基于土地利用格局的合肥市景觀生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)

魏靖陽(yáng)，於 冉,2 ，魏 露，付丹陽(yáng)，汪 沁，葉 蕓

（1.安徽農(nóng)業(yè)大學(xué) 經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院，安徽合肥 230036；2.安徽農(nóng)業(yè)大學(xué) 國(guó)土資源研究所，安徽合肥 230036）

土地資源作為人類(lèi)賴(lài)以生存的物質(zhì)基礎(chǔ)，其利用方式與配置結(jié)構(gòu)合理與否不僅關(guān)乎整個(gè)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，一定程度上影響全球生態(tài)環(huán)境。土地利用/覆被（LUCC）變化趨勢(shì)是生態(tài)環(huán)境惡化的主要體現(xiàn)，由此引發(fā)的陸地生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能的多種負(fù)向生態(tài)效應(yīng)則迫切需要全面評(píng)估土地利用變化對(duì)于景觀生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)的影響，對(duì)于實(shí)現(xiàn)土地生態(tài)系統(tǒng)平衡、合理配置土地利用結(jié)構(gòu)具有重要現(xiàn)實(shí)意義[1-5]。景觀生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)是生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)在研究區(qū)域尺度的重要分支，在區(qū)域內(nèi)由于人類(lèi)活動(dòng)的主導(dǎo)性，人類(lèi)對(duì)自然環(huán)境生態(tài)系統(tǒng)的影響可從土地利用結(jié)構(gòu)上體現(xiàn)出來(lái)，因此基于土地利用變化數(shù)據(jù)研究區(qū)域內(nèi)的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)具有理論和現(xiàn)實(shí)意義，根據(jù)各類(lèi)地類(lèi)特征和用地格局計(jì)算景觀生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)探究區(qū)域內(nèi)由于土地利用集約化帶來(lái)的具有地域性和積累性特征的生態(tài)影響。

景觀生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)是耦合景觀空間格局和生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)的過(guò)程，通過(guò)研究景觀格局的演變對(duì)區(qū)域生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)高低的影響，發(fā)現(xiàn)其相互作用的機(jī)理，可為區(qū)域生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)防范、景觀格局優(yōu)化提供有效依據(jù)[6]。自20 世紀(jì)80 年代起，國(guó)內(nèi)外諸多學(xué)者對(duì)其開(kāi)展了一系列研究并取得了一定研究成果，大多研究都在研究方法選取、研究尺度遴選存在明顯分異性。研究方法上，相關(guān)學(xué)者通過(guò)運(yùn)用貝葉斯網(wǎng)絡(luò)模型[7]、景觀生態(tài)模型[8]、生態(tài)足跡模型[9]、SD[10]、土地利用變化測(cè)度模型[11]及CLUE-S 模型[12]對(duì)不同研究區(qū)域的景觀生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行定量分析由此得出定性結(jié)論。研究尺度上，從區(qū)域景觀研究到流域景觀研究再到典型地區(qū)研究[13-24]，研究尺度不斷擴(kuò)大的同時(shí)對(duì)于模型的應(yīng)用范圍正逐步擴(kuò)大，特別是GIS 與RS 技術(shù)的助力，研究期限也呈現(xiàn)不同程度增加態(tài)勢(shì)。合肥市為我國(guó)中東部腹心城市，在2000—2020 年20 年間生產(chǎn)總值實(shí)現(xiàn)30倍的增長(zhǎng)，在經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展背景下，建設(shè)用地高速擴(kuò)張可能引起轄區(qū)景觀生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)上升，因此本文以10 年為間隔，運(yùn)用2000 年、2010 年及2020年的三期土地利用遙感數(shù)據(jù)，從規(guī)模數(shù)量與空間演變上刻畫(huà)土地利用景觀生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)演變特征并探究其演變規(guī)律，以此為基礎(chǔ)針對(duì)性提出優(yōu)化策略以期為土地利用結(jié)構(gòu)優(yōu)化、生態(tài)文明建設(shè)及新興高速發(fā)展城市生態(tài)保護(hù)提供科學(xué)依據(jù)。

