劉吉平，趙丹丹，田學(xué)智，趙 亮，劉家福

(吉林師范大學(xué)旅游與地理科學(xué)學(xué)院，吉林師范大學(xué)生態(tài)環(huán)境研究所， 四平 136000)

1954—2010年三江平原土地利用景觀格局動(dòng)態(tài)變化及驅(qū)動(dòng)力

劉吉平*，趙丹丹，田學(xué)智，趙 亮，劉家福

(吉林師范大學(xué)旅游與地理科學(xué)學(xué)院，吉林師范大學(xué)生態(tài)環(huán)境研究所， 四平 136000)

受自然因素和人為因素的影響，近60年三江平原土地利用景觀格局發(fā)生了明顯變化。以遙感影像為主要信息源，利用地理信息系統(tǒng)技術(shù)和數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法，對(duì)1954—2010年三江平原土地利用景觀格局動(dòng)態(tài)變化及其驅(qū)動(dòng)力進(jìn)行分析。結(jié)果表明：1954—2010年三江平原耕地、居住建設(shè)用地和水域面積呈增長(zhǎng)趨勢(shì)，林地、草地和濕地面積呈減少趨勢(shì)；土地利用綜合動(dòng)態(tài)度呈先增加后降低再增加的趨勢(shì)；三江平原斑塊密度、周長(zhǎng)面積比、景觀分離度和Simpson′s多樣性指數(shù)都呈先上升后下降的趨勢(shì)，最小值出現(xiàn)在2010年，斑塊密度和周長(zhǎng)面積比的最大值出現(xiàn)在1976年，景觀分離度和Simpson′s多樣性指數(shù)的最大值出現(xiàn)在1986年；1954—2010年三江平原斑塊密度和周長(zhǎng)面積比的高值區(qū)由東北向西南轉(zhuǎn)移，低值區(qū)由中部向東部轉(zhuǎn)移，景觀分離度指數(shù)呈現(xiàn)先聚集后分散的趨勢(shì)，Simpson′s多樣性指數(shù)由中間高四周低格局，逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)槟喜扛弑辈康偷母窬帧?/p>

動(dòng)態(tài)變化；景觀格局；驅(qū)動(dòng)力；三江平原

景觀格局演變及其驅(qū)動(dòng)機(jī)制分析是地理學(xué)和景觀生態(tài)學(xué)領(lǐng)域長(zhǎng)期關(guān)注的熱點(diǎn)問題[1- 2]。目前國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究主要采用數(shù)量分析法(主要包括景觀格局指數(shù)和景觀動(dòng)態(tài)變化模型)研究景觀格局演變特征，景觀格局指數(shù)是景觀格局信息的高度概況，是反映景觀結(jié)構(gòu)組成、空間配置特征的量化指標(biāo)，是景觀格局研究的重要指標(biāo)之一[3]。國(guó)內(nèi)一些學(xué)者[4- 9]利用景觀格局指數(shù)比較不同景觀之間的結(jié)構(gòu)特征，揭示了景觀格局動(dòng)態(tài)變化過程及其時(shí)空規(guī)律，如白軍紅等[4]、鄧偉等[5]、黃來斌等[6]和榮子容等[7]利用景觀格局指數(shù)分別對(duì)若爾蓋高原高寒濕地、黃淮海地區(qū)濕地、雅礱江流域濕地和黃河三角洲濕地景觀格局的演變進(jìn)行了研究，均取得了較好的效果。通過比較不同時(shí)間段的區(qū)域景觀格局指數(shù)，分析景觀格局動(dòng)態(tài)演變特征與趨勢(shì)，已成為國(guó)內(nèi)外學(xué)者普遍采用的研究方法[8- 9]。國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)區(qū)域內(nèi)綜合景觀指數(shù)研究較多，但對(duì)景觀指數(shù)的區(qū)域內(nèi)差異研究相的對(duì)較少。

