近30年來瀏陽河流域景觀格局動(dòng)態(tài)及穩(wěn)定性時(shí)空變化特征

王志強(qiáng)，曹善浩，周宇航，曹秀婷，高 耶，劉賢趙

(1.湖南科技大學(xué) 測繪遙感信息工程湖南省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,湖南 湘潭 411201； 2.煤炭資源清潔利用與礦山環(huán)境保護(hù) 湖南省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖南 湘潭 411201； 3.嘉興國土空間規(guī)劃研究有限公司，浙江 嘉興 314050； 4.湖南省水文水資源勘測局，長沙 410000)

1 研究背景

流域是以水系為紐帶，將系統(tǒng)內(nèi)各自然地理要素聯(lián)結(jié)成的、相對(duì)完整的自然地理系統(tǒng)[1]；同時(shí)，它也是一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的自然、社會(huì)和經(jīng)濟(jì)復(fù)合景觀生態(tài)系統(tǒng)[2]。流域景觀生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性表現(xiàn)為流域景觀格局特征及其生態(tài)過程的持續(xù)性，是流域景觀生態(tài)質(zhì)量評(píng)價(jià)的重要內(nèi)容[3]。從流域的視角來研究景觀生態(tài)系統(tǒng)有助于人們更好地了解區(qū)域地球表層系統(tǒng)相互作用的基本規(guī)律，也為進(jìn)行景觀生態(tài)系統(tǒng)的質(zhì)量管理和決策提供科學(xué)依據(jù)[4]。近數(shù)十年來許多流域土地利用/覆蓋的劇烈變化成為景觀格局變化和景觀穩(wěn)定性下降的重要因素，甚至是主要因素，制約著區(qū)域經(jīng)濟(jì)和社會(huì)可持續(xù)發(fā)展，因而吸引了越來越多的學(xué)者的重視。有關(guān)流域景觀生態(tài)系統(tǒng)的時(shí)空特征、演化規(guī)律及影響機(jī)制、穩(wěn)定性評(píng)價(jià)及空間分異性、生態(tài)修復(fù)(恢復(fù))等方面的研究成為了生態(tài)學(xué)以及區(qū)域人地關(guān)系等領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一[5-8]。

瀏陽河是湘江的一級(jí)支河，主要位于長沙市域內(nèi)，自20世紀(jì)80年代以來，城鎮(zhèn)化進(jìn)程的加速推進(jìn)與土地資源過度開發(fā)使得瀏陽河流域生態(tài)結(jié)構(gòu)受損、流域生態(tài)功能退化嚴(yán)重，極大地影響了該區(qū)域經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展，因此該流域成為近年來湖南省及長沙市生態(tài)整治和水生態(tài)文明建設(shè)的重點(diǎn)之一，并入選水利部首批建設(shè)的全國17個(gè)示范河湖之一。但由于對(duì)該流域生態(tài)系統(tǒng)的理論研究非常薄弱，迄今研究局限于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的空間異質(zhì)性[9]、徑流對(duì)土地利用和氣候變化的協(xié)同響應(yīng)[10]和極端降水變化[11]等方面，而缺乏較全面和系統(tǒng)的流域生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能現(xiàn)狀、流域生態(tài)系統(tǒng)的演變規(guī)律以及系統(tǒng)的穩(wěn)定性等方面理論、方法和技術(shù)研究。隨著生態(tài)流域建設(shè)的深入，加強(qiáng)該流域的理論研究具有重要的現(xiàn)實(shí)意義和迫切性。

本文以瀏陽河流域?yàn)檠芯繉?duì)象，利用土地利用/覆蓋數(shù)據(jù)分析瀏陽河流域景觀格局變化特征，在此基礎(chǔ)上應(yīng)用景觀穩(wěn)定性模型和局域分析方法來分析流域景觀穩(wěn)定性變化特征及趨勢(shì)，探討景觀結(jié)構(gòu)變化與景觀穩(wěn)定性的關(guān)系，為優(yōu)化瀏陽河流域景觀結(jié)構(gòu)、加強(qiáng)流域生態(tài)環(huán)境建設(shè)及可持續(xù)發(fā)展提供理論依據(jù)和決策參考。

