劉寬梅

（蘭州大學(xué) 資源環(huán)境學(xué)院，甘肅 蘭州730000）

景觀動(dòng)態(tài)變化研究具體表現(xiàn)為景觀結(jié)構(gòu)、景觀功能、景觀空間格局隨時(shí)間的變化，是景觀生態(tài)學(xué)的核心問(wèn)題[1-2]。景觀格局是指在空間上大小、形狀不同、屬性有別的景觀斑塊在景觀空間上的排列[3]。研究景觀格局的動(dòng)態(tài)過(guò)程，能掌握其動(dòng)態(tài)變化規(guī)律，進(jìn)一步準(zhǔn)確認(rèn)識(shí)研究區(qū)面臨的各種生態(tài)問(wèn)題。隨著國(guó)內(nèi)外景觀格局研究成果不斷豐富，大致可以將景觀格局分析方法分為三大類(lèi)：（1）景觀格局指數(shù)法，是由文獻(xiàn)[4]中Turner和Gardner、Li和Reynolds等研究發(fā)展的反映景觀結(jié)構(gòu)與空間配置特征的量化指標(biāo)，能高度濃縮景觀格局信息。Fragstats等軟件的出現(xiàn)讓指數(shù)計(jì)算更便利，如Yang C Y、Wang J J及Zhuang G S等均通過(guò)Fragstats計(jì)算相應(yīng)的景觀格局指數(shù)，對(duì)不同地區(qū)的景觀格局進(jìn)行分析[5-7]；Song H H等通過(guò)景觀指數(shù)分析發(fā)現(xiàn)景觀格局的不足從而優(yōu)化景觀格局[8]。（2）空間統(tǒng)計(jì)學(xué)方法，包含了地統(tǒng)計(jì)學(xué)方法、空間自相關(guān)及空間插值法等[9]。如黃玲[10]、肖飛艷[11]、潘竟虎[12]、Pan D Y[9]等利用轉(zhuǎn)移矩陣法分別對(duì)不同地區(qū)景觀格局變化進(jìn)行了探討。（3）景觀格局模型與模擬法，便于研究者對(duì)數(shù)據(jù)隱含的內(nèi)在規(guī)律進(jìn)行探索[13-14]。張小松[15]、廖芳均[16]、羅攀[17]、陳頤[18]、羅紫薇[19]等基于CA-Markov模型分別對(duì)城市、自然保護(hù)區(qū)等景觀格局進(jìn)行預(yù)測(cè)。從研究?jī)?nèi)容來(lái)看，主要有景觀格局的時(shí)空變化及其驅(qū)動(dòng)力因素[20]、景觀空間格局的粒度效應(yīng)[21-22]、景觀格局的演化過(guò)程與特征及景觀格局變化的尺度效應(yīng)等方面的內(nèi)容[23-24]。

