王新功

（千陽縣水土保持工作站 陜西 千陽 721100）

1 引言

景觀格局是景觀生態(tài)學(xué)研究的核心內(nèi)容和熱點(diǎn)問題之一，自20世紀(jì)80年代初期景觀生態(tài)學(xué)被引入中國以來，景觀格局得到了廣泛的研究和應(yīng)用，景觀格局是指景觀的空間結(jié)構(gòu)特征，是景觀組成單元的類型、數(shù)目及空間分布與配置，是景觀異質(zhì)性在空間上的綜合表現(xiàn)。近年來，國內(nèi)外學(xué)者關(guān)于區(qū)域景觀格局的大量研究表明，景觀格局對揭示區(qū)域生態(tài)環(huán)境有重要意義，同時(shí)也為后續(xù)的相關(guān)研究打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

楊峪河小流域是南水北調(diào)中線工程的水源保護(hù)地，屬全國水土流失重點(diǎn)治理流域，為確保京津唐地區(qū)水質(zhì)安全，必須注重和保護(hù)水源地水質(zhì)與生態(tài)環(huán)境。鑒于流域是一個(gè)完整的自然地理單元，流域內(nèi)景觀格局是自然與人為因素長期綜合作用的結(jié)果，因而對流域景觀的研究，是揭示流域生態(tài)狀況、空間變異性特征以及與生態(tài)過程相關(guān)的區(qū)域資源環(huán)境問題的有效手段，研究小流域的景觀格局狀況，對流域綜合治理及生態(tài)環(huán)境保護(hù)具有重要的意義。

2 研究區(qū)概況

楊峪河上游小流域位于東經(jīng)109°48′45″～109°52′30″，北緯 33°52′30″～33°55′00″，屬于丹江上游一支流，總面積54.691hm2，河谷地貌，海拔 1000m，相對高差100m（圖1）。年均氣溫12.8℃，年平均降水725.5mm，夏季降水314.1mm，占年降水量的43.3%，土壤為黃褐土，水土流失嚴(yán)重。植被分布在低山河谷，木本植物是天然的側(cè)柏林，人工油松林；草本植物是各種農(nóng)作物以及雜草，糧食作物主要有玉米、小麥、大豆等。

3 研究方法

3.1 數(shù)據(jù)來源與處理

數(shù)據(jù)采用IKONOS遙感影像、1∶10000地形圖、DEM數(shù)據(jù)以及實(shí)測GPS數(shù)據(jù)。在ArcGIS9.3中，對掃描的1∶10000地形圖配準(zhǔn)，DEM數(shù)據(jù)在ENVI4.7中進(jìn)行幾何正射校正，再將IKONOS多光譜影像波段與全色波段進(jìn)行融合，通過DEM數(shù)據(jù)利用ArcGIS9.3的水文分析模塊獲得的流域邊界矢量文件，在ENVI4.7中對遙感影像進(jìn)行裁剪，采用直方圖均衡化方法對圖像進(jìn)行增強(qiáng)處理，以抑制細(xì)小噪聲。將融合后的影像采用面向?qū)ο筮M(jìn)行景觀類型分類，得到景觀要素分類圖（圖2）。

3.2 研究方法

根據(jù)流域景觀特征，采用國標(biāo)《土地利用現(xiàn)狀分類》的二級分類體系，將流域土地利用分為耕地、園地、林地、草地、住宅用地、交通用地和未利用地7個(gè)一級和11個(gè)二級。

景觀空間格局指數(shù)包括景觀單元特征指數(shù)和景觀異質(zhì)性指數(shù)。景觀單元特征指數(shù)是用于描述斑塊面積、周長和斑塊數(shù)等特征的指數(shù)。景觀異質(zhì)性指數(shù)包括多樣性指數(shù)、鑲嵌度指數(shù)、距離指數(shù)及景觀碎化指數(shù)。應(yīng)用這些指數(shù)定量地描述景觀格局，對不同景觀進(jìn)行比較，研究其結(jié)構(gòu)、功能和過程的異同。根據(jù)研究區(qū)的實(shí)際情況，選取11個(gè)指標(biāo)，來反映研究區(qū)土地景觀類型（表1）。