2 研究資料與方法

2.1 研究區(qū)概況

瀏陽河流域主要位于湖南長沙市(圖1)，流域面積為4 243.7 km2。瀏陽河起源于大圍山鎮(zhèn)的瀏河源村，最后流入湘江，全長223.6 km。流域東部、北部邊緣和南部邊緣地形多為丘陵，森林覆蓋率高，西部和中部地形平坦，人口密集，土地覆蓋類型較為復(fù)雜。自20世紀(jì)80年代以來，主要受城鎮(zhèn)化和經(jīng)濟(jì)社會(huì)等因素影響，流域景觀生態(tài)質(zhì)量一度嚴(yán)重下降，引起社會(huì)廣泛關(guān)注。加強(qiáng)瀏陽河流域景觀生態(tài)研究，尤其是景觀穩(wěn)定性研究，對(duì)于流域的生態(tài)整治和修復(fù)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

圖1 研究區(qū)位置示意圖Fig.1 Location map of Liuyang River Basin

2.2 數(shù)據(jù)來源與處理

本文采用Landsat1-3 MSS、Landsat4-5 TM和Landsat8 OLI衛(wèi)星的3期多光譜影像為數(shù)據(jù)源，統(tǒng)一采用西安80坐標(biāo)系，并在ENVI中進(jìn)行多波段影像合成與幾何校正(誤差控制在1個(gè)像元以內(nèi))；根據(jù)中國科學(xué)院遙感數(shù)據(jù)中心提出的遙感解譯土地覆蓋分類體系，采用監(jiān)督分類結(jié)合目視解譯的方法，將研究區(qū)內(nèi)土地覆蓋分類分為林地、草地、濕地、耕地、人工表面和裸地共6類。結(jié)合野外實(shí)地調(diào)查進(jìn)行解譯，獲得3期土地利用空間分布的矢量數(shù)據(jù)。采用標(biāo)準(zhǔn)誤差矩陣計(jì)算3個(gè)時(shí)期解譯數(shù)據(jù)的總體分類精度，其精度范圍介于81%～85%之間，滿足分析的精度要求。

2.3 研究方法

景觀格局與生態(tài)過程之間的關(guān)系是景觀生態(tài)學(xué)的核心內(nèi)容，景觀指數(shù)通過定量描述景觀格局及其動(dòng)態(tài)來建立格局與過程之間的聯(lián)系。通過分析不同時(shí)期的景觀指數(shù)變化特征可揭示景觀格局動(dòng)態(tài)的特征，而且該特征若在時(shí)間線上具有一定的彈性或恢復(fù)性，則反映流域景觀與環(huán)境條件實(shí)現(xiàn)協(xié)調(diào)，流域景觀生態(tài)系統(tǒng)具有一定的穩(wěn)定性[2，12]。根據(jù)研究目標(biāo)和瀏陽河流域景觀的實(shí)際情況，遴選了11個(gè)景觀指數(shù)來反映研究區(qū)景觀格局時(shí)空演變和景觀生態(tài)過程的變化情況，構(gòu)建景觀穩(wěn)定性指數(shù)模型來衡量景觀穩(wěn)定性變化時(shí)空分布特征及其趨勢(shì)，采用局域運(yùn)算方法對(duì)景觀穩(wěn)定性變化的空間分布特征進(jìn)行更精確的定量分析。

2.3.1 景觀格局及其變化特征分析方法

景觀指數(shù)高度濃縮景觀格局信息，能有效反映景觀結(jié)構(gòu)的組成和空間配置等方面特征，是描述景觀格局及其變化的經(jīng)典方法[13]。由于景觀指數(shù)表征的生態(tài)意義各有側(cè)重，但許多指數(shù)間又常常存在較大的相關(guān)性[14]，因此可以通過計(jì)算景觀指數(shù)間的相關(guān)系數(shù)，在給定置信度條件下進(jìn)行相關(guān)性檢驗(yàn)，以保證篩選的景觀指數(shù)所反映的景觀信息不重復(fù)[2]，這樣既能有效描述景觀格局，反映景觀格局與過程之間的相互聯(lián)系，又可以避免景觀生態(tài)評(píng)價(jià)中指數(shù)冗雜的問題[15]。

