旺蒼縣林地景觀格局變化研究

彭 成

(四川省林業(yè)調(diào)查規(guī)劃院，四川 成都 610081)

研究土地利用景觀格局變化，可以及時掌握土地利用的動態(tài)變化特點，以及對生態(tài)環(huán)境的影響，對區(qū)域經(jīng)濟與生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展具有重要的指導(dǎo)意義。旺蒼縣位于秦巴生物多樣性主體生態(tài)功能區(qū)，其優(yōu)勢景觀主要為林地。本文采用GIS空間分析技術(shù)，利用旺蒼縣2010年和2015年兩期林地保護(hù)利用規(guī)劃檔案數(shù)據(jù)，通過Fragstats景觀指數(shù)計算軟件，提取典型指數(shù)以及計算土地利用轉(zhuǎn)移矩陣[1]，對旺蒼縣林地景觀格局變化進(jìn)行研究。定量分析該區(qū)域景觀格局動態(tài)變化，以揭示景觀格局變化對區(qū)域生態(tài)環(huán)境的影響，進(jìn)一步指導(dǎo)旺蒼縣土地利用規(guī)劃的合理化和科學(xué)化。

1 研究區(qū)概況

旺蒼縣隸屬四川省廣元市，位于四川盆地中部北側(cè)，米倉山南麓，地理坐標(biāo)為東經(jīng)105°58′24″～106°46′2″，北緯31°58′45″～32°42′24″。東西長約75 km，南北寬約81 km，全縣面積為2 975.864 km2。該縣屬大巴山地區(qū)向盆地內(nèi)部方山丘陵過渡的地帶，同時還屬秦巴生物多樣性主體生態(tài)功能區(qū)。該區(qū)域四季分明，雨量充沛，光熱資源豐富，無霜期較長，山地氣候明顯。自然植被主要為馬尾松林、柏木林、落葉櫟類林、馬桑黃荊灌叢及亞熱帶草叢等各種過渡類型[2]。近年來，該地制定了相應(yīng)的林地保護(hù)政策，對不同區(qū)域進(jìn)行了功能劃分。北部地區(qū)重點打造生態(tài)防護(hù)林來防止水土流失；東北部以野生動植物保護(hù)為主，開發(fā)旅游生態(tài)基地；中心地區(qū)以工業(yè)原料林為主；南部地區(qū)受人口和地理環(huán)境等方面的影響，以經(jīng)濟林果以及城市林業(yè)為主[3]。

2 研究方法

以旺蒼縣2010年和2015年兩期林地保護(hù)利用規(guī)劃檔案數(shù)據(jù)(數(shù)據(jù)由旺蒼縣提供)為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，提取出能反映林地景觀格局變化的地類因子，包括喬木純林、喬木混交林、疏林地、特殊灌木林地、一般灌木林地、未成林造林地、苗圃地、采伐跡地、宜林地、輔助林業(yè)用地、耕地、坡耕地、牧草地、水域、未利用地、建設(shè)用地。利用ArcGIS，基于Xian-80坐標(biāo)系的矢量空間數(shù)據(jù)庫(SHP)，采用融合空間處理工具，生成研究區(qū)景觀格局矢量圖，將2010年和2015年兩期景觀格局矢量圖疊加，提取主要景觀類型轉(zhuǎn)化的空間分布特征，并計算獲得研究區(qū)2010年～2015年不同地類之間轉(zhuǎn)移矩陣[1,4]。

由于本文的研究對象為林地景觀類型，因此，通過Fragstats景觀指數(shù)計算軟件在類型和景觀兩個水平上選取相關(guān)性較小的典型指數(shù)[5,6]。景觀水平指數(shù)主要選取了斑塊豐富度PR、Shannon多樣性指數(shù)SHDI、Shannon均勻度指數(shù)SHEI。類型水平指數(shù)主要選取了斑塊所占景觀面積比例PLAND、斑塊數(shù)量NP、斑塊密度PD、邊緣密度ED、景觀形狀指數(shù)LSI、斑塊結(jié)合度COHESION、景觀分割度DIVISION、聚合度指數(shù)AI來研究旺蒼縣林地景觀格局變化特征。

3 結(jié)果分析

從土地利用類型變化來看(詳見表1)，土地利用類型變化的凈變化量依次排序為，耕地>坡耕地>喬木純林>一般灌木林地>喬木混交林>特別灌木林地>建設(shè)用地>水域>宜林地>疏林地>采伐跡地>牧草地>輔助林地>未成林造林地>苗圃，其中耕地的主要來源為坡耕地；喬木純林主要轉(zhuǎn)化為一般灌木林地、喬木混交林和耕地；一般灌木林地主要轉(zhuǎn)化為混交林和耕地。2015年林地類型增加了疏林地、苗圃地、林業(yè)輔助用地、采伐跡地，而未利用地全部轉(zhuǎn)出為其他用地。林地總面積由 231 476.72 hm2減少到224 085.95 hm2，減少對象主要為喬木純林和特別灌木林地，且主要轉(zhuǎn)化成非林地類型的耕地、水域和建設(shè)用地。

