盤錦地區(qū)景觀格局動態(tài)分析

唐 強，閆紅偉，范業(yè)展

（1.沈陽大學生物與環(huán)境工程學院，遼寧沈陽 110044；2.沈陽農業(yè)大學a.園藝學院，b.林學院，遼寧沈陽 110161）

盤錦地區(qū)景觀格局動態(tài)分析

唐 強1，2a，閆紅偉2b，范業(yè)展1

（1.沈陽大學生物與環(huán)境工程學院，遼寧沈陽 110044；2.沈陽農業(yè)大學a.園藝學院，b.林學院，遼寧沈陽 110161）

借助ENVI 4.8軟件，對盤錦地區(qū)1994年和2009年LANDSAT 5的TM遙感影像進行解譯并分析.參照國標《土地利用現(xiàn)狀分類》的分類體系，參考調查區(qū)域土地利用特征，將研究區(qū)域劃分為8種土地利用類型.利用ArcGIS 9.3軟件和Fragstats 3.3軟件，通過格式轉換、空間分析等處理，進行了數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析和景觀格局指數(shù)計算，完成對研究區(qū)域的景觀格局分析，結果表明：研究區(qū)域不同景觀類型發(fā)展趨勢不相同，人工景觀類型破碎化程度在增加，自然景觀類型總體保育較好，但灘涂區(qū)域受到濱水養(yǎng)殖業(yè)干擾較大，面積在減少，生態(tài)總體質量在下降；旱地和林地在減少，林地的破碎化程度依然較高.

盤錦市；土地利用；景觀格局

土地利用是土地在人類活動干預下進行自然再生產和經濟再生產的復雜過程，它將受到多種因素的制約［1］.全面掌握區(qū)域土地利用特點，是加強土地資源開發(fā)，維持并改善區(qū)域生態(tài)環(huán)境的基礎［2］.基于不同的土地利用形態(tài)形成的景觀空間格局，是各種生態(tài)過程在不同尺度上的作用結果.近年來，景觀生態(tài)學及其相關學科對區(qū)域景觀格局優(yōu)化、景觀格局演變，以及景觀格局變化帶來的生態(tài)效應研究一直為研究人員所重視，定量研究區(qū)域景觀格局已經成為景觀生態(tài)學研究中重要的研究課題和研究方向［3-8］.盤錦地處遼河三角洲腹地，是東北重要的“魚米之鄉(xiāng)”.了解該區(qū)域的景觀格局變化特點，將有助于對遼河三角洲區(qū)域生態(tài)的綜合管理，并為合理進行土地規(guī)劃提供科學依據(jù).

1 研究區(qū)域概況

遼河三角洲是我國四大河流（長江、珠江、黃河、遼河）三角洲之一.區(qū)域內溝壑縱橫，主要河流有大遼河和雙臺子河，兩股河流均向南流入渤海遼東灣，它們同大凌河一起作用，沖積形成遼河三角洲平原.作為研究區(qū)域的盤錦地處遼河三角洲的腹地［9］，地理位置為東經121°31′～122°28′，北緯40°40′～41°27′.其境內自然資源豐富，稻米、蘆葦、油氣，以及水產資源全國聞名，中國第三大油田——遼河油田就位于此（本文研究區(qū)域不包括海域、陸地與海域以濱海灘涂外線劃分邊界）.

2 研究方法

2.1 數(shù)據(jù)來源與處理

本研究基礎數(shù)據(jù)來源于1994年和2009年LANDSAT 5的TM遙感影像，TM數(shù)字柵格圖像的空間分辨率為30m×30m.研究區(qū)域遙感影像借助ENVI軟件進行影像預處理，參照1∶10000地形圖進行了幾何校正和影像配準，然后將兩幅遙感影像基于地理坐標進行了圖形鑲嵌，并根據(jù)盤錦市市域邊界矢量圖進行了圖形剪裁，完成遙感影像的預處理.然后對遙感影像進行4、3、2假彩色合成，并進行圖像增強，作為監(jiān)督分類底圖.

