基于景觀格局指數(shù)分析的高原山地人居環(huán)境差異性研究

徐堅(jiān) 楊敏艷 唐富茜

摘 要：高原山地兼具高原與山地的特征，其人居環(huán)境開發(fā)建設(shè)更加復(fù)雜、困難。該研究以典型高原山地區(qū)域——云南大理洱海東西兩側(cè)的“海東”“海西”為例，分析了海東、海西地區(qū)現(xiàn)狀人居環(huán)境的差異。在景觀格局指數(shù)分析基礎(chǔ)上，分別從景觀類型面積比例、景觀類型斑塊平均面積及密度、景觀類型特征三方面對(duì)高原山地人居環(huán)境差異性進(jìn)行研究，并總結(jié)導(dǎo)致其差異性的原因，為具有針對(duì)性、科學(xué)的人居環(huán)境保護(hù)開發(fā)建設(shè)提供科學(xué)依據(jù)。

關(guān)鍵詞： 景觀格局指數(shù)；高原山地；人居環(huán)境；差異性

【文章編號(hào)】1627-6868（2016）01-0012-03

Abstract： Plateau mountainous area has the characteristics of the plateau and the mountain， and its development and construction of residential environment is more complex and difficult. The study takes the typical plateau mountain area ——"Haidong" and "Haixi"， which are the east and west sides of Erhai Lake in Dali for example， and analyse the differences of human settlements between Haidong and Haixi region. Based on the analysis of landscape pattern index， three aspects——landscape type area ratio， average area and density of landscape type， and landscape type characteristic had been studied， and then summarize the reasons for the difference to provide scientific basis for the development and construction of the human settlements environment protection.

Key words： landscape pattern index；plateau mountain；residential environment； differences

0 引言

快速城鎮(zhèn)化進(jìn)程中山地人居環(huán)境建設(shè)暴露出生態(tài)、資源、文化等多方面的問題，面臨嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)；與此同時(shí)，山地人居環(huán)境建設(shè)又因地形起伏、氣候多變、生態(tài)敏感、文化差異、工程技術(shù)復(fù)雜等綜合因素具有很強(qiáng)的特殊性[1]。高原山地兼具高海拔與山地的特征，所處自然環(huán)境更為復(fù)雜、惡劣，具有明顯的獨(dú)特性，其人居環(huán)境建設(shè)面臨更大的困難。即使在鄰近區(qū)域，也由于所處地形地貌、生態(tài)條件的不同，給人居環(huán)境建設(shè)帶來(lái)較大的差異性。

本文將以云南大理洱海東西兩側(cè)的“海東”“海西”為例，在景觀格局指數(shù)分析基礎(chǔ)上，對(duì)高原山地人居環(huán)境差異性進(jìn)行研究，為具有針對(duì)性、科學(xué)的人居環(huán)境保護(hù)開發(fā)建設(shè)提供科學(xué)依據(jù)。

1.數(shù)據(jù)來(lái)源與預(yù)處理

本次研究的主要數(shù)據(jù)來(lái)源于中國(guó)地理空間數(shù)據(jù)庫(kù)下載的2013年LANDSAT8衛(wèi)星遙感圖像和2008年大理市行政區(qū)劃圖。由于在數(shù)據(jù)庫(kù)下載的衛(wèi)星遙感圖像范圍大于研究區(qū)域，并且涵蓋多

個(gè)波段，因此需要對(duì)遙感影像圖進(jìn)行裁剪與波段融合。先運(yùn)用 ENVI 軟件進(jìn)行圖像裁剪波段合

成，再借助 Arcgis 軟件生成裁剪范圍——大理市行政范圍，最后運(yùn)用 ENVI 軟件將合成后的

文件按照裁剪范圍進(jìn)行裁剪，得到研究區(qū)的遙感圖像。

2.高原山地的特殊性與差異性

高原被定義為海拔高度在1000米以上、面積廣大、地形開闊、周邊有明顯陡坡、比較完整的大面積隆起地區(qū)；山地是具有明顯起伏度和坡度，有相應(yīng)山間谷地、山前堆積地和多樣性生境類型的特殊地域，擁有復(fù)雜的生態(tài)環(huán)境體系，呈現(xiàn)出生態(tài)類型多樣性及相應(yīng)生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能特征的差異性。

高原山地兼具山地和高原的特征，即既具有大面積的隆起，其表面形態(tài)也奇特多樣。但兩者疊加的放大效應(yīng)使高原山地人居環(huán)境所處自然環(huán)境更為復(fù)雜、惡劣，并主要表現(xiàn)出高原呈波濤狀、高山峽谷相間、地勢(shì)隨地形地貌呈階梯（大幅）遞降、眾多斷陷盆地星羅棋布、山川湖泊縱橫等特點(diǎn)[2]（圖1）。