從反映土地利用景觀格局特征的景觀結(jié)構(gòu)、形狀特征及景觀異質(zhì)性3個(gè)方面選取景觀指數(shù)，并在5%的置信度條件下進(jìn)行指數(shù)相關(guān)性檢驗(yàn)。最終選用了斑塊密度(PD)、最大斑塊指數(shù)(LPI)、面積加權(quán)的平均形狀指數(shù)(AWMSI)、景觀形狀指數(shù)(LSI)、平均斑塊分維數(shù)(FRAC-MN)、總邊緣對(duì)比度(TECI)、Shannon多樣性指數(shù)(SHDI)、Shannon均勻度指數(shù)(SHEI)、散布與并列指數(shù)(IJI)、聚合度指數(shù)(AI)和蔓延度(CONTAG)共11個(gè)景觀指數(shù)來分析景觀格局的變化，指數(shù)的統(tǒng)計(jì)性質(zhì)及其生態(tài)學(xué)含義見表1。

表1 景觀指數(shù)的統(tǒng)計(jì)性質(zhì)及生態(tài)學(xué)含義Table 1 Statistical nature and ecological connotation of landscape indicators

2.3.2 景觀穩(wěn)定性評(píng)價(jià)方法

斑塊是景觀格局的基本組成單元，其空間分布反映了景觀空間結(jié)構(gòu)的多樣性和復(fù)雜性。景觀穩(wěn)定性程度取決于各類型斑塊的穩(wěn)定程度以及景觀斑塊的組成結(jié)構(gòu)是否能夠保持景觀生態(tài)過程的連續(xù)性和功能的穩(wěn)定性[16-17]，因而景觀穩(wěn)定性評(píng)價(jià)可通過流域(區(qū)域)斑塊的景觀空間結(jié)構(gòu)變化與穩(wěn)定性變化關(guān)系來進(jìn)行測度。研究顯示，景觀穩(wěn)定性與斑塊密度、蔓延度和總邊緣對(duì)比度等景觀指數(shù)密切相關(guān)[18-21]，采用式(1)的景觀穩(wěn)定性指數(shù)模型能較好地定量評(píng)價(jià)景觀穩(wěn)定性程度，其公式[22]為

(1)

式中S為景觀穩(wěn)定性指標(biāo)。景觀穩(wěn)定性指標(biāo)S越大，表示景觀趨于越穩(wěn)定狀態(tài)；反之，景觀趨于更不穩(wěn)定狀態(tài)。

研究[23-24]表明，斑塊間邊緣對(duì)比度會(huì)對(duì)景觀生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性產(chǎn)生影響，邊緣對(duì)比度較高的斑塊間景觀穩(wěn)定性較低。因此，應(yīng)用式(1)研究流域景觀穩(wěn)定性的前提是要確定不同景觀斑塊之間的邊緣對(duì)比權(quán)重。在設(shè)置不同地類斑塊間的邊緣對(duì)比度時(shí)，應(yīng)遵循以下原則：硬邊界(建設(shè)用地、水田、旱地等)與軟邊界(各類林地與草地等)之間>硬邊界與中性硬度邊界(河渠、湖泊、水庫坑塘等)之間>軟邊界與軟邊界之間[19-20]。對(duì)權(quán)重矩陣進(jìn)行一致性檢驗(yàn)，檢驗(yàn)結(jié)果顯示矩陣具有中等強(qiáng)度的一致性，說明本文所采用的對(duì)比權(quán)重設(shè)置值合理，具體邊緣對(duì)比權(quán)重見表2。

表2 邊緣對(duì)比權(quán)重設(shè)置Table 2 Weight setting for edge contrast

2.3.3 景觀穩(wěn)定性時(shí)空變異特征定量化分析方法

為進(jìn)一步定量分析不同時(shí)期景觀穩(wěn)定性時(shí)空演變特征與趨勢(shì)，引入基于柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的局域運(yùn)算方法。用于局域運(yùn)算方法的函數(shù)需要通過實(shí)際用途來確定，本研究采用差值函數(shù)，即通過前一時(shí)期穩(wěn)定性分布圖的像元屬性值減去后一時(shí)期穩(wěn)定性分布圖相應(yīng)像元的屬性值，從而得到穩(wěn)定性分布分異圖，并分別統(tǒng)計(jì)正值、零值和負(fù)值3類的面積及比例，以實(shí)現(xiàn)不同時(shí)期空間穩(wěn)定性變化的定量分析。其中，零值表示在相鄰年份間穩(wěn)定性程度不變；負(fù)值表示該位置在相鄰年份穩(wěn)定性指數(shù)增大，穩(wěn)定性增強(qiáng)；正值表示穩(wěn)定性指數(shù)下降，景觀穩(wěn)定性下降。

