林等政策的實(shí)施，農(nóng)田景觀破碎化程度越來越嚴(yán)重，斑塊呈均衡化趨勢分布;平均斑塊分維數(shù)呈下降趨勢，說明破碎化后斑塊形狀越來越復(fù)雜且受人類活動影響較大。園地景觀的斑塊數(shù)、斑塊密度、景觀形狀指數(shù)、平均斑塊形狀指數(shù)呈上升趨勢，表明隨著經(jīng)果林的發(fā)展與低效林的轉(zhuǎn)變，園地景觀碎化程度越來越嚴(yán)重，斑塊呈均衡化趨勢分布但斑塊形狀越來越復(fù)雜;平均斑塊分維數(shù)呈先上升后下降趨勢，表明2010～2015年受人類活動影響較大。林地景觀的斑塊數(shù)、斑塊密度、景觀形狀指數(shù)、平均斑塊形狀指數(shù)呈上升趨勢，表明隨著退耕還林、荒山造林等政策的實(shí)施，林地景觀破碎化程度越來越嚴(yán)重;平均斑塊分維數(shù)呈先上升后下降趨勢，表明2010～2015年受人類活動影響較大。草地景觀的斑塊數(shù)、斑塊密度、景觀形狀指數(shù)、平均斑塊形狀指數(shù)呈上升趨勢，景觀破碎化程度越來越嚴(yán)重;平均斑塊分維數(shù)呈上升一下降一上升趨勢，表明2000～2005年和2010～2015年期間受人類活動影響較大。城鄉(xiāng)建設(shè)用地景觀的斑塊數(shù)、斑塊密度、景觀形狀指數(shù)呈上升一下降一上升趨勢，而平均斑塊形狀指數(shù)和平均斑塊分維數(shù)呈下降—上升—下降，表明由于在城市發(fā)展中散落的居民點(diǎn)會向周邊的村寨與城鎮(zhèn)合并，但隨著經(jīng)濟(jì)提高，又有大量的村民自建房產(chǎn)生，導(dǎo)致破碎化程度由好轉(zhuǎn)到嚴(yán)重，受人類活動影響較大。工礦倉儲用地景觀的斑塊數(shù)、斑塊密度、景觀形狀指數(shù)、平均斑塊形狀指數(shù)呈上升趨勢，表明隨著社會經(jīng)濟(jì)水平與城市發(fā)展需要，其破碎度會越來越高，斑塊呈均衡化趨勢分布但其斑塊形狀越來越復(fù)雜;平均斑塊形狀指數(shù)和平均斑塊分維數(shù)呈總體下降趨勢，表明斑塊形狀越來越復(fù)雜，總體發(fā)展受人類活動影響較大。水體景觀的斑塊數(shù)、斑塊密度、景觀形狀指數(shù)呈下降趨勢，表明隨著中小型水庫及湖泊蓄水，破碎化程度有所緩解，平均斑塊形狀指數(shù)和平均斑塊分維數(shù)呈總體下降趨勢，表明斑塊形狀復(fù)雜程度有所降低，但受人類活動干擾較大。裸巖石礫地景觀的斑塊數(shù)、斑塊密度、景觀形狀指數(shù)呈上升趨勢，表明隨著荒山造林、石漠化治理等政策實(shí)施，裸巖石礫地逐步得到治理，破碎化程度增加;平均斑塊形狀指數(shù)和平均斑塊分維數(shù)呈總體下降趨勢，表明斑塊形狀復(fù)雜程度有所降低，此受人類活動干擾較大。

5 結(jié)論

（1）興義市景觀格局總體呈現(xiàn)5增3減的狀態(tài)：農(nóng)田面積整體為減少趨勢;作為生態(tài)功能用地的林地、水體面積呈增加趨勢，但草地卻在逐年減少，由此可見，在21世紀(jì)初的社會經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展中，“退耕還林”政策的執(zhí)行、“石漠化治理”工程的實(shí)施，起到了很大的改善作用;隨著城市發(fā)展的需要，城鄉(xiāng)建設(shè)用地、園地、工礦倉儲用地在2000-2015年間持續(xù)擴(kuò)張。裸巖石礫地是興義市特殊的景觀類型，隨著喀斯特山地城市的一系列石漠化治理等環(huán)境改善措施，所占面積逐年下降，生態(tài)環(huán)境有所改善。

（2）隨著興義市的社會經(jīng)濟(jì)與城市發(fā)展需求，景觀斑塊數(shù)、斑塊密度、景觀形狀指數(shù)、Shannon多樣性指數(shù)和Shannon均勻度指數(shù)均呈增長趨勢，表明景觀破碎化程度越來越嚴(yán)重，斑塊形狀越來越復(fù)雜，其景觀異質(zhì)性也越來越大，區(qū)域內(nèi)不穩(wěn)定性逐漸升高，優(yōu)勢度逐年降低。在景觀生態(tài)安全格局構(gòu)建中應(yīng)注重優(yōu)化景觀形態(tài)結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)景觀穩(wěn)定性，均衡合理配置用地結(jié)構(gòu)。

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收稿日期：2020-01-31

基金項(xiàng)目：國防科工局高分重大專項(xiàng)項(xiàng)目（編號：88-Y40G35-9001-18/20）;貴陽國家高新區(qū)科技計(jì)劃項(xiàng)目（編號：GXYF-2017-003;GXYF-2018-003）;貴州科學(xué)院創(chuàng)新人才團(tuán)隊(duì)能力提升工程建設(shè)項(xiàng)目（編號：黔科院人才[2019]07號）;貴州科學(xué)院省級科研專項(xiàng)資金項(xiàng)目（編號：黔科院專合字[2019]06號）

作者簡介：蔡煜（1994-），女，研究實(shí)習(xí)員，碩士，研究方向?yàn)榫坝^生態(tài)規(guī)劃與設(shè)計(jì)、土地利用與規(guī)劃。

通訊作者：歐靜（1974-），女，教授，博士，研究方向?yàn)榫坝^生態(tài)規(guī)劃與設(shè)計(jì)。