黃河中下游典型地區(qū)農(nóng)業(yè)景觀異質(zhì)性變化分析—以鄭汴地區(qū)為例.pdf

1、景觀異質(zhì)性是組成各個(gè)相異的景觀功能與結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)，它不僅影響著景觀生產(chǎn)力與生物多樣性，而且還影響著物種、資源和干擾在景觀中的擴(kuò)散與安排，對(duì)景觀生態(tài)過(guò)程與整體功能也同樣存在著重要的調(diào)控作用。黃河下游平原地區(qū)長(zhǎng)期以來(lái)以農(nóng)業(yè)景觀生態(tài)系統(tǒng)為主體，主要從事農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)。本文以黃河下游平原地區(qū)的鄭汴地區(qū)為研究區(qū)，應(yīng)用景觀生態(tài)學(xué)基本原理，并綜合運(yùn)用遙感（Remote Sensing）技術(shù)和地理信息系統(tǒng)（Geographic Information Sy

2、stem）技術(shù)，以1992年Landsat—5 TM、2002年Landsat—5 TM和2013年Landsat—8 OLI三期遙感影像為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)源，在ArcGIS10.1、Fragstats4.1、GS+7.0和Excel2007等軟件支持下，對(duì)研究區(qū)時(shí)空上的異質(zhì)性進(jìn)行分析。結(jié)果表明：
　?。?）景觀動(dòng)態(tài)明顯，耕地是區(qū)域景觀基質(zhì)，轉(zhuǎn)移比率較大
　　研究區(qū)21年的發(fā)展中，耕地面積明顯減少，建設(shè)用地面積持續(xù)增加，林地面積也在

3、不斷擴(kuò)大。研究區(qū)自1992年到2002年，景觀類(lèi)型面積轉(zhuǎn)移中變化程度相對(duì)較高的是耕地和建設(shè)用地類(lèi)型，耕地主要向建設(shè)用地轉(zhuǎn)移，比率最高。自2002年到2013年，景觀類(lèi)型面積轉(zhuǎn)移中耕地斑塊類(lèi)型、河流斑塊類(lèi)型和庫(kù)塘斑塊類(lèi)型面積逐漸呈現(xiàn)減少趨勢(shì)，變化率相對(duì)比較大的依然是建設(shè)用地斑塊類(lèi)型。
　?。?）景觀空間構(gòu)型變化顯著
　　景觀的最大斑塊指數(shù)（LPI）與聚集度指數(shù)（CONTAG）呈不斷減少的趨勢(shì)；景觀多樣性指數(shù)（SHDI）呈不斷增

4、加的趨勢(shì)；而景觀斑塊密度指數(shù)（PD）、景觀斑塊數(shù)量指數(shù)（NP）和景觀形狀指數(shù)（LSI）則呈現(xiàn)先減少再上升的現(xiàn)象。尤其是建設(shè)用地的斑塊數(shù)量和最大斑塊形狀指數(shù)等都表現(xiàn)出不斷增大的趨勢(shì)。在景觀類(lèi)型水平上，林地的斑塊數(shù)量與建設(shè)用地斑塊類(lèi)型的斑塊數(shù)量呈現(xiàn)不斷增加的趨勢(shì)；耕地斑塊類(lèi)型的面積數(shù)量呈現(xiàn)不斷減少的趨勢(shì)；灘地斑塊類(lèi)型與庫(kù)塘斑塊類(lèi)型的面積從1992年至2002年不斷增加，但是自2002年至2013年則表現(xiàn)出不斷減少的趨勢(shì)；林地斑塊類(lèi)型的面積自

5、1992年到2002年間表現(xiàn)出不斷減少，而自2002年到2013年則表現(xiàn)出不斷增加的趨勢(shì)；建設(shè)用地斑塊類(lèi)型的面積在20年的發(fā)展里一直呈現(xiàn)出上升的趨勢(shì)，并且建設(shè)用地斑塊類(lèi)型的斑塊數(shù)量（NP）和最大斑塊形狀指數(shù)（LPI）等都表現(xiàn)出不斷增高的趨勢(shì)。
　?。?）鄭汴地區(qū)最佳的分析尺度是在半徑為1250 m的滑動(dòng)窗口
　　依據(jù)半變異函數(shù)原理與半方差分析方法，使用GS+軟件對(duì)半徑分別為150 m、250 m、500 m、750 m、10