一、研究區(qū)概況及數(shù)據(jù)來(lái)源

（一）研究區(qū)概況

合肥位于安徽中部，江淮之間，環(huán)抱巢湖，地理位置為116°41′～117°58′E、30°57′～32°32′N(xiāo)，地形以丘陵崗地為主，屬于為亞熱帶季風(fēng)性濕潤(rùn)氣候。2021 年末常住人口為946.5 萬(wàn)人，全年生產(chǎn)總值（GDP）為11 412.8 億元。作為長(zhǎng)三角城市群副中心城市，綜合型國(guó)家科學(xué)中心，“一帶一路”和長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶戰(zhàn)略雙節(jié)點(diǎn)城市，是具有國(guó)際影響力的創(chuàng)新之都，在2018 年上半年主要城市GDP 中，合肥經(jīng)濟(jì)以17.75%的增長(zhǎng)速度以絕對(duì)優(yōu)勢(shì)穩(wěn)坐全國(guó)第一。多年來(lái)，合肥一直堅(jiān)持“工業(yè)立市”“工業(yè)強(qiáng)市”做大做強(qiáng)一批產(chǎn)業(yè)集群，主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)陸續(xù)進(jìn)入省會(huì)城市“十強(qiáng)”。由于城市的急速發(fā)展，伴隨著城鎮(zhèn)化與工業(yè)化“雙化”同步推進(jìn)，基礎(chǔ)設(shè)施、工業(yè)、交通的迅猛擴(kuò)張，土地粗放型開(kāi)發(fā)和土地不合理開(kāi)發(fā)等，土地利用格局與景觀生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生劇烈變化，其演變趨勢(shì)在經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平較快的城市中具備一定典型性。

（二）數(shù)據(jù)來(lái)源及處理

本文土地?cái)?shù)據(jù)來(lái)源于Global Land 30（http://www.globallandcover.com/）土地利用現(xiàn)狀遙感監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)，空間分辨率為30 m，共收錄2000、2010、2020 年三期數(shù)據(jù)，各期數(shù)據(jù)精度評(píng)價(jià)由同濟(jì)大學(xué)、中國(guó)科學(xué)院牽頭完成，得出數(shù)據(jù)總體精度達(dá)83%以上，符合精度要求。DEM 數(shù)據(jù)來(lái)源于地理空間數(shù)據(jù)云的SRTMDEMUTM 90 m 分辨率數(shù)字高程數(shù)據(jù)，行政區(qū)劃數(shù)據(jù)來(lái)自國(guó)家測(cè)繪地理信息局提供的標(biāo)準(zhǔn)底圖。

原土地利用遙感數(shù)據(jù)將用地類(lèi)型劃分為耕地、森林、草地、灌木地、濕地、水體、苔原、人造地表及裸地9 種類(lèi)型。鑒于研究需要及區(qū)域現(xiàn)狀，參考土地利用現(xiàn)狀分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)（GB/T 21010-2017），將其劃分為耕地、林地、草地、水域及建設(shè)用地5 種土地利用類(lèi)型，將原數(shù)據(jù)中森林和灌木地并為林地，濕地和水體并為水域，人造地表劃為建設(shè)用地，生成2000、2010 及2020 年三期土地利用類(lèi)型圖（圖1）。

圖1 2000—2020 年研究區(qū)土地利用類(lèi)型

二、研究方法

（一）土地利用轉(zhuǎn)移矩陣

土地利用轉(zhuǎn)移矩陣能夠細(xì)致而全面地刻畫(huà)區(qū)域土地利用的結(jié)構(gòu)特征和變化過(guò)程，并能反映土地利用類(lèi)型內(nèi)部的變化方向[25]，引入土地利用轉(zhuǎn)移矩陣定量化分析研究區(qū)各土地利用類(lèi)型在不同監(jiān)測(cè)時(shí)段內(nèi)的轉(zhuǎn)入、轉(zhuǎn)出及變動(dòng)情況。