云南地處典型高原山地區(qū)域，素有“十里不同天”的說(shuō)法，表明所處區(qū)域氣候的差異性與獨(dú)特性。因此，高原山地人居環(huán)境的建設(shè)策略、模式及方法，也存在較大的差異性。

3.海東海西人居環(huán)境現(xiàn)狀差異

“海東”、“海西”在行政區(qū)劃上同屬大理州范圍。本文中所指“海東”、“海西”，實(shí)為云南大理地區(qū)高原湖泊——洱海的東側(cè)、西側(cè)，當(dāng)?shù)亓?xí)慣稱之為“海東”、“海西”（圖2）。

大理地處低緯高原，最低海拔730米，最高海拔4295.3米，海拔高差3565.3米。轄區(qū)內(nèi)地貌復(fù)雜多樣，山區(qū)面積占國(guó)土面積的93.4%；湖盆零星分散，占總面積的6.6%。其轄區(qū)內(nèi)最大的高原湖泊——洱海，湖面海拔1975米，人口較為稠密的下關(guān)鎮(zhèn)、大理古城平均海拔為2030米左右。

“海西”代表著大理市轄區(qū)內(nèi)洱海以西、蒼山以東的壩子。其保護(hù)范圍東起洱海西岸界樁，西至蒼山東坡；南起陽(yáng)南溪南岸30米，北至羅時(shí)江入?？阱莆饕痪€；平均海拔2200米。“海西”人居環(huán)境選址屬于傳統(tǒng)的“背山面水”風(fēng)水理念，這種選址能形成良好的生態(tài)環(huán)境和局部小氣候：背山可以屏擋冬日北來(lái)寒流；面水可以迎接夏日南來(lái)涼風(fēng)；朝陽(yáng)可以爭(zhēng)取良好日照；近水可以取得方便的水運(yùn)交通及生活、灌溉用水；緩坡可以避免淹澇之災(zāi)；植被可以保持水土[3]?！昂Ｎ鳌庇捎趦?yōu)越的自然條件，歷來(lái)是人居環(huán)境建設(shè)的重點(diǎn)區(qū)域，人口密度相對(duì)較大，是農(nóng)耕文化承載區(qū)、千年文明和白族傳統(tǒng)文化的展示區(qū)、康體休閑為主的旅游度假區(qū)。

與“海西”一水相隔、洱海東側(cè)區(qū)域的“海東”，與“海西”同屬典型高原山地地貌，但相對(duì)而言，壩區(qū)面積更小，地形更為復(fù)雜。地質(zhì)多為石灰?guī)r和變質(zhì)巖，基礎(chǔ)不穩(wěn)，土層薄。轄雙廊鎮(zhèn)、挖色鎮(zhèn)、海東鎮(zhèn)，但多為村莊聚落，人居密度較低。

在相對(duì)優(yōu)越的地理環(huán)境及長(zhǎng)期城市化發(fā)展過程的作用下，“海西”地區(qū)人居環(huán)境建設(shè)強(qiáng)度較高、人口密度大、可利用土地少、生態(tài)環(huán)境保護(hù)需求迫切。為減輕“海西”在中心城市發(fā)展過程中的壓力，科學(xué)地保護(hù)大理——全國(guó)僅有的有山、有水、有歷史、有遺存、有民族文化的旅游資源，實(shí)現(xiàn)“保護(hù)海西田園風(fēng)光”。在大理市“兩保護(hù)、兩開發(fā)”總體發(fā)展布局和戰(zhàn)略目標(biāo)下，現(xiàn)階段城市的發(fā)展重點(diǎn)和方向放在海東。目前海東地區(qū)正處于高強(qiáng)度開發(fā)建設(shè)階段，以期達(dá)到有效解決集約利用土地問題和人地之間的矛盾的目的。

4.海東海西景觀格局指數(shù)差異

“海東”、“海西”雖然只有一水相隔，但在自然條件、生態(tài)環(huán)境、地質(zhì)情況、基礎(chǔ)設(shè)施配套、聚居密度、農(nóng)田面積等方面，均存在較大的差異性。景觀格局指數(shù)是景觀格局分析中常用的定量分析工具[4]，本文選取景觀類型面積比例、景觀類型斑塊平均面積及密度、景觀形狀特征（景觀類型斑塊平均分維度）幾個(gè)相關(guān)景觀格局指數(shù)進(jìn)行分析研究。