三江平原位于我國(guó)東北地區(qū)的東北部，是中國(guó)最大的以沼澤為主的濕地分布區(qū)。建國(guó)以來，三江平原一直是我國(guó)重要糧食生產(chǎn)基地，由于大規(guī)模農(nóng)業(yè)開發(fā)，從20世紀(jì)50年代開始，三江平原景觀開始受到人類活動(dòng)較大干擾，20世紀(jì)60年代和80年代尤為明顯，景觀格局破碎化嚴(yán)重，由原來的濕地基質(zhì)變?yōu)楝F(xiàn)在的農(nóng)田基質(zhì)，孤立濕地?cái)?shù)量開始上升[10]。本文以土地利用變化較為劇烈的三江平原為研究區(qū)域，以遙感影像為主要信息源，利用地理信息系統(tǒng)技術(shù)和數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法，對(duì)1954—2010年三江平原土地利用景觀格局動(dòng)態(tài)變化及其驅(qū)動(dòng)力進(jìn)行分析，為三江平原土地利用及景觀規(guī)劃，以及濕地的保護(hù)和管理提供科學(xué)依據(jù)。

1 研究區(qū)域和方法

1.1 研究區(qū)域概況

三江平原位于黑龍江省東部，總面積為10.89×104km2，位于45°01′—48°19′N，130°13′—135°19′E(圖1)，包括佳木斯市、鶴崗市、雙鴨山市、七臺(tái)河市、雞西市所屬的21個(gè)縣(市)和牡丹江市所屬的穆棱縣、哈爾濱市所屬的依蘭縣。三江平原屬溫帶濕潤(rùn)、半濕潤(rùn)大陸性季風(fēng)氣候區(qū)，年均氣溫2.5—3.6℃，10℃以上活動(dòng)積溫2 300—2 500℃，年降水量500—600mm。在三江沖積低平原和興凱湖沖積、湖積低平原內(nèi)，沼澤植被呈大面積分布。土壤主要有草甸土、白漿土、暗棕壤、沼澤土和黑土，土地的自然肥力較高。三江平原地勢(shì)總趨勢(shì)是西南高，東北低。

圖1 三江平原位置圖Fig.1 Location map of the Sanjiang Plain

2005年三江平原總?cè)丝?18.1萬人，地區(qū)總產(chǎn)值為5.23×106萬元，三江平原的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)值以農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)為主，并且農(nóng)業(yè)以種植業(yè)和牧業(yè)為主，林業(yè)和漁業(yè)比重相對(duì)較小。20世紀(jì)90年代中期，三江平原的糧食種植結(jié)構(gòu)發(fā)生了較大變化，由種植大豆、小麥為主的農(nóng)作物逐步向種植大豆、玉米和水稻為主轉(zhuǎn)換，尤其是水田發(fā)展迅速。

1.2 研究方法

1.2.1 數(shù)據(jù)獲取與處理

三江平原土地利用數(shù)據(jù)源的時(shí)間范圍是1954—2010年，共劃分為6個(gè)時(shí)間段，分別是1954年、1976年、1986年、1995年、2000年和2010年。1954年數(shù)據(jù)根據(jù)1∶100000地形圖獲得；1976年采用MSS影像，分辨率為80m；1986年、1995年、2000年和2010年的數(shù)據(jù)源來自于Landsat TM遙感數(shù)據(jù)，分辨率為30m。為了減少分辨率對(duì)景觀格局指數(shù)計(jì)算的影響，本文將各時(shí)期的遙感影像分辨率統(tǒng)一重采樣為80m。

綜合國(guó)內(nèi)土地利用類型研究的成果[11- 13]，并結(jié)合三江平原景觀形態(tài)特點(diǎn)，建立三江平原土地分類系統(tǒng)。具體將三江平原土地利用/土地覆被類型分為6種，包括：濕地(包括沼澤和灘涂)、林地、草地、水域(包括河流、湖泊和水庫)、耕地和居住建設(shè)用地。

1.2.2 研究方法

本文采用土地利用綜合動(dòng)態(tài)度來分析研究區(qū)內(nèi)一定實(shí)際范圍內(nèi)某種土地利用類型變化的劇烈程度。土地利用綜合動(dòng)態(tài)度可表達(dá)為[14]：

(1)

式中,LC為研究時(shí)段內(nèi)土地利用綜合動(dòng)態(tài)度；LUi為測(cè)量開始時(shí)第i類土地利用類型的數(shù)量；△LUi-j為測(cè)量時(shí)段內(nèi)第i類土地利用類型轉(zhuǎn)為非i類土地利用類型面積的絕對(duì)值；T為研究時(shí)段長(zhǎng)。