祁連山作為水源涵養(yǎng)林和生物多樣性保護(hù)熱點(diǎn)區(qū)，其生態(tài)環(huán)境問(wèn)題受到廣泛關(guān)注。目前，關(guān)于景觀格局的研究多在祁連山東段開(kāi)展。草地為該區(qū)的景觀基質(zhì)，其優(yōu)勢(shì)度高，連接性好[25-28]。斑塊水平格局特征為：草地形狀結(jié)構(gòu)趨于松散且簡(jiǎn)單化，森林和冰雪形狀結(jié)構(gòu)趨于緊密但簡(jiǎn)單化，灌木形狀結(jié)構(gòu)趨于松散但復(fù)雜化，裸地和水域形狀結(jié)構(gòu)趨于緊密但簡(jiǎn)單化[27，29]。景觀水平格局特征為：景觀整體多樣性水平增加，破碎化程度增大[28-29]，景觀均勻度增大，景觀優(yōu)勢(shì)度、分離度減小[27]。對(duì)于景觀整體異質(zhì)性的研究，不同學(xué)者研究時(shí)段及選取指標(biāo)不同，會(huì)導(dǎo)致結(jié)果有所差異，劉晶[27]和劉宇[30]等對(duì)祁連山東段1994-2008年的景觀格局進(jìn)行探討，劉晶等認(rèn)為該區(qū)景觀異質(zhì)性增大，景觀向著均勻化方向發(fā)展；而劉宇等認(rèn)為該區(qū)景觀異質(zhì)性呈下降趨勢(shì)；徐亞男等[29]發(fā)現(xiàn)2000-2016年間景觀異質(zhì)性是增大的。人類(lèi)活動(dòng)是影響該區(qū)景觀格局變化、生態(tài)敏感性變化和景觀脆弱性變化的決定性因素[26-29]。而對(duì)于祁連山其他區(qū)域，不同地區(qū)景觀格局變化不同。祁連山地區(qū)最主要的土地利用類(lèi)型是草地和未利用地[31]；祁連山南坡基質(zhì)由裸地向草地轉(zhuǎn)變，景觀破碎化水平較高，放牧活動(dòng)導(dǎo)致草地和灌叢破碎化，水域形狀差異大，沼澤分布集中成片，居民區(qū)和工礦用地分布破碎[32-33]；中祁連山淺山區(qū)草地面積最大，受海拔和坡向的影響，各景觀組分空間分布不均衡[34]，喬木林、灌木林和農(nóng)田面積在增加，疏林、草地和裸地面積減少[35]；祁連山三河源地區(qū)景觀格局向多樣化、破碎化趨勢(shì)演進(jìn)，人類(lèi)活動(dòng)對(duì)景觀格局的干擾在增強(qiáng)[36]；石羊河上游祁連山區(qū)草地、工礦居民用地、裸土和戈壁的破碎度增大，耕地和林地的破碎度減小，景觀多樣性略有上升，單一性略微下降[37]；祁連山甘肅區(qū)域景觀破碎化程度較高，Ⅰ級(jí)生態(tài)景觀格局比較穩(wěn)定，Ⅱ級(jí)生態(tài)景觀格局受自然和社會(huì)環(huán)境等因素影響變化較大[38]。

祁連山地區(qū)云量分布有明顯的西部向東部逐漸減少的趨勢(shì)，各季節(jié)總云量空間分布也有明顯的變化，遙感影像數(shù)據(jù)質(zhì)量會(huì)影響分類(lèi)結(jié)果的好壞，已有研究多基于RS和GIS平臺(tái)獲取景觀分類(lèi)結(jié)果，其會(huì)受計(jì)算機(jī)空間存儲(chǔ)和處理環(huán)境配置限制，還會(huì)受單一數(shù)據(jù)質(zhì)量限制，而谷歌地球引擎（Google Earth Engine，簡(jiǎn)稱(chēng)GEE）云平臺(tái)利用多個(gè)CPU同時(shí)對(duì)遙感數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算，可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)快速處理，而且可以提取研究時(shí)段內(nèi)多景遙感影像合成云量最小的影像，克服受云量影響難以獲得高質(zhì)量數(shù)據(jù)的缺陷，提高數(shù)據(jù)可用性。因此，基于GEE平臺(tái)解譯保護(hù)區(qū)近30年的景觀類(lèi)型圖，并根據(jù)斑塊水平和景觀水平選取景觀格局指數(shù)對(duì)該區(qū)域內(nèi)景觀格局變化進(jìn)行分析，以期為保護(hù)區(qū)管護(hù)、生態(tài)規(guī)劃提供參考。

