川北地形過(guò)渡帶地形因子對(duì)土地利用與景觀格局變化的影響

劉 濤,侯蘭功

(西南科技大學(xué) 土木工程與建筑學(xué)院,四川 綿陽(yáng) 621000)

自1995年國(guó)際地圈生物圈計(jì)劃(IGBP)和國(guó)際全球環(huán)境變化人文因素計(jì)劃(IHDP)首次提出了“土地利用/土地覆蓋變化(LUCC)”研究計(jì)劃，此后LUCC成為環(huán)境變化問(wèn)題的研究熱點(diǎn)[1]。地形因影響光、水和熱量的差異性分布導(dǎo)致土地利用變化約為水平異變度的1 000倍[2]。尤其在山地丘陵過(guò)渡帶，土地利用地形梯度變化對(duì)經(jīng)濟(jì)建設(shè)和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)具有深遠(yuǎn)的影響，其土地資源的可持續(xù)性利用關(guān)系到區(qū)域的糧食安全和生態(tài)安全[3]。早期國(guó)內(nèi)學(xué)者更多從一級(jí)地形等級(jí)[4](如高程、坡度和坡向[5-6])出發(fā)探究土地利用梯度變化，主要采用轉(zhuǎn)移概率矩陣[7]、土地利用變化速度指標(biāo)[8]和土地利用程度綜合指數(shù)[9]等方法定量分析土地利用時(shí)空變化。近幾年，研究發(fā)現(xiàn)地形位指數(shù)更簡(jiǎn)潔直觀地體現(xiàn)出地貌特征[10]，并且在此基礎(chǔ)上深入探究二級(jí)地形等級(jí)[4]如地形起伏度[11]、坡形[12]，坡位[13]等，其研究方法更趨于分析土地利用時(shí)空的差異性，例如土地利用圖譜法[14]、移動(dòng)窗口法[15]等方法。其研究區(qū)域主要涵蓋行政區(qū)劃[16]、流域[17]、農(nóng)牧交錯(cuò)帶[18]和特殊地形區(qū)[19]等。

四川省江油市處于川北地區(qū)成都平原和秦嶺山地間的過(guò)渡地帶，其地形復(fù)雜多樣，包含豐富的生態(tài)資源與地理信息。深入探究此類(lèi)地形過(guò)渡帶土地利用類(lèi)型的時(shí)空變化能夠清晰的展現(xiàn)出不同地貌下土地利用時(shí)空分布特征以及地形梯度變化下的土地利用變化規(guī)律。有學(xué)者從時(shí)間序列出發(fā)，定量分析江油市土地利用變化程度[20]，亦有學(xué)者利用元胞自動(dòng)機(jī)—馬爾可(CA-Markov)模型預(yù)測(cè)2020年江油市土地利用分布格局[21]，并取得較好的研究成果。然而，對(duì)于復(fù)雜地理單元，從時(shí)間角度橫向?qū)Ρ绕渫恋乩米兓潭韧鶗?huì)忽略地形對(duì)土地利用格局所造成的空間差異性。因此，本文基于地形位指數(shù)，利用土地利用轉(zhuǎn)移矩陣法以及分布指數(shù)法分析四川省江油市土地時(shí)空分布及變化特征，旨在深入探究地形因子與土地利用變化之間的關(guān)系，以及在不同地形條件下人類(lèi)活動(dòng)對(duì)于土地利用時(shí)空變化的影響。選取景觀生態(tài)學(xué)中部分景觀指數(shù)，利用移動(dòng)窗口法以及雙變量空間相關(guān)性分析法探討土地景觀時(shí)空異質(zhì)性，并分析地形因子與土地利用景觀指數(shù)的空間相關(guān)性，為進(jìn)一步了解該區(qū)域空間分布規(guī)律與時(shí)間變化規(guī)律提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，可為土地利用空間優(yōu)化、生態(tài)環(huán)境保護(hù)等方面提供參考。