本文從4個(gè)方面選取景觀尺度水平的景觀指數(shù)：(1)破碎度指標(biāo)，表征景觀格局的破碎程度，選用斑塊密度(PD)，斑塊密度越大，則斑塊越小，碎化程度越高；(2)形狀指標(biāo)，表征景觀格局的幾何形狀，選用周長(zhǎng)面積比(PARA)，周長(zhǎng)面積比的值越大，則表明景觀斑塊形狀越不規(guī)則；(3)聚集度指標(biāo)，表征景觀格局的空間分布排列特征，本文選用景觀分離度(DIVISION)，景觀分離度即為相鄰斑塊出現(xiàn)不同屬性的概率，概率值越大，景觀聚集度越低；(4)多樣性指標(biāo)，表征景觀格局組分，本文選用Simpson′s多樣性指數(shù)(SIDI)，其值越大，表明景觀斑塊分布復(fù)雜，豐富度越高。各種景觀指數(shù)模型的計(jì)算公式參見文獻(xiàn)[3]。

為了直觀的分析三江平原1954—2010年6個(gè)時(shí)期景觀指數(shù)的空間變化，運(yùn)用網(wǎng)格分析法研究景觀指數(shù)的區(qū)域內(nèi)差異。具體操作是，首先運(yùn)用ArcGIS9.3生成大小為50km×50km的網(wǎng)格，然后計(jì)算不同時(shí)期各網(wǎng)格的景觀指數(shù)，并采用Kring插值對(duì)景觀指數(shù)進(jìn)行插值，得到不同時(shí)期三江平原景觀指數(shù)的空間分布圖。

2 1954—2010年三江平原景觀格局的動(dòng)態(tài)變化

2.1 三江平原土地利用時(shí)空動(dòng)態(tài)變化特征

利用ArcGIS9.3軟件，統(tǒng)計(jì)三江平原1954—2010年6個(gè)時(shí)期的不同土地利用類型的面積(圖2)。

圖2 1954—2010年三江平原土地利用類型面積動(dòng)態(tài)變化圖Fig.2 The dynamic change of land use area from 1954 to 2010 in Sanjiang Plain

由圖2可以看出，近60年三江平原耕地面積增加了48138 km2，比重由1954年的12.18%增加到2010年的56.43%，動(dòng)態(tài)度為6.05%，呈持續(xù)增長(zhǎng)的趨勢(shì)，其中1954—1986年增幅較大，而1986—2010年增幅減少。居民和建設(shè)用地面積增長(zhǎng)迅速，增加了1828km2，動(dòng)態(tài)度為6.33%，是所有土地利用類型中動(dòng)態(tài)度最大的。濕地面積呈持續(xù)減少的趨勢(shì)，1954—2010年濕地面積減少了37291 km2，動(dòng)態(tài)度為-1.48%，其中1954—1986年降幅較大，而1986—2010年降幅相對(duì)減少。近60年三江平原草地和林地面積總體呈減少的趨勢(shì)，草地面積減少了11566 km2，比重由1954年的13.65%直線下降到2010年3.02%，減少幅度較大，動(dòng)態(tài)度為-1.30%，林地面積共減少7204km2，但減少幅度不大，動(dòng)態(tài)度為-0.31%。近60年水域面積增加了2280km2，動(dòng)態(tài)度為1.09%，總體增幅不大，呈現(xiàn)出“減少—增加—再減少—再增加”的動(dòng)態(tài)變化趨勢(shì)。

三江平原不同時(shí)期土地利用綜合動(dòng)態(tài)度如圖3所示，呈先增加后減少再增加的“N”字型規(guī)律，最大值出現(xiàn)在1976—1986年，為1.47%，最小值出現(xiàn)在1986—1995年，為0.55%。

三江平原1954—2010年土地利用類型空間分布圖如圖4所示。由圖4可以看出，1954—2010年三江平原的土地利用類型發(fā)生了顯著變化，濕地、草地和林地面積逐漸減少。濕地面積減少幅度較大的地區(qū)主要集中分布在三江平原的東北部和東南部。1954年草地主要分布在濕地和林地之間的過渡帶，由于草地相對(duì)較易開發(fā)，致使草地面積喪失較大，2010年僅在沿河兩岸剩余少量草地。林地喪失主要發(fā)生在研究區(qū)的東北部和中南部，但減少幅度相對(duì)較小。耕地、水域和居住建設(shè)用地逐漸增加，耕地主要由開墾濕地和草地而來，全區(qū)都有增加，主要分布在研究區(qū)的北部和東部。

