陳 哲，徐 翰

(1.江西核工業(yè)測繪院集團有限公司，330013，南昌；2.江西省自然資源事業(yè)發(fā)展中心，330013，南昌)

0 引言

土地是地表上最明顯的景觀標志，由各類斑塊所組成。有著明顯的空間特性，對人類地區(qū)的經濟發(fā)展以及大自然的生態(tài)功能都有著重大影響。利用空間布局分析方法，把土地利用的空間特征和時序過程聯(lián)系起來，有助于更好地總結土地利用的動態(tài)變化特點。城市景觀格局作為自然景觀空間異質化的重要體現(xiàn)，是自然景觀嵌體與城市空間結構分布組合的綜合表現(xiàn)[1-2]。通過分類研究土地利用因素和城市景觀布局，就可以認識自然景觀現(xiàn)象，揭示變化趨勢，對于推動人類經濟社會和城市自然生態(tài)的健康和諧發(fā)展，有著重要意義[3]。

近年來，國內外許多專家學者對土地景觀格局的變化進行研究和探討。其中，楊國靖等人則對森林景觀布局及其碎片化程度做出了多方面剖析，并進一步探討了其碎片化的成因[4]；吳波等人探討人類活動與荒漠化范圍擴大及景觀格局變化的情況，認為人類過度活動是導致景觀格局變化最主要的影響因素[5]；汪愛華等人利用遙感技術和地理信息技術探討濕地景觀格局變化與人類活動之間的聯(lián)系，得出人類活動是影響濕地景觀格局變化的主要原因[6]。這些學者的研究成果對我國景觀格局研究的發(fā)展具有重大的意義[7-8]。

20世紀以來我國城鎮(zhèn)化快速發(fā)展，中東部區(qū)域城鄉(xiāng)建設用地迅速擴大，城鎮(zhèn)化也處于快速發(fā)展之中。而近20多年是江西省實施中部區(qū)域崛起規(guī)劃、鄱陽湖經濟生態(tài)區(qū)計劃等重大國家經濟社會生態(tài)區(qū)域發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃的關鍵時間[9]。雖然江西作為華東地區(qū)發(fā)達省市，歷史比較悠久，農業(yè)水平較先進,但隨著城鎮(zhèn)化的高速推進、國家社會經濟高速發(fā)展和我國一些重大戰(zhàn)略規(guī)劃政策的實施，建設中土地供應量持續(xù)上升，但土地利用受人類社會活動環(huán)境影響尤為突出，自然環(huán)境日益脆弱，因此備受大家的重視[10-11]。本研究成果將利用GIS平臺和Fragstats軟件，針對2010—2020年的江西省土地景觀布局變化情況做出特征性數(shù)據分析，對未來的土地利用提出更具體的針對性措施，為今后的土地利用景觀布局計劃提出依據。

1 研究區(qū)概況

江西地處我國中部，黃河中下游南岸，隸屬華東，省界在東經E113°34′36″～118°28′58″，北緯N24°29′14″～30°04′41″間，東臨浙江、福建，南聯(lián)廣東，西靠湖南，北毗湖北、安徽，而共接黃河流域。省內有我國第一大淡水湖——鄱陽湖，同時也是亞洲最超大規(guī)模的黃銅產業(yè)基地之一。地貌類型以贛南丘陵、山區(qū)居多，盆地、河谷廣布，并略帶鄱陽湖沖積平原。天氣為亞熱帶溫和的濕潤季風天氣，每年溫約16.3～19.5 ℃，且一般自北向南遞增。贛東北、贛西北部丘陵和鄱陽湖沖積平原，平均每年溫為16.3～17.5 ℃，而贛南盆地平均則為19.0～19.5 ℃。江西省是我國的多雨省份之一，平均降水量1 341～1 943 mm，在地域劃分上是南多北少，東多西少。研究區(qū)位置如圖1所示。

2 數(shù)據來源與研究方法

2.1 數(shù)據來源及處理

本文的數(shù)據分析主要來源于江西統(tǒng)計年鑒、政府公報，此外還有2010年、2015年、2020年的江西省3期遙感影像等，其中遙感影像數(shù)據以Landsat TM遙感影片為主要數(shù)據分析源，進行了融合、幾何校準、圖像強化和拼合等數(shù)據處理后，采用人機交互目視解譯的方式，結合土地使用類型，通過ENVI 5.1軟件獲得了建設用地、林地、水域、耕地、草地和未利用地等6種土地類型。遙感影像數(shù)據的分辨率為30 m，且經檢測后其Kappa系數(shù)都在87%以上，已達到了本研究的精度。江西省2010年、2015年和2020年景觀類型圖如圖2所示。

圖1 江西省區(qū)域圖

圖2 2010年、2015年、2020年江西省景觀類型圖

2.2 研究方法

2.2.1 景觀動態(tài)度 景動態(tài)度是指根據景觀類型變動的強烈程度,能夠為土地用途的變動速率給出一種定性描述，從而對未來土地用途的變化進行預期分析[12]，其計算公式是:

(1)