（二）景觀生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法

1.評(píng)價(jià)單元?jiǎng)澐?/p>

為了更清晰地刻畫(huà)研究區(qū)生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)變化特征，基于景觀生態(tài)學(xué)方法結(jié)合數(shù)據(jù)分辨率及計(jì)算工作量[26]，利用Arc GIS 軟件將研究區(qū)進(jìn)行網(wǎng)格化處理，劃分為2 km×2 km 的正方形風(fēng)險(xiǎn)樣地網(wǎng)格作為生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)單元，共劃分為3 062 個(gè)風(fēng)險(xiǎn)樣地。針對(duì)邊緣不足2 km×2 km 的網(wǎng)格，根據(jù)實(shí)際面積比例乘積計(jì)算土地利用的百分比，以提高生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)的精準(zhǔn)度。

2.風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)構(gòu)建

本文采用基于土地利用數(shù)據(jù)計(jì)算的景觀生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)作為評(píng)價(jià)單元內(nèi)的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)的相對(duì)大小，以此建立土地利用格局和生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)的關(guān)系，將土地利用的空間結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化成為生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)的可量化指標(biāo)[27]。景觀生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)由各類(lèi)用地類(lèi)型面積比例和景觀損失度指數(shù)Ri構(gòu)成，公式為：

式（1）中，ERIi代表景觀生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)，反映該單元內(nèi)中心點(diǎn)生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)大小，值越高，其景觀生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)越大，反之亦然。Aki代表第k評(píng)價(jià)單元中第i類(lèi)景觀的面積大小，Ak代表評(píng)價(jià)單元k的總面積大小，Ri表示i類(lèi)景觀的損失度指數(shù)，計(jì)算公式為：

式（2）中，Ei為景觀干擾度指數(shù)，F(xiàn)i代表景觀脆弱度。景觀脆弱度指數(shù)根據(jù)前人研究，由高到低依次賦值為：未利用地為6、水域?yàn)?、耕地為4、草地為3、林地為2、建設(shè)用地為1，進(jìn)行歸一化處理后得到各景觀脆弱度指數(shù)。景觀干擾度指數(shù)Ei值的大小反映評(píng)價(jià)單元內(nèi)生態(tài)系統(tǒng)受外部影響因素干擾的程度，干擾的程度越大，則代表此生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)越大，計(jì)算公式為：

式（3）中Ci、Ni、Di代表含義和計(jì)算公式及Fi取值方式（表1）。a ，b，c為相應(yīng)各景觀格局指數(shù)的權(quán)重，且根據(jù)分析權(quán)衡，并結(jié)合前人研究結(jié)果，影響程度為景觀破碎度大于景觀分離度大于景觀優(yōu)勢(shì)度，因此分別賦以0.5、0.3 及0.2 的權(quán)值。

表1 景觀格局指數(shù)計(jì)算方法

（三）景觀生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)空間分析

1.地統(tǒng)計(jì)分析

基于半變異函數(shù)模型，利用Arc GIS 中地統(tǒng)計(jì)分析模塊，將3 062 個(gè)評(píng)價(jià)單元的景觀生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)作為其中心點(diǎn)的值，采用克里金插值法對(duì)研究區(qū)生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)單元進(jìn)行空間插值，利用自然斷點(diǎn)法將插值結(jié)果劃分出4 個(gè)生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí): 低度風(fēng)險(xiǎn)區(qū)、中度風(fēng)險(xiǎn)區(qū)、較高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)、高度風(fēng)險(xiǎn)區(qū)，實(shí)現(xiàn)景觀生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)空間化，計(jì)算公式為：

式（4）中：y(h)為變異函數(shù)，h為樣本空間間距，n(h)為樣本間距為h時(shí)的樣點(diǎn)對(duì)數(shù)，Z(xi)和Z(xi+h)分別為景觀生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)在xi和xi+h的觀測(cè)值。

2.空間自相關(guān)分析

空間自相關(guān)分析是探究評(píng)價(jià)單元中某一指標(biāo)是否存在空間上的自相關(guān)性，通過(guò)計(jì)算空間自相關(guān)系數(shù)用來(lái)定量分析指標(biāo)變量間的空間依賴(lài)關(guān)系，一般選用Moran’s I 指數(shù)和LISA 圖作為判斷是否具有顯著空間依賴(lài)關(guān)系的標(biāo)準(zhǔn)。Moran 散點(diǎn)圖顯示了不同土地利用類(lèi)型在空間分布的聚集性和異常性，LISA 圖則可以明確聚集或異常的位置。計(jì)算公式如下：