圖3 1954—2010年三江平原土地利用綜合動(dòng)態(tài)度變化圖Fig.3 The dynamic change of the comprehensive dynamic degree of land use from 1954 to 2010 in Sanjiang Plain

2.2 景觀指數(shù)的時(shí)間變化

利用Fragstats軟件，計(jì)算每個(gè)時(shí)期每個(gè)網(wǎng)格的景觀指數(shù)，并求算各網(wǎng)格景觀指數(shù)的平均值，得到不同時(shí)期整個(gè)三江平原的景觀指數(shù)(表1)。

表1 1954—2010年三江平原景觀指數(shù)

三江平原斑塊密度、周長(zhǎng)面積比、景觀分離度和Simpson′s多樣性指數(shù)都呈先上升后下降的趨勢(shì)，最小值出現(xiàn)在2010年，斑塊密度和周長(zhǎng)面積比的最大值出現(xiàn)在1976年，景觀分離度和Simpson′s多樣性指數(shù)的最大值出現(xiàn)在1986年。

由表1可以看出，1954—2010年三江平原斑塊密度呈先上升后下降的趨勢(shì)，其中1976年斑塊密度最大，2010年斑塊密度最小，說明1954—1976年三江平原景觀破碎度呈上升趨勢(shì)，并在1976年達(dá)到峰值，自1976年開始三江平原景觀破碎度呈逐漸遞減趨勢(shì)，在2010年景觀破碎化達(dá)到最??；1954—2010年三江平原周長(zhǎng)面積比呈先增加后減少的趨勢(shì)，在1976年達(dá)到最高值，其值為19.9157，最小值出現(xiàn)在2010年，其值為16.5570，表明三江平原景觀形狀和景觀結(jié)構(gòu)在1976年復(fù)雜性皆最高，自1976年開始三江平原景觀形狀和結(jié)構(gòu)逐漸趨于簡(jiǎn)單；1954—2010年三江平原的景觀分離度呈先上升后下降的趨勢(shì)，在1986年達(dá)到最高值，其值為0.7506%，最小值出現(xiàn)在2010年，其值為0.6596%，說明三江平原1954—2010年景觀聚集度先減少后增加；1954—1986年三江平原Simpson′s多樣性指數(shù)呈上升后下降趨勢(shì)，在1986年達(dá)到最高值為0.6017，說明1986年三江平原斑塊類型最豐富，景觀豐富度最高。1986—2010年Simpson′s多樣性指數(shù)發(fā)生明顯變化，呈下降的趨勢(shì)，表明三江平原斑塊類型逐漸趨于單一，景觀豐富度降低。

圖4 三江平原1954—2010年土地利用類型空間分布圖Fig.4 The spatial distribution of land use types from 1954 to 2010 in Sanjiang Plain

總之，1954—2010年，斑塊密度、周長(zhǎng)面積比、景觀分離度和Simpson′s多樣性指數(shù)都在2010年達(dá)到最小值，最大值出現(xiàn)在1976年和1986年。說明1976年和1986年三江平原景觀破碎度最大，景觀形狀和景觀結(jié)構(gòu)復(fù)雜，景觀豐富度最高，景觀聚集度較小，而2010年正向反。

2.3 景觀指數(shù)的空間變化

2.3.1 斑塊破碎度變化

對(duì)每個(gè)時(shí)期各個(gè)網(wǎng)格的斑塊密度進(jìn)行Kring插值，得到三江平原斑塊密度的空間分布圖(圖5)。

圖5 1954—2010年三江平原斑塊密度的空間分布圖Fig.5 The spatial distribution of the patch density from 1954 to 2010 in Sanjiang Plain

