遼寧渾河源頭生態(tài)功能區(qū)土地利用景觀格局變化分析

摘 要：以遼寧省渾河源頭生態(tài)功能區(qū)為研究區(qū)域，利用2000年、2005年、2010年、2015年4期遙感影像為數(shù)據(jù)源，借助RS和GIS技術(shù)，對(duì)研究區(qū)2000—2015年間的土地利用景觀格局變化進(jìn)行分析。結(jié)果表明：渾河源頭生態(tài)功能區(qū)景觀要素類(lèi)型以林地、耕地和建設(shè)用地為主，其中以林地面積最大;2000—2015年間，林地、水域、建設(shè)用地面積均有所增加，而耕地面積持續(xù)減少;15a來(lái)，耕地是主要轉(zhuǎn)出類(lèi)型，林地、水域和建設(shè)用地是主要轉(zhuǎn)入類(lèi)型;土地利用景觀破碎度逐漸減少，景觀完整性相對(duì)較好。

關(guān)鍵詞：生態(tài)功能區(qū);土地利用;景觀格局;動(dòng)態(tài)變化;渾河源頭區(qū)

中圖分類(lèi)號(hào)：S181

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

DOI：10.19754/j.nyyjs.20200915044

收稿日期：2020-08-05

作者簡(jiǎn)介：高曉寧（1982-），女，博士，高級(jí)工程師。研究方向：景觀生態(tài)學(xué)與區(qū)域生態(tài)規(guī)劃。

重點(diǎn)生態(tài)功能區(qū)是保障國(guó)家生態(tài)安全、擴(kuò)大綠色生態(tài)空間的重要區(qū)域，是人與自然和諧相處的示范區(qū)[1]。渾河源頭區(qū)地處遼東山區(qū)，作為遼寧省重點(diǎn)生態(tài)功能區(qū)，其主要生態(tài)服務(wù)功能為水源涵養(yǎng)與生物多樣性保護(hù)，在保障遼寧省生態(tài)安全方面具有舉足輕重的地位。土地利用由各種類(lèi)型的斑塊組成，是自然基礎(chǔ)上人類(lèi)活動(dòng)的直接反映，具有顯著的時(shí)空特征[2，3]。土地利用方式在時(shí)空上的長(zhǎng)期積累會(huì)影響土地利用結(jié)構(gòu)的演化，又會(huì)進(jìn)一步對(duì)區(qū)域的景觀生態(tài)格局造成影響，進(jìn)而改變生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能[4]。因此，本文利用RS和GIS技術(shù)手段，以渾河源頭重點(diǎn)生態(tài)功能區(qū)為研究對(duì)象，定量分析了渾河源頭區(qū)土地利用景觀格局變化，以期為持續(xù)穩(wěn)定地發(fā)揮重點(diǎn)生態(tài)功能區(qū)的服務(wù)功能提供理論依據(jù)。

1?研究區(qū)概況與研究方法

1.1?研究區(qū)概況

渾河源頭區(qū)地處遼寧省的東部地區(qū)，位于哈達(dá)嶺南麓龍崗山地，包括清原縣全部、新賓縣大部，面積為7172km2。該區(qū)域主要山脈為龍崗山余脈，主要水系為渾河上游及主要支流蘇子河，主要地貌為中低山、切割谷地，地表起伏較大。氣候冷涼，濕潤(rùn)。年均氣溫5～6℃，年均降水800～900mm，無(wú)霜期130～140d。自然植被覆蓋率約為80%，為全省地勢(shì)較高地區(qū)。該區(qū)域人口密度低、耕地短缺、經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)，但水資源和生物資源豐富，區(qū)內(nèi)主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)以林業(yè)、中藥材、林特產(chǎn)業(yè)、旅游業(yè)為主。

1.2?研究方法

1.2.1?數(shù)據(jù)來(lái)源與處理

選取2000年、2005年、2010年、2015年4個(gè)時(shí)相Landsat TM/ETM遙感影像數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)大氣校正、正射校正和幾何校正等處理，以及對(duì)影像的時(shí)相、云量、波段、噪音、變形、條帶、像元大小等檢查后，通過(guò)遙感解譯判讀獲得土地利用/覆被數(shù)據(jù)。為提高基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的精度，對(duì)研究區(qū)域進(jìn)行野外現(xiàn)場(chǎng)核查，使解譯數(shù)據(jù)滿足85%以上的精度要求。根據(jù)中國(guó)科學(xué)院土地利用/覆被標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合研究區(qū)域?qū)嶋H情況，將土地利用類(lèi)型分為耕地、林地、水域、建設(shè)用地和未利用地5種。