4 結(jié)果分析

4.1 不同高程帶景觀類型分布

圖1 研究區(qū)位置示意圖

圖2 南溝小流域景觀類型分類圖

表1 不同高程景觀類型面積分布（hm2 ）

表2 不同高程景觀單元特征指數(shù)

表3 不同高程景觀異質(zhì)性分布

圖3 南溝小流域景觀類型分布

圖4 不同高程帶的蔓延度指數(shù)和散布與并列指數(shù)

通過對南溝流域不同海拔高度景觀類型分析（表1）顯示：整個(gè)流域，坡耕地和喬木林地的面積較大，在820m～847m高程帶內(nèi)，沒有裸地，荒草地占地面積最小，為0.02hm2；在847m～874m高程帶內(nèi)，裸地面積最小，其它景觀類型分布較為均勻；在874m～901m高程帶內(nèi)，景觀類型分布差異較大；在901m～928m高程帶內(nèi)，交通用地面積最小，只有0.05hm2，其它景觀類型分布差異也較大；在928m～955m高程帶內(nèi)，裸地和交通用地面積都較小。農(nóng)村宅基地主要分布在海拔820m～928m范圍內(nèi)，面積達(dá)到3.29hm2，交通用地主要分布在海拔820m～901m范圍內(nèi)，面積達(dá)到0.91hm2，灌木林地和果園在整個(gè)景觀中分布較為均勻，荒草地在第1高程帶內(nèi)分布面積最小，其他草地在874m～928m范圍內(nèi)面積較大，達(dá)到 1.76hm2。

圖3可以看出，在流域內(nèi)，坡耕地和喬木林地占整個(gè)流域景觀面積的比例較大，其次是灌木林地，其它景觀在整個(gè)流域內(nèi)所占的比例都少于10%，坡耕地隨著海拔的升高，面積也逐漸增加，在901m～928m的海拔高度內(nèi)，耕地面積比例達(dá)到了最大值，說明在此區(qū)域景觀類型主要以耕地為主；而喬木林地隨著海拔的降低，面積在逐漸增加，在820m～847m的海拔高度內(nèi)，喬木林地面積比例達(dá)到了最大值，說明在此區(qū)域內(nèi)景觀類型主要是喬木林地，其它景觀類型隨著海拔的變化，趨勢較為平穩(wěn)，分布較均勻。

4.2 景觀空間格局隨高程的分異

斑塊密度（PD）描述景觀類型的破碎度，值越大，被破壞程度越嚴(yán)重，人為干擾越強(qiáng)烈。從表2可知，研究區(qū)中，海拔高度820m～928m范圍內(nèi)農(nóng)村宅基地和坡耕地的斑塊密度最高，表明此類景觀的被破壞程度最嚴(yán)重，同時(shí)也說明此類景觀受人類活動(dòng)的干擾最為強(qiáng)烈。

最大斑塊指數(shù)（LPI）有助于確定景觀的模地或優(yōu)勢類型等，其值的大小決定著景觀中的優(yōu)勢種，內(nèi)部的豐度等生態(tài)特征。由表3可見，在整個(gè)流域內(nèi)，坡耕地和喬木林地的最大斑塊指數(shù)最大，說明此類景觀占主導(dǎo)地位。坡耕地的最大斑塊指數(shù)隨著高程變化趨勢為先降低后升高，在第901m～955m高程帶內(nèi)最大，說明此高程帶內(nèi)坡耕地占主導(dǎo)地位，屬于優(yōu)勢種；海拔高度820m～901m范圍內(nèi)喬木林地的最大斑塊指數(shù)最大，說明此范圍內(nèi)喬木林是主要優(yōu)勢類型。