1 研究區(qū)概況

祁連山自然保護(hù)區(qū)（簡(jiǎn)稱(chēng)保護(hù)區(qū)）位于北緯36°29′-39°43′，東經(jīng)96°46′-103°45′之間，位于祁連山中、東段區(qū)域范圍內(nèi)，面積約282.19萬(wàn)公頃（包括甘肅祁連山國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)198.72萬(wàn)公頃和青海祁連山省級(jí)自然保護(hù)區(qū)83.47萬(wàn)公頃）。祁連山東西長(zhǎng)達(dá)1200km，南北寬50-120km，海拔3000-5000m。祁連山深居內(nèi)陸，具有典型的高原大陸性氣候特征，全年降水量主要集中在5-9月。祁連山氣候要素的垂直地域分異明顯，一般山前低山是荒漠氣候，年降水量約150mm，年均溫度6℃左右；山體中下部屬于半干旱草原氣候，年降水量250-300mm，年均溫2-5℃；山體中上部為半濕潤(rùn)森林草原氣候，年降水量400-500mm，年均溫0-1℃；山體上部為亞高山和高山冷濕氣候，年降水量約800mm，年均溫-5℃左右。研究區(qū)位置示意圖如圖1所示。

圖1 研究區(qū)位置示意圖

2 數(shù)據(jù)來(lái)源與方法

2.1 數(shù)據(jù)來(lái)源與處理

（1）研究區(qū)邊界：青海祁連山省級(jí)自然保護(hù)區(qū)邊界是基于《青海祁連山自然保護(hù)區(qū)科學(xué)考察集》[39]中的邊界圖，對(duì)其進(jìn)行地理配準(zhǔn)矢量化得到，甘肅祁連山國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)邊界來(lái)源于國(guó)家地球系統(tǒng)科學(xué)數(shù)據(jù)中心（http：//www.geodata.cn）。

（2）景觀分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)體系：由于景觀是具有特定結(jié)構(gòu)、功能和動(dòng)態(tài)特征的不同生態(tài)系統(tǒng)鑲嵌組成的異質(zhì)性區(qū)域[40]，因此分類(lèi)體系以《全國(guó)生態(tài)系統(tǒng)分類(lèi)體系》為基礎(chǔ)，參考?xì)W陽(yáng)志云等人[41]的《基于遙感技術(shù)的全國(guó)生態(tài)系統(tǒng)分類(lèi)體系》，結(jié)合保護(hù)區(qū)景觀特征，將研究區(qū)的景觀類(lèi)型劃分為八類(lèi)，分別為濕地、高寒荒漠、冰川/永久積雪、城鎮(zhèn)、農(nóng)田、森林、草地、灌叢。

（3）遙感數(shù)據(jù)及預(yù)處理：基于GEE平臺(tái)調(diào)用研究區(qū)1989、1995、2000、2005、2010、2015、2019年每年4-10月已經(jīng)過(guò)預(yù)處理的Landsat地表反射率產(chǎn)品（Surface Reflectance，SR）（https：//code.earthengine.google.com）；利用多景影像重構(gòu)及合成目標(biāo)年份最小云量影像集；計(jì)算歸一化建筑指數(shù)、歸一化水體指數(shù)及歸一化植被指數(shù)作為進(jìn)行隨機(jī)森林分類(lèi)時(shí)的特征變量以提高分類(lèi)精度；結(jié)合GEE與Google Earth平臺(tái)，采用人工目視判讀得到8類(lèi)景觀類(lèi)型各年的總樣本數(shù)分別為1193、1092、1100、1023、1101、1110、1161個(gè)，其中70%用于分類(lèi)器訓(xùn)練，30%用于結(jié)果驗(yàn)證。

2.2 研究方法

2.2.1 基于GEE的隨機(jī)森林景觀類(lèi)型分類(lèi)

隨機(jī)森林分類(lèi)方法是由多棵決策樹(shù)構(gòu)成的機(jī)器學(xué)習(xí)算法[42]，該方法已被證明比其他方法具有更高的分類(lèi)精度[43]。設(shè)置決策樹(shù)數(shù)量為100對(duì)訓(xùn)練樣本集進(jìn)行訓(xùn)練，并提取每一目標(biāo)年份的景觀類(lèi)型信息，以總體精度、Kappa系數(shù)作為衡量景觀分類(lèi)精度的指標(biāo)，具體各指標(biāo)計(jì)算公式參見(jiàn)相關(guān)文獻(xiàn)[44-45]，七個(gè)時(shí)期的總體精度分別為：90.8%、91.21%、91.78、85.81%、88.90%、83.71%及89.66%，其Kappa系數(shù)分別為0.88、0.88、0.87、0.82、0.85、0.79及0.87。

