福建省重點生態(tài)公益林區(qū)順昌縣景觀格局變化分析

范勛承

摘 要：基于5期Landsat TM/ETM遙感影像數據，借助ENVI和FRAGSTATS軟件分別對遙感影像進行處理及景觀格局指數的計算，探究福建省重點生態(tài)公益林區(qū)順昌縣1995—2015年20年間的景觀格局變化。結果表明：2000年順昌縣開發(fā)強度最大，景觀最為破碎;2010年景觀連通性最好。LSP指數整體呈“M”型曲線變化，2000年和2010年斑塊類型最為復雜。1995—2015年間，順昌縣CONTAG指數呈“√”型曲線變化趨勢，景觀中斑塊類型的聚集程度在2015年達到最大值。從SHDI指數上看，1995—2000年間，順昌縣景觀系統(tǒng)的結構最為復雜;2000年后，該縣景觀結構逐漸變得簡單。

關鍵字：景觀格局指數;FRAGSTATS;遙感影像;景觀水平;順昌縣

中圖分類號 TP79;K921文獻標識碼 A文章編號 1007-7731（2021）08-0064-03

人類根據自己的需求改變著土地表面，而土地表面景觀要素的組合和排列方式即為景觀格局[1-2]。景觀格局是研究生態(tài)系統(tǒng)中景觀要素之間能量和功能流動，土地利用變化將改變景觀格局的功能流和能量流[3]。因此，景觀格局是土地利用變化產生的結果。研究土地利用變化可以通過研究景觀格局出發(fā)，深入探討土地利用變化在景觀層次上的變化機制。近年來，國內學者對景觀格局方面已開展了很多的研究，如佟光臣等[4]以江蘇省南京市為研究區(qū)，對南京市近30年來的LUCC和景觀格局變化進行了研究，并分析了引起其變化的驅動機制;王麗群等[5]探究了北京邊緣區(qū)牛欄山馬坡鎮(zhèn)的景觀格局變化及對生態(tài)系統(tǒng)服務價值的影響，發(fā)現研究期間景觀破碎度明顯增加，但生態(tài)系統(tǒng)服務價值并未受到明顯的影響，反而合理的規(guī)劃和政策保護使得研究期間生態(tài)系統(tǒng)服務價值明顯增加;張瑩瑩等[6]利用Landsat影像數據，對洪湖濕地自然保護區(qū)44年來景觀格局的演變情況進行了分析，并探究了引起景觀格局變化的驅動因素;婁妮等[7]基于景觀指數構建了阿哈湖國家濕地公園生態(tài)風險評價模型，對其2009—2017年近9年的景觀生態(tài)風險進行了評價，發(fā)現導致研究區(qū)景觀生態(tài)風險升高的主要原因是來自人類活動的干擾;易阿嵐等[8]基于遙感影像數據，利用灰色關聯系統(tǒng)對上海市1980—2018年的景觀格局演變及驅動因素進行了定量分析。以上研究為縣域尺度景觀格局研究奠定了堅實基礎。

近年來，隨著經濟的不斷發(fā)展，縣域城鎮(zhèn)化水平不斷提高，縣域景觀格局也不斷發(fā)生了變化。因此，對縣域景觀格局的演變規(guī)律進行探究，可以對后續(xù)縣域土地的合理利用及科學規(guī)劃提供參考借鑒。為此，本研究以中國重點林區(qū)、福建省重點生態(tài)公益林區(qū)——順昌縣作為對象，基于土地利用分類數據，對1995—2015年順昌縣的景觀格局變化進行分析，以期為順昌縣及周邊區(qū)域的土地科學利用提供參考。

1 研究區(qū)概況

順昌縣位于福建省西北部，武夷山脈南麓，縣域面積1985km2，是中國南方重點林區(qū)，福建省重點生態(tài)公益林區(qū)。屬亞熱帶海洋性季風氣候，氣候溫和，年均氣溫18.5℃，雨量充沛，年雨量1756mm，年均日照時數1740.7h，適宜農林作物生長，是全國唯一杉木之鄉(xiāng)，國家木材戰(zhàn)略儲備基地縣，森林覆蓋率高達79.9%。截至2019年末，實現地區(qū)生產總值133.18億元，其中農林牧漁業(yè)總產值35.69億元;縣內建筑施工企業(yè)完成產值4.62億元。城區(qū)空氣質量良好，達標天數占比99.7%，年末戶籍總人口23.25萬人，城鎮(zhèn)化率51.3%。