式（5）為全局自相關(guān)Moran’s I 指數(shù)計(jì)算公式，式（6）為局部指標(biāo)LISA 計(jì)算公式。n為柵格數(shù)量，xi和xj分別表示第i和第j評(píng)價(jià)單元的屬性值，Wij表示位置i和j的相鄰空間權(quán)重矩陣。通過(guò)Moran’s I 值來(lái)判斷評(píng)價(jià)單元是否存在空間相關(guān)性，如果存在則在空間是趨于聚集或離散。當(dāng)Moran’s I 為正值時(shí)，表明評(píng)價(jià)單元存在空間正相關(guān)性，并趨于聚集；當(dāng)Moran’s I 為負(fù)值時(shí)，表明評(píng)價(jià)單元存在空間負(fù)相關(guān)性，并在空間上趨于離散。

三、結(jié)果與分析

（一）土地利用時(shí)空演化分析

1.景觀格局變化分析

運(yùn)用Frag stats 軟件，根據(jù)前文公式計(jì)算出研究區(qū)各地類(lèi)在3 個(gè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)的斑塊個(gè)數(shù)、斑塊面積及景觀格局指數(shù)，并對(duì)演變趨勢(shì)及轉(zhuǎn)換特征進(jìn)行分析研究。由表2 可知，在2000—2020 年間各個(gè)地類(lèi)斑塊個(gè)數(shù)、斑塊面積均發(fā)生了不同程度的變動(dòng)，進(jìn)而直接影響土地利用的景觀格局。其中林地斑塊數(shù)量在2000—2010 年出現(xiàn)劇增，由最初1 760 個(gè)陡增到10 643 個(gè)，由此引起相應(yīng)圖斑破碎程度迅速上升；草地斑塊數(shù)量明顯增加，斑塊面積在2000—2010 年間減少后在后10 年間大幅增加，因此草地破碎度變化趨勢(shì)為先擴(kuò)張后收縮，分離度伴隨草地面積大幅增加后急劇降低；耕地斑塊面積逐漸減少，斑塊個(gè)數(shù)增加，破碎度、分離度逐年上升；水域面積變化幅度較小，斑塊數(shù)量逐漸減小，地塊破碎度、分離度隨之逐漸降低；建設(shè)用地持續(xù)擴(kuò)張，斑塊數(shù)量減少，地類(lèi)破碎度、分離度降低。從干擾度看，草地在2010 年以前由于地塊破碎度、分離度高，干擾度指數(shù)很高，在草地面積擴(kuò)張后干擾度大幅降低；其余地類(lèi)干擾度從大到小依次是耕地、林地、水域、建設(shè)用地。

表2 2000—2020 年間研究區(qū)景觀格局指數(shù)

2.土地利用轉(zhuǎn)移變化

通過(guò)Arc GIS 對(duì)2000、2020 年兩期土地利用數(shù)據(jù)進(jìn)行疊加分析生成2000—2020 年土地利用轉(zhuǎn)移矩陣（表3），可看出20 年間土地利用類(lèi)型的劇烈變化。耕地大面積流出狀況尤為明顯，表明在此期間耕地保護(hù)政策并沒(méi)有很好落實(shí)，經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展是建立在侵占耕地的基礎(chǔ)之上。建設(shè)用地大幅擴(kuò)張，從空間上由城市中心逐漸向城市郊區(qū)周邊延伸，大量耕地被開(kāi)發(fā)為工業(yè)用地及住宅用地，20 年間有754 km2耕地轉(zhuǎn)換為建設(shè)用地進(jìn)而對(duì)區(qū)域農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及糧食安全造成了嚴(yán)重沖擊。其他地類(lèi)方面，林地和耕地互相轉(zhuǎn)化面積超130 km2，空間上這些轉(zhuǎn)換區(qū)域主要集中于中東部與西南部地區(qū)，主要源于退耕還林工程及人工造林。水域面積變化幅度較小，與巢湖自身體量存在明顯相關(guān)性，轉(zhuǎn)換區(qū)域主要分布在巢湖周?chē)霓r(nóng)用地。

