1980
——2020年永定河流域景觀格局動態(tài)變化及驅(qū)動力分析

曹麗慧，郎琪，雷坤，王殿武，楊坤，楊文浩

1.河北農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院

2.中國環(huán)境科學(xué)研究院

景觀格局能夠反映景觀空間結(jié)構(gòu)特征以及斑塊在空間上的分布與組合規(guī)律[1]，景觀格局變化深刻影響著區(qū)域生態(tài)環(huán)境的演化[2-3]。開展景觀格局動態(tài)變化研究能夠有效表達(dá)區(qū)域生態(tài)環(huán)境變化[4]。永定河流域是貫穿京津冀生態(tài)功能區(qū)的天然走廊，其自然生態(tài)獨(dú)特，分布有壩上高原、燕山——太行山山脈、永定河沖積扇、渤海灣等地貌，是區(qū)域生態(tài)要素梯級流動、動植物繁衍生息的通道與走廊。對高原——山區(qū)——平原——濱海生態(tài)要素梯級流動特性的流域景觀格局動態(tài)變化進(jìn)行研究，可為流域可持續(xù)發(fā)展和生態(tài)環(huán)境保護(hù)提供技術(shù)支撐[5-6]。

景觀格局動態(tài)變化規(guī)律已成為國內(nèi)外景觀生態(tài)學(xué)研究的熱點(diǎn)[7-10]，目前主要通過獲取GIS影像，聯(lián)合指標(biāo)提取軟件（Fragstats）分析法[11]、模型集成方法[12]，開展區(qū)域景觀格局定性分析，利用景觀變化規(guī)律建模評估區(qū)域環(huán)境變化以及進(jìn)行生態(tài)安全評估研究。國內(nèi)外學(xué)者在東江流域[13]、雜谷腦河流域[14]、瀏陽河流域[15]、科羅拉多河流域[16]等區(qū)域景觀格局變化特征研究中表明流域景觀穩(wěn)定性下降，制約著區(qū)域經(jīng)濟(jì)和社會可持續(xù)發(fā)展。近年來，永定河流域景觀格局變化特征研究相繼得以開展，如王楚琦等[17]對永定河落坡嶺至大寧水庫段進(jìn)行河流兩岸2 km范圍土地利用、景觀破碎程度進(jìn)行了分析評價(jià)；胡承江[18]以北京市永定河流域城市段為研究對象，基于5期遙感影像進(jìn)行1979——2013年城市景觀生態(tài)系統(tǒng)演變分析，并對2025年城市生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了預(yù)測；張玉虎等[19]對永定河流域門頭溝區(qū)基于景觀生態(tài)安全格局理論與最小費(fèi)用距離模型構(gòu)建了景觀生態(tài)安全格局評價(jià)。但是，永定河流域的景觀格局研究多是針對流域局部區(qū)域，時(shí)間序列也相對較短，未能反映大尺度長時(shí)間序列全流域景觀格局時(shí)空變化規(guī)律。

景觀驅(qū)動力研究可識別土地利用變化成因與過程，預(yù)測未來變化發(fā)展趨勢及其對環(huán)境的影響。薛嵩嵩等[20-21]對烏倫古河流域和長江流域景觀變化驅(qū)動力進(jìn)行了研究，結(jié)果表明人類活動因素為景觀格局變化的主要驅(qū)動力，但對于永定河流域景觀格局驅(qū)動力研究鮮少涉及，尤其是針對高原——山區(qū)——平原——濱海等多生態(tài)要素流域?qū)用娴难芯窟€亟待開展?；诖?，筆者以1980——2020年7期遙感影像為數(shù)據(jù)源，結(jié)合景觀生態(tài)學(xué)方法，開展永定河流域近40年景觀動態(tài)變化及驅(qū)動力分析，揭示研究區(qū)景觀類型演變特征，以期為流域生態(tài)修復(fù)提供科學(xué)依據(jù)。