1 研究區(qū)概況

江油市作為綿陽(yáng)市下轄的縣級(jí)市，位于四川盆地西北部，龍門(mén)山東南部，介于31°32′26″—32°19′18″N和104°31′35″—105°17′30″之間，幅員面積2 719 km2，年均氣溫15.9 ℃，全年平均降雨量1 113.21 mm，屬于亞熱帶季風(fēng)氣候。至2018年末，全市生產(chǎn)總值達(dá)428.03億元，第一產(chǎn)業(yè)占19.5%，是國(guó)家重要的商品糧食基地。研究區(qū)屬于典型的地形過(guò)渡帶地區(qū)，其地貌類(lèi)型主要包括山地、丘陵和平壩。其中，山地面積占51.2%，丘陵面積占26.5%，平壩面積僅占22.2%。其主要用地類(lèi)型以林草地為主，面積占60.6%；其次為水田，面積占31.0%。

2 數(shù)據(jù)來(lái)源與研究方法

2.1 數(shù)據(jù)來(lái)源

本研究所用到的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)均來(lái)自地理空間數(shù)據(jù)云(http:∥www.gscloud.cn/)，DEM為ASTER GDEM30 m分辨率影像。土地利用數(shù)據(jù)是利用分辨率為30 m×30 m，云量小于8%的2003年9月、2010年9月Landsat 5 TM以及2018年8月Landsat 8OLI三期遙感影像，經(jīng)ENVI 5.3中輻射定標(biāo)、大氣矯正、裁剪等步驟，利用最大似然法對(duì)假彩色影像進(jìn)行監(jiān)督分類(lèi)后得到。利用Google Earth的高分辨率影像對(duì)分類(lèi)結(jié)果進(jìn)行修正處理，并隨機(jī)選取400個(gè)樣本點(diǎn)對(duì)修正后分類(lèi)結(jié)果進(jìn)行精度驗(yàn)證，總體精度均大于85%，檢驗(yàn)結(jié)果表明分類(lèi)結(jié)果能夠?yàn)檫@次研究提供數(shù)據(jù)支持。

2.2 研究方法

2.2.1 土地利用變化轉(zhuǎn)移矩陣 本研究引入土地利用變化轉(zhuǎn)移矩陣來(lái)分析土地利用類(lèi)型間的相互轉(zhuǎn)換情況，進(jìn)而分析土地利用變化的內(nèi)在過(guò)程和趨勢(shì)。土地利用變化轉(zhuǎn)移矩陣的表達(dá)形式為：

(1)

式中：S為土地面積；n為土地利用的類(lèi)型數(shù)；i，j為研究期初與研究期末的土地利用的類(lèi)型序號(hào)。

2.2.2 地形位指數(shù) 地形位指數(shù)是高程和坡度兩個(gè)因素的綜合體現(xiàn)，能夠宏觀體現(xiàn)不同地形條件下土地利用類(lèi)型的分布特征和變化規(guī)律[22]。計(jì)算公式為：

(2)

式中：T為地形位指數(shù)；E，S分別為某點(diǎn)的高程和坡度；E，S分別為區(qū)域的平均高程和坡度。

2.2.3 地形分布指數(shù) 為消除各地行為梯度上土地利用類(lèi)型分布面積差異的影響，引進(jìn)分布指數(shù)這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)無(wú)鋼量表征不同地類(lèi)在地形梯度上的分布情況。計(jì)算公式為：

P=(Sij/Si)×(Sj/S)

(3)

式中：P為景觀類(lèi)型分布指數(shù)；j為地形因子(高程、坡度和地形起伏度)；i為景觀類(lèi)型；Sij為在特定等級(jí)下地形因子j的第i類(lèi)景觀類(lèi)型的面積；Si為i類(lèi)景觀類(lèi)型的面積；S為整個(gè)區(qū)域的面積；Sj為整個(gè)區(qū)域在特定等級(jí)下地形因子j的景觀類(lèi)型總面積。其中分布指數(shù)p=1時(shí)，代表某種景觀類(lèi)型在該種地形上的比重與研究區(qū)內(nèi)該景觀的比重相等。p>1時(shí)，某地類(lèi)在該地形上的比重大于該地類(lèi)總面積在研究區(qū)域的比重。因此，將p>1設(shè)定為該景觀類(lèi)型的優(yōu)勢(shì)位。

