貴州省玉屏縣2000—2015年土地利用與景觀格局變化研究*

吳方強，王金艷，徐 平

(銅仁市國土資源局， 貴州 銅仁 554300)

?

貴州省玉屏縣2000—2015年土地利用與景觀格局變化研究*

吳方強，王金艷，徐 平

(銅仁市國土資源局， 貴州 銅仁 554300)

采用土地利用綜合動態(tài)度模型、土地利用轉(zhuǎn)移矩陣及景觀格局指數(shù)對玉屏縣2000—2015年土地利用數(shù)據(jù)進行分析處理。結(jié)果表明：整個研究時期內(nèi)土地利用變化的核心是建設(shè)用地、耕地、林地、草地及水域用地。建設(shè)用地和水域用地呈現(xiàn)逐年增加的趨勢，耕地呈現(xiàn)逐年減少的趨勢；土地利用綜合動態(tài)度呈先緩后快增加的趨勢。景觀破碎化程度呈現(xiàn)上升發(fā)展趨勢，景觀多樣性指數(shù)先增加后降低；均勻度指數(shù)在研究時段內(nèi)有波動，總體上有所提高；蔓延度指數(shù)和優(yōu)勢度指數(shù)呈現(xiàn)下降趨勢；耕地、林地、草地及建設(shè)用地的分離度、破碎度、分維數(shù)指數(shù)呈現(xiàn)遞增趨勢發(fā)展。

土地利用，景觀格局，變化，玉屏侗族自治縣

加強國土資源管理是我國可持續(xù)發(fā)展的重要保障。而土地變更調(diào)查成果是對地方國民經(jīng)濟、國土資源管理等方面進行年度匯總的一個重要體現(xiàn)，運用景觀生態(tài)學(xué)關(guān)注的是時間和空間的景觀格局，以及格局與其過程的關(guān)系。在人類活動起主導(dǎo)作用的景觀里，土地利用是景觀空間格局的主要決定因素[1]。景觀生態(tài)學(xué)起源于土地研究，研究對象是土壤鑲嵌體，應(yīng)用也主要以土地利用為主[2]。近年來隨著貴州省經(jīng)濟不斷發(fā)展，尤其是工業(yè)強省戰(zhàn)略的實施，各區(qū)縣土地利用結(jié)構(gòu)發(fā)生了顯著變化[3]。本文通過遙感、GIS和景觀生態(tài)學(xué)的方法，對貴州省玉屏縣土地利用和景觀格局進行了分析，對及時掌握玉屏縣土地利用變化特點、土地利用景觀格局變化特征，能夠更好地在景觀尺度上進行景觀生態(tài)規(guī)劃和管理、對調(diào)整區(qū)域土地利用政策具有重意義。

1 研究區(qū)概況與研究方法

1.1 研究區(qū)概況

玉屏縣屬貴州省銅仁市下轄縣，東南依湖南新晃，西帶鎮(zhèn)遠、岑鞏，北邊與碧江區(qū)、萬山區(qū)，東西直徑距離36公里，南北直徑距離42公里，總面積503.62平方公里。玉屏交通便捷，區(qū)位條件優(yōu)越。素有“黔東門戶”之稱，為貴州省的東大門，是貴州“東聯(lián)”發(fā)展戰(zhàn)略的“橋頭堡”，是中南與西南的交通結(jié)合部。滬昆高速公路、銅大高速公路、滬昆客運專線、株六復(fù)線鐵路“兩高兩鐵”、320國道、201省道貫穿全境。玉屏火車站是成都鐵路局與廣州鐵路局的折返段，大龍貨站是湘黔線貴州段三大貨站之一，玉屏、大龍兩站承擔(dān)著毗鄰三省市五地(州)十七縣(市)的人流、物資集散中轉(zhuǎn)區(qū)位優(yōu)勢較為明顯。2015年全縣地區(qū)生產(chǎn)總值624 843萬元，年增長13.9 %。

1.2 數(shù)據(jù)來源與研究方法

1.2.1 數(shù)據(jù)來源及處理

基礎(chǔ)數(shù)據(jù)為銅仁市國土資源局變更調(diào)查成果資料，時間分別為2005年、2010年與2015年的12月31日，按照《土地利用現(xiàn)狀分類》(國家標準GB_T21010-2007)繪制結(jié)合玉屏縣土地利用特點及野外實地驗證，將研究區(qū)土地利用類型劃分為耕地、林地、草地、水域、建設(shè)用地和未利用地六類。所得土地利用現(xiàn)狀如圖1所示。人口及經(jīng)濟相關(guān)數(shù)據(jù)來源于2000—2015年《玉屏侗族自治縣統(tǒng)計年鑒》。

