王曉,陳海,顧錚鳴

1.四川民族學(xué)院人事處,四川康定626001 2.西北大學(xué)城市與環(huán)境學(xué)院,陜西西安710127

土地利用規(guī)劃對(duì)區(qū)域景觀格局的影響
----------陜西省藍(lán)田縣為例

王曉1,2,陳海2*,顧錚鳴2

1.四川民族學(xué)院人事處,四川康定626001 2.西北大學(xué)城市與環(huán)境學(xué)院,陜西西安710127

本文基于規(guī)劃視角，以陜西藍(lán)田縣為研究區(qū)域，結(jié)合2010年和2020年空間屬性及規(guī)劃數(shù)據(jù)，從斑塊和景觀水平兩個(gè)層面，選取11評(píng)價(jià)指標(biāo)，對(duì)比分析規(guī)劃實(shí)施前后土地利用變化對(duì)區(qū)域景觀格局的影響。結(jié)果表明：規(guī)劃實(shí)施后，斑塊的數(shù)量、密度減少，形狀指數(shù)和分維指數(shù)降低，說(shuō)明研究區(qū)整體連通性增強(qiáng)，且受人類活動(dòng)影響越來(lái)越突出；景觀水平上，蔓延度和香農(nóng)指數(shù)增加，分離度減少，說(shuō)明景觀各類斑塊規(guī)劃后團(tuán)聚性提高，土地利用率增強(qiáng)。

土地利用;景觀格局;局地

土地利用/覆被變化（LUCC）是人類與地球環(huán)境進(jìn)行交互作用的重要表現(xiàn)，對(duì)陸地生態(tài)系統(tǒng)的地理分布具有深遠(yuǎn)的影響。隨著研究的深入，LUCC研究的最終目標(biāo)也越來(lái)越清晰，即通過(guò)更加理性的方式來(lái)管理與利用土地，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)土地的可持續(xù)利用[1-2]。

土地規(guī)劃作為土地利用和管理的綱領(lǐng)性文件，是根據(jù)當(dāng)?shù)厍闆r而對(duì)土地開發(fā)、整理等所做的總體安排和布局。因此，土地規(guī)劃對(duì)生態(tài)環(huán)境影響深遠(yuǎn),預(yù)先通過(guò)土地規(guī)劃預(yù)判土地利用將要發(fā)生的變化和對(duì)區(qū)域景觀生態(tài)的影響，從而分析景觀格局變化對(duì)生態(tài)環(huán)境和安全的影響具有重要的理論和實(shí)踐意義[3-5]。本文基于規(guī)劃視角，以陜西藍(lán)田縣為研究區(qū)域，結(jié)合2010年和2020年空間屬性及規(guī)劃數(shù)據(jù)，從斑塊和景觀水平兩個(gè)層面，選取11評(píng)價(jià)指標(biāo)，對(duì)比分析規(guī)劃實(shí)施前后土地利用變化對(duì)景觀格局的影響。

1 數(shù)據(jù)來(lái)源與研究方法

2010年遙感影像圖、2006～2020年藍(lán)田縣土地利用總體規(guī)劃圖、2010年藍(lán)田縣統(tǒng)計(jì)年鑒等。結(jié)合最新的《全國(guó)土地分類標(biāo)準(zhǔn)》、規(guī)劃圖以及結(jié)合藍(lán)田縣，將研究區(qū)土地利用類型分為林地，農(nóng)用地，草地，建設(shè)用地，其他用地，住宅用地，其中其他用地主要包括裸地，灘涂。并對(duì)研究區(qū)土地利用變化方面進(jìn)行分析。

用FRAGSTAT3.3計(jì)算選取的景觀格局參數(shù)，在斑塊水平上，通過(guò)選取PLAND、NP、PD、AREA_MN，對(duì)地類結(jié)構(gòu)和破碎度變化進(jìn)行分析，LSI、FRAC_MN對(duì)研究區(qū)人工干擾程度進(jìn)行綜合分析；在景觀水平上，選取SPLIT、AI、CONTAG、SHDI對(duì)規(guī)劃后研究區(qū)整體的團(tuán)聚、均勻分布情況進(jìn)行研究。