1 研究區(qū)與研究方法

1.1 研究區(qū)概況

永定河（112°00'E～117°45′E，39°00'N～41°20′N）是北京境內(nèi)最大的河流，發(fā)源于內(nèi)蒙古高原的南緣和山西高原北部，東鄰潮白、北運(yùn)河系，西鄰黃河流域，南為大清河系，北為內(nèi)陸河。流域地跨京、津、冀、晉和內(nèi)蒙古5個(gè)省（自治區(qū)、直轄市），在河北境內(nèi)匯流形成永定河。河長747 km，流域面積約4.7萬km2，占海河流域總面積的14.7%。研究區(qū)域的氣候?yàn)榈湫偷呐瘻貛О霛駶櫞箨懶约撅L(fēng)氣候，夏季炎熱多雨，冬季寒冷干燥，春、秋短促。年均氣溫10～12 ℃，年均降水量約600 mm，全年無霜期為180～200 d。地理位置見圖1。

圖1 研究區(qū)水系與地形Fig.1 Rivers and topographic condition of the study area

1.2 研究方法

1.2.1 數(shù)據(jù)來源

遙感數(shù)據(jù)選取1980年、1995年、2000年、2005年、2010年、2015年和2020年Landsat遙感影像，行列號(Path/Row) 為123/32，整體云量小于5%，取樣區(qū)圖像應(yīng)保證無云，主要來源于Landsat-5和Landsat-8衛(wèi)星數(shù)據(jù)。為滿足研究要求，對遙感圖像進(jìn)行預(yù)處理（輻射校正、幾何校正等）、圖像融合、圖像分類等。參考原國土資源部頒布的《土地利用現(xiàn)狀分類》標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合永定河流域土地利用的實(shí)際情況及研究需要，將土地利用類型分為耕地、草地、林地、濕地、居民及城鄉(xiāng)建設(shè)用地和未利用土地6種。氣象數(shù)據(jù)來源于中國氣象科學(xué)數(shù)據(jù)共享網(wǎng)（http://data.cma.cn/）和《中華人民共和國水文年鑒》中的站點(diǎn)監(jiān)測數(shù)據(jù)，主要包括降水量、氣溫、蒸發(fā)量等。經(jīng)濟(jì)社會數(shù)據(jù)來源于各?。ㄗ灾螀^(qū)、直轄市）統(tǒng)計(jì)年鑒，主要包括總?cè)丝?、城?zhèn)人口、GDP、人均GDP、第一產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值、第二產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值、第三產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值，所有數(shù)據(jù)分析均按永定河流域行政邊界進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。氣象數(shù)據(jù)與經(jīng)濟(jì)社會數(shù)據(jù)時(shí)間序列為1980——2018年。

1.2.2 土地利用動態(tài)變化分析

1.2.2.1 土地利用面積轉(zhuǎn)移矩陣

土地利用數(shù)量變化研究包括土地利用變化的幅度和速度，了解不同用地類型的變化特征，能從宏觀角度有效預(yù)測變化趨勢[22]。土地利用轉(zhuǎn)移矩陣可以定量地表明不同土地利用類型之間的轉(zhuǎn)化情況，揭示不同土地利用類型間的轉(zhuǎn)移速率[23]。轉(zhuǎn)移矩陣表示區(qū)域土地利用的轉(zhuǎn)移結(jié)構(gòu)、方向等特征，反映研究區(qū)從研究期始至研究期末時(shí)段內(nèi)，景觀實(shí)際狀態(tài)下的轉(zhuǎn)變過程，從而揭示景觀格局在某時(shí)間段內(nèi)動態(tài)變化的具體過程[24]。轉(zhuǎn)移矩陣的表達(dá)形式為：

式中：Sij為研究初期和末期土地利用狀態(tài)；n為土地利用類型數(shù)量；向量S11、…、S1n為不同土地利用類型轉(zhuǎn)移面積，反映不同時(shí)期景觀結(jié)構(gòu)與其來源構(gòu)成。