從表2和表3對比分析得知，林地斑塊所占景觀面積比例減小，而非林地比例增大，可見林地面積減少，非林地面積增加。林地景觀面積比例變化最大的是喬木純林，5 a間下降了5.98%。而在2015年，林地景觀類型中增加了疏林地、未成林造林地、苗圃地、采伐跡地、輔助林地，非林地景觀類型中，未利用地已經(jīng)轉(zhuǎn)化為其他類型。斑塊數(shù)量5年間總體減少了59 015個，整體景觀格局異質(zhì)性程度降低。斑塊密度和邊緣密度都減小，說明小斑塊逐漸融合成大斑塊，景觀破碎化程度降低。全縣景觀形狀指數(shù)從2010年的1 315.61，下降到2015年的911.86，林地和非林地下降程度相當(dāng)，說明整體斑塊形狀趨于簡單化演變。斑塊結(jié)合度指數(shù)從2010年的956.32增加到2015年的1 273.76，林地斑塊結(jié)合度指數(shù)從442.43增長到906.12，而非林地從513.89降低到367.64，由此分析得出，全縣整體景觀連通性增大，其中林地的貢獻(xiàn)最大，而非林地因為修建道路或其他人為因素導(dǎo)致景觀連通性減小。景觀分割度對比得知，各景觀類型的景觀分割度變化不大，說明各類型斑塊的整體連通度較穩(wěn)定；聚合度指數(shù)普遍增加，說明景觀類型以分散分布轉(zhuǎn)向團(tuán)聚分布，破碎化程度降低[6～8]。

表2 2010年各土地利用景觀類型水平指數(shù)

表3 2015年各土地利用景觀類型水平指數(shù)

從表4得出，斑塊豐富度增大，說明景觀類型豐富度增加；Shannon多樣性指數(shù)和均勻度指數(shù)都減小，景觀斑塊破碎化程度降低，優(yōu)勢拼塊類型略有突出，且景觀多樣性減少[6]。

表4 林地景觀水平指數(shù)

4 討論

在2010年至2015年的研究時間內(nèi)，由于人口增長對耕地的需求增加，以及建設(shè)交通道路、居民集中安置點、水利工程等，部分林地轉(zhuǎn)換成了耕地、建設(shè)用地和水域。而從林地內(nèi)部類型轉(zhuǎn)變來看，有較多面積的喬木純林轉(zhuǎn)化為喬木混交林和一般灌木林地，分析其原因，一方面源于自然演替，另一方面受經(jīng)營管理活動的影響。林地景觀優(yōu)勢斑塊類型保持不變，其異質(zhì)性程度及破碎化程度都降低，斑塊形狀趨于簡單化演變，小斑塊逐漸融合成大斑塊，景觀連通性增大，景觀多樣性減少。旺蒼縣在林地面積減少以及景觀多樣性減少的情況下，林地結(jié)構(gòu)依然有效地發(fā)揮森林生態(tài)功能。

利用景觀格局指數(shù)定量研究區(qū)域林地景觀格局變化特征，可以有效且及時地在區(qū)域景觀層次上進(jìn)行分析和動態(tài)管理。及時發(fā)現(xiàn)在經(jīng)濟建設(shè)過程中出現(xiàn)的土地利用變化以及林地利用問題，更加科學(xué)和合理的指導(dǎo)土地利用規(guī)劃和生態(tài)環(huán)境建設(shè)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 施志國,鄧華鋒,彭道黎.沽源縣土地利用景觀格局變化研究[J]內(nèi)蒙古林業(yè)科技,2009,35(1):34～41.

[2] 四川植被協(xié)作組.四川植被[M].成都:四川人民出版社,1980.

[3] 范彬.旺蒼縣現(xiàn)代林業(yè)重點縣建設(shè)的實踐與思考[J].四川林業(yè)科技,2016,37(2):115～118.

[4] 劉軍會,高吉喜,耿斌,等.北方農(nóng)牧交錯帶土地利用及景觀格局變化特征[J].環(huán)境科學(xué)研究,2007,20 (5):148～154.

[5] 胡震峰.土地利用與景觀格局動態(tài)變化研究[J].科技情報開發(fā)與經(jīng)濟,2013,13(12):143～145.

[6] 鄔建國.景觀生態(tài)學(xué)[M].北京:高等教育出版社,2000.

[7] 白濤,王宏燕,王江麗.土地利用及景觀格局變化研究[J].東北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報,2008,39(10):51～56.

[8] 古琳,陳俊華,張海鷗,等.成都市林地景觀格局動態(tài)變化[J].東北林業(yè)大學(xué),2010,38(3):11～13.