2 結(jié)果與分析

2.1 研究區(qū)土地利用/覆被變化分析

2.1.1 土地利用變化分析局部土地利用變化不僅表現(xiàn)在數(shù)量上，同時(shí)也在空間上有相應(yīng)的變化,在區(qū)域土地利用變化的定量分析和研究中，一般常用的是馬爾可夫轉(zhuǎn)移矩陣模型來(lái)進(jìn)行描述[6-7]。利用arcgis 9.3和excel計(jì)算得出研究區(qū)2010～2020土地利用轉(zhuǎn)移矩陣。

從表1知，研究時(shí)段內(nèi)土地變化的幅度依次是農(nóng)用地＞林地＞草地＞住宅用地＞建設(shè)用地＞其他用地。轉(zhuǎn)化為林地的面積最多，且分布廣泛，其中東南區(qū)域轉(zhuǎn)化比較集中。共轉(zhuǎn)化173.21 km2，分別是草地轉(zhuǎn)48.24km2、農(nóng)用地轉(zhuǎn)109.43 km2、住宅用地轉(zhuǎn)15.54 km2。有兩個(gè)原因，一是藍(lán)田縣整個(gè)的居民區(qū)和建設(shè)區(qū)主要分布在整個(gè)縣城西邊，而東邊主要分布林地；二是由于藍(lán)田縣為西安市灞河的水源地，當(dāng)?shù)卣扇⊥烁€林等一系列措施來(lái)維護(hù)森林面積，進(jìn)來(lái)保證水源不受污染。

表1 藍(lán)田縣2010～2020土地利用轉(zhuǎn)移矩陣（km2）Table 1Transition matrix of land use types from 2010 to 2020(km2)

2.2 土地規(guī)劃對(duì)景觀格局影響的分析

景觀格局能夠反映人類的干擾程度與土地利用變化結(jié)果，也是景觀生態(tài)學(xué)中研究景觀格局與人類社會(huì)相互作用的核心內(nèi)容[8]。在景觀格局定量分析方法中，景觀格局指數(shù)是高度濃縮的景觀格局信息能夠反映景觀結(jié)構(gòu)組成、空間配置特征等，并且能夠有效的反應(yīng)景觀的生態(tài)過(guò)程[9]。通過(guò)探討土地規(guī)劃對(duì)區(qū)域景觀格局的影響，對(duì)合理的優(yōu)化土地利用，提高土地利用率具有一定的意義。

圖1 土地利用變化圖Fig.1 The changes of land use

圖2 斑塊占百分比與平均板塊面積變化Fig.2 Percentage of patches and average patch area change

2.2.1 土地規(guī)劃對(duì)景觀斑塊的影響從圖1,2中可以看出，2010年藍(lán)田縣各景觀類型中林地的面積最大，占整個(gè)景觀類型的57.72%。農(nóng)用地占到29.76%，面積最小的是其他用地和建設(shè)用地，大概占到0.6%左右。景觀要素面積排序?yàn)椋毫值兀巨r(nóng)用地＞草地＞住宅用地＞其他用地＞建設(shè)用地。規(guī)劃后2020年景觀類型面積情況，林地、農(nóng)用地、其他用地、建設(shè)用地所占景觀面積比例分別增加0.57%、0.29%、2.22%、2.87%，建設(shè)用地增加最為顯著，主要是由于經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，道路建設(shè)，休閑地的建設(shè)等。而草地和住宅用地分別減少4.92%、1.03%。