1.2.2?景觀指數(shù)選擇與計(jì)算

景觀指數(shù)是對(duì)景觀格局信息進(jìn)行高度濃縮的定量反映指標(biāo)，是現(xiàn)階段最為常用的一種定量研究景觀格局的手段，體現(xiàn)了各類(lèi)景觀要素的組成和空間分布的特點(diǎn)[5]。本文選取斑塊數(shù)目（NP）、邊界密度（ED）、平均斑塊面積（MPS）和聚集度指數(shù)（CONT）等4個(gè)景觀格局指數(shù)進(jìn)行分析，并通過(guò)Fragstats 4.2軟件計(jì)算完成。

2?結(jié)果與分析

2.1?土地利用景觀要素組成及其變化特征

渾河源頭生態(tài)功能區(qū)土地利用景觀要素類(lèi)型主要以林地、耕地和建設(shè)用地為主。其中2000年、2005年、2010年、2015年渾河源頭生態(tài)功能區(qū)均以林地面積最大，面積分別為5572.50km2、5572.97km2、5572.46km2和5631.15km2，占總面積的77.23%、77.24%、77.23%和78.05%;耕地面積第2，分別為1494.24km2、1492.72km2、1484.23km2和1359.87km2，占總面積的20.71%、20.69%、20.57%和18.85%;建設(shè)用地面積第3，分別為99.95km2、101.2km2、110.31km2和159.89km2，占總面積的1.39%、1.40%、1.53%和2.22%;未利用地面積最小，均為0.02km2。2000—2015年渾河源頭生態(tài)功能區(qū)土地利用類(lèi)型面積變化見(jiàn)圖1。

由圖1可以看出，2000—2010年，渾河源頭生態(tài)功能區(qū)林地、水域和未利用地面積均無(wú)明顯變化;而建設(shè)用地面積有所增加，增加了10.36km2，變化率為10.37%;耕地面積有所減少，減少了10.01km2，變化率為0.67%。2010—2015年，渾河源頭生態(tài)功能區(qū)土地利用變化顯著，其中林地、水域、建設(shè)用地面積均有所增加，且以林地和建設(shè)用地面積增加最大，分別增加了58.69km2和49.58km2，增加率分別為1.05%和44.95%;而耕地仍呈減少趨勢(shì)，減少了124.34km2，變化率為8.38%。

2.2?土地利用景觀要素轉(zhuǎn)移特征

土地利用變化不僅體現(xiàn)在各土地利用類(lèi)型的面積變化上，還表現(xiàn)在各土地利用類(lèi)型的相互轉(zhuǎn)化中。通過(guò)分析研究區(qū)土地利用景觀要素移矩陣得出，2000—2005年，渾河源頭生態(tài)功能區(qū)土地利用類(lèi)型轉(zhuǎn)化不明顯;2005—2010年，土地利用轉(zhuǎn)化主要發(fā)生在耕地和建設(shè)用地之間，耕地是主要的轉(zhuǎn)出類(lèi)型，向建設(shè)用地轉(zhuǎn)出8.70km2;2010—2015年，土地利用轉(zhuǎn)化主要發(fā)生在耕地和林地、耕地和水域、耕地和建設(shè)用地之間，其中耕地是主要的轉(zhuǎn)出類(lèi)型，分別向林地、水域和建設(shè)用地轉(zhuǎn)出70.03km2、14.73km2和39.60km2?？傮w來(lái)說(shuō)，2000—2015年這15a間，研究區(qū)耕地向建設(shè)用地共轉(zhuǎn)出了49.23km2，主要原因是隨著經(jīng)濟(jì)和人口的快速增長(zhǎng)，工業(yè)及城鎮(zhèn)化進(jìn)程加快，建設(shè)占用了大量耕地;耕地向林地和水域分別轉(zhuǎn)出了70.16km2和14.98km2，這與研究區(qū)實(shí)施的退耕還林還濕政策以及農(nóng)業(yè)發(fā)展方式的轉(zhuǎn)變有關(guān)。

2.3?景觀格局指數(shù)變化特征

從表1可以看出，隨著時(shí)間的推移，渾河源頭生態(tài)功能區(qū)景觀斑塊的數(shù)量逐漸減少，由2000年的6861個(gè)減少到2015年的5472個(gè)，且邊界密度也逐漸減少，說(shuō)明研究區(qū)景觀斑塊的破碎化程度逐漸減小。2000—2015年，聚集度指數(shù)平均值為74.9%，說(shuō)明景觀內(nèi)優(yōu)勢(shì)斑塊的分布有著較好的連通性，景觀聚集程度高于破碎程度，研究區(qū)景觀較為完整[6]。