2.2.2 景觀格局指數(shù)

景觀格局指數(shù)能夠高度濃縮景觀格局信息[4]，而且其計(jì)算簡(jiǎn)單，現(xiàn)被廣泛使用。根據(jù)以往的研究來(lái)看，指數(shù)間有很高的相關(guān)性，若是引入同一類(lèi)型指數(shù)太多，容易造成信息冗余[46]。因此，采用基于統(tǒng)計(jì)的景觀指數(shù)選擇方法，該方法能解決個(gè)人選擇指數(shù)的主觀性，降低選取大量景觀指數(shù)進(jìn)行計(jì)算的工作量，具有一定的合理性[17]。以“自然保護(hù)區(qū)景觀格局”為主題檢索詞，在知網(wǎng)上檢索2015－2020年的論文數(shù)據(jù)（共計(jì)76篇）；然后統(tǒng)計(jì)論文中出現(xiàn)的景觀指數(shù)，最后提取到使頻次為10次及以上的景觀指數(shù)17個(gè)，對(duì)入選指數(shù)進(jìn)行皮爾遜相關(guān)分析，最后綜合考慮指數(shù)生態(tài)學(xué)意義、不重復(fù)性、常用性及研究需求，斑塊類(lèi)型水平選擇4類(lèi)特征指標(biāo)共8個(gè)：（1）優(yōu)勢(shì)度指標(biāo)：最大斑塊面積指數(shù)（LPI）、平均斑塊面積（MPS）；（2）破碎化指標(biāo)：斑塊密度（PD）、邊緣密度（ED）；（3）形狀特征指標(biāo)：景觀形狀指數(shù)（LSI）、分維數(shù)（PAFRAC）；（4）聚集度指標(biāo)：散布與并列指數(shù)（IJI）、聚合度指數(shù)（AI）。景觀水平選擇4類(lèi)特征指標(biāo)共6個(gè)：（1）聚集度指標(biāo)：聚合度指數(shù)（AI）、散布與并列指數(shù)（IJI）；（2）優(yōu)勢(shì)度指標(biāo)：最大斑塊面積指數(shù)（LPI）；（3）形狀特征指標(biāo)：景觀形狀指數(shù)（LSI）；（4）景觀多樣性指標(biāo)：香農(nóng)多樣性指數(shù)（SHDI）、香農(nóng)均勻度指數(shù)（SHEI）。指標(biāo)含義見(jiàn)表1，指數(shù)計(jì)算采用Fragstats4.2軟件完成，計(jì)算方法參考Fragstats4.2軟件幫助文件（http：//www.umass.edu/landeco/research/fragstats/fragstats.html）。

表1 景觀格局指數(shù)意義

3 結(jié)果與分析

3.1 景觀類(lèi)型結(jié)構(gòu)變化

由圖2可知，保護(hù)區(qū)景觀類(lèi)型以高寒荒漠和草地為主。1989-2019年間，高寒荒漠面積總體上呈減少趨勢(shì)，凈減少面積為3130.45km2，其優(yōu)勢(shì)地位慢慢被草地代替，說(shuō)明荒漠化環(huán)境有所改善；草地面積在各研究時(shí)段內(nèi)波動(dòng)變化，但總體是上升的，凈增加面積為4223.62km2，說(shuō)明草地景觀比較脆弱，極易受放牧活動(dòng)等人類(lèi)活動(dòng)的影響；森林面積經(jīng)歷先減少后增加再減少的趨勢(shì)，總體上面積是減少的，凈減少面積為261.09km2，灌叢面積變化呈現(xiàn)先增加后減少的趨勢(shì)，總體上面積是減少的，凈減少面積為242.47km2，可以看出植被結(jié)構(gòu)遭到破壞，出現(xiàn)退化現(xiàn)象；冰川/永久積雪面積呈現(xiàn)緩慢減少趨勢(shì)，凈減少面積為662.18km2；濕地、城鎮(zhèn)與農(nóng)田面積占比均較小，面積變化不明顯。