圖1 2000年—2015年玉屏縣土地利用現(xiàn)狀分布圖

1.2.2 土地利用綜合動態(tài)度模型

本文運用土地利用綜合動態(tài)度來分析研究區(qū)一定時期內(nèi)各土地利用類型變化的劇烈程度。土地利用綜合動態(tài)度模型為[4]：

1.2.3 土地利用轉(zhuǎn)移矩陣

1.2.4 景觀格局變化指數(shù)

結(jié)合研究區(qū)景觀格局特征，選擇邊緣密度、斑塊平均面積、蔓延度指數(shù)、斑塊數(shù)、Shannon多樣性指數(shù)、Shannon均勻度指數(shù)、優(yōu)勢度、景觀內(nèi)部生境面積破碎化指數(shù)、面積加權(quán)平均斑塊分維數(shù)及分離度指數(shù)來反映研究區(qū)景觀結(jié)構(gòu)和空間異質(zhì)性變化，所選指數(shù)均在景觀格局空間分析軟件FRAGSTATS和GIS軟件中計算完成[7-8]。

2 結(jié)果與分析

2.1 研究區(qū)土地利用總體變化分析

由圖2可知，近15年來玉屏縣建設(shè)用地和水域用地呈持續(xù)增長的趨勢，2010年—2015年增幅最大，其中建設(shè)用地增加了1 569.08 hm2，比重由2000年的4.48 %增加到2015年的9.37 %，動態(tài)度為5.76 %；水域用地增加了207.41 hm2，比重由2000年的1.86 %增加到2015年的2.58 %，動態(tài)度為0.29 %。耕地呈逐年減少的趨勢，2010年—2014年降幅最大，15年共減少了4 752.71 hm2，比重由2000年的36.61 %下降到2015年的28.64 %，動態(tài)度為-0.23 %。草地總體減少的幅度不大，呈現(xiàn)緩慢減少的動態(tài)變化趨勢，林地呈穩(wěn)步增長趨勢，林地增加了1 975.14 hm2，比重由2000年的33.97 %上升到2014年的39.25 %，動態(tài)度為0.08 %；草地減少了1 729.66 hm2，比重由2000年的18.62 %下降到2014年的15.58 %，動態(tài)度為-0.06 %。未利用地占各地類總面積不足0.035 %，總體變化不大。

圖2 2000—2015年玉屏縣土地利用類型面積動態(tài)變化圖

玉屏縣2000年—2015年土地利用綜合動態(tài)度如圖3所示，呈反“L”字型規(guī)律，2000年—2010年呈緩慢增長，最大值出現(xiàn)在2010年—2014年，為0.5 %，最小值出現(xiàn)在2000年—2005年，為0.04 %。說明玉屏侗族自治縣在2010年—2015年期間各土地利用類型的變化比較劇烈，在2000年—2005年期間的變化相對比較平緩。

圖3 2000—2015年玉屏縣土地利用綜合動態(tài)度變化圖

2.2 研究區(qū)土地利用轉(zhuǎn)移分析

利用Arcgis10.0軟件中intersect空間分析模塊對玉屏縣2000年、2015年兩期土地利用現(xiàn)狀矢量圖進行空間疊加分析，得到土地利用類型轉(zhuǎn)移矩陣如表1、2所示。

表1 玉屏縣2000年—2015年土地利用類型面積轉(zhuǎn)移矩陣/hm2

表2 玉屏縣2000年—2015年土地利用類型百分率轉(zhuǎn)移矩陣/%

續(xù)表2

土地利用類型耕地林地草地水域建設(shè)用地未利用地草 地A0.324.1294.570.160.830B0.553.2395.860.090.020.26水 域A3.121.30.0891.014.450.04B10.583.620.1385.060.530.08建設(shè)用地A1.461.60.020.596.430B30.9127.060.261.6440.110.01未利用地A03.9325.879.934.1656.12B6.8866.302.33024.6

注：A行表示2000年第i種土地利用類型轉(zhuǎn)變?yōu)?015年第j種土地利用類型的比例；B行表示2015年第j種土地利用類型中由2000年的第i種土地利用類型轉(zhuǎn)變而來的比例。

耕地和草地面積明顯減少。耕地面積減少了4 752.71 hm2，年減少量為316.85 hm2，變化量占2000年耕地總量的24.79 %，耕地轉(zhuǎn)移的主要去向為林地、水域和建設(shè)用地，轉(zhuǎn)移百分比分別為3.93 %、4.68 %和14 %；草地面積減少了1 729.66 hm2，變化量占2000年草地總量的18.06 %，草地轉(zhuǎn)移的主要去向為林地和建設(shè)用地，轉(zhuǎn)移百分比分別為3.12 %、14.94 %。

