土地利用規(guī)劃對區(qū)域景觀格局的影響
----------陜西省藍田縣為例

王曉,陳海,顧錚鳴

1.四川民族學院人事處,四川康定626001 2.西北大學城市與環(huán)境學院,陜西西安710127

土地利用規(guī)劃對區(qū)域景觀格局的影響
----------陜西省藍田縣為例

王曉1,2,陳海2*,顧錚鳴2

1.四川民族學院人事處,四川康定626001 2.西北大學城市與環(huán)境學院,陜西西安710127

本文基于規(guī)劃視角，以陜西藍田縣為研究區(qū)域，結(jié)合2010年和2020年空間屬性及規(guī)劃數(shù)據(jù)，從斑塊和景觀水平兩個層面，選取11評價指標，對比分析規(guī)劃實施前后土地利用變化對區(qū)域景觀格局的影響。結(jié)果表明：規(guī)劃實施后，斑塊的數(shù)量、密度減少，形狀指數(shù)和分維指數(shù)降低，說明研究區(qū)整體連通性增強，且受人類活動影響越來越突出；景觀水平上，蔓延度和香農(nóng)指數(shù)增加，分離度減少，說明景觀各類斑塊規(guī)劃后團聚性提高，土地利用率增強。

土地利用;景觀格局;局地

土地利用/覆被變化（LUCC）是人類與地球環(huán)境進行交互作用的重要表現(xiàn)，對陸地生態(tài)系統(tǒng)的地理分布具有深遠的影響。隨著研究的深入，LUCC研究的最終目標也越來越清晰，即通過更加理性的方式來管理與利用土地，進而實現(xiàn)土地的可持續(xù)利用[1-2]。

土地規(guī)劃作為土地利用和管理的綱領性文件，是根據(jù)當?shù)厍闆r而對土地開發(fā)、整理等所做的總體安排和布局。因此，土地規(guī)劃對生態(tài)環(huán)境影響深遠,預先通過土地規(guī)劃預判土地利用將要發(fā)生的變化和對區(qū)域景觀生態(tài)的影響，從而分析景觀格局變化對生態(tài)環(huán)境和安全的影響具有重要的理論和實踐意義[3-5]。本文基于規(guī)劃視角，以陜西藍田縣為研究區(qū)域，結(jié)合2010年和2020年空間屬性及規(guī)劃數(shù)據(jù)，從斑塊和景觀水平兩個層面，選取11評價指標，對比分析規(guī)劃實施前后土地利用變化對景觀格局的影響。

1 數(shù)據(jù)來源與研究方法

2010年遙感影像圖、2006～2020年藍田縣土地利用總體規(guī)劃圖、2010年藍田縣統(tǒng)計年鑒等。結(jié)合最新的《全國土地分類標準》、規(guī)劃圖以及結(jié)合藍田縣，將研究區(qū)土地利用類型分為林地，農(nóng)用地，草地，建設用地，其他用地，住宅用地，其中其他用地主要包括裸地，灘涂。并對研究區(qū)土地利用變化方面進行分析。

用FRAGSTAT3.3計算選取的景觀格局參數(shù)，在斑塊水平上，通過選取PLAND、NP、PD、AREA_MN，對地類結(jié)構(gòu)和破碎度變化進行分析，LSI、FRAC_MN對研究區(qū)人工干擾程度進行綜合分析；在景觀水平上，選取SPLIT、AI、CONTAG、SHDI對規(guī)劃后研究區(qū)整體的團聚、均勻分布情況進行研究。

2 結(jié)果與分析

2.1 研究區(qū)土地利用/覆被變化分析

2.1.1 土地利用變化分析局部土地利用變化不僅表現(xiàn)在數(shù)量上，同時也在空間上有相應的變化,在區(qū)域土地利用變化的定量分析和研究中，一般常用的是馬爾可夫轉(zhuǎn)移矩陣模型來進行描述[6-7]。利用arcgis 9.3和excel計算得出研究區(qū)2010～2020土地利用轉(zhuǎn)移矩陣。

從表1知，研究時段內(nèi)土地變化的幅度依次是農(nóng)用地＞林地＞草地＞住宅用地＞建設用地＞其他用地。轉(zhuǎn)化為林地的面積最多，且分布廣泛，其中東南區(qū)域轉(zhuǎn)化比較集中。共轉(zhuǎn)化173.21 km2，分別是草地轉(zhuǎn)48.24km2、農(nóng)用地轉(zhuǎn)109.43 km2、住宅用地轉(zhuǎn)15.54 km2。有兩個原因，一是藍田縣整個的居民區(qū)和建設區(qū)主要分布在整個縣城西邊，而東邊主要分布林地；二是由于藍田縣為西安市灞河的水源地，當?shù)卣扇⊥烁€林等一系列措施來維護森林面積，進來保證水源不受污染。