2.2.4 移動(dòng)窗口法 移動(dòng)窗口法可以直觀清晰地呈現(xiàn)出區(qū)域景觀的空間異質(zhì)性，由于景觀格局指數(shù)受空間尺度的影響較大，經(jīng)300，600，900，1 200 m邊長(zhǎng)的窗口調(diào)試，最終確定最佳分析尺度為邊長(zhǎng)900 m的矩形移動(dòng)窗口。本文景觀指數(shù)分別為斑塊密度(PD)Shannon多樣性指數(shù)(SHDI)。

2.2.5 空間相關(guān)性分析 傳統(tǒng)數(shù)量統(tǒng)計(jì)分析在表達(dá)空間關(guān)系上存在不足，空間統(tǒng)計(jì)分析則可研究與地理位置相關(guān)的具有空間依賴(lài)、空間關(guān)聯(lián)或空間自相關(guān)的數(shù)據(jù)[23]。為更直觀地表達(dá)地形因子與景觀指數(shù)空間分布關(guān)聯(lián)模式，本文采用空間相關(guān)方法來(lái)測(cè)度兩者的空間格局相關(guān)性。運(yùn)用雙變量空間相關(guān)模型，此模型能準(zhǔn)確地把握局部空間要素的集聚與分異特征。計(jì)算公式為：

(4)

式中：Ikl為雙變量空間相關(guān)系數(shù)；Xik為空間單元i屬性k的值；Xjl為空間單元j屬性l的值；Xk，Xl為屬性k，l的平均值；σk，σl為屬性k，l的方差；Wij為空間單元i，j之間的空間權(quán)重矩陣。

3 結(jié)果與分析

3.1 土地利用時(shí)空變化

3.1.1 土地利用結(jié)構(gòu)變化 由表1可知，江油市在2003—2018年土地利用變化較為明顯。在2003—2018年期間，江油市林草地、水田以及旱地面積呈現(xiàn)減少的趨勢(shì)，其中水田面積減少最大，減少面積3 414.82 hm2，大多發(fā)生在南部城區(qū)附近；其次為林草地，面積減少2 242.07 hm2；北部山區(qū)旱地面積減少量為1 732.96 hm2。在2003—2018年水域面積和建設(shè)用地面積呈現(xiàn)增加趨勢(shì)，其中建設(shè)用地面積增加較快，增加面積4 975.14 hm2；水域面積對(duì)于建設(shè)用地而言相對(duì)較小，增加面積1 765.25 hm2；其他用地由于基數(shù)較小，面積僅增加203 hm2。

表1 江油市2003-2018年土地利用變化 hm2

分階段來(lái)看，林草地、水田和旱地在2003—2010年以及2010—2018年兩個(gè)時(shí)段都呈現(xiàn)減少的狀態(tài)，而建設(shè)用地、水域和其他用地都呈現(xiàn)出增加的狀態(tài)。在2003—2010年期間，林草地、水田和旱地分別減少了969.2，2 238.98，1 161.36 hm2；建設(shè)用地、水域和其他用地面積分別增加了3 360.36，842.74，122.15 hm2。在2010—2018年期間，林草地、水田和旱地分別減少了672.87，1 175.84，571.6 hm2；建設(shè)用地、水域和其他用地面積分別增加了1 614.78，922.51，81.52 hm2。通過(guò)兩個(gè)時(shí)段進(jìn)行對(duì)比，發(fā)現(xiàn)2003—2010年期間江油市土地利用的變化量整體高于2010—2018年，這是由于2003—2010年期間城市化速度以及城市擴(kuò)張度高于2010—2018年，其中“退耕還林、還草”、“城市開(kāi)發(fā)邊界的劃定”等相關(guān)政策亦會(huì)影響江油市土地利用變化強(qiáng)度。