由圖5可以看出，1954—2010年三江平原斑塊密度的高值區(qū)由東北向西南轉(zhuǎn)移，低值區(qū)由中部向東部轉(zhuǎn)移。1954年和1976年斑塊密度最高值出現(xiàn)在三江平原東北部，此時(shí)三江平原存在大面積濕地，土地利用類型單一，但東北部河流、草地、濕地相間分布，景觀復(fù)雜程度較三江平原其它地區(qū)略高；1976—2010年，受國(guó)家政策的影響，景觀破碎度的高值區(qū)出現(xiàn)在三江平原的西南和南部。

2.3.2 斑塊形狀的變化

由圖6可以看出，斑塊形狀的變化與斑塊密度相似，高值區(qū)由東北向西南轉(zhuǎn)移，低值區(qū)由中部向東部轉(zhuǎn)移。1954—2000年三江平原景觀形狀和結(jié)構(gòu)較復(fù)雜的地區(qū)主要分布在研究區(qū)的東北部，此地區(qū)土地利用類型多為濕地，濕地斑塊形狀復(fù)雜。而自1976年開始，對(duì)濕地進(jìn)行了大面積的開墾，將濕地開墾為農(nóng)田，使研究區(qū)東北部景觀的復(fù)雜性降低，至2010年南部形狀復(fù)雜度超過東北部，成為三江平原斑塊形狀復(fù)雜性最高的地區(qū)。

2.3.3 聚集度分析

由圖7可以看出，1954—2010年間，景觀分離度指數(shù)呈現(xiàn)先聚集后分散的趨勢(shì)。1954年景觀分離度指數(shù)整體分布均勻，此時(shí)，三江平原以濕地和林地景觀為主；1976—2000年景觀分離度指數(shù)的高值出現(xiàn)在研究區(qū)的東北和西南部，低值區(qū)主要出現(xiàn)在研究區(qū)的中部，濕地景觀逐漸被農(nóng)田替代；2000—2010年三江平原整體上分離度較低，研究區(qū)東北部的景觀分離度明顯下降，而研究區(qū)南部的景觀分離度保持著較高水平。

圖6 1954—2010年三江平原周長(zhǎng)面積比的空間分布圖Fig.6 The spatial distribution of the perimeter area ratio from 1954 to 2010 in Sanjiang Plain

2.3.4 景觀多樣性的變化

1954—2010年三江平原Simpson′s多樣性指數(shù)的空間分布特征如圖8所示，景觀多樣性指數(shù)由中間高四周低格局，逐漸轉(zhuǎn)變化為南部高北部低的格局。

由圖8可以看出，1954年三江平原西南部和中部部分地區(qū)斑塊形狀比較復(fù)雜，類型豐富多樣。東北部和東部斑塊類型豐富度不高，類型比較單一；1976年以后三江平原西部和南部斑塊類型單一化范圍逐漸縮小，景觀豐富度逐漸增加，而東北部豐富度高值區(qū)的范圍則呈先增加后減少的趨勢(shì)，在1986年達(dá)到最高值；但受到國(guó)家政策影響，2000—2010年是三江平原土地開發(fā)的穩(wěn)定期，景觀豐富度整體有所下降，其分布格局逐漸轉(zhuǎn)變化為南部高北部低的格局。

3 1954—2010年三江平原景觀格局動(dòng)態(tài)變化的驅(qū)動(dòng)力分析

3.1 自然因素

1954—2010年三江平原的溫度與降水量發(fā)生了明顯變化，溫度逐漸升高，降水量逐漸減少(表2)，造成濕地、草地和林地的面積逐漸減少。同時(shí)氣溫的升高為水田的開發(fā)創(chuàng)造了有利條件，使三江平原水田面積大幅度增加。

以撓力河流域?yàn)槔f明三江平原徑流量變化，徑流量整體呈下降趨勢(shì)，且變化幅度較大，最大變幅出現(xiàn)在菜嘴子站[15]。保安站、寶清站和菜嘴子站2009年的年徑流總量分別是1.79、2.80和8.30億m3，同1957年徑流總量相比，分別減少了64.1%、76.3%和84.3%。水文因素也是導(dǎo)致濕地、草地和林地退化的一個(gè)主要原因。

表2三江平原1954—2010年平均氣溫和降水量

Table2Theaveragetemperatureandprecipitationfrom1950to2010inSanjiangPlain

年份Year平均氣溫Meantemperature/℃降雨量Precipitation/mm19542.5356019763.3039819863.1246719954.0852820003.6842520104.02458