表1 藍田縣2010～2020土地利用轉(zhuǎn)移矩陣（km2）Table 1Transition matrix of land use types from 2010 to 2020(km2)

2.2 土地規(guī)劃對景觀格局影響的分析

景觀格局能夠反映人類的干擾程度與土地利用變化結(jié)果，也是景觀生態(tài)學中研究景觀格局與人類社會相互作用的核心內(nèi)容[8]。在景觀格局定量分析方法中，景觀格局指數(shù)是高度濃縮的景觀格局信息能夠反映景觀結(jié)構(gòu)組成、空間配置特征等，并且能夠有效的反應景觀的生態(tài)過程[9]。通過探討土地規(guī)劃對區(qū)域景觀格局的影響，對合理的優(yōu)化土地利用，提高土地利用率具有一定的意義。

圖1 土地利用變化圖Fig.1 The changes of land use

圖2 斑塊占百分比與平均板塊面積變化Fig.2 Percentage of patches and average patch area change

2.2.1 土地規(guī)劃對景觀斑塊的影響從圖1,2中可以看出，2010年藍田縣各景觀類型中林地的面積最大，占整個景觀類型的57.72%。農(nóng)用地占到29.76%，面積最小的是其他用地和建設用地，大概占到0.6%左右。景觀要素面積排序為：林地＞農(nóng)用地＞草地＞住宅用地＞其他用地＞建設用地。規(guī)劃后2020年景觀類型面積情況，林地、農(nóng)用地、其他用地、建設用地所占景觀面積比例分別增加0.57%、0.29%、2.22%、2.87%，建設用地增加最為顯著，主要是由于經(jīng)濟的發(fā)展，道路建設，休閑地的建設等。而草地和住宅用地分別減少4.92%、1.03%。

2.2.2 土地規(guī)劃對斑塊類型的影響景觀的破碎度是指景觀被分割的破碎程度，表示空間結(jié)構(gòu)的復雜性，通常用斑塊數(shù)量、斑塊密度、平均斑塊面積來表示景觀的破碎程度[10]。結(jié)合圖3知，規(guī)劃前后各土地利用類型斑塊數(shù)量、密度指標的變化趨勢一致，都是下降，而平均斑塊面積都增加，這說明景觀的破碎化程度在減少。變化幅度最大的是住宅用地的斑塊數(shù)和密度分別減少713個和0.35，平均面積增加了30 hm2。其它四種土地利用類型的斑塊數(shù)目和斑塊密度也都有不同程度的減少，平均的斑塊面積都有所增加。其中住宅用地的減少是通過合理規(guī)劃，將其轉(zhuǎn)化為林地和農(nóng)用地來整理一些零星分布的居民點；斑塊面積的增加是由于資源的整合，居民點的整理，耕地面積的擴大，使原來不連通的斑塊連通，一些小斑塊合并成大的斑塊。

從圖4中可以看出，規(guī)劃前后研究區(qū)各土地利用類型的形狀指數(shù)都有不同程度的減少，其中草地、農(nóng)用地、住宅用地減少的幅度比較大，而林地、其他用地、建設用地減少幅度較小。這表明研究區(qū)各土地利用類型景觀的形狀越來越規(guī)則，邊緣帶相對減小，各土地利用類型的有效面積都有所增大；一般來說，受人類活動干擾小的自然景觀的分數(shù)維值高，而受人類活動影響大的人為景觀的分數(shù)維值低?？傮w上形狀指數(shù)的降低，分維數(shù)的增加，表明整體上研究區(qū)受人類活動影響越來越突出；其次是對其他用地比如裸地，一些未利用土地也進行了綜合利用。

圖3 斑塊數(shù)目和斑塊密度變化Fig.3 The number of patches and density patches change

圖4 形狀指數(shù)和平均分維數(shù)變化Fig.4 The shape index and the fractal dimension change

2.2.3 土地規(guī)劃對景觀的影響蔓延度能夠反映不同組分的團聚程度或延展趨勢,高蔓延度值說明景觀是由少數(shù)團聚且連通的大斑塊組成，值小表明景觀由多種景觀類型分散且連通性差的小斑塊組成[11]。分離度的變化直接反映了景觀收到外界干擾的程度的強弱。研究區(qū)蔓延度從49.4302增加到57.2244；分離度從5.9536下降到2.8334變化趨勢比較明顯；聚合度和蔓延度增大，分離度降低，說明景觀中各類斑塊團聚程度高，且連通性較好。優(yōu)勢景觀比如林地的優(yōu)勢度和連通度增強。這些變化的原因主要是當?shù)卣谝?guī)劃中對研究區(qū)的耕地，林地，住宅區(qū)進行了規(guī)劃整理，從而更加有效的提高土地的利用率。