圖2 1989-2019年祁連山自然保護(hù)區(qū)景觀類(lèi)型面積

3.2 基于景觀指數(shù)的景觀格局分析

3.2.1 類(lèi)型水平的景觀指數(shù)分析

（1）優(yōu)勢(shì)度分析

由表2可知，最大斑塊面積和平均斑塊面積最大值由高寒荒漠和草地主導(dǎo)，2019年之前，高寒荒漠是保護(hù)區(qū)的基質(zhì)景觀，但在1989-2019年間，由于封沙育林育草、黑土灘治理、荒漠化治理等環(huán)境保護(hù)政策和手段的實(shí)施，使得高寒荒漠被草地等景觀分割的程度逐漸增加，其最大斑塊面積指數(shù)和平均斑塊面積值不斷減小，破碎化程度增大，優(yōu)勢(shì)度降低，對(duì)景觀的控制作用正在削弱，而草地的最大斑塊面積指數(shù)和平均斑塊面積不斷增加，優(yōu)勢(shì)度則不斷增強(qiáng)，逐漸代替高寒荒漠成為新的優(yōu)勢(shì)景觀，說(shuō)明荒漠化環(huán)境得到改善。其他景觀類(lèi)型的最大斑塊面積指數(shù)值變化相對(duì)較小，結(jié)合其平均斑塊面積變化，可以發(fā)現(xiàn)冰川/永久積雪和森林的優(yōu)勢(shì)度次于高寒荒漠和草地，灌叢和濕地的優(yōu)勢(shì)度較低，城鎮(zhèn)和農(nóng)田的優(yōu)勢(shì)度最低。

表2 最大斑塊面積指數(shù)和平均斑塊面積

（2）破碎度分析

由表3可知，高寒荒漠和草地的斑塊密度值和邊緣密度值比其他景觀類(lèi)型的值高，說(shuō)明要素斑塊與其相鄰異質(zhì)斑塊間的接觸多，邊緣復(fù)雜，破碎化程度較其他景觀類(lèi)型高。1989-2019年間，高寒荒漠和草地的斑塊密度值波動(dòng)幅度小，但高寒荒漠的邊緣密度值呈下降趨勢(shì)，說(shuō)明其邊緣由復(fù)雜向簡(jiǎn)單化演變，景觀的破碎化一定程度上在減輕，草地的邊緣密度值呈上升趨勢(shì)，其邊緣復(fù)雜化，破碎度增加，道路交通及放牧等人類(lèi)活動(dòng)導(dǎo)致其破碎度增加；灌叢的邊緣密度值在不斷下降，斑塊密度值先上升后下降，說(shuō)明該景觀的破碎化程度在由高向低轉(zhuǎn)變；冰川/永久積雪、農(nóng)田的邊緣密度值在不斷下降，但冰川/永久積雪的斑塊密度值變化不大，農(nóng)田的斑塊密度呈下降趨勢(shì)，這說(shuō)明這兩種景觀要素的破碎化程度好轉(zhuǎn)；森林的斑塊密度和邊緣密度值的波動(dòng)趨勢(shì)一致，均呈“倒N型”分布，破碎化程度好轉(zhuǎn)；濕地和城鎮(zhèn)的斑塊密度和邊緣密度值均較小且波動(dòng)程度也小，其破碎化程度較低，這與城鎮(zhèn)呈團(tuán)聚式發(fā)展有關(guān)。

表3 斑塊密度和邊緣密度指數(shù)