圖7 1954—2010年三江平原景觀分離度指數(shù)的空間分布圖Fig.7 The spatial distribution of the landscape isolation index from 1954 to 2010 in Sanjiang Plain

圖8 1954—2010年三江平原Simpson′s多樣性指數(shù)的空間分布圖Fig.8 The spatial distribution of the Simpson′s diversity index from 1954 to 2010 in Sanjiang Plain

3.2 人為因素

人為因素在三江平原土地利用景觀格局變化過程中起到關(guān)鍵性作用，主要包括政策、人口、城市化進(jìn)程、農(nóng)場(chǎng)開發(fā)、保護(hù)區(qū)建立、法律法規(guī)等因素，在不同時(shí)期發(fā)揮主要作用的影響因素不同，其中政策因素起到了至關(guān)重要作用。

在特定的環(huán)境下，為了滿足國(guó)家對(duì)糧食的需求，國(guó)家支持和鼓勵(lì)開發(fā)北大荒[16]，因此1955—1998年三江平原經(jīng)歷了4次開發(fā)高潮。這個(gè)時(shí)期共建立了52個(gè)國(guó)營(yíng)農(nóng)場(chǎng)，在開荒的同時(shí)還伴有大批農(nóng)民、解放軍轉(zhuǎn)業(yè)官兵、知識(shí)青年的大量遷入，使三江平原人口密度由1949年的12.84人/ km2增加到2000年的78.39人/ km2，增加了5.09倍[17]。4次大規(guī)模的土地開發(fā)利用均以開墾沼澤濕地為主，同時(shí)伴隨著森林砍伐和水利工程建設(shè)。由于4次大規(guī)模的開發(fā)，以及人口的大幅度增加，使三江平原耕地和居住建設(shè)面積迅速增加，而濕地和林地面積迅速減少。

自1986年國(guó)家逐漸認(rèn)識(shí)到濕地保護(hù)的重要性，國(guó)家先后頒布了若干法律、法規(guī)用于濕地保護(hù)，如1988年《水法》、1989年《環(huán)境保護(hù)法》、1991年《水土保持法》，1992年中國(guó)加入《濕地公約》更加重視對(duì)濕地保護(hù)。與此同時(shí)，國(guó)家這一時(shí)期還興建了大批自然保護(hù)區(qū)，并在20世紀(jì)90年代提出退耕還林、還濕政策，用于保護(hù)林地和濕地，特別是2005年12月發(fā)布的《國(guó)務(wù)院關(guān)于落實(shí)科學(xué)發(fā)展觀加強(qiáng)環(huán)境保護(hù)的決定》，第一次在國(guó)務(wù)院的文件中提出了“環(huán)境優(yōu)先”，反映了中國(guó)環(huán)境政策發(fā)生了歷史性轉(zhuǎn)變[16]，因此在國(guó)家政策的強(qiáng)制調(diào)控下，林地和濕地面積喪失速度減緩。

4 結(jié)論

(1)1954—2010年三江平原耕地、水域和居住建設(shè)用地面積呈增長(zhǎng)趨勢(shì)，林地、草地和濕地面積呈減少趨勢(shì)。土地利用綜合動(dòng)態(tài)度呈先增加后降低再增加的“N”字型規(guī)律，最大值出現(xiàn)在1976—1986年，最小值出現(xiàn)在1986—1995年。

(2)1954—2010年三江平原斑塊密度、周長(zhǎng)面積比、景觀分離度和Simpson′s多樣性指數(shù)都呈先上升后下降的趨勢(shì)，最小值均出現(xiàn)在2010年，斑塊密度和周長(zhǎng)面積比的最大值出現(xiàn)在1976年，景觀分離度和Simpson′s多樣性指數(shù)的最大值出現(xiàn)在1986年。

(3)1954—2010年三江平原景觀格局發(fā)生了明顯變化：斑塊密度和周長(zhǎng)面積比的高值區(qū)由東北向西南轉(zhuǎn)移，低值區(qū)由中部向東部轉(zhuǎn)移；景觀分離度指數(shù)呈現(xiàn)先聚集后分散的趨勢(shì)；景觀多樣性指數(shù)由中間高四周低格局，逐漸轉(zhuǎn)變化為南部高北部低的格局。

