銀川市景觀格局動態(tài)變化研究

白林波，白明生，賈科利

（1.寧夏大學(xué) 資源環(huán)境學(xué)院，銀川750021；2.寧夏大學(xué) 生命科學(xué)學(xué)院，銀川750021）

從景觀生態(tài)學(xué)的角度，對特定區(qū)域的景觀生態(tài)空間格局進行研究，是揭示該區(qū)域生態(tài)狀況及空間變異特征的有效手段。景觀格局及其動態(tài)變化是景觀生態(tài)學(xué)研究的核心內(nèi)容之一［1－3］。隨著城市化進程的明顯加快，城市用地規(guī)模不斷擴展，對城市進行合理規(guī)劃，優(yōu)化城市地域格局，已成為城市可持續(xù)發(fā)展的先決條件［4－6］。目前由于計算機技術(shù)、信息技術(shù)及3S技術(shù)的發(fā)展，景觀格局變化研究逐步發(fā)展到定量化階段，主要表現(xiàn)為運用不同時期遙感影像對區(qū)域景觀格局及其變化過程進行研究［7－8］。隨著銀川市近年來經(jīng)濟的快速發(fā)展，景觀格局變化很快。本文應(yīng)用CBERS影像在GIS技術(shù)支持下對銀川市景觀格局進行動態(tài)分析，旨在為銀川市景觀生態(tài)規(guī)劃與生態(tài)設(shè)計提供科學(xué)依據(jù)及輔助決策參考，以期減弱城市開發(fā)對生態(tài)系統(tǒng)的破壞，改善日益脆弱的生態(tài)環(huán)境，促進銀川市經(jīng)濟、社會與生態(tài)環(huán)境的和諧發(fā)展。

1 研究區(qū)概況

銀川市是中國西北區(qū)域性中心城市。位于寧夏引黃灌區(qū)的中部，東臨黃河，西屏賀蘭山，介于東經(jīng)105°51′－106°21′，北緯38°25′－38°37′，平均海拔1 100m，屬中溫帶大陸性氣候，年均氣溫8.5℃，年均降水200mm，冬無嚴寒，夏無酷暑。國家實施西部大開發(fā)戰(zhàn)略以來，銀川市經(jīng)濟高速發(fā)展，處于歷史上以來最好的發(fā)展時期。本次研究范圍包括銀川市三區(qū)（興慶區(qū)、金鳳區(qū)和西夏區(qū)）以及永寧縣和賀蘭縣。

2 研究方法

2.1 景觀類型劃分

根據(jù)研究區(qū)景觀類型實際情況及圖像的空間分辨率，將研究區(qū)景觀分為建設(shè)用地、耕地、林地、水體、未利用土地5種景觀類型。

2.2 數(shù)據(jù)處理

本文所用資料為研究區(qū)2001年和2005年兩期CBERS衛(wèi)星圖像，接收時間分別為2001年8月和2005年9月，借助研究區(qū)1∶5萬地形圖，應(yīng)用軟件Erdas imagine對2001年遙感圖像進行幾何精校正。在CBERS影像和地形圖中選擇30個均勻分布的控制點，采用雙線性內(nèi)插法進行重采樣，完成整幅圖像的幾何精校正。2005年圖像以校正好的2001年圖像為基準進行影像間的配準，利用圖像－圖像的方式達到幾何配準的目的。然后在ArcView軟件平臺下，按5種景觀類型分層提取（見圖1），然后應(yīng)用軟件的統(tǒng)計功能統(tǒng)計各景觀類型單元的斑塊數(shù)、面積等指標（見表1）。

表1 研究區(qū)2001－2005土地利用類型的特征值

圖1 銀川市景觀類型圖

2.3 研究指標

對景觀空間格局的定量描述是分析景觀結(jié)構(gòu)、功能及過程的基礎(chǔ)，通過格局分析可以把景觀的空間特征與時間過程聯(lián)系起來，從而能夠較為清楚地對景觀內(nèi)在規(guī)律進行分析和描述。本文選取斑塊面積、斑塊數(shù)﹑多樣性指數(shù)﹑景觀優(yōu)勢度﹑景觀破碎度及景觀均勻度5種指標進行景觀格局變化研究［9－12］，根據(jù)景觀指數(shù)計算公式及表1數(shù)據(jù)計算出研究區(qū)的景觀類型指數(shù)和景觀指數(shù)結(jié)果見表2－3。