3.1.2 土地利用轉(zhuǎn)移變化 依據(jù)三期土地利用分類(lèi)矢量數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)ArcMap 10.2中數(shù)據(jù)融合與疊置分析法，利用Excel中數(shù)據(jù)透視表得到土地利用轉(zhuǎn)移數(shù)據(jù)。由表2可以看出，2003—2010年期間旱地向林草地轉(zhuǎn)移面積最大，轉(zhuǎn)移面積為10 800.36 hm2，大多發(fā)生在研究區(qū)北部、西北部等山地區(qū)域，主要是由于“退耕還林、還草”等政策使不適宜耕種的旱地轉(zhuǎn)化為林草地。平原地區(qū)主要表現(xiàn)為水田向建設(shè)用地轉(zhuǎn)移，轉(zhuǎn)移面積為2 916.27 hm2，是建設(shè)用地?cái)U(kuò)張占用水田用地所導(dǎo)致。水田與旱地相互轉(zhuǎn)化主要發(fā)生在研究區(qū)中部，該區(qū)域以丘陵為主。由表3可知，2010—2018年期間，旱地向林草地轉(zhuǎn)移最為劇烈，轉(zhuǎn)移面積為9 889.20 hm2；水田向建設(shè)用地轉(zhuǎn)移2 632.58 hm2；水域用地向建設(shè)用地轉(zhuǎn)移589.23 hm2。結(jié)合2003—2010年與2010—2018年兩期江油市土地利用轉(zhuǎn)移矩陣可以看出，2003—2010年期間土地利用變化強(qiáng)度高于2010—2018年，具體表現(xiàn)為，2003—2010年期間旱地轉(zhuǎn)林草地面積、水田轉(zhuǎn)建設(shè)用地面積、水域轉(zhuǎn)建設(shè)用地的面積比2003—2010年期間所對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)移面積分別少了911.16，283.69和457.38 hm2，說(shuō)明相對(duì)于2003—2010年期間的土地利用變化，2010—2018年土地利用呈現(xiàn)出相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài)。

表2 江油市2003-2010年土地利用變化轉(zhuǎn)移矩陣 hm2

表3 江油市2010-2018年土地利用變化轉(zhuǎn)移矩陣 hm2

3.1.3 土地利用在地形位梯度上的分布變化 利用分布指數(shù)得到2003，2010和2018年3期用地類(lèi)型在地形位梯度上的分布變化(見(jiàn)圖1)。由圖1可見(jiàn)，在地形位低于7梯度時(shí)，林草地呈劣勢(shì)分布，并且2003年林草地分布指數(shù)大于2018年；大于7梯度時(shí)，林草地為優(yōu)勢(shì)分布，且2018年優(yōu)勢(shì)度整體高于2003與2010年。這表明隨著低地形位地區(qū)林地面積減少以及高地形位地區(qū)的“退耕還林、還草”政策的實(shí)施，使林草地面積向高地形位地區(qū)集中。2003年旱地分布優(yōu)勢(shì)位于2～12梯度間，且6梯度最具優(yōu)勢(shì)(p=1.4)；2018年旱地分布優(yōu)勢(shì)在3～10之間，且最高為6梯度(p=1.52)。可知，研究區(qū)旱地類(lèi)型呈現(xiàn)出向地形位指數(shù)為6的區(qū)域集中趨勢(shì)。2003年水田用地在地形位等級(jí)為9時(shí)p=1，2018年當(dāng)p=1時(shí)，地形位等級(jí)為11，隨地形位等級(jí)增加，2003年水田分布指數(shù)下降趨勢(shì)快于2018年。這表明受人類(lèi)活動(dòng)以及經(jīng)濟(jì)建設(shè)的影響，水田用地優(yōu)勢(shì)度呈現(xiàn)出向較高等級(jí)發(fā)展的態(tài)勢(shì)。隨著建設(shè)用地的增加，低地形位指數(shù)的建設(shè)用地優(yōu)勢(shì)度逐漸提高，從2003年p=5.08增加至2018年p=5.72，且建設(shè)用地呈現(xiàn)出向較高地形位擴(kuò)張趨勢(shì)。水域用地在低地形位等級(jí)上呈優(yōu)勢(shì)分布，然而從2003年的最高分布指數(shù)(p=4.13)下降到2018年(p=3.14)，呈現(xiàn)出低地形位等級(jí)的水域面積下降趨勢(shì)。未利用地優(yōu)勢(shì)分布于0～5以及9～13等級(jí)上；在0～5等級(jí)上2018年分布指數(shù)低于2003和2010年；在9～13等級(jí)上，2018年分布指數(shù)高于其他兩年，可以看出，該區(qū)域未利用地呈現(xiàn)出向中地形位指數(shù)等級(jí)集中趨勢(shì)。