6、00 m、1250 m、1500 m、1750m、2000 m、2250 m、2500 m、2750 m和3000m的尺度內(nèi)的景觀類(lèi)型特征進(jìn)行分析，結(jié)果得出最佳的分析尺度是1250 m。
　?。?）樣帶上景觀變化與整體景觀變化一致
　　自西向東沿鄭開(kāi)大道和G310國(guó)道建立兩條樣帶，在特征尺度下，建設(shè)用地斑塊類(lèi)型面積不斷增加，耕地斑塊類(lèi)型面積不斷減少，而斑塊密度指數(shù)（PD）、斑塊數(shù)量指數(shù)（NP）和景觀形狀指數(shù)（LSI）為先降低

7、，后升高，與景觀整體變化相一致。
　?。?）景觀綜合異質(zhì)性指數(shù)反映效果明顯
　　研究區(qū)21年間，耕地面積不斷減少，其優(yōu)勢(shì)度也逐漸降低，但仍然是研究區(qū)的優(yōu)勢(shì)景觀類(lèi)型；建設(shè)用地面積、比例、斑塊數(shù)等各項(xiàng)指標(biāo)增加，優(yōu)勢(shì)度不斷升高；林地優(yōu)勢(shì)度升高后基本保持穩(wěn)定；與此相伴產(chǎn)生的是庫(kù)塘面積和斑塊數(shù)量降低明顯，優(yōu)勢(shì)度顯著降低。這是因?yàn)榻陙?lái)隨著鄭汴地區(qū)城鎮(zhèn)一體化的發(fā)展，為了方便兩個(gè)地區(qū)的聯(lián)系，逐漸建成了鄭開(kāi)大道等道路，道路兩邊也隨之產(chǎn)生了許

8、多建筑。這種現(xiàn)象就將原來(lái)用于耕作的土地變成了道路和建設(shè)用地，導(dǎo)致了耕地面積的減少，而建筑面積的增加。同時(shí)由于該區(qū)域建筑面積的增加會(huì)影響到原有的庫(kù)塘面積的減少。
　?。?）人類(lèi)干擾強(qiáng)度對(duì)景觀異質(zhì)性的影響突出
　　在鄭汴地區(qū)中間選取了165個(gè)1250×1250 m的空間格子范圍，并計(jì)算1992年、2002年和2013年3個(gè)年份中，所選取范圍內(nèi)的人類(lèi)干擾強(qiáng)度指數(shù)（D），通過(guò)分析人類(lèi)干擾強(qiáng)度指數(shù)發(fā)現(xiàn)，研究區(qū)景觀的香農(nóng)多樣性指數(shù)和蔓延

9、度指數(shù)對(duì)人類(lèi)干擾強(qiáng)度影響的響應(yīng)基本一致。隨著人類(lèi)干擾強(qiáng)度的增加，香農(nóng)多樣性指數(shù)和蔓延度指數(shù)均呈現(xiàn)升高的趨勢(shì)，但近些年來(lái)這種趨勢(shì)則逐漸不明顯，這是由于在發(fā)展初期，人類(lèi)干擾強(qiáng)度對(duì)景觀組成和構(gòu)型的影響顯著，但是隨著積聚程度的加劇，人類(lèi)對(duì)景觀的干擾也達(dá)到了一定的程度，此時(shí)反映出來(lái)的人類(lèi)干擾強(qiáng)度對(duì)景觀組成和構(gòu)型的影響則逐漸減弱。
　　經(jīng)過(guò)對(duì)鄭汴區(qū)域景觀異質(zhì)性的探討，可以合理的開(kāi)發(fā)利用、規(guī)劃設(shè)計(jì)黃河下游平原地帶土地資源，并且對(duì)黃河下游平原區(qū)域