戈嘉璐，謝清雅（遼寧師范大學(xué)城市與環(huán)境學(xué)院，遼寧大連116029）

大連市土地利用景觀格局及其生態(tài)環(huán)境效應(yīng)分析

戈嘉璐，謝清雅
（遼寧師范大學(xué)城市與環(huán)境學(xué)院，遼寧大連116029）

基于大連市土地利用空間數(shù)據(jù)，選用斑塊數(shù)、斑塊分離度、景觀多樣性指數(shù)、優(yōu)勢(shì)度指數(shù)、均勻度指數(shù)、生態(tài)環(huán)境指數(shù)等景觀特征指數(shù)，從斑塊和景觀兩個(gè)尺度對(duì)大連市土地利用空間格局進(jìn)行定量評(píng)價(jià)，揭示其對(duì)區(qū)域生態(tài)環(huán)境的影響。結(jié)果表明：（1）旱地景觀是大連地區(qū)面積最大、分布最廣、連續(xù)性最強(qiáng)的基質(zhì)景觀；其次，林地景觀的面積比例也較大；水田、草地和水域的面積比例較小。（2）城鄉(xiāng)用地景觀的斑塊數(shù)最多，其次為林地；旱地景觀斑塊分離度最小，為0.03其次為林地景觀，為0.08；沼澤景觀的斑塊分離度最大，為2.06。（3）大連市的生態(tài)環(huán)境指數(shù)為0.43，與遼寧沿海其他城市相比較，其生態(tài)環(huán)境質(zhì)量的總體狀況較好，但仍有提升空間。

景觀空間格局；景觀特征指數(shù)；生態(tài)環(huán)境效應(yīng)；大連市

1　研究意義

當(dāng)前，地學(xué)研究的前沿課題是土地利用/土地覆被變化（Land use and Land cover change，LUCC），該研究通過(guò)人類(lèi)驅(qū)動(dòng)力—土地利用/土地覆被變化—全球變化—環(huán)境反應(yīng)之間相互作用機(jī)制來(lái)評(píng)估生態(tài)環(huán)境變化［1］。國(guó)內(nèi)有相關(guān)學(xué)者對(duì)大連土地利用情況有所研究，如胡雪麗等人基于CA-Markov模型，模擬出大連市未來(lái)土地利用景觀格局變化趨勢(shì)等［1］。如今，大連市已經(jīng)成為我國(guó)最具活力和競(jìng)爭(zhēng)力的城市之一。但是，伴隨人口急劇增加、城市化進(jìn)程不斷加快、環(huán)境問(wèn)題日益突出的背景下，大連市景觀格局發(fā)生了顯著變化，給沿海區(qū)域生態(tài)環(huán)境帶來(lái)很大壓力。本文擬從大連市土地利用角度，選用生態(tài)意義較明確的景觀特征指數(shù)，定量研究區(qū)域內(nèi)土地利用空間格局，并揭示其對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響，旨在為研究區(qū)退化生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)與重建、使土地利用配置朝著最優(yōu)化結(jié)構(gòu)發(fā)展［2］提供基本的理論支持。

2　研究區(qū)概況

大連市位于遼寧省南部，東臨黃海，西瀕渤海，北依東北平原，南隔渤海海峽與山東半島相望。據(jù)2013年統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，大連市轄6個(gè)市轄區(qū)，3個(gè)縣級(jí)市，1個(gè)縣。全市設(shè)114個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)（涉農(nóng)街道辦事處），其中有66個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)，917個(gè)行政村。全市總面積12574km2，其中老市區(qū)面積2415km2，海岸線總長(zhǎng)2211km，占遼寧省的75％。

大連市位于北半球的暖溫帶地區(qū)，屬海洋性特點(diǎn)的暖溫帶大陸性季風(fēng)氣候，四季分明。年平均氣溫10.5℃，年降水量550-950mm，全年日照總時(shí)數(shù)為2500-2800小時(shí)。大連地區(qū)整體地形北高南低，北寬南窄；地勢(shì)由中央軸部向東南和西北兩側(cè)的黃、渤海傾斜，面向黃海一側(cè)長(zhǎng)而緩。巖溶地形隨處可見(jiàn)，喀斯特地貌和海蝕地貌比較發(fā)育。大連市自然資源豐富，地帶性土壤為棕壤，主要兩大水系為黃海流域和渤海流域，該地區(qū)氣候溫和，自然生態(tài)環(huán)境優(yōu)越，有“東北之窗”、“北方明珠”、“浪漫之都”的美譽(yù)。

