劉佳慧

(呼和浩特職業(yè)學(xué)院，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010017)

景觀格局變化是自然、生物和社會(huì)要素相互作用的結(jié)果,是景觀生態(tài)學(xué)研究的核心內(nèi)容之一[1-2],也是土地利用和土地覆蓋變化研究的重要組成部分[3-4]。景觀格局分析可以數(shù)量化地分析景觀要素的結(jié)構(gòu)特征及其相互間的空間分布關(guān)系，在看似簡單無序的斑塊鑲嵌景觀上發(fā)現(xiàn)潛在、有意義的規(guī)律性及其形成機(jī)制，從而成為進(jìn)一步研究景觀功能和動(dòng)態(tài)的基礎(chǔ)［5-6］。

輝騰錫勒風(fēng)能資源豐富，輝騰錫勒風(fēng)電場也是亞洲重要的風(fēng)力發(fā)電設(shè)施，相關(guān)學(xué)者有過深入的研究[7-13]。然而，隨著電廠的發(fā)展和建設(shè)、旅游活動(dòng)、旅游基礎(chǔ)施設(shè)及農(nóng)牧民畜牧業(yè)生產(chǎn)的大量增加，輝騰錫勒風(fēng)電場的生態(tài)現(xiàn)狀及可持續(xù)發(fā)展的潛力受到了嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，相應(yīng)的景觀指標(biāo)發(fā)生改變，影響景觀中能量分配和物質(zhì)循環(huán)。

1 研究區(qū)概況

輝騰錫勒風(fēng)電場位于烏蘭察布市察哈爾右翼中旗和卓資縣交界處，112°33′～112°42′E，41°05′～41°12′N，平均海拔高度為2100 m。一年中最高氣溫為30.0℃，最低氣溫為-39.9℃，年均氣溫-1.3℃；全年無霜期100 d，年降水量約385.0 mm，雨量集中在每年7～9月份。輝騰錫勒草原風(fēng)電場風(fēng)能資源豐富，40 m高度年平均風(fēng)速8.8 mos-1。研究區(qū)日照充足，全年無霜期僅為83 d左右[18]。

2 數(shù)據(jù)來源及處理

以1995、2005、2015年TM影像為景觀信息源，時(shí)相為6～8月，地面分辨率均為30 m。在利用ENVI4.7軟件對3幅影像進(jìn)行大氣校正,并以2010年的遙感影像為參考底圖，在每個(gè)時(shí)期的影像上選取24個(gè)有標(biāo)志性的地物,對3期影像進(jìn)行配準(zhǔn)。利用2012年全國土地試行標(biāo)準(zhǔn)對土地類型進(jìn)行分類，并建立遙感圖像判讀標(biāo)志。利用MAPGIS6.7軟件對3期遙感影像進(jìn)行人機(jī)交互判別，得到輝騰錫勒風(fēng)電場土地利用分類圖及導(dǎo)出數(shù)據(jù)（表1）[13]。

表1 輝騰錫勒風(fēng)電場各時(shí)期景觀類型景觀指數(shù)

3 研究方法

3.1 斑塊密度（PD)

PD表征了斑塊密度，即斑塊個(gè)數(shù)與面積的比值，PD越大，破碎化越嚴(yán)重；采用該指數(shù)分析景觀破碎化程度，可達(dá)到識(shí)別景觀受干擾程度的目的[15]。

式中PD為斑塊密度;A為景觀總面積；m為土地利用類型總數(shù)；Nk為第k類土地利用類型斑塊數(shù)量。

3.2 景觀優(yōu)勢度指數(shù)(LDI)

景觀優(yōu)勢度的大小反映了研究區(qū)主要土地類型對研究區(qū)主導(dǎo)作用的大小，景觀優(yōu)勢度高則表明景觀由一種或少數(shù)幾種土地利用主導(dǎo)[16]。公式為：

式中，Pk是k種土地利用類型所占總面積的比；m是土地利用類型的總數(shù)。

4 結(jié)果分析

4.1 景觀尺度的斑塊密度（PD）

利用表1中景觀斑塊的數(shù)據(jù)和計(jì)算公式（1），得出1995年、2005年和2015年輝騰錫勒風(fēng)電場景觀尺度的斑塊密度（圖1）。1995年斑塊數(shù)為352個(gè)，斑塊密度為0.0086個(gè)/hm2；2005年斑塊數(shù)為581個(gè)，斑塊密度為0.014個(gè)/hm2；2015年斑塊數(shù)為1537個(gè)，斑塊密度為0.040個(gè)/hm2；1995～2005年，斑塊密度和斑塊數(shù)都呈上升趨勢，2005～2015年上升趨勢更加明顯。說明：在這兩個(gè)時(shí)期斑塊破碎化程度呈現(xiàn)階段性增強(qiáng)的趨勢，土地的承載力下降，受干擾性增強(qiáng)。