表2 藍田縣2010～2020年景觀類型上景觀格局指數(shù)對比Table 2 Changes of landscape spatial pattern indices on landscape-level from 2010 to 2020

香農(nóng)多樣性指數(shù)，該指標能反映景觀異質(zhì)性，特別對景觀中各斑塊類型非均衡分布狀況較為敏感，SHDI越大，說明斑塊類型在景觀中呈均衡化趨勢分布；2010年景觀的SHEI值為1.0645，說明整體上各斑塊類型分布不均，這主要是因為藍田縣林地和農(nóng)用地所占比例70%左右，剩下的建設用地，住宅用地，草地等僅占30%，另外沒有整體的宏觀規(guī)劃，農(nóng)戶自主分散經(jīng)營等都會加劇分布不均；2020年景觀的SHEI值為1.0779，比2010年有所增加，說明整體上斑塊類型分布趨于均衡，土地利用更加合理，進而更加有效的提高了各類土地的利用率。

3 討論

國內(nèi)外學者關(guān)于土地利用與景觀格局的研究主要在兩個方面，重點集中在土地利用變化與景觀格局的時空變化研究，研究不同時間和空間尺度土地利用與景觀格局變化；其次國內(nèi)關(guān)于土地整理對景觀格局的影響也較多見[5,12-13]。目前關(guān)于土地規(guī)劃與景觀格局的研究并不多見，通過分析土地規(guī)劃對景觀生態(tài)過程的影響，能夠分析景觀格局變化所引起的環(huán)境壓力，對更好的優(yōu)化土地資源配置，提高土地利用率具有一定意義。

4 結(jié)論

4.1 土地利用/覆被方面

從總體上看，研究區(qū)土地利用結(jié)構(gòu)變化趨勢明顯，建設用地、林地面積增加，草地和住宅用地面積減少；林地所占面積較大，且有所增加，這主要是由于藍田作為西安市水源地；住宅用地減少22 km2，主要是由于規(guī)劃中對居民住宅用地進行了有效的整理，提高土地的利用率；建設用地的增加，主要是由于經(jīng)濟和人口增長。

4.2 景觀格局方面

規(guī)劃10年間，研究區(qū)景觀格局變化明顯。從斑塊水平看，林地和農(nóng)用地是研究區(qū)主要的景觀類型，規(guī)劃后的建設用斑塊面積增加明顯，斑塊數(shù)量和密度呈下降趨勢，平均斑塊面積增加，說明景觀的破碎化程度減少；形狀指數(shù)整體下降，分維指數(shù)增加，規(guī)劃后研究區(qū)受干擾程度增加；聚合度和蔓延度增大，分離度降低，說明景觀中各類斑塊團聚程度高，且連通性較好。優(yōu)勢景觀比如林地的優(yōu)勢度和連通度增強；香農(nóng)指數(shù)增大，表明整體上斑塊類型分布趨于均衡，土地利用更加合理，進而更加有效的提高了土地的利用率。

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Analysis on the Landscape Spatial Pattern Influence Caused by Land Use Plan ----------Acase study for Lantian County of Shannxi Province

WANG Xiao1,2,CHEN Hai2*,GU Zheng-ming2
1.The personnel Department,Sichuan University for Nationalities,Kangding 626001,China 2.College of Urban and Environmental Science,Northwest University,Xian 710127,China

Based on the planning perspective,Shanxi Lantian County as a study area,this paper combined with the space property and planning data from 2010 to 2020,selected 11 evaluation indexes from two levels of patch and landscape, comparatively analyzed the effect of land change on the landscape pattern before and after the implementation.The results showed that the number of patches and patch density reduced,the degree of fragmentation fallen down.At the same time, they indicated that the study area affected by human activities has become increasingly prominent.At landscape level,the contagion index increased,splitting Index decreased,and the agglomeration of landscape areas improved and the land use rate enhanced after land patches were planned.

Land use;landscape pattern;local level

X171.1

A

1000-2324(2014)03-0399-04

2012-11-21

2013-02-06

國家自然科學基金(41271103)

王曉(1989-),男,碩士研究生,研究方向:土地利用/覆被變化.

*通訊作者:Author for correspondence.E-mail:chw@nwu.edu.cn