（3）形狀特征分析

由表4可知，1989-2019年間所有景觀類(lèi)型的形狀指數(shù)都較大，說(shuō)明研究區(qū)內(nèi)各景觀斑塊形狀相對(duì)復(fù)雜。結(jié)合表5可看出，各類(lèi)景觀類(lèi)型的形狀指數(shù)和周長(zhǎng)面積分維數(shù)變化規(guī)律基本一致。具體來(lái)看：草地的形狀指數(shù)值和周長(zhǎng)面積分維數(shù)指數(shù)值均較大且變化平穩(wěn)，說(shuō)明草地斑塊形狀復(fù)雜度較大且較穩(wěn)定；灌叢、農(nóng)田、冰川/永久積雪的形狀指數(shù)和周長(zhǎng)面積分維數(shù)值均呈下降趨勢(shì)，說(shuō)明這三類(lèi)景觀類(lèi)型的形狀在趨于簡(jiǎn)單化；森林和高寒荒漠的形狀指數(shù)在增加，周長(zhǎng)面積分維數(shù)基本不變，說(shuō)明其形狀在趨于復(fù)雜；濕地和城鎮(zhèn)的斑塊形狀指數(shù)和周長(zhǎng)面積分維數(shù)均呈波動(dòng)變化狀態(tài)，但形狀指數(shù)是除冰川/永久積雪外最小的，說(shuō)明這兩類(lèi)景觀在所有景觀中的形狀最簡(jiǎn)單。

表4 景觀形狀指數(shù)與周長(zhǎng)面積分維數(shù)

（4）聚集度分析

從表5可以看出，聚合度指數(shù)最大的是高寒荒漠，其次為冰川/永久積雪和草地，城鎮(zhèn)和農(nóng)田最低。說(shuō)明高寒荒漠、草地和冰川/永久積雪聚集程度高，趨向連片分布，前兩者的聚集度高與其面積占優(yōu)勢(shì)有關(guān)，而冰川/永久積雪則往往在高海拔地區(qū)成片分布，而城鎮(zhèn)和農(nóng)田趨于分散分布，這與保護(hù)區(qū)內(nèi)城鎮(zhèn)分布實(shí)際情況相符。在1989-2019年間，高寒荒漠、冰川/永久積雪、草地和森林的聚合度指數(shù)基本沒(méi)發(fā)生變化，說(shuō)明這四類(lèi)景觀各自聚集度高且穩(wěn)定；濕地和城鎮(zhèn)的斑塊聚集度呈增加趨勢(shì)；而灌叢和農(nóng)田的聚合度指數(shù)呈波動(dòng)變化，灌叢的斑塊分布由聚集走向分散再走向聚集，2010年以后趨于平緩，而農(nóng)田的聚集度則是波動(dòng)下降的。高寒荒漠和草地的散布與并列指數(shù)值比較大，說(shuō)明這兩者與其他景觀斑塊間的連通度較大，這與高寒荒漠和草地在景觀中的優(yōu)勢(shì)地位有關(guān)，但在1989-2019年間，它們與其他斑塊的連通度都呈先上升后下降的趨勢(shì)；灌叢和農(nóng)田與其他的景觀斑塊類(lèi)型的連通度也是下降的；濕地和城鎮(zhèn)與其他斑塊的鑲嵌程度不斷增加；而冰川/永久積雪的散布與并列指數(shù)盡管有上升趨勢(shì)，但仍然是最低的，說(shuō)明它與其他斑塊的連通度最小，這跟該景觀類(lèi)型分布在高海拔地區(qū)有關(guān)，除高寒荒漠外，其余景觀類(lèi)型極少分布在冰川/永久積雪所在的高海拔位置。

表5 聚合度指數(shù)和散布與并列指數(shù)