表3 2000—2020 年研究區(qū)土地利用轉(zhuǎn)移矩陣 單位：km2

（二）景觀生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)時(shí)空演化分析

為進(jìn)一步探究合肥市景觀生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)空間分布特征，計(jì)算每個(gè)評(píng)價(jià)單元的ERI作為該單元中心景觀生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)值，將已計(jì)算風(fēng)險(xiǎn)值的評(píng)價(jià)單元進(jìn)行要素轉(zhuǎn)點(diǎn)處理后，通過(guò)克里金插值法得到合肥市景觀生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)空間分布，結(jié)合不同時(shí)點(diǎn)研究區(qū)ERI指數(shù)區(qū)間，以0.06 為分級(jí)間隔，將其劃分為4 個(gè)風(fēng)險(xiǎn)級(jí)別：低度風(fēng)險(xiǎn)區(qū)（0＜ERI≤0.06）、中度風(fēng)險(xiǎn)區(qū)（0.06＜ERI≤0.12）、較高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)（0.12＜ERI≤0.18）及高度風(fēng)險(xiǎn)區(qū)（ERI＞0.18），進(jìn)而生成3 期景觀生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)分區(qū)空間演化圖（圖2），本文選取的景觀生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)級(jí)別劃分標(biāo)準(zhǔn)，僅適用于本研究區(qū)域景觀生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)大小分布情況，不與其他研究區(qū)域作比較。

經(jīng)過(guò)計(jì)算，三期景觀生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)均值分別為0.061 7、0.062 1 和0.060 7，可見(jiàn)合肥市景觀生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)呈先增加后減少趨勢(shì)。由圖2 可以明顯看到合肥市除巢湖外的絕大部分地區(qū)處于中低風(fēng)險(xiǎn)區(qū)。長(zhǎng)豐縣北部在2000 年存在高度風(fēng)險(xiǎn)區(qū)，主要由于此時(shí)該地區(qū)有草地，源于2000 年草地的破碎度較高而引起風(fēng)險(xiǎn)值增加，2010 年后草地轉(zhuǎn)為水域，景觀生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)得到有效控制并在2020 年大部分降為低風(fēng)險(xiǎn)；蜀山區(qū)主要土地用地類(lèi)型為耕地和建設(shè)用地，景觀生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)在2010 年之前處于較低水平，在2020 年蜀山區(qū)西北部及與肥西縣接壤區(qū)域景觀生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)略有上升。肥西縣景觀生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)逐漸升高，大部分區(qū)域由低風(fēng)險(xiǎn)升高為中風(fēng)險(xiǎn)，部分區(qū)域升高至較高風(fēng)險(xiǎn)；廬江縣中部較高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)在2000—2010 年消失后在2020 年出現(xiàn)大面積擴(kuò)張，并伴隨大面積低風(fēng)險(xiǎn)區(qū)轉(zhuǎn)為中度風(fēng)險(xiǎn)區(qū)；包河區(qū)除境內(nèi)巢湖流域外，20 年間景觀生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)均處于較低水平；廬陽(yáng)區(qū)中部的董鋪水庫(kù)、大房郢水庫(kù)使其中部地區(qū)呈現(xiàn)中度風(fēng)險(xiǎn)，在2020 年部分區(qū)域轉(zhuǎn)為較高風(fēng)險(xiǎn)，其余地區(qū)風(fēng)險(xiǎn)水平較低；瑤海區(qū)景觀生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)水平較低且變化幅度??；肥東縣2000—2010 年在與巢湖市交界處用地類(lèi)型由于轉(zhuǎn)化為高破碎度的草地導(dǎo)致風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)升高，但隨著2020 年草地破碎度降低，部分草地轉(zhuǎn)為建設(shè)用地后景觀生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)急劇下降；巢湖市除巢湖流域風(fēng)險(xiǎn)水平高以外，其余區(qū)域主要為中低風(fēng)險(xiǎn)區(qū)。