K則表示某一景觀類型動態(tài)度，Ua和Ub分別為研究的起始時間和研究完成時間中某景觀類型的總面積，T為研究時間長。

2.2.2 景觀指數(shù) 景觀指標能夠反映某個地區(qū)的自然景觀構成特征和空間變化特點，是高度濃縮的表達自然景觀布局信息的定量參照標尺[13-14]。作為一個合理的景觀指標，需要充分反映自然景觀布局類型的豐富程度、反映各斑塊的空間形狀特點、揭示了自然景觀內各部分的空間分布特點[15-17]。基于江西省土地利用狀況和自然景觀分類標準，本文將通過從景觀類型水平和景觀水平二尺度上共選擇的10個主要景觀指數(shù)進行分類，見表1。按照自然景觀水平指標選擇了斑塊密度系數(shù)(PD)、蔓延度指數(shù)(CONTAG)、香農多樣性指數(shù)(SHDI)、香農均勻度指數(shù)(SHEI)、聚集度指標(AI)、斑塊數(shù)(NP)。景觀類型水平指數(shù)選擇景觀面積(CA)、最大斑塊指數(shù)(LPI)、連接度指數(shù)(COHESION)、邊緣密度(ED)。

表1 景觀格局指數(shù)及其生態(tài)學意義

3 結果與分析

3.1 景觀動態(tài)變化分析

從表2得知，江西省的城市建設用地為整個研究時期內動態(tài)度最大的地類，為5.87%，其中2015—2020年為城市建設用地動態(tài)度最大的時期，為5.57%；草地的動態(tài)度則為0.46%，其動態(tài)度最大的時期為2010—2015年，為1.03%；然后是水域，達到了0.40%；未利用地的動態(tài)勢出現(xiàn)了先下降后上升的態(tài)勢，但在2015—2020年動態(tài)勢數(shù)值最高時，為4.05%；最后是林地和耕地，動態(tài)勢變化并不明顯，且動態(tài)數(shù)值也較低。

表2 2010—2020年江西省景觀動態(tài)變化

3.2 景觀水平的格局特征分析

PD是反映景觀形態(tài)的重要指標，斑塊密度越大，景觀形態(tài)破碎度越高。CONTAG表示景觀斑塊之間的聚集程度和趨勢，蔓延度值越大，說明優(yōu)勢斑塊類型具有較好的聚合度和連接性。由表3可得到，PD指數(shù)在2010—2020年依次為0.078 7、0.082 0、0.083 6，且總體上呈現(xiàn)出穩(wěn)定增長的態(tài)勢，其中2010—2015年增長最大，說明期間江西省景觀的破碎化程度在加大。CONTAG的數(shù)值也進一步下降，由2015年的47.624 1下降到了45.683 4，表明城市景觀中不同斑塊類型的團聚程度正在下降，連接性下降。SHDI反映了景觀的異質性和景觀結構的復雜性；SHEI代表優(yōu)勢類型，數(shù)值越大，優(yōu)勢度越高。從表3得到，2010—2020年SHDI值增長明顯，從1.014 5增加到1.052 2，說明江西省的景觀類型呈現(xiàn)多樣化的趨勢；與此同時，SHEI的變化趨勢與SHDI的變化趨勢相同，SHEI值不斷增加，由0.566 2增加到0.587 2，說明江西省整體景觀呈現(xiàn)出異質性的特征，景觀類型的分布朝著多樣化發(fā)展。AI表示不同景觀的聚集度，反映景觀要素的相互分散程度。從表3得到，2010—2020年AI指數(shù)不斷降低，從65.447下降到64.403，表明景觀斑塊呈現(xiàn)分散的特性，聚合度低。NP代表了景觀格局分布的均勻性和斑塊的數(shù)量，由13 117增加到13 789，斑塊數(shù)量增加說明景觀破碎化隨之增強，在2010—2015年較為明顯。

表3 2010—2020年景觀水平指數(shù)變化

以上指標均表明，在城市化進程的10 a，江西省的土地利用景觀呈現(xiàn)出破碎式和離散式的發(fā)展趨勢，表明江西省工業(yè)化發(fā)展的快速推進，在此過程中，建設用地的需求劇增，使原有的各類景觀被截斷或占用，原有的各類景觀資源優(yōu)勢度下降，從而加劇了江西省景觀格局的破碎化。

3.3 景觀類型水平的格局特征分析

CA代表了景觀面積的數(shù)量，直接反映了該地區(qū)的景觀基質。如圖3所示，2010—2020年林地的景觀面積最大。其次是耕地，說明了這2種景觀雖然對整體景觀格局的影響都很大，但是土地面積卻呈現(xiàn)出明顯下降的態(tài)勢，其中建筑用地面積，水面和草原均出現(xiàn)明顯上升的態(tài)勢，其中建筑用地面積上升比率最大，未利用地面積體量較小，變化不明顯。LPI能較好地反映斑塊集中程度和景觀特征。如圖3所示，林地的最大斑塊指數(shù)最大，達到58.706 6，其次是耕地，表明了江西省景觀類型以耕地和林地為主。2010—2020年，林地的最大斑塊指數(shù)一直趨于較高的數(shù)值，但是隨著退耕還林還草的實施導致其出現(xiàn)下降的趨勢，大的耕地斑塊被人為的分割成小斑塊，使得最大斑塊面積減?。徊莸?、水域、未利用地和建設用地最大斑塊指數(shù)基本保持穩(wěn)定，主要是由于林地和耕地的基數(shù)較大。