圖1 研究區(qū)不同土地利用類(lèi)型在不同地形位梯度等級(jí)上的分布指數(shù)

3.2 景觀格局時(shí)空變化

3.2.1 斑塊密度時(shí)空變化 將3期土地利用數(shù)據(jù)柵格數(shù)據(jù)導(dǎo)入fragtats軟件，利用移動(dòng)窗口法得到研究區(qū)斑塊密度時(shí)空變化特征(見(jiàn)圖2)。

由圖2可見(jiàn)，研究區(qū)景觀格局整體呈現(xiàn)出北部、西北部斑塊密度較低，中部、東南部斑塊密度較高的形態(tài)。斑塊密度較低區(qū)域主要分布在地形位較高的山地地區(qū)；斑塊密度較高的地區(qū)地形位指數(shù)較低，主要位于平原、丘陵地區(qū)。從時(shí)間變化來(lái)看，研究區(qū)北部山區(qū)延河兩側(cè)斑塊密度呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，是由于河流兩側(cè)耕地面積減小所導(dǎo)致；中部以及東南部主要作為低山丘陵區(qū)域，斑塊密度呈現(xiàn)出增加趨勢(shì)，表明該區(qū)域耕地、水田的破碎化程度加劇。研究區(qū)城市區(qū)域斑塊密度主要表現(xiàn)為下降趨勢(shì)，是由于建設(shè)用地的擴(kuò)張侵占了外圍大量的水田、林草地等用地，導(dǎo)致該區(qū)域用地類(lèi)型趨于單一化。

圖2 2003-2018年研究區(qū)景觀格局的斑塊密度時(shí)空變化

3.2.2 Shannon多樣性指數(shù)時(shí)空變化 Shannon多樣性指數(shù)能夠反映出景觀的多樣性與異質(zhì)性[24]。利用移動(dòng)窗口法得到Shannon多樣性指數(shù)空間分布圖(圖3)。由圖3可知，研究區(qū)整體呈現(xiàn)出北部山區(qū)Shannon多樣性指數(shù)較低，而南部丘陵平原區(qū)域相對(duì)較高，表明了丘陵平原區(qū)域土地利用類(lèi)型豐富多樣性，以及在空間上的復(fù)雜性和不均勻性。從時(shí)間變化來(lái)看，山地區(qū)域河流沿岸受耕地減少的影響，景觀多樣性呈現(xiàn)出向河流集中的趨勢(shì)；平原地區(qū)的河流受人類(lèi)活動(dòng)的影響，景觀豐富度逐漸降低。中部丘陵區(qū)域Shannon多樣性指數(shù)呈現(xiàn)為上升趨勢(shì)，表明該區(qū)域土地利用類(lèi)型較為豐富和復(fù)雜。平原丘陵與山地地貌類(lèi)型的交匯處Shannon多樣性指數(shù)較高并且呈線(xiàn)性分布，這是由于不同地貌交匯處擁有林草地、旱地、水田等多種不同用地類(lèi)型，其景觀類(lèi)型的復(fù)雜性和不均勻性導(dǎo)致該區(qū)域擁有多樣性景觀。

圖3 2003-2018年研究區(qū)景觀格局的Shannon多樣性指數(shù)時(shí)空變化

3.2.3 景觀指數(shù)與地形因子空間相關(guān)性 通過(guò)GeoDa軟件的Multivariate LISA工具可以得到研究區(qū)域內(nèi)地形位指數(shù)與斑塊密度的LISA聚類(lèi)圖(圖4)。