4.1景觀類型面積比例

（1）“海東”、“海西”片區(qū)的景觀類型中，植被景觀均占最大比例，占到研究區(qū)域的50%以上。因?yàn)樵搮^(qū)域?qū)儆诘湫偷母咴降貐^(qū)域，過往開發(fā)建設(shè)中為節(jié)約建設(shè)成本，減少對(duì)山地環(huán)境的破壞，通常其人居環(huán)境建設(shè)密度較高，集約利用土地，周圍環(huán)繞植被以保護(hù)山地地貌；同時(shí)隨海拔上升，可建設(shè)用地將逐漸減少并以植被景觀用地為主。

（2）池塘景觀均為兩個(gè)地塊中所占比例最小的景觀類型。一方面因?yàn)榕徳搮^(qū)域最大的高原湖泊洱海，與漁業(yè)相關(guān)的產(chǎn)業(yè)基本依靠洱海開展；同時(shí)因?yàn)榈湫偷母咴降氐匦蔚孛蔡卣鳎貏e是海東山地垂直梯度特征更為明顯，山體表面蓄水能力差，池塘比例偏低。

（3）“海西”與“海東”景觀類型比例關(guān)系存在差異性。海西片區(qū)為：植被景觀>農(nóng)業(yè)景觀>人工建設(shè)區(qū)景觀>裸土景觀>池塘；海東片區(qū)為：植被景觀>裸土景觀>人工建設(shè)區(qū)景觀>農(nóng)業(yè)景觀>池塘。海東的裸土景觀面積比例約為海西地區(qū)的 4.5 倍，海西地區(qū)農(nóng)業(yè)景觀面積的比例約為海東的 7 倍。研究表明，除了植被景觀以外，海東以裸土景觀為主、海西以農(nóng)業(yè)景觀為主，基本農(nóng)田多位于自然條件優(yōu)越的海西（圖 3）。

4.2景觀類型斑塊平均面積及密度

研究表明，海東海西景觀類型斑塊平均面積及密度均存在差異性，導(dǎo)致兩個(gè)片區(qū)呈現(xiàn)不同程度的景觀格局特征，海東片區(qū)景觀破碎化程度高。

（1） 除植被景觀、裸土景觀以外，海東其他景觀類型斑塊平均面積相對(duì)較小。海西池塘景觀的面積比例小于海東而平均面積卻大于海東；海東的景觀斑塊平均面積為 17.38ha，海西為 21.13ha，海東的平均斑塊面積小于海西（圖4），從一定程度上反映了海東片區(qū)景觀斑塊的破碎性。

（2）海東片區(qū)的景觀斑塊密度排序?yàn)椋郝阃辆坝^>植被景觀>人工建設(shè)區(qū)景觀>農(nóng)業(yè)景觀>池塘景觀，其中植被景觀、裸土景觀和池塘景觀密度均高于海西，而農(nóng)業(yè)景觀和人工建設(shè)區(qū)景觀的斑塊密度低于海西；植被景觀和裸土景觀的斑塊密度較其他景觀類型明顯偏大，表明有一定的景觀優(yōu)勢(shì)度（圖5）。

（3）海西片區(qū)的景觀斑塊密度排序?yàn)椋褐脖痪坝^>人工建設(shè)區(qū)景觀>裸土景觀>農(nóng)業(yè)景觀>池塘景觀。各景觀斑塊密度差別不大，斑塊分布相對(duì)均質(zhì)。

（4）海東的景觀斑塊較為分散，海西相對(duì)集中。

4.3景觀形狀特征

研究表明，海東地區(qū)的景觀斑塊平均分維度為 1.0523，海西地區(qū)的景觀斑塊平均分維度為 1.0445，均比較接近 1。表明海東、海西在整體上斑塊邊界比較簡(jiǎn)單，變化不復(fù)雜。相比較下，海東的整體斑塊邊界形狀更簡(jiǎn)單，從一定程度上反映出海東地區(qū)景觀斑塊邊界更接近自然生長(zhǎng)的邊界，受人工干擾程度小。

5.海東海西景觀格局差異成因分析

“海東、海西”地區(qū)的部分景觀格局指數(shù)差異，反映出環(huán)洱海人居環(huán)境發(fā)展的不平衡性?？偨Y(jié)這兩個(gè)“一水相隔”片區(qū)產(chǎn)生差異的原因，主要有以下幾點(diǎn)：

