曲陽縣土地利用景觀格局特征研究

王 琦

（河北農(nóng)業(yè)大學(xué)，河北 保定 071000）

近年來，景觀生態(tài)學(xué)的應(yīng)用越來越廣泛，作為研究景觀生態(tài)的重要指標(biāo)，土地利用和景觀格局成為揭示區(qū)域生態(tài)狀況和空間分布特征的有效手段[1]。本文以河北曲陽縣為研究區(qū)，利用ENVI與Fragtats軟件對曲陽縣2009～2016年的土地利用和景觀格局進(jìn)行研究。

1 研究區(qū)概況和研究方法

曲陽縣地處保定市區(qū)西南，太行山東麓，華北平原西部，面積總計(jì)1 083.7 km2，地理坐標(biāo)為北緯38°，東徑114°。其地勢走向?yàn)槲鞅备?、東南低，屬半山區(qū)。曲陽縣呈大陸季風(fēng)氣候，四季顯著而分明[2]。

1.1 數(shù)據(jù)來源

研究區(qū)主要數(shù)據(jù)來源類為曲陽縣2009年的landsat TM遙感影像和2016年的landsat8 OLI遙感影像數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)由地理空間數(shù)據(jù)云下載獲得，并對其進(jìn)行大氣校正，圖像增強(qiáng)等處理，利用曲陽縣的shp邊界進(jìn)行影像裁剪以獲得精確用地范圍。

在Envi5.3中，利用影像監(jiān)督分類的方法，獲取曲陽縣2009和2016年2期土地利用分類圖。并在此基礎(chǔ)上，使用景觀格局指數(shù)分析軟件Fragstats 4.2對曲陽縣景觀空間分布特征進(jìn)行了研究分析。由于曲陽縣地貌單一，本研究按照國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，將研究區(qū)景觀類型劃分為水體、建設(shè)用地，裸地，林草地和耕地5類[3]。

1.2 研究方法

從生態(tài)學(xué)和規(guī)劃學(xué)角度來看，斑塊類型及其形狀、大小、數(shù)量和空間組合等對生態(tài)環(huán)境的影響具有很強(qiáng)的相關(guān)性，對于這些要素高度濃縮的景觀格局信息即景觀指數(shù)。本研究分析指數(shù)包括CA、PLAND、LSI、PD、IJI、LPI、CONTAG、COHESION、SHDI、SHEI等10項(xiàng)指標(biāo)[4]。

2 結(jié)果與分析

2.1 土地利用變化

在Envi5.3中對曲陽縣2009～2016年土地利用進(jìn)行分類，分類結(jié)果如圖1所示。從空間分布角度上看，曲陽縣土地利用呈階梯化分布，北部地區(qū)主要是山區(qū)裸地、林地，南部地區(qū)主要是建設(shè)用地和耕地，西北部地區(qū)有集中水域。

由圖2可知，2009～2016年的7年間，曲陽縣裸地面積從17 213公頃略微下降至17 111公頃，面積基本保持不變；建設(shè)用地面積呈現(xiàn)大幅度增長，從13 309公頃上升至20 967公頃；林草地面積小幅下降，從44 288公頃下降至40 223公頃；耕地面積小幅下降，從30 703公頃下降到26 482公頃；水域面積從1 371公頃上升至2 102公頃，雖然絕對增幅不大，但從整體比例上增幅較大?？傮w上看，7年間曲陽縣建設(shè)用地和水域面積增加明顯，從圖中即可觀察到明顯變化，林草地和耕地面積有所下降，裸地面積基本保持不變，說明曲陽縣正在經(jīng)歷一個(gè)快速的發(fā)展時(shí)期，但其發(fā)展占用了一定面積的綠地，且裸地利用率不高。