3.2.2 景觀水平的景觀指數(shù)分析

（1）聚集度分析

由圖3可知，散布與并列指數(shù)表現(xiàn)出逐漸下降的趨勢(shì)，說(shuō)明各種景觀類(lèi)型之間空間鄰接分布的復(fù)雜程度有所減小，彼此之間相鄰的景觀要素類(lèi)型由多變少，空間關(guān)系趨于簡(jiǎn)單化，景觀的連通性變?nèi)?。通過(guò)聚合度指數(shù)變化趨勢(shì)可以看出，該值在研究時(shí)段內(nèi)聚合度指數(shù)值均較大（均大于88），且有緩慢增長(zhǎng)趨勢(shì)，說(shuō)明同類(lèi)斑塊趨于集中分布，景觀破碎化減小，景觀間的空間異質(zhì)性逐漸縮小。

圖3 景觀水平上的散布與并列指數(shù)和聚合度指數(shù)

（2）景觀優(yōu)勢(shì)度及形狀特征分析

由圖4可知，最大斑塊面積指數(shù)呈現(xiàn)出先增加再減小再增加的變化趨勢(shì)，進(jìn)一步驗(yàn)證高寒荒漠景觀優(yōu)勢(shì)度由強(qiáng)變?nèi)?，草地景觀優(yōu)勢(shì)度由弱變強(qiáng)的發(fā)展過(guò)程。1989-1995年的景觀形狀復(fù)雜度減小，1995-2005年景觀復(fù)雜度呈增加趨勢(shì)，2005年以后景觀斑塊形狀在趨于簡(jiǎn)單化發(fā)展，說(shuō)明景觀形狀變化較頻繁，人類(lèi)活動(dòng)對(duì)景觀格局的影響呈現(xiàn)出有目的、有規(guī)劃改造的趨勢(shì)。

圖4 景觀水平上的最大斑塊面積指數(shù)和景觀形狀指數(shù)

（3）景觀多樣性分析

由圖5可知，香農(nóng)多樣性指數(shù)和香農(nóng)均勻度指數(shù)值變化趨勢(shì)一致，1995-2010年間香農(nóng)多樣性指數(shù)和香農(nóng)均勻度指數(shù)值呈緩慢增長(zhǎng)趨勢(shì)，表明該時(shí)段內(nèi)景觀多樣性呈增長(zhǎng)趨勢(shì)，且各景觀類(lèi)型分布趨向均勻化發(fā)展，1989-1995年和2010-2019年間兩個(gè)指數(shù)為下降趨勢(shì)。但從總體來(lái)看，香農(nóng)多樣性指數(shù)值在1.14-1.24之間，反映出研究區(qū)景觀類(lèi)型多樣性低，所有景觀類(lèi)型在研究區(qū)內(nèi)呈現(xiàn)不均衡化分布趨勢(shì)，香農(nóng)均勻度指數(shù)值為0.55-0.60之間，說(shuō)明各景觀類(lèi)型所占比例差異較大，景觀受優(yōu)勢(shì)景觀支配，進(jìn)一步驗(yàn)證了本保護(hù)區(qū)內(nèi)高寒荒漠、草地景觀占主導(dǎo)地位的現(xiàn)狀。

圖5 景觀水平上的香農(nóng)多樣性指數(shù)和香農(nóng)均勻度指數(shù)

4 結(jié)論

（1）保護(hù)區(qū)景觀類(lèi)型以高寒荒漠和草地為主。1989-2019年間，高寒荒漠面積總體上呈減少趨勢(shì)，凈減少面積為3130.45km2，其優(yōu)勢(shì)地位慢慢被草地代替，荒漠化環(huán)境有所改善；草地面積總體上是波動(dòng)上升的，凈增加面積為4223.62km2，說(shuō)明草地景觀比較脆弱，極易受人類(lèi)活動(dòng)尤其是放牧活動(dòng)的影響；森林面積總體上是減少的，凈減少面積為261.09km2，灌叢面積總體上是減少的，凈減少面積為242.47km2，可以看出植被結(jié)構(gòu)遭到破壞，出現(xiàn)退化現(xiàn)象；冰川/永久積雪面積呈現(xiàn)緩慢減少趨勢(shì)，凈減少面積為662.18km2；濕地、城鎮(zhèn)與農(nóng)田面積占比均較小，面積變化不明顯。