由圖4可見(jiàn)，研究區(qū)地形位指數(shù)與斑塊密度的空間耦合存在5種類(lèi)型的聚集區(qū)，其中高—低聚集區(qū)大多分布于研究區(qū)北部山區(qū)；低—高聚集區(qū)大多位于研究區(qū)東南部，該地區(qū)以低山丘陵為主；高—高聚集區(qū)大多集中在研究區(qū)中部山地丘陵交匯區(qū)域；不顯著聚集區(qū)面積最大，主要位于河流交匯處以及主城區(qū)所在區(qū)域。從變化情況來(lái)看高—高聚集區(qū)從散亂分布到集中于山地丘陵交匯處，表明隨著人類(lèi)活動(dòng)以及自然環(huán)境的變化，地形位變化較快的地區(qū)地形因子與斑塊密度具有較強(qiáng)的正相關(guān)性；在山地區(qū)域，不顯著區(qū)域大多位于河流沿岸，并呈現(xiàn)出面積下降的趨勢(shì)；在研究區(qū)主城區(qū)附近，不顯著聚集區(qū)面積逐漸增大，是由于人類(lèi)聚集區(qū)域的地形位指數(shù)與斑塊密度因受其他外來(lái)因素影響較大從而表現(xiàn)為兩者相關(guān)性不顯著。

圖4 2003-2018年研究區(qū)景觀格局的斑塊密度與地形位指數(shù)的雙變量LISA聚類(lèi)結(jié)果

地形位指數(shù)與Shannon多樣性指數(shù)的雙變量空間相關(guān)性如圖5所示。山地區(qū)域大多為高—低聚集區(qū)，位于研究區(qū)北部。低—高聚集區(qū)位于研究區(qū)東南部，該地區(qū)為平原丘陵地貌。LISA聚類(lèi)圖中高—高聚集區(qū)大多位于研究區(qū)中部，該區(qū)域主要為山地平原交匯處。山地地貌不顯著聚集區(qū)大多位于河流兩側(cè)，是人類(lèi)和旱地集中的區(qū)域；平原丘陵區(qū)域不顯著聚集區(qū)大多位于人口密度較高的區(qū)域。從變化來(lái)看，高—高聚集區(qū)呈現(xiàn)出向研究區(qū)中部集中的趨勢(shì)，該地區(qū)為丘陵和山地交匯處。山地地貌下高—低聚集區(qū)面積呈現(xiàn)出增加的趨勢(shì)，主要是由于人類(lèi)活動(dòng)減弱導(dǎo)致山地區(qū)域耕地面積減小，從而使不顯著聚集區(qū)轉(zhuǎn)化為高—低聚集區(qū)。研究區(qū)丘陵平原區(qū)域不顯著聚集區(qū)呈現(xiàn)出從中部向南部擴(kuò)張態(tài)勢(shì)，表明南方平原地形因子與多樣性景觀的相關(guān)性受其他因素影響逐漸增大。

圖5 2003-2018年研究區(qū)景觀格局的Shannon多樣性指數(shù)與地形位指數(shù)的雙變量LISA聚類(lèi)結(jié)果

4 結(jié)論與討論

4.1 結(jié) 論

(1) 在2003—2018年期間，江油市林草地、水田以及旱地面積呈現(xiàn)減少的趨勢(shì)，其中水田面積減少最大，減少面積3 414.82 hm2；建設(shè)用地面積增加較快，增加面積4 975.14 hm2；發(fā)現(xiàn)2003—2010年期間江油市土地利用的變化量整體高于2010—2018年。

(2) 旱地向林草地轉(zhuǎn)化最為劇烈，主要發(fā)生在研究區(qū)北部、西北部等山地的區(qū)域。南部平原地區(qū)主要表現(xiàn)為水田向建設(shè)用地轉(zhuǎn)化；水田與旱地相互轉(zhuǎn)化主要發(fā)生在研究區(qū)中部。

(3) 旱地和未利用地優(yōu)勢(shì)梯度向中地形位梯度集中，且優(yōu)勢(shì)度增加；低地形位等級(jí)上建設(shè)用地、水田和水域優(yōu)勢(shì)度逐漸降低，并具有優(yōu)勢(shì)梯度向較高地形位梯度擴(kuò)展趨勢(shì)；低地形位地區(qū)林草地劣勢(shì)分布趨于明顯，而在高地形位地區(qū)分布優(yōu)勢(shì)度逐漸上升。