5.1地理因素

海東、海西分別位于洱海的東、西兩側(cè)，自然地理的作用在洱海西側(cè)與蒼山之間形成了大面積的壩區(qū)。這些壩區(qū)在土地利用條件嚴(yán)峻的高原山地環(huán)境中，占有重要地位，是高原山地人居環(huán)境中人類生產(chǎn)生活的首選之地[5]。所以海東海西人居環(huán)境建設(shè)的差異性，典型地反映了高原山地的特殊性。

5.2氣候因素

大理地區(qū)的常年風(fēng)向?yàn)槲髂巷L(fēng)。風(fēng)從西南方向吹來(lái)，經(jīng)過蒼山的阻擋作用，使風(fēng)力在蒼山東側(cè)減小，使得海西地區(qū)受風(fēng)力的影響和侵蝕能力較小；而海東地區(qū)位于洱海東部，風(fēng)力在洱海表面沒有受到阻礙，海東地區(qū)的風(fēng)力較海西地區(qū)大，海東地區(qū)受風(fēng)力的影響和侵蝕作用明顯，導(dǎo)致海東的景觀破碎化程度高。

5.3開發(fā)建設(shè)代價(jià)因素

海西地區(qū)土地平坦，建設(shè)成本相對(duì)較小，作為人居環(huán)境開發(fā)建設(shè)的首選之地，長(zhǎng)期以來(lái)高強(qiáng)度的開發(fā)建設(shè)活動(dòng)，使海西地區(qū)人工建設(shè)區(qū)景觀斑塊面積激增、密度增加。

6.結(jié)語(yǔ)

通過研究表明，雖然“一水相隔”，但海東海西的差異性較大。

（1）海東自然生態(tài)條件相對(duì)較差，景觀破碎度高，可建設(shè)用地少，地形垂直梯度變化大，喀斯特地貌類型對(duì)人居環(huán)境開發(fā)建設(shè)影響大。自古以來(lái)人居分布密度相對(duì)較低。

（2）海西自然生態(tài)條件相對(duì)較好，地質(zhì)情況較好，地形坡度較小，景觀類型除有較完整的植被斑塊外，其余斑塊較為平均，適合開發(fā)建設(shè)。自古以來(lái)人居分布密度相對(duì)較高。

（3）目前為緩解海西生態(tài)環(huán)境保護(hù)、開發(fā)建設(shè)的壓力，海東成為開發(fā)建設(shè)的重點(diǎn)區(qū)域。

（4）在海東開發(fā)建設(shè)過程中，應(yīng)尊重其景觀破碎度高的自然規(guī)律；保護(hù)好大面積的植被斑塊，結(jié)合各地塊內(nèi)植被種植，將植被景觀作為整個(gè)區(qū)域的基質(zhì)[6]；盡可能對(duì)裸土景觀進(jìn)行改造，減少裸土景觀的面積及密度；開發(fā)建設(shè)過程中，應(yīng)盡量結(jié)合各景觀類型斑塊面積、形狀及大小，避免造成進(jìn)一步的景觀破碎性。

（5）進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)海西地區(qū)生態(tài)環(huán)境的保護(hù)，限制人工建設(shè)區(qū)斑塊面積，擴(kuò)大植被斑塊、農(nóng)田斑塊等的面積、密度及連接度。

參考文獻(xiàn)

[1] 吳良鏞. 簡(jiǎn)論山地人居環(huán)境科學(xué)的發(fā)展——“第三屆山地人居科學(xué)國(guó)際論壇”特約報(bào)告[J].山地學(xué)報(bào)，2012，04：385-387.

[2] 徐堅(jiān)、湯晨蘇、方芳.高原山地聚落保護(hù)與發(fā)展的適應(yīng)性研究——以拖潭村村莊建設(shè)規(guī)劃為例[J].華中建筑，2013（08）：113-118.

[3] 徐堅(jiān)、梁彥杰、周盛君. 滇西北人居環(huán)境景觀格局特征及生態(tài)適應(yīng)性分析[J]. 華中建筑，2010，03：137-139.

[4] 路超、齊偉、李樂、孫瑤、秦天天、王娜娜. 二維與三維景觀格局指數(shù)在山區(qū)縣域景觀格局分析中的應(yīng)用[J]. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào)，2012，05：1351-1358.

[5] 徐堅(jiān)、湯晨蘇、方芳.基于生態(tài)適應(yīng)性的高原山地人居環(huán)境建設(shè)策略研究.中國(guó)建筑科學(xué)，2013（12）。

[6] 徐堅(jiān).山地城鎮(zhèn)生態(tài)適應(yīng)性城市設(shè)計(jì)[M]，中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2008