圖3 2010年、2015年、2020年江西省CA、LPI指數(shù)

COHESION用于表示景觀類型的空間連接程度，當這種景觀的連接程度越大，其分布越集中，其聯(lián)結程度也越高。如圖4所示，景觀要素中耕地和林地的連接度最高，分別為97.850 8和99.873 0，其次是建設用地、未利用地和水域，最后是草地。2010—2020年，建設用地斑塊連結度逐年增加，表明景觀要素的斑塊越來越集中分布，其在空間上的分布趨于片塊狀的聚落，連通度不斷提高；通過對建設用地產業(yè)條件的改善，以及受土地利用結構變化和區(qū)域產業(yè)發(fā)展的影響，提高了建設用地景觀斑塊連接度。ED表示邊界密度，反映了景觀或類型被邊界分割的程度，是景觀破碎化的直接表現(xiàn)。如圖4所示，耕地和林地的邊緣密度都是相對最大的，表示耕地、林地的邊界最細碎，其次是建設用地和水域。由于未利用地的變化相對較小，所以數(shù)值相對較低。2010—2020年，草地和耕地邊緣密度呈現(xiàn)下降的走勢，是由于退耕還林中，造成邊緣景觀破碎化導致其密度下降，水域呈現(xiàn)小幅下降，建設用地出現(xiàn)先增長趨勢，說明建設用地景觀出現(xiàn)破碎化的現(xiàn)象，草地和未利用地則保持相對穩(wěn)定。

圖4 2010年、2015年、2020年江西省COHESION、ED指數(shù)

4 結論與討論

4.1 結論

從景觀動態(tài)度和景觀指數(shù)分析結果表明,調查區(qū)內各景觀種類的數(shù)量和分布情況在2010—2020年均有所變動，但在趨勢上有所不同。其中，耕地與水域之間的景觀形態(tài)更加復雜,景觀破碎程度明顯提高，與草地的連接性也較弱；建設用地的總量與規(guī)模擴大，其景觀優(yōu)勢程度與連通性都大大提高,逐步趨向集中分布；但林地相對變化較小。總體上，各景觀類型所占比重逐步趨向平衡發(fā)展，地域異質性擴大，景觀格局趨向復雜與多樣。

4.2 討論

隨著城鎮(zhèn)化和社會經濟的迅速發(fā)展，江西省土地利用景觀布局也出現(xiàn)了一定程度的改變。在經國務院批準的《江西省土地利用總體規(guī)劃(2006—2020年)》中明確提出，要統(tǒng)籌保障農用地與保障經濟社會發(fā)展用地之間的相互關系，積極調整土地利用模式，合理配置城鄉(xiāng)建設用地，強化國土與生態(tài)環(huán)境建設，并以此推動全區(qū)土地使用節(jié)約與集約發(fā)展。根據對江西省各地城市土地利用及景觀布局等變化的數(shù)據分析的結果，近年來，由于城市經濟建設的迅速發(fā)展，區(qū)域內各種農業(yè)生產項目數(shù)量日益增加，城市建筑用地規(guī)模迅速增加，不可避免地擠占了部分土地資源及其生態(tài)用地，城市土地供求矛盾也越來越明顯，低效的土地資源配置和不合理的城市景觀要素建設，給城市的長遠發(fā)展造成了一定的限制。所以，根據本文調研中所反映的有關問題，為解決地域資源環(huán)境保護和農村可持續(xù)發(fā)展之間的根本問題，需要逐步調整轄區(qū)土地利用發(fā)展模式，注重把握農村建設用地與城鄉(xiāng)綜合建設工業(yè)用地的結構調整，優(yōu)先配置轄區(qū)基本農田，并確定了永久基本農田保護區(qū)的建設紅線，以確保轄區(qū)食品安全；優(yōu)化城市基礎設施工業(yè)用地格局，進一步完善對此類地塊的制度審批與監(jiān)管，以合理規(guī)范城市建設工業(yè)用地；擴大城市綠化空間用地面積，進一步調整城市生態(tài)建設工業(yè)用地格局，以充分發(fā)揮城市自然景觀的生態(tài)功效等。

因此，針對本研究所反映的相關問題，為緩解區(qū)域資源環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展之間的矛盾，應進一步調整區(qū)域土地利用模式，重點調整農業(yè)用地和建設用地結構，優(yōu)先發(fā)展區(qū)域基本農田，劃定永久性基本農田保護紅線，確保區(qū)域糧食安全；優(yōu)化基礎設施用地布局，加強基礎設施用地的制度審查和監(jiān)督管理，合理規(guī)劃城市建設用地；擴大城鄉(xiāng)綠地用地，調整生態(tài)用地布局，充分發(fā)揮城市景觀的生態(tài)功能。