3　研究方法

本研究的數(shù)據(jù)基于研究區(qū)的土地利用圖形數(shù)據(jù)，為土地資源的二級(jí)分類(lèi)系統(tǒng)（26類(lèi)）。從斑塊類(lèi)型和景觀2個(gè)水平上，選用生態(tài)意義較明確的景觀格局指數(shù)：斑塊類(lèi)型面積及面積比例、斑塊數(shù)（ni）、斑塊分離度（F）以及景觀多樣性指數(shù)（H）、優(yōu)勢(shì)度指數(shù)（D）、均勻度指數(shù)（E）和景觀破碎化指數(shù)（C）等，來(lái)分析研究區(qū)景觀格局的空間變化特征。

針對(duì)區(qū)域生態(tài)環(huán)境指數(shù)（EV），引用楊述河等人［3］依據(jù)專(zhuān)家征詢和層次分析法得出的土地利用分類(lèi)系統(tǒng)及其生態(tài)環(huán)境指數(shù)賦值表（表1），基于研究區(qū)土地利用二級(jí)分類(lèi)系統(tǒng)中各類(lèi)景觀面積的大小，以EV定量表征某一區(qū)域內(nèi)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量的總體狀況，EV值越大，表示生態(tài)環(huán)境質(zhì)量越高。其計(jì)算公式為：

表1　大連市景觀斑塊類(lèi)型及其生態(tài)環(huán)境指數(shù)賦值

式中LUi為區(qū)域內(nèi)t時(shí)期第i種景觀類(lèi)型的面積，Ci為生態(tài)環(huán)境指數(shù)賦值，A為區(qū)域總景觀面積。

4　結(jié)果與分析

4.1大連市土地利用結(jié)構(gòu)分析

圖1和圖2分別為研究區(qū)不同景觀類(lèi)型的面積比例統(tǒng)計(jì)結(jié)果和土地利用景觀格局圖。由上述圖表可知，研究區(qū)優(yōu)勢(shì)景觀類(lèi)型為旱地和林地。旱地景觀面積最大，分布最廣，連續(xù)性強(qiáng)，屬基質(zhì)景觀，面積為515828.63hm2，占整個(gè)研究區(qū)面積的40.21％，集中分布在研究區(qū)的西北部和中南部。林地景觀面積次之，面積為503920.87hm2，占整個(gè)研究區(qū)面積的39.28％，主要分布在研究區(qū)的北部地區(qū)。其次是城鄉(xiāng)用地和水田，城鄉(xiāng)用地景觀面積占整個(gè)研究區(qū)面積的12.89％，分散在邊緣地區(qū)；水田占整個(gè)研究區(qū)面積的3.59％，呈帶狀分散于南部地區(qū)。草地、水域的面積比例較小，分別為1.82％和1.91％。灘涂、沼澤地及未利用土地的景觀面積比例均不足1％，零星分布在整個(gè)研究區(qū)中。上述結(jié)果表明，大連市的耕地面積和森林覆蓋面積較大。

圖2　大連市土地利用景觀圖

從大面積較為集中的旱地分布可以看出，旱作農(nóng)業(yè)在大連市占有較高的比重，同時(shí)呈帶狀分布的水田農(nóng)業(yè)也占有一定比例。在土地使用中，應(yīng)注重從旱田到水田的轉(zhuǎn)變。對(duì)于星散分布的灘涂、沼澤地而言，應(yīng)采取相應(yīng)的保護(hù)措施。通過(guò)一系列的轉(zhuǎn)變和保護(hù)措施使土地資源得到合理利用，進(jìn)而保持生態(tài)系統(tǒng)的完整性。

4.2大連市土地利用景觀格局分析

從斑塊水平上統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)（表2），研究區(qū)內(nèi)城鄉(xiāng)用地景觀斑塊數(shù)最多，為5330塊，占研究區(qū)總景觀斑塊數(shù)的45.58％。其次為林地，斑塊數(shù)為5024塊，占研究區(qū)總塊數(shù)的41.04％。沼澤地的斑塊數(shù)最少，只有12塊。從斑塊分離度上看，研究區(qū)內(nèi)旱地的分離度最小，僅為0.03。其次為林地，其斑塊分離度為0.08。草地的斑塊分離度較大，為0.44。沼澤景觀的斑塊分離度最大，為2.07。因此，沼澤景觀在研究區(qū)域內(nèi)最分散，其次為草地。連續(xù)性最大的為旱地，其次為林地景觀。

表2　大連市景觀特征指數(shù)

表3　相鄰沿海城市景觀特征指數(shù)比較

從景觀水平上統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，大連市的景觀多樣性指數(shù)為1.28，優(yōu)勢(shì)度指數(shù)為0.91，均勻度指數(shù)為0.58，景觀破碎化指數(shù)為0.0095。與相鄰的其他沿海城市相比，景觀均勻度指數(shù)和景觀優(yōu)勢(shì)度指數(shù)均適中，故景觀分布狀況較均勻（表3）。但大連市景觀破碎度和景觀多樣性指數(shù)較大，表明了景觀空間結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性較高，人類(lèi)活動(dòng)對(duì)景觀結(jié)構(gòu)的干擾程度較大。