1.2.2.2 土地利用變化速率

（1）單一土地利用動態(tài)度

單一土地利用動態(tài)度（K）表示研究區(qū)在一定時(shí)間范圍內(nèi)某種土地利用的面積變化情況[25]，其表達(dá)式為：

式中：Ua、Ub分別為研究期初和研究期末土地利用的面積；T為研究時(shí)長。

（2）綜合土地利用動態(tài)度

綜合土地利用動態(tài)度（LC）表示研究區(qū)在一定時(shí)間范圍內(nèi)整體景觀的變化情況[26]，其表達(dá)式為：

式中：△LUi-j為T時(shí)段內(nèi)i類型土地轉(zhuǎn)為j類型土地的面積；LU為土地利用類型總面積。

1.2.2.3 景觀指數(shù)分析法

使用Fragstats 4.2軟件計(jì)算景觀格局指數(shù)，在類型水平上選擇斑塊數(shù)量（NP）、斑塊平均面積(MPS)、最大斑塊指數(shù)(LPI)、相似臨近百分比（PLADJ）、面積加權(quán)分維數(shù)(FRAC_AM)、斑塊結(jié)合度指數(shù)（COHESION）6個(gè)指數(shù)，綜合反映各景觀類型斑塊變化狀況；在景觀水平上選擇 LPI 、蔓延度指數(shù)（CONTAG）、散布并列指數(shù)（IJI）、香農(nóng)多樣性指數(shù)（SHDI）、香農(nóng)均勻度指數(shù)（SHEI）5 個(gè)指數(shù)（表1），綜合反映整體景觀水平破碎度。

表1 景觀指數(shù)的選取及作用Table 1 Selection and function of landscape index

1.2.2.4 主成分分析法

依據(jù)SPSS 軟件對選取的景觀格局驅(qū)動因素做主成分分析，根據(jù)方差貢獻(xiàn)率大于80%確定主成分個(gè)數(shù)，來探索永定河流域的景觀格局變化驅(qū)動力。

2 結(jié)果與分析

2.1 土地利用動態(tài)變化特征

2.1.1 土地利用數(shù)量變化分析

永定河流域1980——2020年土地利用面積及占比如表2所示。近40年永定河流域土地利用以耕地、林地、草地為主，2020年，耕地、林地、草地面積分別為 20 488.65、10 619.04、12 109.27 km2，占比分別為42.31%、21.93%、25.01%。1980——2020年耕地面積變化最大，表現(xiàn)為持續(xù)減少，共減少1 376.38 km2；其次為草地，面積占比約26%，1980——2020年呈現(xiàn)先增加后減少的趨勢，共減少463.42 km2；林地面積占比約為20%，1980——2020年呈現(xiàn)先減少后增加的趨勢，共增加372.29 km2；隨著城市化進(jìn)程的加快，城鄉(xiāng)、工礦、居民等建設(shè)用地面積明顯增加，1980——2020年共增加了1 609.98 km2。近40年土地利用空間變化如圖2所示，建設(shè)用地增加較明顯。

圖2 1980——2020年永定河流域各時(shí)期土地利用類型空間分布Fig.2 Spatial distribution of land use types in Yongding River Basin in different periods from 1980 to 2020

表2 永定河流域1980——2020年土地利用類型面積及占比Table 2 Area and proportion of land use types in Yongding River Basin from 1980 to 2020

2.1.2 土地利用矩陣轉(zhuǎn)移特征

1980——2020年永定河流域土地利用轉(zhuǎn)移矩陣見表3。1980——1995年、1995——2010年、2010——2020年土地利用轉(zhuǎn)化空間分布如圖3所示。研究區(qū)用地類型轉(zhuǎn)變主要為耕地、草地面積減少和建設(shè)用地、林地面積增加。從景觀類型間的轉(zhuǎn)化來說，耕地、草地是景觀類型轉(zhuǎn)化的主要來源。耕地轉(zhuǎn)向其他用地類型的面積達(dá)2 400.30 km2，主要轉(zhuǎn)化為建設(shè)用地、林地和草地，其中向建設(shè)用地轉(zhuǎn)化1 331.21 km2，占耕地轉(zhuǎn)化面積的55.46%；向林地轉(zhuǎn)化504.32 km2，占耕地轉(zhuǎn)化面積的21.01%；向草地轉(zhuǎn)化442.24 km2，占耕地轉(zhuǎn)化面積的18.42%。草地向其他景觀類型轉(zhuǎn)化的面積為1 365.09 km2，向林地轉(zhuǎn)化了580.65 km2，占草地轉(zhuǎn)化面積的42.54%；向耕地轉(zhuǎn)化483.56 km2，占草地轉(zhuǎn)化面積的35.42%；向建設(shè)用地轉(zhuǎn)化了257.32 km2，占草地轉(zhuǎn)化面積的18.85%。

圖3 1980——2020年土地利用轉(zhuǎn)移狀況空間分布Fig.3 Spatial distribution of land use change from 1980 to 2020

表3 1980——2020年永定河流域土地利用轉(zhuǎn)移矩陣Table 3 Land use transfer matrix of Yongding River Basin from 1980 to 2020