(4) 研究區(qū)整體呈現(xiàn)出北部、西北部斑塊密度、Shannon多樣性指數(shù)較低，中部、東南部斑塊密度、Shannon多樣性指數(shù)較高的空間形態(tài)。河流沿岸以及山地丘陵交匯處斑塊密度與Shannon多樣性指數(shù)較高，且呈線(xiàn)性分布。從變化來(lái)看，北部山區(qū)延河兩側(cè)斑塊密度與Shannon多樣性指數(shù)呈現(xiàn)下降趨勢(shì)；中部以及東南部主要為低山丘陵區(qū)域，其斑塊密度與Shannon多樣性指數(shù)呈現(xiàn)出增加趨勢(shì)；城市區(qū)域斑塊密度主要表現(xiàn)為下降趨勢(shì)。

(5) 研究區(qū)高—高聚集區(qū)向山地丘陵交匯處集中，丘陵平原地區(qū)不顯著聚集區(qū)呈現(xiàn)出從中部向南部擴(kuò)張態(tài)勢(shì)，山地地貌下高—低聚集區(qū)面積呈現(xiàn)出增加的趨勢(shì)，而低—高聚集區(qū)面積逐漸減少，在主城區(qū)附近不顯著聚集區(qū)面積逐漸增大。

4.2 討 論

在2003—2018年期間，水田面積減少3 414.82 hm2，建設(shè)用地面積增加4 975.14 hm2，表明人類(lèi)活動(dòng)是土地利用變化最主要的因素，其中“退耕還林還草”、“城市開(kāi)發(fā)邊界的劃定”等相關(guān)政策亦會(huì)影響江油市土地利用變化強(qiáng)度。旱地向林草地轉(zhuǎn)移大多發(fā)生在西北山區(qū)，其“退耕還林、還草”政策以及山區(qū)人口數(shù)量下降是影響該轉(zhuǎn)移的主導(dǎo)因素；主城區(qū)周邊大量水田轉(zhuǎn)移為建設(shè)用地，需控制城市無(wú)序蔓延，以保證江油市糧食安全。2018年高地形等級(jí)地區(qū)林地優(yōu)勢(shì)度最高，這是由于低地形等級(jí)地區(qū)林地面積減少以及高地形地區(qū)旱地轉(zhuǎn)化為林地所導(dǎo)致；低地形等級(jí)上建設(shè)用地、水田和林地優(yōu)勢(shì)度呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，且p=1的地形等級(jí)逐漸增加，說(shuō)明建設(shè)用地正在向較高地形等級(jí)擴(kuò)張。山地人類(lèi)活動(dòng)主要集中在河流附近，致使山區(qū)河流沿岸以及山地丘陵交界處景觀破碎化程度較高，景觀類(lèi)型較為豐富，而山地丘陵交界處由于景觀類(lèi)型的多樣性導(dǎo)致該區(qū)域呈現(xiàn)出出多樣化態(tài)勢(shì)。是由于城市擴(kuò)張形成單一景觀類(lèi)型，致使主城區(qū)周?chē)邏K密度以及Shannon多樣性指數(shù)逐漸下降。高—高聚集區(qū)向山地丘陵交界處聚集，說(shuō)明地形因子變化較大的地區(qū)景觀指與地形之間具有較強(qiáng)的相關(guān)性；因城區(qū)附近影響景觀指數(shù)變化的其他因素較多，特別是人類(lèi)活動(dòng)的影響，導(dǎo)致城區(qū)附近不顯著區(qū)域持續(xù)增加。

本研究受限于數(shù)據(jù)的可獲取性，僅僅從地形因素來(lái)探討研究區(qū)土地利用的時(shí)空分布特征，研究結(jié)果尚不夠全面。在后續(xù)工作中，可從地形、氣候和人類(lèi)活動(dòng)這3個(gè)維度去開(kāi)展研究，從而更加全面地揭示土地利用分布與演化的特點(diǎn)與規(guī)律。