4.3大連市生態(tài)環(huán)境質(zhì)量分析

計(jì)算表明，大連市的生態(tài)環(huán)境指數(shù)為0.43。縱觀遼寧省沿海其他城市的生態(tài)環(huán)境指數(shù)（表4），錦州市生態(tài)環(huán)境指數(shù)最低為0.37，丹東市的生態(tài)環(huán)境指數(shù)最高為0.65，大連市生態(tài)環(huán)境指數(shù)為較為適中，為0.43。由生態(tài)環(huán)境指數(shù)賦值可以看出，生態(tài)環(huán)境指數(shù)與研究區(qū)內(nèi)各景觀類(lèi)型的面積比例密切相關(guān)。大連以旱地景觀為主，同時(shí)林地也占有較大比例，水田、沼澤地等景觀所占面積比例較小。因此，大連市生態(tài)環(huán)境從總體看較為好。但同時(shí)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量是受多種因素影響的，在規(guī)劃決策時(shí)應(yīng)考慮多種因素的協(xié)調(diào)，使生態(tài)環(huán)境質(zhì)量達(dá)到最優(yōu)狀態(tài)。

表4　遼寧沿海城市生態(tài)環(huán)境指數(shù)

5　結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)大連市土地利用景觀格局及生態(tài)環(huán)境質(zhì)量的分析，發(fā)現(xiàn)土地利用格局對(duì)區(qū)域生態(tài)環(huán)境質(zhì)量有顯著的影響。大連市的土地利用類(lèi)型多樣，從景觀水平上來(lái)看，大連市在各個(gè)方面保持著較大的優(yōu)勢(shì)，景觀多樣性指數(shù)與景觀破碎度指數(shù)較高，景觀均勻度適中，這對(duì)城市建設(shè)發(fā)展提供了重要基礎(chǔ)。同時(shí)也應(yīng)加強(qiáng)對(duì)研究區(qū)生態(tài)系統(tǒng)的保護(hù)、恢復(fù)與重建工作。大連作為國(guó)家發(fā)展“五點(diǎn)一線”中重要的遼寧沿海經(jīng)濟(jì)帶，基于景觀格局與生態(tài)環(huán)境效應(yīng)的分析研究，對(duì)大連市以至整個(gè)遼寧沿海城市生態(tài)環(huán)境評(píng)價(jià)、城市規(guī)劃設(shè)計(jì)、土地利用達(dá)最優(yōu)配置結(jié)構(gòu)以及經(jīng)濟(jì)的發(fā)展提供了科學(xué)依據(jù)和決策參考。

［1］胡雪麗，徐凌，張樹(shù)深，等.基于CA-Markov模型和多目標(biāo)優(yōu)化的大連市土地利用格局［J］.應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào)，2013，24（6）：1652-1660.

［2］艾曉榮，張華.大連北三市土地利用景觀格局及其生態(tài)環(huán)境效應(yīng)［J］.環(huán)境科學(xué)導(dǎo)刊，2013，32（1）：101-104.

［3］楊述河，閆海利，郭麗英，等.北方農(nóng)牧交錯(cuò)帶土地利用變化及其生態(tài)環(huán)境效應(yīng)—以陜北榆林市為例［J］.地理科學(xué)進(jìn)展，2004，23（6）：49-55.

（2016-05-20收稿S編輯）

Analysis of Landscape Pattern of land-use and Its Eco-Environmental Effect in Dalian

GE Jia-lu et al
（Liaoning Normal University City＆amp;Environment Institute，Liaoning Dalian 116029，China）

Based on the graphic data of land utilization of Dalian in 2007，choosing the number of patch，the separating degree of patch，diversity index of landscape，dominance index，evenness index，the index of ecological environment，and other landscape metrics we quantify and analyze the land-use change and landscape spatial pattern in Dalian and in term of patch and landscape to reflect the effect of land use spatial pattern onregional eco-environment.The result shows:（1）Dry farmland landscape is the metric one which owns largest area，the most extensive in distribution，strongest in consecution.Second，the area of Woodland landscape proportion is bigger also.Paddy field，grassland and water area are small.（2）Urban and rural land has the maximum number of landscape patches.The next is woodland landscape.Dry farmland landscape has the smallest separating degree of patch of 0.03，the next is woodland landscape with the value of 0.08，yet marsh witch has the biggest separating degree of patch of 2.07.（3）Eco-environment index in Dalian is 0.43.compared with the other coastal cities in Liaoning，the overall condition of the ecological environment quality is better，but it still needs to be improved.

landscape spatial pattern；landscape metrics；eco-environmental effect；Dalian

F301.2；Q149

A

1003-7853（2016）03-0053-03

戈嘉璐（1994-），女，遼寧遼陽(yáng)人。