圖2 研究區(qū)景觀生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)分區(qū)

觀察不同等級(jí)景觀生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)地類(lèi)分布情況，建設(shè)用地主要分布于中低生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)區(qū)，且隨時(shí)間推移，建設(shè)用地所處地區(qū)生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)有降低趨勢(shì)。原因是隨著城市的發(fā)展，合肥市從粗獷的建設(shè)用地?cái)U(kuò)張轉(zhuǎn)變?yōu)橛幸?guī)劃的集約節(jié)約利用，將無(wú)序零散的建設(shè)用地進(jìn)行整合，降低破碎度，提高系統(tǒng)內(nèi)部穩(wěn)定度，并由于人為開(kāi)發(fā)力度大使其景觀損失度低，地類(lèi)景觀生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)低；水域主要分布在較高以上等級(jí)風(fēng)險(xiǎn)區(qū)，源于水域地類(lèi)景觀脆弱度、干擾度指數(shù)高，易發(fā)生生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)；耕地主要處于中低風(fēng)險(xiǎn)區(qū)，因安徽省為中國(guó)主要糧食生產(chǎn)省份，耕地面積廣闊且集約程度高，地塊破碎度極低，因此合肥市內(nèi)耕地所處區(qū)域生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生概率??；草地在2020 年面積擴(kuò)張前由于破碎化程度高，致使景觀生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)高；林地主要分布于中度風(fēng)險(xiǎn)區(qū)。由景觀生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)表（表4）也可看出，合肥市20 年間，中度風(fēng)險(xiǎn)區(qū)大幅擴(kuò)增，主要由低風(fēng)險(xiǎn)區(qū)升高轉(zhuǎn)化而來(lái)，較高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)面積略有增加，高度風(fēng)險(xiǎn)區(qū)先縮小后擴(kuò)大。

表4 2000—2020 年間研究區(qū)景觀生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)

將2000 年、2020 年景觀生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)表進(jìn)行疊加得到合肥市景觀生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)轉(zhuǎn)移矩陣（表5），觀察可得，合肥市生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生較大面積轉(zhuǎn)移。從2000—2020 年時(shí)間跨度看，低度風(fēng)險(xiǎn)區(qū)中有275.59 km2升高為中風(fēng)險(xiǎn)區(qū)，低風(fēng)險(xiǎn)區(qū)相較2000 年大幅縮小27%，并有72.53 km2風(fēng)險(xiǎn)大幅上升轉(zhuǎn)為較高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)；中度風(fēng)險(xiǎn)區(qū)中170.33 km2風(fēng)險(xiǎn)降低為低風(fēng)險(xiǎn)區(qū)，112.95 km2升高為較高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)，且總體面積由于低風(fēng)險(xiǎn)區(qū)的大量轉(zhuǎn)入而大幅增加；較高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)轉(zhuǎn)移程度較小，轉(zhuǎn)為低、中、高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)面積分別為13.37 km2、43.80 km2、22.46 km2；高度風(fēng)險(xiǎn)區(qū)得到控制收縮，降低為較高、中、低風(fēng)險(xiǎn)區(qū)面積依次為48.29 km2、19.80 km2、8.17 km2。

表5 2000—2020 年間研究區(qū)景觀生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)轉(zhuǎn)移矩陣 單位：km2

（三）景觀生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)空間自相關(guān)分析

根據(jù)合肥市三期景觀生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)空間分布數(shù)據(jù)計(jì)算得出2000、2010 及2020 年Moran’s I 指數(shù)分別為0.692、0.610 及0.515。三個(gè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)的Moran’s I 指數(shù)全部都在0.5 以上，表明三期生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)空間分布呈現(xiàn)顯著的正相關(guān)性，在空間上趨于聚集，且指數(shù)逐年降低，表明景觀生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)空間相關(guān)性減弱，聚集程度降低。