2.2.2 土地規(guī)劃對(duì)斑塊類型的影響景觀的破碎度是指景觀被分割的破碎程度，表示空間結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，通常用斑塊數(shù)量、斑塊密度、平均斑塊面積來(lái)表示景觀的破碎程度[10]。結(jié)合圖3知，規(guī)劃前后各土地利用類型斑塊數(shù)量、密度指標(biāo)的變化趨勢(shì)一致，都是下降，而平均斑塊面積都增加，這說(shuō)明景觀的破碎化程度在減少。變化幅度最大的是住宅用地的斑塊數(shù)和密度分別減少713個(gè)和0.35，平均面積增加了30 hm2。其它四種土地利用類型的斑塊數(shù)目和斑塊密度也都有不同程度的減少，平均的斑塊面積都有所增加。其中住宅用地的減少是通過(guò)合理規(guī)劃，將其轉(zhuǎn)化為林地和農(nóng)用地來(lái)整理一些零星分布的居民點(diǎn)；斑塊面積的增加是由于資源的整合，居民點(diǎn)的整理，耕地面積的擴(kuò)大，使原來(lái)不連通的斑塊連通，一些小斑塊合并成大的斑塊。

從圖4中可以看出，規(guī)劃前后研究區(qū)各土地利用類型的形狀指數(shù)都有不同程度的減少，其中草地、農(nóng)用地、住宅用地減少的幅度比較大，而林地、其他用地、建設(shè)用地減少幅度較小。這表明研究區(qū)各土地利用類型景觀的形狀越來(lái)越規(guī)則，邊緣帶相對(duì)減小，各土地利用類型的有效面積都有所增大；一般來(lái)說(shuō)，受人類活動(dòng)干擾小的自然景觀的分?jǐn)?shù)維值高，而受人類活動(dòng)影響大的人為景觀的分?jǐn)?shù)維值低。總體上形狀指數(shù)的降低，分維數(shù)的增加，表明整體上研究區(qū)受人類活動(dòng)影響越來(lái)越突出；其次是對(duì)其他用地比如裸地，一些未利用土地也進(jìn)行了綜合利用。

圖3 斑塊數(shù)目和斑塊密度變化Fig.3 The number of patches and density patches change

圖4 形狀指數(shù)和平均分維數(shù)變化Fig.4 The shape index and the fractal dimension change

2.2.3 土地規(guī)劃對(duì)景觀的影響蔓延度能夠反映不同組分的團(tuán)聚程度或延展趨勢(shì),高蔓延度值說(shuō)明景觀是由少數(shù)團(tuán)聚且連通的大斑塊組成，值小表明景觀由多種景觀類型分散且連通性差的小斑塊組成[11]。分離度的變化直接反映了景觀收到外界干擾的程度的強(qiáng)弱。研究區(qū)蔓延度從49.4302增加到57.2244；分離度從5.9536下降到2.8334變化趨勢(shì)比較明顯；聚合度和蔓延度增大，分離度降低，說(shuō)明景觀中各類斑塊團(tuán)聚程度高，且連通性較好。優(yōu)勢(shì)景觀比如林地的優(yōu)勢(shì)度和連通度增強(qiáng)。這些變化的原因主要是當(dāng)?shù)卣谝?guī)劃中對(duì)研究區(qū)的耕地，林地，住宅區(qū)進(jìn)行了規(guī)劃整理，從而更加有效的提高土地的利用率。

表2 藍(lán)田縣2010～2020年景觀類型上景觀格局指數(shù)對(duì)比Table 2 Changes of landscape spatial pattern indices on landscape-level from 2010 to 2020

香農(nóng)多樣性指數(shù)，該指標(biāo)能反映景觀異質(zhì)性，特別對(duì)景觀中各斑塊類型非均衡分布狀況較為敏感，SHDI越大，說(shuō)明斑塊類型在景觀中呈均衡化趨勢(shì)分布；2010年景觀的SHEI值為1.0645，說(shuō)明整體上各斑塊類型分布不均，這主要是因?yàn)樗{(lán)田縣林地和農(nóng)用地所占比例70%左右，剩下的建設(shè)用地，住宅用地，草地等僅占30%，另外沒(méi)有整體的宏觀規(guī)劃，農(nóng)戶自主分散經(jīng)營(yíng)等都會(huì)加劇分布不均；2020年景觀的SHEI值為1.0779，比2010年有所增加，說(shuō)明整體上斑塊類型分布趨于均衡，土地利用更加合理，進(jìn)而更加有效的提高了各類土地的利用率。