圖1 2009～2016年土地利用變化圖

圖2 2009～2016年土地利用變化表

2.2 類型層面分析

由表1分析得知，林草地在曲陽縣土地利用類型中占主要地位，根據(jù)PLAND（斑塊所占景觀面積比例）值，2009年和2016年分別占總面積的41.43%和37.63%，水域面積很小，但在7年內(nèi)增加幅度很大，從1.28%上升至1.96%。林草地LSI（景觀形狀指數(shù)）值較高，形狀復(fù)雜，水域LSI低，形狀簡單集中。大部分PD（斑塊密度）呈上升趨勢，景觀破碎度增加。建設(shè)用地、耕地、水域的IJI（散布與并列指數(shù)）均有明顯提升，斑塊鄰接概率明顯增加。綜上所述，隨著城市化進(jìn)程的加快，曲陽縣建設(shè)用地面積大幅提高的同時(shí)，各類型斑塊受人類活動(dòng)干擾加劇，景觀碎片化程度增加。

表1 2009～2016年類型層面景觀格局指數(shù)

2.3 景觀層面分析

2009～2016年 景觀層面景觀格局指數(shù)如表2所示。從表2可知，2009～2016年P(guān)D呈增加趨勢，值得注意的是，LPI（某類最大斑塊占景觀面積）值從23.94大幅下降到6.65，占據(jù)優(yōu)勢和主導(dǎo)地位的斑塊被散布化了，象征著人類對自然的干擾活動(dòng)增加，LSI從124.51上升至139.20，CONTAG（蔓延度指數(shù)）從36.67下降至31.48，IJI從62.60上升至71.36，COHESION（斑塊結(jié)合度）從99.23下降至98.70，都從不同的方面反映了這一的誘因產(chǎn)生的結(jié)果。SHDI（香農(nóng)多樣性指數(shù)）從1.33上升至1.40，土地利用豐富度增加，景觀異質(zhì)性上升，SHEI（香農(nóng)均勻度指數(shù)）從0.82上升至0.87，說明研究區(qū)內(nèi)各斑塊景觀優(yōu)勢度減弱并呈現(xiàn)均質(zhì)化趨勢?？傮w而言，2009～2016年間，曲陽縣開發(fā)活動(dòng)的顯著增加，原有景觀優(yōu)勢度較高的農(nóng)林土地被用作建設(shè)用地，零星異質(zhì)斑塊散布在優(yōu)勢斑塊內(nèi)部，使斑塊破碎度增加，對景觀生態(tài)系統(tǒng)的健康運(yùn)轉(zhuǎn)的干擾活動(dòng)加劇。

表2 2009～2016年景觀層面景觀格局指數(shù)

3 結(jié)語

本文利用遙感影像數(shù)據(jù)并借助3S技術(shù)相關(guān)軟件，對曲陽縣2009～2016年的土地利用景觀格局進(jìn)行了分析研究，結(jié)果如下：

（1）保定市曲陽縣呈現(xiàn)北山區(qū)林地、裸地和南平原建設(shè)用地、耕地的總體格局。2009～2016年間，曲陽縣城市進(jìn)程加快，建設(shè)用地面積增加幅度較大，并提高了水域面積，但北部的裸地沒有獲得很好地利用。

（2）曲陽縣發(fā)展過程中，占用了較多的林草地和耕地，建設(shè)用地和綠地景觀碎片化程度均有不同程度的增加，斑塊形狀復(fù)雜化，聚集度減弱。

（3）總體生態(tài)系統(tǒng)受到一定程度的干擾，綠地系統(tǒng)景觀優(yōu)勢度有較大幅度削弱。建議在城市發(fā)展的同時(shí)，注重生態(tài)保護(hù)和綠地系統(tǒng)的建設(shè)

（4）目前，landsat系列遙感衛(wèi)星信息是易于獲取的一種類型，但其精度還不夠高，在對水體、建設(shè)用地、綠地之間的區(qū)分效果很好，但各類綠地之間的解譯區(qū)分較為不理想，對此本研究方案還存在一些不足，希望在今后的研究中能夠獲得提高。