3?結(jié)論與建議

3.1?主要結(jié)論

渾河源頭生態(tài)功能區(qū)以林地、耕地和建設(shè)用地為主，其中又以林地面積最大。2000—2015年，林地、水域、建設(shè)用地面積均有所增加，而耕地面積則持續(xù)減少。其中耕地是主要轉(zhuǎn)出類(lèi)型，向建設(shè)用地共轉(zhuǎn)出了49.23km2，尤其是2010—2015年轉(zhuǎn)出最多，說(shuō)明經(jīng)濟(jì)快速增長(zhǎng)、城鎮(zhèn)化擴(kuò)張和人類(lèi)活動(dòng)增加，導(dǎo)致建設(shè)用地迅猛擴(kuò)大，擠占了大量耕地;向林地和水域分別轉(zhuǎn)出了70.16km2和14.98km2，這與退耕還林還濕政策、生產(chǎn)方式密切相關(guān)。隨著時(shí)間的推移，渾河源頭生態(tài)功能區(qū)景觀破碎度逐漸減少，景觀完整性相對(duì)較好。

3.2?保護(hù)建議

近年來(lái)，渾河源頭生態(tài)功能區(qū)通過(guò)實(shí)施公益林和天然林保護(hù)工程、開(kāi)展林地造林和退耕還林工程、落實(shí)河長(zhǎng)責(zé)任制、調(diào)整產(chǎn)業(yè)布局結(jié)構(gòu)、加強(qiáng)周邊污染源整治、推進(jìn)生態(tài)建設(shè)等措施，渾河源頭區(qū)生態(tài)環(huán)境保護(hù)取得了明顯成效。為此，進(jìn)一步提出以下保護(hù)建議：科學(xué)劃定生態(tài)保護(hù)紅線，實(shí)施嚴(yán)格保護(hù)，同時(shí)建立和完善生態(tài)補(bǔ)償機(jī)制;加強(qiáng)人工封育建設(shè)和水土保持人工林建設(shè)，提高森林涵養(yǎng)水源功能;實(shí)施天然林保護(hù)工程和退耕還林工程，禁止采伐天然林，增加森林系統(tǒng)功能;加強(qiáng)自然保護(hù)區(qū)的建設(shè)與管理，嚴(yán)格控制開(kāi)發(fā)建設(shè)，保持重要生物棲息地的完整性;嚴(yán)格控制外來(lái)物種入侵，提高生物安全管理水平和公眾生物安全意識(shí)，有效保護(hù)生物多樣性;加強(qiáng)農(nóng)田保護(hù)，合理耕作，減少農(nóng)業(yè)面源污染;集約使用土地，提高城鎮(zhèn)化質(zhì)量，發(fā)展生態(tài)城鎮(zhèn)。

參考文獻(xiàn)

[1] 黃麟，曹巍，吳丹，等.2000—2010年我國(guó)重點(diǎn)生態(tài)功能區(qū)生態(tài)系統(tǒng)變化狀況[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào)，2015，26（09）：2758-2766.

[2]唐秀美，陳百明，路慶斌，等.城市邊緣區(qū)土地利用景觀格局變化分析[J].中國(guó)人口資源與環(huán)境，2010，20（08）：159-163.

[3]孫愷，楊延征，趙鵬祥，等.基于遙感技術(shù)的西安城市景觀格局時(shí)空演變及分析[J].西北林學(xué)院學(xué)報(bào)，2015，30（02）：180-185.

[4]魯亞楠，姚順波，鄧元杰，等.陜北地區(qū)土地利用及景觀格局變化對(duì)生態(tài)服務(wù)價(jià)值的影響——基于退耕還林（草）背景[J].中國(guó)農(nóng)業(yè)資源與區(qū)劃，2019，40（11）：180-192.

[5]李蓉.塔河縣森林景觀格局及其動(dòng)態(tài)變化研究[J].林業(yè)勘察設(shè)計(jì)，2020，49（01）：6-11.

[6]張晨，趙安玖.基于Fragstats技術(shù)的榮縣土地利用景觀格局分析[J].農(nóng)業(yè)與技術(shù)，2018，38（04）：16-18.

（責(zé)任編輯?周康）