利用空間分析軟件對(duì)合肥市景觀生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)局部空間相關(guān)性進(jìn)行分析，得出景觀生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)聚類(lèi)LISA 圖（圖3），觀察得到：高值集聚區(qū)主要集中分布于市內(nèi)林草及水域地區(qū)，草地、林地由于建設(shè)用地的擴(kuò)張而被分割，使其受外界干擾程度加大，景觀生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)升高；水域景觀脆弱度高，所在區(qū)域風(fēng)險(xiǎn)水平高。低值集聚區(qū)主要集中于中心城區(qū)及耕地集中連片區(qū)，建設(shè)用地土地利用程度高，景觀脆弱度低，風(fēng)險(xiǎn)水平低，且集中連片的耕地由于破碎度很小，受干擾程度低，使其景觀生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)較低。

圖3 研究區(qū)景觀生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)空間相關(guān)性

（四）合肥市景觀生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)管控區(qū)劃分

為方便區(qū)域差異化管理，本文以區(qū)、縣為行政單元進(jìn)行劃分監(jiān)管，提取其各區(qū)、縣內(nèi)景觀生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)值并得出三期風(fēng)險(xiǎn)值并計(jì)算其平均風(fēng)險(xiǎn)值，根據(jù)每個(gè)區(qū)、縣情況，采用自然斷點(diǎn)分級(jí)法劃定合肥市各區(qū)、縣的監(jiān)管等級(jí)。根據(jù)表6 可得，一般管控的區(qū)縣有瑤海區(qū)、長(zhǎng)豐縣、蜀山區(qū)、廬陽(yáng)區(qū)、肥東縣；嚴(yán)格管控的區(qū)縣有廬江縣、肥西縣；重點(diǎn)管控的為巢湖市。

表6 研究區(qū)生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)管控分區(qū)

（1）重點(diǎn)管控區(qū)：此管控區(qū)域內(nèi)巢湖面積占比較大，由于城市經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展、城市的無(wú)序擴(kuò)張、人口的短時(shí)激增，造成流域污染排放總量與河湖環(huán)境容量極不相適應(yīng)、水體污染嚴(yán)重，藍(lán)藻水華現(xiàn)象泛濫，生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)頻發(fā)，需要對(duì)該類(lèi)地區(qū)實(shí)施重點(diǎn)管控，采取專(zhuān)項(xiàng)保護(hù)整治措施，防止生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生。

（2）嚴(yán)格管控區(qū)：此類(lèi)型區(qū)域內(nèi)存在一定體量林草地且覆蓋范圍較廣。近年來(lái)由于城市建設(shè)及發(fā)展需要，林地破碎度急速上升、受人為干擾程度高，由此造成區(qū)域內(nèi)景觀生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)升高。因此，重點(diǎn)管控轄區(qū)內(nèi)要重點(diǎn)加強(qiáng)對(duì)生態(tài)林地的保護(hù)，加強(qiáng)林草地的建設(shè)工作，同時(shí)監(jiān)測(cè)水域生態(tài)狀況。林業(yè)財(cái)政轉(zhuǎn)移支付分配工作中應(yīng)關(guān)照此類(lèi)型區(qū)，有效保障林業(yè)生態(tài)建設(shè)高質(zhì)量推進(jìn)，規(guī)劃時(shí)避免分割林地、減少林地破碎度、提高空間連通性，為實(shí)現(xiàn)安徽省綠染江淮目標(biāo)作出積極努力。

（3）一般管控區(qū)：此類(lèi)型區(qū)域主要用地類(lèi)型為建設(shè)用地和耕地，地類(lèi)破碎度低、生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生概率較低。在規(guī)劃管理時(shí)，應(yīng)合理調(diào)整各類(lèi)用地空間布局結(jié)構(gòu)，高效利用轄區(qū)內(nèi)存量建設(shè)用地，開(kāi)發(fā)保護(hù)耕地，助力農(nóng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。且相關(guān)部門(mén)需嚴(yán)格管控用地布局，加強(qiáng)監(jiān)管，防止出現(xiàn)占用耕地建設(shè)現(xiàn)象，并進(jìn)一步強(qiáng)化臨時(shí)用地審批、使用和復(fù)墾監(jiān)管工作，遏制轄區(qū)內(nèi)建設(shè)用地?zé)o序擴(kuò)張態(tài)勢(shì)，從根本上維持當(dāng)前區(qū)域低風(fēng)險(xiǎn)水平。