圖1 輝騰錫勒風(fēng)電場斑塊密度和斑塊數(shù)量

4.2 景觀尺度的優(yōu)勢度(LDI)

利用表1中景觀斑塊的數(shù)據(jù)和計(jì)算公式（2），得出1995、2005年和2015年輝騰錫勒風(fēng)電場景觀優(yōu)勢度（圖2）。1995年景觀優(yōu)勢度為2.53；2005年景觀優(yōu)勢度為2.50個(gè)；2015年景觀優(yōu)勢度為2.42個(gè)；1995～2005年，景觀優(yōu)勢度呈下降的趨勢，2005～2015年下降趨勢更加明顯。說明：在這兩個(gè)時(shí)期景觀優(yōu)勢度的指數(shù)呈現(xiàn)階段性下降的趨勢，以草甸、旱地和水系主要土地類型的優(yōu)勢度下降，土地脆弱性和承載力下降。

圖2 輝騰錫勒風(fēng)電場景觀優(yōu)勢度

4.3 不同時(shí)期各景觀類型的斑塊數(shù)量

利用表1中景觀斑塊的數(shù)據(jù)和計(jì)算公式（1）得出，1995年、2005年和2015年輝騰錫勒風(fēng)電場各類型的斑塊密度。1995～2005年，與其他類型斑塊相比，風(fēng)機(jī)基座斑塊的密度增加最為明顯，增加了3.88個(gè)/100 km2，其余類型的斑塊數(shù)量變化不大。2005～2015年，只有草甸、風(fēng)機(jī)檢修路和風(fēng)機(jī)基座斑塊密度變化較大，其余類型斑塊數(shù)量變化不明顯；風(fēng)機(jī)基座斑塊的密度增加最為明顯，為17.01個(gè)/100 km2；風(fēng)機(jī)檢修路的增加數(shù)量次之，為4.17個(gè)/100 km2；草甸的增加數(shù)量第三，為3.34個(gè)/100 km2。兩個(gè)時(shí)間段相比，2005～2015年的類型斑塊密度變化較大的更多。說明：1995～2005年，風(fēng)機(jī)基座的建設(shè)力度最大。2005～2015年，草甸的破碎化嚴(yán)重，草甸有退化的危險(xiǎn)；風(fēng)機(jī)和風(fēng)機(jī)基座的建設(shè)力度加快，是導(dǎo)致草甸斑塊破碎化的直接原因（圖3）。

圖3 1995～2005年和2005～015年風(fēng)電場各類型的景觀斑塊數(shù)量對比

4 結(jié)論

通過分析1995～2015年輝騰錫勒風(fēng)電場景觀尺度的景觀指數(shù)變化，得出如下結(jié)論：

（1）1995～2005年，斑塊密度和斑塊數(shù)都呈上升趨勢，2005～2015年上升趨勢更加明顯。在這兩個(gè)時(shí)期斑塊破碎化程度呈現(xiàn)階段性增強(qiáng)的趨勢，土地的承載力下降，受干擾性增強(qiáng)。

（2）1995～2005年，景觀優(yōu)勢度呈下降的趨勢，2005～2015年下降趨勢更加明顯。在這兩個(gè)時(shí)期景觀優(yōu)勢度的指數(shù)呈現(xiàn)階段性下降的趨勢，以草甸、旱地和水系主要土地類型的優(yōu)勢度下降。

（3）1995～2005年，與其他類型斑塊相比，風(fēng)機(jī)基座斑塊的數(shù)量密度最為明顯。2005～2015年，只有草甸、風(fēng)機(jī)檢修路和風(fēng)機(jī)基座斑塊密度變化較大，其余類型斑塊密度變化不明顯；風(fēng)機(jī)基座斑塊的密度增加最為明顯，為17.01個(gè)/100 km2；風(fēng)機(jī)檢修路的增加數(shù)量次之，為4.17個(gè)/100 km2；草甸的增加數(shù)量第三，為3.34個(gè)/100 km2。1995～2005年，風(fēng)機(jī)基座的建設(shè)力度最大。2005～2015年，草甸的破碎化嚴(yán)重，草甸有退化的危險(xiǎn)；風(fēng)機(jī)和風(fēng)機(jī)基座的建設(shè)力度加快，是導(dǎo)致草甸草原斑塊破碎化的直接原因。