結合國標《土地利用現(xiàn)狀分類》的分類體系［10］，參考調查區(qū)域土地利用特征以及LANDSAT5TM影像數(shù)據(jù)，確定區(qū)分8種土地利用類型：1旱地、2水田、3林地、4灘涂、5水域、6蝦蟹田、7濕地、8居民點及工礦用地.采用野外調查與室內解譯相結合的方法，首先通過野外實地考察，然后在室內應用ENVI遙感圖像處理軟件，借助最大似然法對影像數(shù)據(jù)進行監(jiān)督分類，并進行分類后處理.分類處理后，根據(jù)野外考察以及相關技術資料，進行進一步人工目視解譯，以修改混分和錯分類結果，提高解譯精度，完成區(qū)域土地利用類型圖.成圖后，借助ArcGIS 9.3軟件和Fragstats 3.3軟件，通過格式轉換、空間分析等處理，進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析和景觀格局指數(shù)計算.

2.2 景觀格局分析指數(shù)

景觀格局分析以景觀水平和類型水平，借助10個景觀格局指數(shù)［11］作為分析指標，相關指數(shù)具體含義如下：

（1）景觀面積百分比（PLAND）：等于某一斑塊類型的總面積占整個景觀面積的百分比.用于類型水平.

（2）斑塊密度（PD）：類型水平上的斑塊密度等于該類型斑塊數(shù)除以景觀總面積，它反映某類型的破碎化程度和空間異質性程度；景觀水平上的密度（PD）等于景觀中斑塊總數(shù)除以景觀面積，它反映景觀總體的破碎化程度和空間異質性程度.斑塊密度常用平均100hm2斑塊數(shù)表示，用于類型／景觀水平.

（3）斑塊個數(shù)（NP）：斑塊個數(shù)和斑塊主要密度用于測量景觀的破碎化程度和空間異質性程度.NP在類型水平上等于某一類型的總個數(shù)，在景觀水平上等于景觀中所有類型的總數(shù).主要用于類型／景觀水平.

（4）最大斑塊占景觀面積的比例（LPI）：等于某一斑塊類型中的最大斑塊占整個景觀面積的比例.用于類型水平.

（5）Shannon多樣性指數(shù)（SHDI）：用來度量景觀元素或生態(tài)系統(tǒng)在結構、功能，以及隨時間變化方面的多樣性，它反映了景觀類型的豐富度和復雜度.用于景觀水平.

（6）景觀優(yōu)勢度指數(shù)（LDI）：多樣性指數(shù)的最大值與實際計算值之差，通常較大的值對應于一個或少數(shù)幾個類型占主導地位的景觀.用于景觀水平.

（7）Shannon均勻度指數(shù)（SHEI）：反映景觀格局中各個類型在面積上分布的不均勻程度，通常以多樣性指數(shù)和其最大值的比來表示.用于景觀水平.

3 結果與分析

3.1 景觀水平上景觀格局分析

研究區(qū)域在景觀水平上的景觀格局相關指數(shù)見表1.

NP指數(shù)和PD指數(shù)是反映區(qū)域景觀破碎程度的重要指標，同景觀破碎化呈正相關性，同比2009年和1994年，兩個指數(shù)均顯示增加，說明區(qū)域總體破碎化程度在增大.而反映景觀空間結構的三個指數(shù)：景觀優(yōu)勢度指數(shù)（LDI）、Shannon多樣性指數(shù)（SHDI）和Shannon均勻度指數(shù)（SHEI）則呈現(xiàn)有較好的負相關性，LDI在減少，SHDI和SHEI在增加，這說明，區(qū)域總體受到一定的干擾，但由于變化數(shù)值較小，說明這種干擾的程度相對較低，景觀類型沒有明顯變化，景觀斑塊在區(qū)域中總體呈現(xiàn)均衡化發(fā)展.

表1 景觀水平的景觀格局指數(shù)Table 1 Indices of landscape patterns in Land Metrics

3.2 類型水平上景觀格局分析

3.2.1 PLAND指數(shù)變化（圖1）

1994—2009年間，PLAND指數(shù)呈現(xiàn)負增長的用地類型有旱地、林地、灘涂和濕地，尤其灘涂減少最多.呈現(xiàn)明顯正增長的用地類型有水田、蝦蟹田和居民點與工礦用地.從這一變化趨勢來看，區(qū)域的經濟活動日漸頻繁，一些生態(tài)相對脆弱的區(qū)域已經受到干擾，諸如不斷增加的濱水養(yǎng)殖業(yè)擠占了原有的灘涂空間，使這里成為需要生態(tài)保護重點關注區(qū)域；居民點與工礦用地不斷擴張，對本已不足的旱地也具有一定的沖擊.