(4)受自然因素和人為因素的影響，三江平原土地利用景觀格局發(fā)生了明顯變化。三江平原的平均氣溫呈增加趨勢(shì)，而降雨量和徑流量呈下降趨勢(shì)，均導(dǎo)致濕地和林地喪失；人為因素在三江平原土地利用景觀格局變化過程中起到關(guān)鍵性作用，其中政策因素起到了至關(guān)重要作用。

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LandscapepatterndynamicsanddrivingforcesanalysisintheSanjiangPlainfrom1954to2010

LIU Jiping*, ZHAO Dandan, TIAN Xuezhi, ZHAO Liang, LIU Jiafu

CollegeofTouristandGeoscience,InstituteofEco-EnvironmentalSciences,JilinNormalUniversity，Siping136000,China

The development of landscape pattern and driving forces are hot issues in the field of geography and ecosphere.Landscape pattern index is the important indicator to reflect the landscape structure, composition and spatial configuration characteristics indicators, landscape pattern.The Sanjiang Plain is a low floodplain, located in Heilongjiang Province of Northeast China.Influenced by natural factors and human agricultural development factors, the landscape pattern of the Sanjiang Plain has been changed seriously in the past 60 years.In this study, we analyzed the Sanjiang Plain landscape pattern dynamics and driving forces from 1954 to 2010 by using geo-information system (GIS) and mathematical statistics, based on the remote sensing images as the main source of information.The results showed that the cultivated land area, water area and the residential lands presented a tendency of increase, while the forestland, grassland and wetland decrease from 1954 to 2010.The significant reduction of wetlands mainly distributed in northeast and southeast of the Sanjiang Plain.The loss forestland occured mainly in the northeastern and south-central parts of the study area.In 2010, only a small amount of grassland remained along the rivers in the Sanjiang Plain.The increased cultivated lands mainly changed from the wetlands and grasslands reclamation, which mainly distributed in north and east parts of the study area.The comprehensive dynamic degree of land use showed the tendency of firstly increased, then decreased and finally increased, with the highest values between 1976 and 1986, and the lowest values between 1986 and 1995.The patch density, perimeter area ratio, landscape isolation index and Simpson′s diversity index showed a downward trend after the first rise, with the minimum values in 2010.The maximum value of patch density and perimeter area ratio appeared in 1976, while the maximum value of landscape isolation index and Simpson′s diversity index appeared in 1986.The high values zone of patch density and perimeter area ratio transferred from the northeast to the southwest of the Sanjiang Plain from 1954 to 2010, but the low values zone transferred from the middle to the east.The landscape division index showed firstly accumulation and then dispersion.Natural and human factors are main factors causing the variation of the Sanjiang Plain landscape pattern dynamics.The natural factors included air temperature, rainfall and runoff.The average air temperature appeared the trend of increase while rainfall and runoff decrease.Human factors are the main reasons of landscape pattern dynamics in the Sanjiang Plain, which including population growth, urbanization, farm development, protection area construction, laws and policies.The study provided scientific basis for l landscape planning wetland protection and management.

dynamic change; landscape pattern; driving force; Sanjiang Plain

國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(41071037)；教育部新世紀(jì)優(yōu)秀人才支持計(jì)劃項(xiàng)目(NCET- 12)；吉林省科技廳項(xiàng)目(20130101097JC，20100425，201215224)；吉林省教育廳項(xiàng)目(吉教科合字2013第201號(hào));吉林師范大學(xué)研究生創(chuàng)新科研計(jì)劃項(xiàng)目(201336)

2013- 06- 10;

2014- 01- 09

10.5846/stxb201306101639

*通訊作者Corresponding author.E-mail: liujpjl@163.com

劉吉平，趙丹丹，田學(xué)智，趙亮，劉家福.1954—2010年三江平原土地利用景觀格局動(dòng)態(tài)變化及驅(qū)動(dòng)力.生態(tài)學(xué)報(bào),2014,34(12):3234- 3244.

Liu J P, Zhao D D, Tian X Z, Zhao L, Liu J F.Landscape pattern dynamics and driving forces analysis in the Sanjiang Plain from 1954 to 2010.Acta Ecologica Sinica,2014,34(12):3234- 3244.