建設(shè)用地、水域及未利用地面積增加。其中，建設(shè)用地面積增加了2 372.28 hm2，年增加量為158.15 hm2，變化量為2000年建設(shè)用地總量的1.1倍，建設(shè)用地面積增加主要靠耕地和林地轉(zhuǎn)換而來，轉(zhuǎn)換百分比分別為30.91 %、27.06 %；水域面積增加了324.91 hm2，變化量占2000年水域面積總量的33.3 %，水域面積增加主要靠耕地、林地和建設(shè)用地轉(zhuǎn)換而來，轉(zhuǎn)換百分比分別為10.58 %、3.62 %、0.53 %；未利用地面積減少204.97 hm2，變化量為2000年未利用地總量的8.16 %，未利用地面積減少主要轉(zhuǎn)化為耕地和建設(shè)用地，轉(zhuǎn)換百分比分別為6.88 %、66.3 %。

2.3 景觀格局動態(tài)變化分析

研究區(qū)4個時期景觀格局指數(shù)變化結(jié)果見表3。研究區(qū)景觀破碎化程度呈上升發(fā)展趨勢：2000年共有5 247個斑塊，2005年增至5 251個，2010年增至5 274個，2015年增至5 867個；平均斑塊面積從2000年的9.6 hm2減少到2005年的9.59 hm2、2010年的9.55 hm2、2015年的8.58 hm2；景觀多樣性指數(shù)先增加后降低，反映了景觀多樣性的動態(tài)演變過程，具體表現(xiàn)為各個景觀要素所占比例的差異先縮小后增大。均勻度指數(shù)由2000年的0.523增加到2005年的0.539，2015年降低至0.534，均勻度指數(shù)雖然有波動，但總體上有所提高，說明斑塊形狀的不規(guī)則程度增大。蔓延度指數(shù)和優(yōu)勢度指數(shù)呈下降趨勢，表明景觀由連結(jié)性較差的多種斑塊類型組成，景觀呈破碎化發(fā)展趨勢。

表4可以看出，研究區(qū)2000年—2015年間分離度、破碎度、分維數(shù)指數(shù)在耕地、林地、草地及建設(shè)用地呈遞增趨勢發(fā)展，表明人類活動對這4類景觀的影響在不斷加大；分離度、破碎度及分維數(shù)指數(shù)在水域和未利用地存在一定的波動，但變化不明顯。從景觀指數(shù)的變化程度來看，建設(shè)用地的分離度、破碎度、分維數(shù)指數(shù)的變化最為劇烈，其次是草地、林地及耕地景觀。從總體來看，分離度、破碎度、分維數(shù)在建設(shè)用地、林地及草地的指數(shù)相對較高，表明這3類景觀的分散程度很大，易受到人類活動等因素的干擾而趨于破碎化，斑塊形狀變得復(fù)雜化。

表3 研究區(qū)景觀格局指數(shù)變化情況

表4 研究區(qū)不同土地利用類型中景觀級別主要景觀指數(shù)變動情況

3 結(jié)論與討論

玉屏縣為黔東地區(qū)南下的重要通道，是貴州省的東大門。該區(qū)域土地利用及景觀格局變化是其特殊的自然因素、社會因素與人類活動共同作用的結(jié)果。整個研究時期內(nèi)土地利用變化的核心是建設(shè)用地、耕地、林地、草地及水域用地。其中，建設(shè)用地和水域用地呈逐年增加的趨勢，耕地呈逐年減少的趨勢，得益于退耕還林政策的實施，林地得到了穩(wěn)步增長，草地減少幅度小的動態(tài)變化趨勢。玉屏侗族自治縣土地利用綜合動態(tài)度呈先緩后快增加的反“L”字型規(guī)律，最大值出現(xiàn)在2010年—2015年，最小值出現(xiàn)在2000年—2005年，表明在2010年—2015年期間各土地利用類型的變化比較劇烈，在2000年—2005年期間的變化相對比較平緩。耕地、林地和草地面積明顯減少，耕地轉(zhuǎn)移的主要去向為林地、水域和建設(shè)用地；草地轉(zhuǎn)移的主要去向為林地和建設(shè)用地。建設(shè)用地、水域及未利用地面積增加，建設(shè)用地面積增加主要靠耕地和林地轉(zhuǎn)換而來，水域面積增加主要靠耕地、林地和建設(shè)用地轉(zhuǎn)換而來，未利用地面積減少主要轉(zhuǎn)移為耕地、建設(shè)用地。

