鞏義市農(nóng)業(yè)景觀異質(zhì)性的多尺度特征分析.pdf

1、景觀異質(zhì)性是由許多基本生態(tài)過程和物理環(huán)境過程在空間和時間尺度上共同作用的產(chǎn)物。本研究從不同空間尺度角度出發(fā)，對景觀異質(zhì)性特征進行多尺度分析。以黃河中下游的鞏義市為研究區(qū)，首先在建城區(qū)、農(nóng)田、丘陵和山地四種不同人為干擾背景下的景觀類型中各選一個4×4km的樣區(qū)，采用移動窗口算法，分別以100m、250m、500m、1000m、1250m和1500m為移動窗口半徑大小，借用表征景觀組成的均勻度指數(shù)(SHEI)和表征景觀構(gòu)型的蔓延度指數(shù)(CO

2、NT)，分析了鞏義市不同干擾背景下農(nóng)業(yè)景觀異質(zhì)性特征，依次從不同移動窗口半徑的景觀組成與構(gòu)型中探尋干擾的差異性;其次，根據(jù)地貌特征的差異性劃分了河川平原區(qū)、丘陵區(qū)和山區(qū)三種不同的地貌分區(qū)，在各類地貌分區(qū)中分別選取10個樣點，以樣點為圓心，分別以100m、250m、500m、750m、1000m、1250m和1500m為圓形緩沖區(qū)半徑，通過選取的21個景觀指數(shù)在不同緩沖區(qū)半徑的變化特征，判定研究區(qū)景觀異質(zhì)性的特征尺度為1250m，并在該尺

3、度上進行了景觀指數(shù)的篩選，最終剔除相關(guān)性較高(P＜0.01)的指數(shù)，保留了斑塊密度指數(shù)(PD)、面積加權(quán)平均斑塊數(shù)(AREA_AM)、面積加權(quán)平均分維數(shù)(FRAC_AM)、蔓延度指數(shù)(CONT)、聚集度指數(shù)(AI)、分散與并列指數(shù)(IJI)、斑塊豐富度指數(shù)(PR)、香濃多樣性指數(shù)(SHDI)和粘合度指數(shù)(COHESION)共9個指數(shù)，作為不同地貌分區(qū)景觀異質(zhì)性特征對比分析的指數(shù)集;最后，基于NDVI統(tǒng)計數(shù)值隨著不同空間分辨率的變化，借助

4、于半方差函數(shù)曲線來判定空間分辨率對景觀異質(zhì)性特征的影響。
　　研究結(jié)果表明:
　　(1)隨著幅度從100m、250m、500m、1000m、1250m和1500m逐漸增大，各景觀類型的蔓延度和均勻度指數(shù)的最大值逐漸遞減，而最小值除建成區(qū)外其它三類景觀基本呈遞增趨勢;人為干擾強度較大的建成區(qū)和農(nóng)田景觀蔓延度指數(shù)的平均值均大于人為干擾強度較小的丘陵和山地景觀，均勻度指數(shù)的平均值則相反;在建成區(qū)、農(nóng)田、丘陵和山地4種景觀類型區(qū)，均

5、勻度指數(shù)和蔓延度指數(shù)都呈顯著相關(guān)關(guān)系，R2都大于0.9，除城市景觀（1000m及以上移動窗口半徑）外;擬合曲線的斜率（β值）隨著移動窗口半徑的增大基本呈遞增趨勢。
　　(2)從表征景觀中斑塊復雜程度的PD、AREA_AM和FRAC_AM指數(shù)值的變化特征來看，丘陵區(qū)斑塊的類型和數(shù)量與其它兩個區(qū)域相比更為豐富，而山區(qū)景觀中面積比例占優(yōu)勢的斑塊尤為突出，就斑塊的形狀而言區(qū)域內(nèi)斑塊的形狀都比較規(guī)則;從表征景觀構(gòu)型特征的AI、CONT和IJ

6、I指數(shù)值的變化特征來看，丘陵區(qū)不同類型斑塊的聚集程度較高，而山區(qū)景觀中不同類型的斑塊分布比較均勻，且彼此之間的相鄰分布的幾率較高;從表征景觀多樣性特征的SHDI和PR指數(shù)值的變化特征來看，河川平原景觀中斑塊的類型和數(shù)量最多;從表征景觀粘合度的COHESION指數(shù)來看，山區(qū)中核心類型斑塊具有較高的絕對優(yōu)勢。
　　(3)在重采樣的基礎(chǔ)上，分別提取30m、60m和90m三種不同空間分辨率的各種景觀類型的NDVI數(shù)值，從不同空間分辨率的N

7、DVI數(shù)值隨著空間分辨的變化的箱線圖中可以看出，同一種景觀類型的NDVI數(shù)值隨著空間分辨率變化的幅度較小，空間分辨率影響的差異性并不顯著。根據(jù)半方差函數(shù)曲線的變化特征可知，耕地、河渠和坑塘、建設用地在各空間分辨率的半方差函數(shù)曲線的變化呈水平波動，說明景觀的結(jié)構(gòu)和要素組成比較單一;林地景觀格局的表現(xiàn)形式為在不同的空間尺度上均分布有不同類型的斑塊且它們的組成結(jié)構(gòu)復雜，呈現(xiàn)強烈的異質(zhì)性特征;而未利用地的景觀的空間異質(zhì)性特征受空間自相關(guān)性的影響