范勛承

摘 要：基于5期Landsat TM/ETM遙感影像數(shù)據(jù)，借助ENVI和FRAGSTATS軟件分別對(duì)遙感影像進(jìn)行處理及景觀格局指數(shù)的計(jì)算，探究福建省重點(diǎn)生態(tài)公益林區(qū)順昌縣1995—2015年20年間的景觀格局變化。結(jié)果表明：2000年順昌縣開發(fā)強(qiáng)度最大，景觀最為破碎;2010年景觀連通性最好。LSP指數(shù)整體呈“M”型曲線變化，2000年和2010年斑塊類型最為復(fù)雜。1995—2015年間，順昌縣CONTAG指數(shù)呈“√”型曲線變化趨勢(shì)，景觀中斑塊類型的聚集程度在2015年達(dá)到最大值。從SHDI指數(shù)上看，1995—2000年間，順昌縣景觀系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)最為復(fù)雜;2000年后，該縣景觀結(jié)構(gòu)逐漸變得簡單。

關(guān)鍵字：景觀格局指數(shù);FRAGSTATS;遙感影像;景觀水平;順昌縣

中圖分類號(hào) TP79;K921文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A文章編號(hào) 1007-7731（2021）08-0064-03

人類根據(jù)自己的需求改變著土地表面，而土地表面景觀要素的組合和排列方式即為景觀格局[1-2]。景觀格局是研究生態(tài)系統(tǒng)中景觀要素之間能量和功能流動(dòng)，土地利用變化將改變景觀格局的功能流和能量流[3]。因此，景觀格局是土地利用變化產(chǎn)生的結(jié)果。研究土地利用變化可以通過研究景觀格局出發(fā)，深入探討土地利用變化在景觀層次上的變化機(jī)制。近年來，國內(nèi)學(xué)者對(duì)景觀格局方面已開展了很多的研究，如佟光臣等[4]以江蘇省南京市為研究區(qū)，對(duì)南京市近30年來的LUCC和景觀格局變化進(jìn)行了研究，并分析了引起其變化的驅(qū)動(dòng)機(jī)制;王麗群等[5]探究了北京邊緣區(qū)牛欄山馬坡鎮(zhèn)的景觀格局變化及對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的影響，發(fā)現(xiàn)研究期間景觀破碎度明顯增加，但生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值并未受到明顯的影響，反而合理的規(guī)劃和政策保護(hù)使得研究期間生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值明顯增加;張瑩瑩等[6]利用Landsat影像數(shù)據(jù)，對(duì)洪湖濕地自然保護(hù)區(qū)44年來景觀格局的演變情況進(jìn)行了分析，并探究了引起景觀格局變化的驅(qū)動(dòng)因素;婁妮等[7]基于景觀指數(shù)構(gòu)建了阿哈湖國家濕地公園生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)模型，對(duì)其2009—2017年近9年的景觀生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行了評(píng)價(jià)，發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致研究區(qū)景觀生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)升高的主要原因是來自人類活動(dòng)的干擾;易阿嵐等[8]基于遙感影像數(shù)據(jù)，利用灰色關(guān)聯(lián)系統(tǒng)對(duì)上海市1980—2018年的景觀格局演變及驅(qū)動(dòng)因素進(jìn)行了定量分析。以上研究為縣域尺度景觀格局研究奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

近年來，隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，縣域城鎮(zhèn)化水平不斷提高，縣域景觀格局也不斷發(fā)生了變化。因此，對(duì)縣域景觀格局的演變規(guī)律進(jìn)行探究，可以對(duì)后續(xù)縣域土地的合理利用及科學(xué)規(guī)劃提供參考借鑒。為此，本研究以中國重點(diǎn)林區(qū)、福建省重點(diǎn)生態(tài)公益林區(qū)——順昌縣作為對(duì)象，基于土地利用分類數(shù)據(jù)，對(duì)1995—2015年順昌縣的景觀格局變化進(jìn)行分析，以期為順昌縣及周邊區(qū)域的土地科學(xué)利用提供參考。

1 研究區(qū)概況

順昌縣位于福建省西北部，武夷山脈南麓，縣域面積1985km2，是中國南方重點(diǎn)林區(qū)，福建省重點(diǎn)生態(tài)公益林區(qū)。屬亞熱帶海洋性季風(fēng)氣候，氣候溫和，年均氣溫18.5℃，雨量充沛，年雨量1756mm，年均日照時(shí)數(shù)1740.7h，適宜農(nóng)林作物生長，是全國唯一杉木之鄉(xiāng)，國家木材戰(zhàn)略儲(chǔ)備基地縣，森林覆蓋率高達(dá)79.9%。截至2019年末，實(shí)現(xiàn)地區(qū)生產(chǎn)總值133.18億元，其中農(nóng)林牧漁業(yè)總產(chǎn)值35.69億元;縣內(nèi)建筑施工企業(yè)完成產(chǎn)值4.62億元。城區(qū)空氣質(zhì)量良好，達(dá)標(biāo)天數(shù)占比99.7%，年末戶籍總?cè)丝?3.25萬人，城鎮(zhèn)化率51.3%。