（2）斑塊類(lèi)型水平景觀格局變化：30年間，優(yōu)勢(shì)景觀由高寒荒漠向草地過(guò)渡；草地的斑塊密度值和邊緣密度值在各年都是最大的，其破碎度最大且呈增加趨勢(shì)；形狀指數(shù)值和周長(zhǎng)面積分維數(shù)值最大值由草地和灌叢主導(dǎo)，兩者的斑塊形狀復(fù)雜度較大，草地的斑塊形狀復(fù)雜度穩(wěn)定，而灌叢的斑塊形狀由復(fù)雜趨向簡(jiǎn)單化發(fā)展；高寒荒漠和草地在景觀中的優(yōu)勢(shì)地位使得高寒荒漠和草地的聚合度和連通度均比其他景觀高，兩者的聚合度變化不大，而連通度都呈先上升后下降的趨勢(shì)，冰川/永久積雪因?yàn)槠浞植己０胃咔页善植?，致使其聚合度跟草地相?dāng)?shù)B通度低。

（3）景觀水平格局變化：景觀整體間的連通度在減小，同類(lèi)景觀趨于集中分布，景觀破碎度在減?。痪坝^斑塊形狀總體在趨向簡(jiǎn)單化發(fā)展；景觀類(lèi)型多樣性低，景觀類(lèi)型呈現(xiàn)不均衡化分布趨勢(shì)，景觀受優(yōu)勢(shì)景觀所支配。

5 討論

有研究表明，草地是祁連山大部分區(qū)域內(nèi)的基質(zhì)[25-27]，本文中高寒荒漠占比最大的原因是由于本研究區(qū)域青海境內(nèi)大片高寒荒漠分布，這在湯萃文[32]等對(duì)祁連山南坡植被景觀格局的研究中得到印證，而農(nóng)田、城鎮(zhèn)及水體小面積零散分布與的王清忠[35]的研究結(jié)果相同。劉晶[27]，蔣剛[33]等學(xué)者對(duì)祁連山不同地區(qū)的研究都表明，人類(lèi)活動(dòng)是景觀頻繁變化的動(dòng)因，甚至使某些區(qū)域的植被類(lèi)型出現(xiàn)嚴(yán)重退化現(xiàn)象，不同地區(qū)受到的人類(lèi)活動(dòng)影響不同，各研究學(xué)者選取的景觀格局指數(shù)及研究時(shí)段也不同，所以對(duì)景觀格局變化結(jié)果也會(huì)有差異。如辛雨瓊[26]等發(fā)現(xiàn)東祁連山農(nóng)牧交錯(cuò)區(qū)1988-2018年景觀呈復(fù)雜化和破碎化趨勢(shì)，劉晶[28]等發(fā)現(xiàn)祁連山東段1994-2008年間景觀多樣性、均勻度、破碎度指數(shù)增大，景觀優(yōu)勢(shì)度、分離度減小，但是徐亞男[29]等發(fā)現(xiàn)祁連山東段2000-2008年景觀整體多樣性水平降低，異質(zhì)性和破碎化程度減小，各景觀組分分配不均勻且朝著聚集的趨勢(shì)發(fā)展，2008-2016年，景觀整體多樣性水平增加，異質(zhì)性和破碎化程度增大，各景觀組分向著均勻化且分散的趨勢(shì)發(fā)展。綜上可以看出，即使是同一個(gè)大區(qū)域，也可能會(huì)因?yàn)橹笜?biāo)選取及小區(qū)域內(nèi)人類(lèi)活動(dòng)影響程度不同等因素導(dǎo)致景觀格局結(jié)果有差異，因此祁連山這樣的山地景觀格局指標(biāo)選取還有待進(jìn)一步探討。此外，研究區(qū)內(nèi)植被存在抵御能力弱及退化現(xiàn)象，仍需對(duì)其進(jìn)行加強(qiáng)管護(hù)。