2.1.3 土地利用變化速率分析

永定河流域1980——2020年土地利用動態(tài)變化度見表4。由表4可以看出，1980——2020年的6個(gè)時(shí)段綜合土地利用動態(tài)度依次為0.06%、0.01%、0.15%、0.10%、0.23%、0.46%，說明景觀結(jié)構(gòu)變化速率在2015——2020年較大，土地利用類型轉(zhuǎn)變最大。

表4 永定河流域1980——2020年土地利用動態(tài)度變化Table 4 Dynamic degree change of land use in Yongding River Basin from 1980 to 2020 %

從單一土地利用動態(tài)度來看，1980——1995年耕地、林地面積呈負(fù)增長，動態(tài)度分別為-0.07%、-0.16%，其余用地類型均為正增長，其中建設(shè)用地動態(tài)度為0.85%，綜合來看，該時(shí)段建設(shè)用地變化速率較大。1995——2000年，各用地類型變化速率均較??；2000——2005年，耕地、水域動態(tài)度分別為-0.26%、-1.39%，呈負(fù)增長，其余用地類型均為正增長，其中未利用地、建設(shè)用地動態(tài)度分別為1.93%、1.73%，在正向變動中相對較大。2005——2010年，耕地、林地、水域均呈正增長，其中水域動態(tài)度為1.66%，正向變動相對較大，其余用地類型均呈負(fù)增長，其中未利用地動態(tài)度為-1.81%，綜合來看，該時(shí)段未利用地變化速率較大。2010——2015年，耕地、林地動態(tài)度為-0.47%、-0.09%，呈負(fù)增長，其余用地類型均為正增長，其中建設(shè)用地動態(tài)度為3.03%，正向變動相對較大，該時(shí)段建設(shè)用地變化速率較大。2015——2020年，耕地、草地、水域、未利用地均呈負(fù)增長，其中未利用地動態(tài)度為4.26%，負(fù)向變動相對較大，林地、建設(shè)用地動態(tài)度分別為0.87%、3.89%，該時(shí)段未利用地變化速率較大，建設(shè)用地次之。

2.2 景觀空間格局分析

2.2.1 類型水平景觀格局變化特征

永定河流域在類型水平上各時(shí)期景觀指數(shù)變化趨勢如圖4所示。由圖4(a)可知，1980——2020年，耕地的NP呈波動變化，由7 519個(gè)減少至5 865個(gè)，2000——2020年呈先增加后減少趨勢，其中2015年達(dá)到最大值（11 770個(gè)）。林地、草地、建設(shè)用地的NP均呈波動下降趨勢，其中林地、建設(shè)用地降幅較大，2020年與1980年相比分別減少5 852、6 590個(gè)。水域、未利用地的斑塊數(shù)量在研究期間持續(xù)波動，變化不明顯。

由圖4(b)可知，1980——2020年，耕地的MPS變化趨勢與其斑塊數(shù)NP變化趨勢相反，呈先略增加后大幅減少繼而大幅增加的趨勢，且在2015年達(dá)到最小值（177.39 hm2）。林地、草地均呈波動上升趨勢，分別增加1.09、0.76倍。水域、未利用地、建設(shè)用地的MPS在1980——2000年變化不明顯，2000——2020年略有增加趨勢。

由圖4(c)可知，1980——2020年，耕地、林地LPI處于較高水平，變化范圍均為15.00%～16.10%；草地LPI變化不明顯，水域LPI呈波動增加趨勢，且在2020年達(dá)到最大值，為20.86%，說明水域斑塊在2020年優(yōu)勢斑塊面積增加；建設(shè)用地LPI由2.97%增加至5.84%，說明建設(shè)用地增加且呈連片分布；未利用地在1980——2015年基本無變化，之后至2020年略增加。

由圖4(d)可知，1980——2020年，耕地PLADJ相對較大，且變化不明顯，表明耕地斑塊分布較集中；其次為林地、草地；建設(shè)用地PLADJ由91.54%升至94.25%，說明建設(shè)用地斑塊分布趨向集中；水域PLADJ始終較小，且呈小幅波動變化，波動范圍為89.00%～90.10%；未利用地變化不明顯。

由圖4(e)可知，在研究期間，耕地FRAC_AM始終保持較高水平，表明耕地斑塊形狀相對復(fù)雜；其次為草地、水域，其中水域在2010年達(dá)到最小值（1.22），波動范圍為1.22～1.26；耕地、草地變化不明顯；林地、未利用地FRAC_AM變化較小，無明顯變化趨勢。