2 數(shù)據(jù)來源與計(jì)算方法

基礎(chǔ)數(shù)據(jù)來源于地理空間數(shù)據(jù)云下載的1995年、2000年、2005年、2010年和2015年的5期遙感影像，經(jīng)過影像解譯、彩色合成、裁剪等相關(guān)操作對(duì)影像進(jìn)行處理，并參照我國于2007年發(fā)布的《土地利用現(xiàn)狀分類》（GB/T21010-2007），將研究區(qū)的土地利用類型劃分為林地、草地、耕地、建筑用地、水域和未利用地共6種。借助FRAGSTATS 4.2軟件，采用八鄰規(guī)則，在景觀水平上對(duì)順昌縣的景觀格局進(jìn)行分析。本研究選擇4個(gè)景觀水平上的景觀格局指數(shù)[9-12]，其計(jì)算公式如下：

3 結(jié)果與分析

3.1 景觀斑塊密度變化趨勢(shì) 由圖2可知，順昌縣各時(shí)段PD指數(shù)變化均較為顯著。其中，在2000年達(dá)到峰值，為2.826，說明與其他年份相比，順昌縣在2000年的開發(fā)力度最大，景觀最為破碎。2000年以后，PD指數(shù)值顯著降低，在2010年達(dá)到最低值，為1.9034，說明此期間該縣斑塊數(shù)量明顯減少，景觀連通性最好;在2015年，該縣PD指數(shù)值又開始增大，與1995年值近似，說明2010—2015年間順昌縣的開發(fā)力度再次增大，景觀破碎度明顯增加。

3.2 斑塊形狀指數(shù)變化趨勢(shì) 從1995—2015年順昌縣LSP指數(shù)的變化情況來看（圖3），整體呈“M”型曲線變化態(tài)勢(shì)。斑塊形狀指數(shù)值越大說明斑塊類型的復(fù)雜程度越高，順昌縣2000年和2010年分別出現(xiàn)峰值，說明這2個(gè)時(shí)段順昌縣的斑塊類型最為復(fù)雜;相比之下，1995年、2005年和2015年LSP值最低，說明這3個(gè)時(shí)段順昌縣的斑塊類型復(fù)雜程度最低，即斑塊類型規(guī)則且簡單。

3.3 蔓延度指數(shù)變化趨勢(shì) 從蔓延度指數(shù)（CONTAG）上看（圖4），1995—2015年的20年間，順昌縣CONTAG指數(shù)呈先降低后升高的“√”型曲線變化趨勢(shì)。從各時(shí)段上看，2000年CONTAG指數(shù)值最低，為63.7433，而后的15年中持續(xù)增加，到2015年達(dá)到最大值，為67.7262。說明2010年以后，順昌縣景觀中斑塊類型的聚集程度持續(xù)增加，這與政府不斷進(jìn)行土地整理和土地集約利用密不可分。

3.4 多樣性指數(shù)變化趨勢(shì) 從順昌縣SHDI指數(shù)變化情況上看（圖5），總體上SHDI指數(shù)值呈先增加后降低的趨勢(shì)。SHDI指數(shù)值越大，說明研究區(qū)景觀系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)約復(fù)雜。從不同時(shí)段上看，2000年順昌縣的SHDI值最大，為1.2094。說明相比其他時(shí)段，1995—2000年順昌縣景觀系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)逐漸變得復(fù)雜，并且在2000年景觀系統(tǒng)結(jié)構(gòu)變得最為復(fù)雜;2000年以后，順昌縣SHDI指數(shù)值開始持續(xù)走低，2015年達(dá)到最低值，為1.0964，說明2000—2015年間順昌縣景觀結(jié)構(gòu)漸趨簡單，而2015年景觀結(jié)構(gòu)最為簡單。

4 結(jié)論

基于5期遙感影像數(shù)據(jù)，利用RS和GIS技術(shù)，借助ENVI和FRAGSTATS等相關(guān)軟件對(duì)遙感影像進(jìn)行解譯、分類及景觀指數(shù)的計(jì)算，對(duì)福建省重點(diǎn)生態(tài)公益林區(qū)順昌縣1995—2015年的景觀格局變化情況進(jìn)行分析。結(jié)果表明：

（1）研究期間，順昌縣PD指數(shù)變化顯著，2000年開發(fā)強(qiáng)度最大，景觀最為破碎，2010年斑塊數(shù)量減少，景觀連通性最好。

（2）LSP指數(shù)整體呈“M”型曲線變化，2000年和2010年是2個(gè)峰值期，此期間斑塊類型最為復(fù)雜，其他年份斑塊類型相對(duì)簡單。

（3）1995—2015年間，順昌縣CONTAG指數(shù)呈先降低后升高的“√”型曲線變化趨勢(shì)。景觀中斑塊類型的聚集程度自2000年以后持續(xù)增加，在2015年達(dá)到最大值，為67.7262。

（4）研究期間，SHDI指數(shù)值呈先增加后降低的變化趨勢(shì)。1995—2000年，順昌縣景觀系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)變得日趨復(fù)雜;2000年之后，順昌縣景觀結(jié)構(gòu)逐漸變得簡單，SHDI指數(shù)值開始持續(xù)下降，2015年達(dá)到最低值。

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（責(zé)編：張宏民）