3 結(jié)果分析

3.1 流域土地利用景觀結(jié)構(gòu)變化總體特征

綜合1985、2000、2015年3期的土地利用數(shù)據(jù)可知該流域的土地利用景觀的結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)以下特征(見圖2)：林地和耕地是該領(lǐng)域的主要土地利用/覆蓋景觀要素類型，在3個(gè)不同年度這2種類型的面積占比之和都高達(dá)90%以上，林地更是在每個(gè)時(shí)間段都高達(dá)71%以上，結(jié)合其空間分布來看，林地具有較好的連通性，對(duì)整個(gè)流域景觀要素也具有較高的控制程度，構(gòu)成整個(gè)流域景觀的基底，而耕地形成團(tuán)聚式分布格局；其他景觀要素面積占比小(在整個(gè)景觀面積中占比<10%)，其中草地、人工表面和裸地以斑塊的形式形成散斑狀格局，而水體主要是瀏陽河及其支流，構(gòu)成了該流域景觀的主要自然廊道。

圖2 1985—2015年土地利用景觀組分變化趨勢(shì)Fig.2 Change trends of landscape compositions of land use during 1985-2015

在整個(gè)研究時(shí)段內(nèi)，景觀要素的數(shù)量結(jié)構(gòu)發(fā)生了明顯的變化：林地面積在不同時(shí)段內(nèi)都在減少，且經(jīng)歷了從快速減少過渡到緩慢減少或基本穩(wěn)定的變化過程(圖2(a))，草地也經(jīng)歷類似的減少過程(圖2(b))；而耕地和人工表面的變化過程都經(jīng)歷了較大的增長過程，但耕地的增長主要在1985—2000年時(shí)段，而在2000—2015年時(shí)段有小幅下降(圖2(a))；這主要是由于在20世紀(jì)80年代初開始實(shí)行農(nóng)村家庭聯(lián)產(chǎn)責(zé)任制，農(nóng)民積極開墾林地和未利用地，導(dǎo)致耕地面積快速增加；而在20世紀(jì)90年代末期以后，隨著城鎮(zhèn)化的加速，以及國家為保護(hù)環(huán)境而實(shí)行退耕還林等環(huán)境保護(hù)措施，從而導(dǎo)致耕地面積減少；而人工表面在2個(gè)時(shí)段的增幅都比較大，且后一時(shí)段增幅更大(圖2(b))，反映了在研究時(shí)段中后期內(nèi)該流域城市化進(jìn)程仍在加速推進(jìn)的特點(diǎn)。

3.2 景觀格局動(dòng)態(tài)變化特征

由表3可以看出，在1985—2000年間，面積加權(quán)的平均形狀指數(shù)(AWMSI)、斑塊密度(PD)、景觀形狀指數(shù)(LSI)、Shannon多樣性指數(shù)(SHDI)、Shannon均勻度指數(shù)(SHEI)和聚合度指數(shù)(AI)上升，而最大斑塊指數(shù)(LPI)、總邊緣對(duì)比度(TECI)、散布與并列指數(shù)(IJI)、蔓延度(CONTAG)下降，反映出在該時(shí)段內(nèi)流域景觀破碎化加重，景觀斑塊的幾何形狀和邊緣變得復(fù)雜，景觀各類型斑塊的聚集程度下降，景觀多樣性增加。結(jié)合第3.1節(jié)的分析可知，該時(shí)段內(nèi)景觀要素的變化尤其是林地和草地面積的減少使流域景觀自然生態(tài)系統(tǒng)趨于惡化，從而對(duì)流域的景觀生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性產(chǎn)生了較大的影響。

表3 1985—2015年間瀏陽河流域景觀格局指數(shù)變化Table 3 Changes in the landscape pattern indicators of Liuyang River Basin from 1985 to 2015