由圖4(f)可知，COHESION在1980——2020年耕地始終保持較大值；其次為草地、林地，且變化趨勢均不明顯；水域COHESION僅在2010年處于最小值（98.76%），之后至2020年略增加；建設(shè)用地由96.76%增至98.30%，說明建設(shè)用地自然連接性逐漸增加。

圖4 永定河流域類型水平景觀格局變化Fig.4 Landscape pattern change of Yongding River Basin at type level

2.2.2 景觀水平景觀格局變化特征

永定河流域景觀水平景觀格局指數(shù)見表5。由表5可知，1980——2005年LPI由7.14%減至7.08%，2000——2005年略有增加，2005——2020年由7.09%減至6.67%，表明景觀中優(yōu)勢斑塊數(shù)量減小。1980——2000年IJI由60.64% 減至59.98%， 2000——2005年增至60.31%，2005——2020年呈先小幅減小后大幅增加趨勢，2010年達(dá)到最小值（56.97%），至2020年增至66.33%，表明2010——2020年斑塊間受限制程度增加，斑塊逐漸趨向于均勻發(fā)展，景觀結(jié)構(gòu)逐漸趨向于復(fù)雜。1980——2005年CONTAG略有減小，2005——2010年小幅增加，2010——2020年大幅減少（由60.31%減至55.85%），表明2010——2020年斑塊之間逐漸離散，斑塊之間團(tuán)聚程度降低。 1980——2020年SHDI呈波動上升趨勢，由1.29增至1.35；SHEI在近40年的變化趨勢與SHDI基本一致，由0.66增至0.75。由這2個(gè)指標(biāo)可知， 1980——2020年土地利用類型轉(zhuǎn)化逐漸靈活，土地利用多樣性豐富，導(dǎo)致整個(gè)景觀異質(zhì)性增加，景觀逐漸趨向于均勻發(fā)展。

表5 永定河流域景觀水平景觀格局指數(shù)Table 5 Landscape pattern index of Yongding River Basin at landscape level

綜合來看，1980——2020年永定河流域景觀總體破碎度增大，景觀異質(zhì)性增強(qiáng)，景觀結(jié)構(gòu)趨向復(fù)雜，延展性及團(tuán)聚程度降低。

2.3 驅(qū)動因素分析

基于永定河流域主要社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展和氣候變化特點(diǎn)，選取對景觀格局有影響的12項(xiàng)指標(biāo)，通過SPSS軟件進(jìn)行主成分分析和球形檢驗(yàn)，并且通過最大方差法旋轉(zhuǎn)后根據(jù)主成分特征值＞1且累計(jì)貢獻(xiàn)率大于80%，提取2個(gè)主成分特征值分別為8.93和1.23，方差貢獻(xiàn)率分別為74.44%、10.27%，累計(jì)貢獻(xiàn)率達(dá)84.71%。旋轉(zhuǎn)后主成分因子載荷如表6所示，第1主成分中人均GDP、GDP、第三產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值、第二產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值、第一產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值、城鎮(zhèn)人口等因子載荷相對較大，主要為社會經(jīng)濟(jì)因素，其中GDP和產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值等經(jīng)濟(jì)發(fā)展因子為主體，年蒸發(fā)量次之，表明社會經(jīng)濟(jì)因素對景觀格局變化影響相對較大；第2主成分中相對濕度、年均降水量的因子載荷相對較大，二者均為氣候環(huán)境因素，表明氣候環(huán)境因素為景觀格局變化的次要影響因素。