表2 2001－2005年研究區(qū)景觀類型指數(shù)特征值

表3 2001－2005年研究區(qū)景觀指數(shù)特征值

3 結(jié)果分析

3.1 研究區(qū)景觀構(gòu)型和總體特征的變化分析

從表1可以看出，研究區(qū)在2001－2005年景觀斑塊類型沒有發(fā)生變化，均由耕地、林地、建設(shè)用地、水域和未利用土地構(gòu)成。其中耕地為主要景觀類型，2001年和2005年的耕地面積比例均在50%以上，其次是未利用土地、林地、水體和建筑用地，兩個時間段不同景觀類型的構(gòu)成比例雖有變化，但都是按照上述順序由高到低逐漸減少，說明研究區(qū)的景觀構(gòu)成在2001－2005年沒有太大變化。從景觀指數(shù)來看（表3），2001－2005年景觀多樣性指數(shù)和均勻度指數(shù)增加，優(yōu)勢度指數(shù)和破碎度指數(shù)有所減小，說明研究區(qū)的景觀類型分布更趨均衡化。

3.2 景觀斑塊類型水平上的景觀格局變化分析

3.2.1 耕地變化 2001－2005年耕地的斑塊數(shù)量略有減少，但面積卻增加了25.55km2，多樣性指數(shù)、破碎度指數(shù)和均勻度指數(shù)減小，優(yōu)勢度指數(shù)稍有增加，說明研究區(qū)耕地面積增加的同時，更趨于大面積的片狀分布。

3.2.2 林地變化 研究區(qū)林地主要集中分布于賀蘭山區(qū)，2001－2005年林地的斑塊數(shù)量和面積均有所增加，主要是由部分未利用土地轉(zhuǎn)化而來。

3.2.3 建筑用地變化 建筑用地為城鎮(zhèn)建成區(qū)和鄉(xiāng)村，2001－2005年建筑用地的斑塊數(shù)量沒有變化，面積增加了71.61km2，隨著城市的迅速擴展，城鎮(zhèn)面積逐漸增大，尤其是銀川市面積增加較多，使得建筑用地景觀的的多樣性指數(shù)和均勻度指數(shù)增加，優(yōu)勢度和破碎度指數(shù)減小。

3.2.4 水體變化 從表1可以看出2001－2005年研究區(qū)的水體斑塊數(shù)量減少較多，由51塊減少為31塊，面積也相應(yīng)由271.5km2減少為172.46km2。多樣性指數(shù)、破碎度指數(shù)和均勻度指數(shù)減小，優(yōu)勢度指數(shù)稍有增加，從影像圖可以看出，水域主要轉(zhuǎn)化為耕地，主要是研究區(qū)的小面積坑塘水面和養(yǎng)殖水面由于利用不善轉(zhuǎn)化為耕地。

3.2.5 未利用土地變化 未利用土地的斑塊數(shù)量增加，但是面積卻有所減少，這是因為在研究時段內(nèi)，原先的未利用土地部分轉(zhuǎn)化為林地和耕地，原先的部分耕地由于土質(zhì)退化不適合耕種成為撂荒地導(dǎo)致斑塊的數(shù)量增加，破碎度增大。

4 結(jié)語

綜合以上分析結(jié)果，銀川市在2001－2005年城市景觀格局的主要變化特征表現(xiàn)為以下幾個方面：

（1）在研究時段內(nèi)景觀斑塊類型沒有發(fā)生變化，景觀多樣性指數(shù)和均勻度指數(shù)增加，優(yōu)勢度指數(shù)和破碎度指數(shù)有所減小，研究區(qū)的景觀類型分布更趨均衡化。

（2）受城市化進程影響，銀川市在2001－2005年建筑用地數(shù)量增加較快，耕地和林地面積增加，主要由水體和未利用土地轉(zhuǎn)化而來，水體和未利用土地的數(shù)量減少，尤其是水體的斑塊數(shù)量減少較多。水是城市生態(tài)系統(tǒng)非常重要的組成部分，水體的大量減少，可能會對城市功能產(chǎn)生不良影響，因此，在未來的城市規(guī)劃中，應(yīng)加強城市水體的保護。隨著城市化進程的加快，建筑用地數(shù)量必然呈逐年增加的趨勢，但是在增加建筑用地面積的同時，為了保護區(qū)域的生態(tài)環(huán)境質(zhì)量，要重視水體、林地在城市中的重要作用，合理規(guī)劃各土地利用類型的比例和空間分布格局，保持生態(tài)環(huán)境的穩(wěn)定性，使城市健康發(fā)展。

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