而在2000—2015年間，景觀形狀指數(shù)(LSI)、平均斑塊分維數(shù)(FRAC-MN)、Shannon多樣性指數(shù)(SHDI)、面積加權(quán)的平均形狀指數(shù)(AWMSI)和斑塊密度(PD)下降，而最大斑塊指數(shù)(LPI)、散布與并列指數(shù)(IJI)、聚合度指數(shù)(AI)和蔓延度(CONTAG)均上升；反映了流域的景觀破碎化程度有所減輕，景觀中同類型斑塊的聚集程度提高，景觀斑塊的形狀復(fù)雜度下降，表明該時(shí)段內(nèi)流域景觀自然生態(tài)系統(tǒng)趨于改善，有利于提高流域景觀生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

3.3 景觀穩(wěn)定性時(shí)空變化特征

景觀的穩(wěn)定性受景觀組成要素本身的性質(zhì)及其空間分布格局的綜合制約，景觀組成要素及其空間格局的變化也相應(yīng)地引起景觀穩(wěn)定性的改變。探討景觀格局動(dòng)態(tài)變化下的景觀穩(wěn)定性評(píng)價(jià)，可為流域景觀生態(tài)系統(tǒng)的管理和規(guī)劃提供重要的理論依據(jù)。對(duì)研究區(qū)景觀進(jìn)行穩(wěn)定性指數(shù)計(jì)算后得到其穩(wěn)定性分布，見圖3。并以0.25和0.75為界，將景觀穩(wěn)定性分為低值、中值和高值3個(gè)水平來定量分析景觀穩(wěn)定性時(shí)空變化趨勢(shì)。

圖3 瀏陽河流域不同時(shí)期景觀穩(wěn)定性分布Fig.3 Distribution of landscape stability in Liuyang River Basin in different periods

從圖3可知：研究區(qū)景觀穩(wěn)定性分布呈現(xiàn)明顯的空間分異，各穩(wěn)定性高值區(qū)域集中分布在研究區(qū)東北部和西南部。通過圖3與瀏陽河流域各個(gè)時(shí)期土地利用/覆蓋數(shù)據(jù)進(jìn)行疊加并進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析可知，上述區(qū)域土地覆蓋類型多為林地，人類活動(dòng)干擾較少，景觀完整性較好，因而景觀穩(wěn)定性較好。

在不同時(shí)期來看，景觀穩(wěn)定性的分布呈現(xiàn)出如下變化特征：在1985年，低值區(qū)多分布在人工表面和耕地內(nèi)部等人類活動(dòng)劇烈的區(qū)域；到2000年，人工表面和耕地內(nèi)部景觀穩(wěn)定性上升，多為中值，而低值區(qū)開始向人工表面與耕地和人工表面與林地的交界處轉(zhuǎn)移；到2015年該變化趨勢(shì)更加明顯。而在整個(gè)研究時(shí)段內(nèi)，林地都是維持流域景觀穩(wěn)定性高值的主要景觀，而耕地和人工表面是造成該流域景觀穩(wěn)定性下降的最重要因素。

在上述景觀時(shí)空變異特征定性分析的基礎(chǔ)上，通過不同時(shí)期土地利用景觀的GIS局域運(yùn)算分析方法進(jìn)一步定量分析了研究區(qū)景觀穩(wěn)定性時(shí)空變異特征(見圖4 和圖5)。為簡化描述，將1985—2000年時(shí)段稱為第1時(shí)段，2000—2015年時(shí)段稱為第2時(shí)段。

圖4 瀏陽河流域穩(wěn)定性空間變化分布Fig.4 Spatial changes of landscape stability of Liuyang River Basin

圖5 1985—2015瀏陽河流域景觀穩(wěn)定性指數(shù)變化趨勢(shì)Fig.5 Change trend of landscape stability value in Liuyang River Basin from 1985 to 2015