2 數據來源與計算方法

基礎數據來源于地理空間數據云下載的1995年、2000年、2005年、2010年和2015年的5期遙感影像，經過影像解譯、彩色合成、裁剪等相關操作對影像進行處理，并參照我國于2007年發(fā)布的《土地利用現狀分類》（GB/T21010-2007），將研究區(qū)的土地利用類型劃分為林地、草地、耕地、建筑用地、水域和未利用地共6種。借助FRAGSTATS 4.2軟件，采用八鄰規(guī)則，在景觀水平上對順昌縣的景觀格局進行分析。本研究選擇4個景觀水平上的景觀格局指數[9-12]，其計算公式如下：

3 結果與分析

3.1 景觀斑塊密度變化趨勢 由圖2可知，順昌縣各時段PD指數變化均較為顯著。其中，在2000年達到峰值，為2.826，說明與其他年份相比，順昌縣在2000年的開發(fā)力度最大，景觀最為破碎。2000年以后，PD指數值顯著降低，在2010年達到最低值，為1.9034，說明此期間該縣斑塊數量明顯減少，景觀連通性最好;在2015年，該縣PD指數值又開始增大，與1995年值近似，說明2010—2015年間順昌縣的開發(fā)力度再次增大，景觀破碎度明顯增加。

3.2 斑塊形狀指數變化趨勢 從1995—2015年順昌縣LSP指數的變化情況來看（圖3），整體呈“M”型曲線變化態(tài)勢。斑塊形狀指數值越大說明斑塊類型的復雜程度越高，順昌縣2000年和2010年分別出現峰值，說明這2個時段順昌縣的斑塊類型最為復雜;相比之下，1995年、2005年和2015年LSP值最低，說明這3個時段順昌縣的斑塊類型復雜程度最低，即斑塊類型規(guī)則且簡單。

3.3 蔓延度指數變化趨勢 從蔓延度指數（CONTAG）上看（圖4），1995—2015年的20年間，順昌縣CONTAG指數呈先降低后升高的“√”型曲線變化趨勢。從各時段上看，2000年CONTAG指數值最低，為63.7433，而后的15年中持續(xù)增加，到2015年達到最大值，為67.7262。說明2010年以后，順昌縣景觀中斑塊類型的聚集程度持續(xù)增加，這與政府不斷進行土地整理和土地集約利用密不可分。

3.4 多樣性指數變化趨勢 從順昌縣SHDI指數變化情況上看（圖5），總體上SHDI指數值呈先增加后降低的趨勢。SHDI指數值越大，說明研究區(qū)景觀系統(tǒng)的結構約復雜。從不同時段上看，2000年順昌縣的SHDI值最大，為1.2094。說明相比其他時段，1995—2000年順昌縣景觀系統(tǒng)的結構逐漸變得復雜，并且在2000年景觀系統(tǒng)結構變得最為復雜;2000年以后，順昌縣SHDI指數值開始持續(xù)走低，2015年達到最低值，為1.0964，說明2000—2015年間順昌縣景觀結構漸趨簡單，而2015年景觀結構最為簡單。

4 結論

基于5期遙感影像數據，利用RS和GIS技術，借助ENVI和FRAGSTATS等相關軟件對遙感影像進行解譯、分類及景觀指數的計算，對福建省重點生態(tài)公益林區(qū)順昌縣1995—2015年的景觀格局變化情況進行分析。結果表明：

（1）研究期間，順昌縣PD指數變化顯著，2000年開發(fā)強度最大，景觀最為破碎，2010年斑塊數量減少，景觀連通性最好。

（2）LSP指數整體呈“M”型曲線變化，2000年和2010年是2個峰值期，此期間斑塊類型最為復雜，其他年份斑塊類型相對簡單。

（3）1995—2015年間，順昌縣CONTAG指數呈先降低后升高的“√”型曲線變化趨勢。景觀中斑塊類型的聚集程度自2000年以后持續(xù)增加，在2015年達到最大值，為67.7262。

（4）研究期間，SHDI指數值呈先增加后降低的變化趨勢。1995—2000年，順昌縣景觀系統(tǒng)的結構變得日趨復雜;2000年之后，順昌縣景觀結構逐漸變得簡單，SHDI指數值開始持續(xù)下降，2015年達到最低值。

參考文獻

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（責編：張宏民）