3 討論

國(guó)內(nèi)外學(xué)者關(guān)于土地利用與景觀格局的研究主要在兩個(gè)方面，重點(diǎn)集中在土地利用變化與景觀格局的時(shí)空變化研究，研究不同時(shí)間和空間尺度土地利用與景觀格局變化；其次國(guó)內(nèi)關(guān)于土地整理對(duì)景觀格局的影響也較多見(jiàn)[5,12-13]。目前關(guān)于土地規(guī)劃與景觀格局的研究并不多見(jiàn)，通過(guò)分析土地規(guī)劃對(duì)景觀生態(tài)過(guò)程的影響，能夠分析景觀格局變化所引起的環(huán)境壓力，對(duì)更好的優(yōu)化土地資源配置，提高土地利用率具有一定意義。

4 結(jié)論

4.1 土地利用/覆被方面

從總體上看，研究區(qū)土地利用結(jié)構(gòu)變化趨勢(shì)明顯，建設(shè)用地、林地面積增加，草地和住宅用地面積減少；林地所占面積較大，且有所增加，這主要是由于藍(lán)田作為西安市水源地；住宅用地減少22 km2，主要是由于規(guī)劃中對(duì)居民住宅用地進(jìn)行了有效的整理，提高土地的利用率；建設(shè)用地的增加，主要是由于經(jīng)濟(jì)和人口增長(zhǎng)。

4.2 景觀格局方面

規(guī)劃10年間，研究區(qū)景觀格局變化明顯。從斑塊水平看，林地和農(nóng)用地是研究區(qū)主要的景觀類型，規(guī)劃后的建設(shè)用斑塊面積增加明顯，斑塊數(shù)量和密度呈下降趨勢(shì)，平均斑塊面積增加，說(shuō)明景觀的破碎化程度減少；形狀指數(shù)整體下降，分維指數(shù)增加，規(guī)劃后研究區(qū)受干擾程度增加；聚合度和蔓延度增大，分離度降低，說(shuō)明景觀中各類斑塊團(tuán)聚程度高，且連通性較好。優(yōu)勢(shì)景觀比如林地的優(yōu)勢(shì)度和連通度增強(qiáng)；香農(nóng)指數(shù)增大，表明整體上斑塊類型分布趨于均衡，土地利用更加合理，進(jìn)而更加有效的提高了土地的利用率。

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Analysis on the Landscape Spatial Pattern Influence Caused by Land Use Plan ----------Acase study for Lantian County of Shannxi Province

WANG Xiao1,2,CHEN Hai2*,GU Zheng-ming2
1.The personnel Department,Sichuan University for Nationalities,Kangding 626001,China 2.College of Urban and Environmental Science,Northwest University,Xian 710127,China

Based on the planning perspective,Shanxi Lantian County as a study area,this paper combined with the space property and planning data from 2010 to 2020,selected 11 evaluation indexes from two levels of patch and landscape, comparatively analyzed the effect of land change on the landscape pattern before and after the implementation.The results showed that the number of patches and patch density reduced,the degree of fragmentation fallen down.At the same time, they indicated that the study area affected by human activities has become increasingly prominent.At landscape level,the contagion index increased,splitting Index decreased,and the agglomeration of landscape areas improved and the land use rate enhanced after land patches were planned.

Land use;landscape pattern;local level

X171.1

A

1000-2324(2014)03-0399-04

2012-11-21

2013-02-06

國(guó)家自然科學(xué)基金(41271103)

王曉(1989-),男,碩士研究生,研究方向:土地利用/覆被變化.

*通訊作者:Author for correspondence.E-mail:chw@nwu.edu.cn