由圖5可知，1985—2015年間研究區(qū)景觀穩(wěn)定性呈先降低后增加的趨勢(shì)。在第1時(shí)段，穩(wěn)定性變化區(qū)域主要分布在長沙市東部邊緣和瀏陽河上游沿岸等地勢(shì)相對(duì)平緩的地帶。結(jié)合表4可知，穩(wěn)定性變化區(qū)域占整個(gè)研究區(qū)面積的15%，其中穩(wěn)定性降低的區(qū)域面積占10%，穩(wěn)定性增加的區(qū)域面積占5%，反映這一階段景觀穩(wěn)定性呈下降的趨勢(shì)。到第2時(shí)段，穩(wěn)定性變化區(qū)域主要分布在流域西部和中部，變化區(qū)域面積與第1時(shí)段相比增幅高達(dá)40%，而且穩(wěn)定性不變的區(qū)域面積下降了25%，反映了該流域景觀穩(wěn)定性經(jīng)歷了較大的變化過程；其中穩(wěn)定性增加區(qū)域達(dá)28%，比第1時(shí)段增加了5.6倍，而穩(wěn)定性下降區(qū)域面積占12%，比第1時(shí)段也少量增加，說明在第2時(shí)段內(nèi)流域景觀穩(wěn)定性總體上呈增加的趨勢(shì)。

表4 瀏陽河穩(wěn)定性變化面積變化Table 4 Changes in the area of stability of Liuyang River Basin

4 討 論

4.1 流域景觀穩(wěn)定性與各景觀類型之間的關(guān)系

土地利用斑塊數(shù)量和空間結(jié)構(gòu)是景觀空間格局的主要決定因素[2]，土地利用過程導(dǎo)致的土地利用景觀格局的改變是引起景觀穩(wěn)定性變化的重要原因，探討流域穩(wěn)定性與各景觀類型的關(guān)系，可為流域的管理和規(guī)劃提供重要的理論依據(jù)。將景觀穩(wěn)定性分布圖以穩(wěn)定性統(tǒng)計(jì)中值為界，按低值(<統(tǒng)計(jì)中值)和高值(>統(tǒng)計(jì)中值)進(jìn)行重分類，并與研究區(qū)同期景觀分布圖進(jìn)行疊加分析，形成新的疊加分析結(jié)果圖；并分別統(tǒng)計(jì)低值區(qū)與高值區(qū)每種土地利用景觀類型所占的面積比例，得出不同土地利用景觀類型與景觀穩(wěn)定性的以下關(guān)系特點(diǎn)：

穩(wěn)定性低值區(qū)域分布與人工表面、耕地、林地和水體等類型平均面積比分別為62%、24%、13%、1%，反映不同景觀類型受穩(wěn)定性低值影響的面積關(guān)系為人工表面>耕地>林地>水體；高值區(qū)與林地、人工表面、耕地和水體等類型平均面積比分別為83%、5%、3%、0.3%，反映不同類型景觀受穩(wěn)定性高值影響的面積關(guān)系為林地>耕地>人工表面>水體。

為消除面積大小的差異對(duì)分析結(jié)果的影響，采用每一種生境類型中穩(wěn)定性高值面積占該種類型總面積之比(簡稱為高值關(guān)聯(lián)度)來反映穩(wěn)定性高值與景觀類型的關(guān)系。計(jì)算結(jié)果表明：與景觀穩(wěn)定性的高值區(qū)域關(guān)聯(lián)度最高的景觀類型為林地，高達(dá)94%，反映了林地對(duì)瀏陽河流域景觀穩(wěn)定性高值的影響最大；且林地破碎化程度低，連續(xù)性較好、景觀連接度較高，因此流域林地是流域生態(tài)保護(hù)的重點(diǎn)對(duì)象。其次是耕地、人工表面和水體，分別有17%、11%和6%，草地和裸地景觀占比太小，其影響可忽略不計(jì)；而低值區(qū)關(guān)聯(lián)度最高的對(duì)應(yīng)景觀類型是人工表面與耕地，分別為53%和42%，而林地和水體等類型與低值區(qū)的關(guān)聯(lián)度很小。

4.2 景觀穩(wěn)定性變化的影響因素

影響景觀穩(wěn)定性變化的因素包括自然和社會(huì)因素兩大方面，自然因素包括氣象、地質(zhì)和地貌等因素，但在幾十年的時(shí)間尺度內(nèi)，這些自然因子的變化小，對(duì)景觀格局和穩(wěn)定性變化影響較??；而社會(huì)的經(jīng)濟(jì)與政策等因素，可以通過影響人們?cè)谕恋乩蒙系臎Q策對(duì)區(qū)域土地利用變化產(chǎn)生直接影響，從而導(dǎo)致景觀穩(wěn)定性發(fā)生變化。