表6 旋轉(zhuǎn)后主成分因子載荷Table 6 Principal component factor load after rotation

1980——2018年永定河流域人均GDP、GDP、第一產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值、第二產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值、第三產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值均呈不斷上升趨勢〔圖5（b）〕，其中人均GDP增長103.82倍，GDP增長164.19倍，從永定河流域內(nèi)代表產(chǎn)業(yè)1995——2020 年發(fā)展?fàn)顩r來看〔圖5（c）〕，工業(yè)、社會消費(fèi)品交易、進(jìn)出口貿(mào)易和旅游業(yè)產(chǎn)值增長較為突出，促進(jìn)GDP大幅增長，第三產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值增長300.58倍，流域內(nèi)旅游業(yè)、水利、環(huán)境和公共設(shè)施管理業(yè)等發(fā)展迅速，規(guī)?；墓芾泶胧┑耐度胍约巴烁€林等政策實(shí)施，使草地、林地變化顯著。另外，隨著永定河流域內(nèi)城鎮(zhèn)化速度加快〔圖5（a）〕，農(nóng)村人口在1995年達(dá)到峰值后逐漸呈下降趨勢，城鎮(zhèn)人口在38年間擴(kuò)大了3.01倍，對建設(shè)用地需求增加，擠占耕地、林地及草地面積，表明城鎮(zhèn)化進(jìn)程的加快顯著影響區(qū)域土地利用方式與景觀格局空間分布特征。

圖5 1980——2018年研究區(qū)社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩rFig.5 Socio-economic development of the study area from 1980 to 2018

38年間，永定河流域年均蒸發(fā)量為1 627.27 mm，平均氣溫為7.54 ℃，平均降水量為395.77 mm，平均相對濕度為51.06%（圖6），適宜的氣候條件能夠使植被正常生長發(fā)育，林地面積有所增加。水域面積在過去38年減少了110.24 km2，減少面積占比為11.10%，在流域降水小幅上升的背景下，水域面積減少主要是由于工農(nóng)業(yè)、居民生活等人類活動用水的增加擠占了地表水資源[27-28]。此外，人類對地表植被的改造改變水源涵養(yǎng)能力，以及水利工程調(diào)蓄[29]，使河道徑流量減少，水域面積降低。

圖6 1980——2018年研究區(qū)氣候環(huán)境變化Fig.6 Climate and environmental changes in the study area from 1980 to 2018

3 討論

3.1 永定河流域景觀類型動態(tài)變化特征分析

永定河流域主要以耕地、林地、草地為主，1980——2020年耕地、草地面積均減少，建設(shè)用地、林地面積增加，2015——2020年綜合土地利用動態(tài)度最大。侯蕾等[30-31]對1980——2010年永定河上游以及1980——2015年永定河流域土地利用的研究結(jié)果均表明，永定河流域土地利用主要類型為耕地、林地、草地，耕地面積減少，林地、建設(shè)用地面積增加，與本研究結(jié)果一致。草地面積在相同時(shí)間序列內(nèi)變化趨勢一致，但由于研究時(shí)間序列長度不同，結(jié)果有所差異。于全流域角度而言，李秀[30]研究表明，1980——2015年草地面積增加191.35 km2，而本研究期末草地面積共減少463.42 km2，由于在2015后年降水量增加 2.57 mm/a〔圖6（a）〕，同時(shí)自 2016年永定河流域經(jīng)過連續(xù)生態(tài)補(bǔ)水以及修復(fù)，為減少水土流失，植樹造林增加森林植被[32]。另外，因城鎮(zhèn)化速度加快，建設(shè)用地面積逐步增加，因而擠占了周邊草地面積，最終導(dǎo)致草地面積的不斷減少。

3.2 永定河流域景觀演變驅(qū)動力分析

景觀格局變化是一個(gè)復(fù)雜、長期動態(tài)變化的過程，受到自然因素和人類活動因素的雙重影響。自然因素決定區(qū)域景觀格局基本結(jié)構(gòu)，且在長期效應(yīng)上影響著景觀格局變化；人類活動則可短時(shí)間內(nèi)驅(qū)動區(qū)域景觀格局快速變化[33]。本研究結(jié)果表明，社會經(jīng)濟(jì)增長為主要驅(qū)動力，表現(xiàn)形式為人均GDP、GDP、第一產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值、第二產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值、第三產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值、城鎮(zhèn)人口等經(jīng)濟(jì)發(fā)展和城鄉(xiāng)人口結(jié)構(gòu)變化；自然因素為次要驅(qū)動力，其中工業(yè)和社會消費(fèi)品交易、進(jìn)出口貿(mào)易及旅游業(yè)產(chǎn)值的變化促使GDP快速增長。薛嵩嵩等[20]對1989——2017年烏倫古河流域景觀變化驅(qū)動力研究中發(fā)現(xiàn)，景觀格局變化受自然因素、人類活動和社會政策的共同影響，人口數(shù)量增長，城鎮(zhèn)化快速擴(kuò)張和水利工程的建設(shè)為主要表現(xiàn)形式；楊陽等[21]在2008——2018年長江流域景觀格局變化驅(qū)動因素的研究表明，城鎮(zhèn)建設(shè)與經(jīng)濟(jì)發(fā)展、城鄉(xiāng)人口結(jié)構(gòu)、工業(yè)污染物排放等人類活動因素為主要影響因子；王志春等[34]在對1985——2019年老哈河流域濕地關(guān)鍵區(qū)景觀驅(qū)動力研究中發(fā)現(xiàn)，城鎮(zhèn)規(guī)模擴(kuò)大、農(nóng)業(yè)用水量等人為影響因素為主要驅(qū)動力，自然因素次之。以上研究與本研究結(jié)果基本一致，而只在人為影響因素表現(xiàn)形式上略有不同，這是由于各區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展特點(diǎn)和氣候特征不同所致。