四、結(jié)論與討論

（1）土地利用變化方面，因城市經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展致使建設(shè)用地面積擴(kuò)張389.37 km2，主要來(lái)源于耕地的轉(zhuǎn)化，且用地需求呈急劇增加態(tài)勢(shì)，并由市區(qū)向郊區(qū)呈放射狀擴(kuò)張；草地面積顯著增加，在2010—2020 年間擴(kuò)增了165.32 km2，主要由市區(qū)周邊郊區(qū)耕地轉(zhuǎn)化而來(lái)；林地面積穩(wěn)定，斑塊數(shù)量劇增；水域部分變化幅度較小，其斑塊個(gè)數(shù)減少地類(lèi)破碎度指數(shù)下降。

（2）景觀生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)時(shí)空演化方面，合肥市總體景觀生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)較低，但伴有上升趨勢(shì)。高度風(fēng)險(xiǎn)區(qū)規(guī)模先收縮后擴(kuò)張，空間上主要集中于巢湖流域及周邊沿岸地區(qū)；較高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)面積先擴(kuò)張后收縮，分布在高度風(fēng)險(xiǎn)區(qū)周邊并與其轉(zhuǎn)換相對(duì)頻繁；大面積低風(fēng)險(xiǎn)區(qū)升高為中度風(fēng)險(xiǎn)區(qū)，轉(zhuǎn)換主要發(fā)生在中西部及西南部地區(qū)，由此可以說(shuō)明20 年間合肥市建設(shè)用地與生態(tài)用地間的相互轉(zhuǎn)換造成景觀生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)呈現(xiàn)上升趨勢(shì)。

（3）景觀生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)空間相關(guān)性方面，三期合肥市景觀生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)Moran’s I 指數(shù)表明合肥市景觀生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)在空間上趨于顯著聚集，但聚集程度逐漸減弱。合肥市大部分區(qū)域空間相關(guān)性不顯著；高—高聚集區(qū)分布在巢湖流域附近，且隨著水域空間分布的變化發(fā)生對(duì)應(yīng)變動(dòng)；低—低聚集區(qū)主要分布在建設(shè)用地集中地帶；高—低、低—高景觀生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)聚集區(qū)面積占比相對(duì)較小，在高—高、低—低集聚區(qū)周?chē)阈巧⒙浞植肌?/p>

經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展，使得土地利用變化劇烈，造成人地關(guān)系緊張，尤其是建設(shè)用地的粗放擴(kuò)張對(duì)于生態(tài)用地的占用，帶來(lái)多種負(fù)向生態(tài)環(huán)境效應(yīng)，影響了景觀空間格局，增加了景觀生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)。因此，合理優(yōu)化土地利用格局，科學(xué)評(píng)估區(qū)域景觀生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)水平，能夠有效降低風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)，甚至規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生，從而促進(jìn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會(huì)與生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。研究過(guò)程中發(fā)現(xiàn)可以有進(jìn)一步深入探索的內(nèi)容。一是增加景觀生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)空間評(píng)估因素，比如高程、坡度、距離以及能夠表達(dá)地理實(shí)體信息的POI 等空間數(shù)據(jù)，能夠更好的體現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)的空間表達(dá)。二是拓展研究區(qū)域，選擇具有典型特征差異的不同區(qū)域進(jìn)行對(duì)比研究，可以更為針對(duì)性地提出風(fēng)險(xiǎn)調(diào)控路徑，并增強(qiáng)研究結(jié)果的普適性。三是增加風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)的研究?jī)?nèi)容，在現(xiàn)狀評(píng)估的基礎(chǔ)上，以降低和規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)為目標(biāo)，同時(shí)納入經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的其他目標(biāo)，比如生態(tài)文明建設(shè)、“雙碳”目標(biāo)等，對(duì)未來(lái)的土地利用格局、景觀生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)水平進(jìn)行預(yù)測(cè)。