(1)經(jīng)濟(jì)因素：隨著人口的迅速增長、經(jīng)濟(jì)發(fā)展和城市化進(jìn)程的推進(jìn)，對(duì)建設(shè)用地的需求越來越大，特別是農(nóng)村和城市居民用地、交通用地的增速最大，導(dǎo)致大量耕地和林地被占用，在30 a間，建設(shè)用地增加117 km2，并且隨著人們經(jīng)濟(jì)水平的進(jìn)一步提高，人們對(duì)居住條件提出了更高的要求，因此建設(shè)用地在第2時(shí)段仍呈快速增加的趨勢(shì)，說明該流域的城鎮(zhèn)化進(jìn)程仍呈現(xiàn)快速增長的態(tài)勢(shì)。

(2)政策因素：20世紀(jì)80—90年代，由于農(nóng)村家庭聯(lián)產(chǎn)承包責(zé)任制的實(shí)行，解放了農(nóng)村生產(chǎn)力，調(diào)動(dòng)了廣大農(nóng)民的生產(chǎn)經(jīng)營積極性，導(dǎo)致大量林地和未利用地被開墾成為耕地(包括旱地)，1985—2000年間林地面積減少了175 km2，草地、水體和裸地都經(jīng)歷了不同程度的減少，而耕地面積增加值達(dá)260 km2，導(dǎo)致流域景觀的穩(wěn)定性下降。

在2000—2015年間，由于土地生態(tài)環(huán)境保護(hù)意識(shí)的增強(qiáng)，湖南省在土地和環(huán)境方面的政策也由增加耕地的目標(biāo)向農(nóng)村土地綜合治理、改善人居環(huán)境、優(yōu)化城鄉(xiāng)用地結(jié)構(gòu)和提高土地利用率等多目標(biāo)轉(zhuǎn)變，開展了土地綜合治理，把零碎、分散和貧瘠的農(nóng)用地整治成盡量集中連片，對(duì)條件不好的坡耕地進(jìn)行退耕還林等政策措施，同時(shí)通過全面摸底核查和清理農(nóng)村廢棄建設(shè)用地、農(nóng)村“一戶多宅”的現(xiàn)象，將這些零散的農(nóng)村建設(shè)用地進(jìn)行復(fù)墾或還林，從而大幅度地降低了景觀碎碎化程度。同時(shí)改造城市舊城區(qū)和城中村，提高城市土地利用率和集約化程度，使得流域在推進(jìn)城鎮(zhèn)化水平的進(jìn)程中同時(shí)兼顧到土地利用方式與環(huán)境條件的協(xié)調(diào)，因而使該時(shí)段的景觀穩(wěn)定性得以提高。

5 結(jié) 論

(1)近年來瀏陽河流域內(nèi)景觀破碎化好轉(zhuǎn)，斑塊邊緣復(fù)雜度下降，景觀多樣性有所下降，人為因素對(duì)景觀格局變化的干擾增強(qiáng)，景觀斑塊的團(tuán)聚程度也有所增強(qiáng)。

(2)研究期間瀏陽河流域整體景觀穩(wěn)定性呈先降低后增加的變化趨勢(shì)，且穩(wěn)定性分布呈現(xiàn)明顯的地域差異，總體表現(xiàn)為東部和南部穩(wěn)定性較高，中部和西部穩(wěn)定性較低。

(3)該流域景觀穩(wěn)定性時(shí)空分布及其動(dòng)態(tài)變化主要是不同土地利用景觀類型的分布方式及其變化直接作用的結(jié)果，林地廣泛分布的區(qū)域，景觀穩(wěn)定性較高，是維持流域景觀穩(wěn)定性的關(guān)鍵景觀；中部和西部多為耕地和人工表面，人類活動(dòng)較為頻繁，景觀類型復(fù)雜多樣，穩(wěn)定性較低。

(4)社會(huì)經(jīng)濟(jì)和政策因素是該流域景觀穩(wěn)定性最重要的驅(qū)動(dòng)因素。通過有效的政策調(diào)控，可以遏制和改善景觀穩(wěn)定性惡化的狀況。

因此加強(qiáng)流域景觀穩(wěn)定性的理論研究，對(duì)提高決策的科學(xué)性和有效性具有十分重要的意義。