3.2.2 PD指數(shù)變化（圖2）

兩年間，PD指數(shù)變化各有不同，林地、灘涂、水域和濕地的指數(shù)呈現(xiàn)負增長，旱地、水田、蝦蟹田和居民點及工礦用地呈現(xiàn)正增長，說明研究區(qū)域自然景觀保護較好，人工景觀類型受干擾程度在增加.尤其是居民點及工礦用地類型變化最大，說明15年間區(qū)域經濟活動頻繁，這與實際相符；而林地的斑塊密度指數(shù)一直最大，說明區(qū)域內林地類型破碎化程度最高.

圖1 PLAND指數(shù)變化Fig.1 Variation of PLAND index

圖2 PD指數(shù)變化Fig.2 Variation of PD index

3.2.3 NP指數(shù)變化（圖3）

斑塊個數(shù)（NP）的大小與景觀的破碎度有很好的正相關性，一般規(guī)律是NP大，破碎度高；NP小，破碎度低.兩年中，NP數(shù)值最大的用地類型均為林地，說明區(qū)域內林地類型破碎化程度最高.斑塊數(shù)目變化最大的是居民點及工礦用地.同時，林地、灘涂、水域和濕地等用地斑塊數(shù)目在減少，反映了區(qū)域內人工景觀類型破碎化程度的增加，而自然景觀類型景觀破碎化程度降低，說明區(qū)域內經濟活動頻繁，同時對自然的保護也卓見成效，這與國家建立雙臺河口自然保護區(qū)密不可分.

3.2.4 LPI指數(shù)變化（圖4）

LPI等于某一斑塊類型中的最大斑塊占整個景觀面積的比例.圖4中，水田、蝦蟹田和居民點及工礦用地LPI數(shù)值增加，以水田類型LPI數(shù)值增加最多；林地、灘涂和濕地等自然景觀類型LPI數(shù)值在減小.這說明區(qū)域中人工景觀類型斑塊規(guī)模在增大，而自然景觀類型面臨破碎化趨勢，但除了水田類型增加相對較多，其他用地類型LPI數(shù)值變化均不足2，說明15年間區(qū)域中各類型的破碎化進程相對緩慢.

圖4 LPI指數(shù)變化Fig.4 Variation of LPI index

4 結 論

綜合1994年和2009年景觀和類型水平的生態(tài)指數(shù)對比分析結果，發(fā)現(xiàn)：研究區(qū)域不同景觀類型發(fā)展趨勢并不相同，代表人工景觀類型的水田、蝦蟹田和居民點與工礦用地類型景觀破碎化程度在增加，而代表自然景觀類型的林地、灘涂、水域和濕地總體保育較好，這與雙臺子河口國家自然保護區(qū)的設置息息相關.但從個別指數(shù)也發(fā)現(xiàn)一些問題，諸如濱水養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展導致的灘涂區(qū)域、旱地和林地減少等問題都應該引起重視.因此，建議盤錦地區(qū)：在經濟發(fā)展的同時，要關注濱水生態(tài)脆弱帶；并整合土地利用形式，增加土地利用的效益最大化，實現(xiàn)經濟發(fā)展和土地占用的平衡.

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Dynamic Analysis on Landscape Patterns in Panjin City

TANG Qiang1，2a，YAN Hongwei2b，F(xiàn)AN Yezhan1

（1.College of Biological and Environmental Engineering，Shenyang University，Shenyang 110044，China；2.a.College of Forestry，b.College of Horticulture，Shenyang Agricultural University，Shenyang 110161，China）

By means of ENVI 4.8，the LANDSAT 5RS image in 1994and 2009of Panjin City was interpreted and analyzed.And refer to the state standard of current land use classification taxonomy and the feather of the land utilization in the investigation area，the eight land use types were divided in the investigation area.Using ArcGIS 9.3and Fragstats 3.3，through format conversion and spatial analysis etc，the statistical data analysis and the indices of landscape patterns calculation were done to accomplish the analysis of the landscape pattern in the investigation area.The result is that the development trend of every type in the area is different，that the artificial landscape is more and more fragmented，but the natural landscape is good as a whole.Some problems should be paid more attention，such as the decrease of the mudflat，cropland and woodland.

Panjin city；land utilization；landscape patterns

F 301.24

A

1008-9225（2012）04-0007-04

2011-12-25

遼寧省科學技術計劃項目（2007401043）.

唐 強（1978-），男，遼寧臺安人，沈陽大學講師，沈陽農業(yè)大學博士研究生.

王 穎】