3.3 永定河流域景觀格局優(yōu)化對策建議

社會政策作為“風(fēng)向標(biāo)”決定著景觀格局變化的方向，自20世紀(jì)80年代以來，永定河上游被列入國家水土保持重點(diǎn)治理區(qū)[35]。2000年以來我國政府高度重視生態(tài)保護(hù)和生態(tài)建設(shè)，先后啟動了天然林保護(hù)、退耕還林等一系列生態(tài)恢復(fù)建設(shè)工程[32]。近年來，相關(guān)部門為了永定河流域長期可持續(xù)發(fā)展，出臺了一系列相關(guān)政策，例如《永定河綜合治理與修復(fù)總體方案》《永定河流域生態(tài)修復(fù)布局控制及技術(shù)引導(dǎo)標(biāo)準(zhǔn)》等，取得較大成就[36]。

針對本研究中永定河流域內(nèi)不同景觀類型的變化，建議實(shí)施相應(yīng)的政策措施進(jìn)行管控。其中，針對耕地的減少，建議加強(qiáng)各區(qū)域城鎮(zhèn)管理規(guī)劃，禁止占用耕地；對于林地面積應(yīng)管控在合理范圍內(nèi)，并合理布設(shè)林灌草配置模式，優(yōu)化水源涵養(yǎng)布局；建設(shè)用地面積的增加，主要是由于城鎮(zhèn)化速率加快，在帶來經(jīng)濟(jì)增長的同時(shí)，一定程度上促使景觀破碎度增加，建議合理規(guī)劃建設(shè)用地，優(yōu)化景觀生態(tài)空間布局；針對水域面積的減少，建議進(jìn)一步發(fā)展節(jié)水農(nóng)業(yè)，實(shí)施跨流域調(diào)水以及增大再生水利用率等措施。

4 結(jié)論

（1）1980——2020年永定河流域土地利用主要以耕地、林地、草地為主，主要地類變化為耕地、草地轉(zhuǎn)化為建設(shè)用地和林地，耕地、草地面積分別減少1 376.38、463.42 km2，建設(shè)用地面積增加1 609.98 km2，林地面積增加372.29 km2，綜合土地利用變化度在2015——2020年最大。

（2）在類型水平上，建設(shè)用地的斑塊數(shù)量減少，優(yōu)勢斑塊增加，趨于集中分布，斑塊內(nèi)部連通性增強(qiáng)，斑塊破碎度減少；耕地、林地、草地、水域斑塊數(shù)量減少，優(yōu)勢斑塊以及斑塊團(tuán)聚情況無明顯變化，斑塊破碎度無明顯變化。在景觀水平上，1980——2020年永定河流域景觀總體破碎度增大，SHDI由1.29增至1.35，SHEI由0.67增至0.75，景觀異質(zhì)性增強(qiáng)，景觀結(jié)構(gòu)趨向復(fù)雜，延展性及團(tuán)聚程度降低。

（3）流域景觀格局變化受社會經(jīng)濟(jì)因素、自然因素和政策因素共同影響?；谥鞒煞址治觯坝^格局變化主要影響因素為人均GDP、GDP、第三產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值、第二產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值、第一產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值等社會經(jīng)濟(jì)因子，其次為年蒸發(fā)量、相對濕度、年均降水量等氣候環(huán)境因子，其中GDP增長主要受工業(yè)和社會消費(fèi)品交易、進(jìn)出口貿(mào)易及旅游業(yè)產(chǎn)值影響。表明社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展為景觀格局變化的主要驅(qū)動力，同時(shí)政策因素也深刻影響著景觀格局分布特征。