景觀形狀指數(shù)（LSI）用來描述景觀的發(fā)育程度，由表3可見，景觀形狀指數(shù)在整個(gè)流域中隨高程變化趨勢是先升高后降低，海拔高度在874m～901m范圍內(nèi)達(dá)到最大值，而且農(nóng)村宅基地和交通用地主要分布在此高程帶內(nèi)，這再次說明景觀在此高程帶內(nèi)結(jié)構(gòu)復(fù) 雜、形狀不規(guī)則，在此高程帶內(nèi)，喬木林地的景觀形狀指數(shù)達(dá)到最大8.88，說明農(nóng)村宅基地伴隨著喬木林地零星分布。隨著高程的增加，景觀類型趨向單一化，當(dāng)高程超過901m的時(shí)，受到海拔高度的影響，林地和耕地是主要的景觀類型，其他類型景觀的分布面積已經(jīng)很少了，景觀的形狀也由不規(guī)則趨向?yàn)橐?guī)則形狀。

表3可見，香農(nóng)均勻度指數(shù)（SHDI）變化是隨著高程的升高呈現(xiàn)平穩(wěn)的趨勢，而且均勻度指數(shù)都大于0.5，優(yōu)勢度相對較高，說明景觀中有明顯的優(yōu)勢類型且各斑塊類型在景觀中均勻分布。分離度（F）隨著高程梯度呈現(xiàn)出先升高后降低的趨勢，在847m～874m的高程梯度上分離度最大，而且農(nóng)村宅基地和交通用地主要分布在此高程梯度上，說明在該高程梯度上，各斑塊類型的離散程度越大，景觀在此高程帶內(nèi)分布越分散。在901m～928m的高程帶內(nèi)，分離度降至最低，大面積耕地集中分布在此高程帶內(nèi)，因此，景觀在此高程范圍內(nèi)分布較為集中。聚集度（RC）隨著高程梯度呈現(xiàn)出先降低后升高的趨勢，在847m～901m的高程梯度上聚集度最小，表明在該高程梯度上，景觀斑塊分布較為分散，當(dāng)高程大于901m時(shí)，景觀聚合度也隨高程的升高而升高，表明景觀是由少數(shù)聚合的大斑塊構(gòu)成的。

4.3 景觀空間關(guān)系分析

從圖4可以看出，蔓延度指數(shù)隨海拔的升高呈現(xiàn)先降后升的趨勢，在820m～847m高程段出現(xiàn)最大值58.47，在874m～901m高程段出現(xiàn)最小值51.21。相反，散布和并列指數(shù)呈現(xiàn)先升后降的趨勢，在874 m～901m高程段出現(xiàn)最大值81.41。這表明，在第1高程帶內(nèi)某種優(yōu)勢斑塊形成了良好的連接性，從表2可看出優(yōu)勢斑塊為耕地，而耕地僅與少數(shù)幾個(gè)其他類型相鄰接，所以散布和并列指數(shù)較小，蔓延度最大。隨著海拔高度的升高，耕地的優(yōu)勢減弱，各個(gè)景觀趨于均衡，形成各景觀要素的密集格局，景觀的破碎度較高。

5 結(jié)論

楊峪河上游南溝小流域，坡耕地和喬木林地占整個(gè)流域景觀面積的比例較大，耕地主要分布在流域上游，而林地和建設(shè)用地主要分布在流域中下游。從景觀整體看，在中下游區(qū)域景觀破碎度大，人為干擾強(qiáng)，景觀結(jié)構(gòu)復(fù)雜，形狀不規(guī)則。

在流域中下游，聚集度、蔓延度指數(shù)較小，分離度和散布與并列指數(shù)較高，主要是因?yàn)橹邢掠螀^(qū)域分布著大面積林地，伴隨著大量的建設(shè)用地，而且喬木林地成為該區(qū)域的優(yōu)勢斑塊類型，表明景觀具有多種要素的密集格局；在流域上游地區(qū)，聚集度和蔓延指數(shù)隨著海拔的升高而增大，分離度和散布與并列指數(shù)降低，原因是上游地區(qū)分布著大面積的耕地，說明耕地形成了良好的連接性，連通性較大，耕地也成為該區(qū)域的優(yōu)勢斑塊類型。陜西水利

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