研究區(qū)景觀破碎化程度呈現(xiàn)上升發(fā)展趨勢，景觀多樣性指數(shù)先增加后降低，表現(xiàn)為各個景觀要素所占比例的差異先縮小后增大。均勻度指數(shù)在研究時段內(nèi)有波動，但總體上有所提高，說明斑塊形狀的不規(guī)則程度增大。蔓延度指數(shù)和優(yōu)勢度指數(shù)呈下降趨勢，表明景觀由連結(jié)性較差的多種斑塊類型組成，景觀呈破碎化發(fā)展趨勢。耕地、林地、草地及建設(shè)用地的分離度、破碎度、分維數(shù)指數(shù)呈遞增趨勢發(fā)展，從景觀指數(shù)的變化程度來看，建設(shè)用地的分離度、破碎度、分維數(shù)指數(shù)的變化最為劇烈，其次是草地、林地及耕地景觀。從總體來看，分離度、破碎度、分維數(shù)在建設(shè)用地、林地及草地的指數(shù)相對較高，表明這3類景觀的分散程度很大，易受到人類活動等因素的干擾而趨于破碎化，斑塊形狀變得復(fù)雜化。

【REFERENCES】

[1] 彭保發(fā)，陳端呂，李文軍，等.土地利用景觀格局的穩(wěn)定性研究——以常德為例[J].地理科學(xué)，2013，33(12)：1484-1488.

PENG B F，CHEN D L，LI W J，et al.Stability of landscape pattern of land use：a case study of Changde[J].Scientia Geographica Sinica，2013，33(12)：1484-1488.

[2] 劉吉平，趙丹丹，田學(xué)智，等.1954—2010年三江平原土地利用景觀格局動態(tài)變化及驅(qū)動力[J].生態(tài)學(xué)報，2014，34(12)：3234-3244.

LI J P，ZHAO D D，TIAN X Z，et al.Landscape pattern dynamics and driving forces analysis in the Sanjiang Plain from 1954 to 2010[J].Acta Ecologica Sinica，2014，34(12)：3234-3244.

[3] 王雅敬，謝炳庚，蘇維詞，等.貴州省玉屏縣土地利用格局時空變化對生態(tài)服務(wù)價值的影響[J].水土保持研究，2016，23(6)：180-184.

WANG Y J，XIE B G，SU W C，et al.Influence of regional pattern of land use change on ecosystem service value in east of Yuping county[J].Research of Soil and Water Conservation，2016，23(6)：180-184.

[4] Koneff M D，Royle J A.Modeling wetland change along the United States Atlantic Coast.Ecological Modelling，2004，177(1/2)：41-59.

[5] 王秀蘭，包玉海.土地利用動態(tài)變化研究方法探討[J].地理科學(xué)進展，1999，18(1)：81-88.

WANG X L，BAO Y H.Land use dynamic change research methods discussed in this paper[J].Geographical Science Progress，1999，18(1)：81-88.

[6] 李天宏，韓鵬.廈門市土地利用/覆蓋動態(tài)變化的遙感監(jiān)測與分析[J].地理科學(xué)，2001，21(6)：537-542.

LI T H，HAN P.The Land use/cover dynamic of remote sens-ing monitoring and analysis of Xiamen[J].Scientia Geographica Sinica，2001，21(6)：537-542.

[7] 張忠輝，楊雨春，謝朋，等.松原市近20年土地利用景觀格局動態(tài)變化[J].中國農(nóng)學(xué)通報，2014，30(2)：222-226.

ZHANG Z H，YANG Y C，XIE P，et al.Dynamic variation of landscape pattern of land use in songyuan city in 20 years[J].Chinese Agricultural Science Bulletin，2014，30(2)：222-226.

[8] 杜清，徐海量，趙新風(fēng)，等.新疆喀什噶爾河流域1990—2010年土地利用/覆被及景觀格局的變化特征[J].冰川凍土，2014，36(6)：1548-1555.

DU Q，XU H L，ZHAO X F，et al.Changing characteristics of land use/cover and landscape from 1990 to 2010 in the Kaxg-ar River basin，Xinjiang[J].Journal of Glaciology and Geocryology，2014，36(6)：1548-1555.

Change of land use and landscape pattern of Yuping County from 2000 to 2015*

WU Fangqiang，WANG Jinyan，XU Ping

(TongrenLandandResourcesBureau，Tongren554300，China)

In this study，we adopted the integrated dynamic model of land use，the transfer matrix of land use and the landscape pattern index to analyze the land use data of Yuping from 2000 to 2015.The results showed that，the main change of land use in this period was the change of construction land，cultivated land，forest land，grass land and waters.While the area of construction land and waters increased year by year，the area of cultivated land decreased.The integrated dynamic degree of land use increased with a slow-quick trend.The degree of landscape fragmentation increased，and the landscape diversity index first increased，then decreased.The evenness index fluctuated，with an overall increasing trend.The contagion index and the dominance index decreased.The separation degree，fragmentation degree and fractal dimension index of cultivated land，forest land，grass land and construction land increased.

land use，landscape pattern，change，Yuping County

F

A

2016-09-13；

2016-10-08

貴州省社發(fā)公關(guān)項目(SY字[2012]3164號)。

吳方強(1984-)，男 ，貴州印江人，工程師，主要從事國土資源管理、地質(zhì)災(zāi)害防治及基礎(chǔ)地理測繪等研究。