基于GIS的雞西市景觀生態信息圖譜的構建與分析

李 寧 孫世鈞

(大慶市國土資源局，黑龍江 大慶 163316)

隨著地理信息在現代社會與經濟生活中的應用越來越廣泛，地理信息向數字化發展的趨勢也越來越明顯。地理信息圖譜的誕生是地理信息科學與地圖學理論相結合的結果，是進入20世紀90年代以來，由中國科學家首創的一種新概念和新方法[1-3]。它由著名地理學家陳述彭院士首次提出，是中國地球信息科學領域科學家的重大創新研究，是地理信息系統技術及應用發展到相當水平后的必然要求，它繼承傳統地學圖譜的思維方法，進一步在遙感圖像與地理信息系統基礎上，實現全數字化定量分析[4-5]。

1 研究區概況

雞西市位于黑龍江省東南部，地處東經130°23′～133°56′，北緯44°51′～46°36′之間。三面環山，南與穆棱市接壤，北與勃利縣、七臺河、寶清相連，西與林口縣毗鄰，東與俄羅斯相鄰，邊境線長631km。地貌表現為“四山一水一草四分田”。幅員面積22 531km2。林地面積36.6萬hm2，森林覆蓋率達25%。境內有94條主要河流，最大的河是穆棱河，由西南向東北縱貫全市。現轄雞冠、城子河、恒山、滴道、麻山、梨樹6個區和密山、虎林、雞東3個縣(市)。全市總人口為193.2萬人，其中市區人口91.7萬人。

2 景觀生態信息圖譜的構建

2.1 資料搜集

準備制圖區2005年和2010年遙感數字影像與其他地形圖或者土地利用圖，同時搜集其他有關文字與地圖資料并熟悉了解區域生態環境及各要素基本特點。

2.2 景觀生態分類體系的建立

利用影像，在景觀生態分類原則的指導下(如表1所示)，結合研究區具體特點，對影像圖譜類型進行適當地歸并，劃分出研究區的景觀生態分類體系，并賦編碼。

2.3 各景觀屬性數據庫的建立

每個景觀單元的輪廓可以根據衛星遙感影像的色調與圖形結構特征來確定。在第二步的基礎上進行二次判讀，并根據所建立的景觀生態分類體系確定各景觀要素的屬性。確定每個景觀單元的ID，與其屬性一起填入屬性表格。

表1 雞西市景觀分類表

2.4 景觀生態信息圖譜的生成

利用專業軟件，在已經建立的遙感影像圖譜的基礎上，利用地理信息系統軟件，將景觀生態類型進行歸并，將二級景觀類型合并成一級景觀類型，生成景觀生態信息圖譜。

3 雞西市景觀生態圖譜的分析

3.1 景觀生態信息圖譜變化特征分析

本文將要進行的景觀生態信息圖譜的變化特征分析主要是將2005年和2010年兩期景觀生態信息圖譜進行比較，分析變化特征(見表2)。

表2 雞西市2005年與2010年景觀類型變化情況 單位：km2

從面積上看，雞西市兩年的景觀生態類型中，林地景觀和水域景觀面積有所增加，其他的景觀面積都呈現減少的趨勢。其中以水域景觀的面積增加最為明顯，從2005年的8.10km2增加到2010年的18.00km2，增長的比例是120%多。從雞西市的近年來土地利用規劃目標來看，增加水利設施和水域面積是其中重要的一項。而水域景觀面積的大幅增加則說明了規劃的實施良好，基本實現了水域景觀面積所應該占的比例。林地景觀的面積在2005年就是最大的，而到2010年又有所增加，這說明近年來林地景觀是維持雞西市生態系統平衡的主要景觀類型。而林地景觀面積的進一步增加表明人們對生態環境的重視程度也有所增加。從面積變化比例上看，水域景觀和城鄉工礦居民地景觀的面積變化比例最大，說明這兩種景觀受人類活動的影響較大。另外，從最大值和平均值也能看出這一點。

3.2 景觀生態空間格局分析

為了便于更好地分析從2005年到2010年雞西市的景觀生態的變化，本文還從景觀結構方面入手進行景觀各項指標的系統性分析。目前，在景觀生態學中研究景觀格局的方法很多[6-7]，本文選擇景觀分析法來對雞西市的景觀格局進行分析。通過對雞西市景觀生態空間格局的分析，用各項指標來衡量雞西市的景觀結構是否合理，為雞西市景觀生態規劃提出科學依據。

表3 雞西市景觀格局指數 單位：km2

從表3中可以看出，兩年的生態景觀格局中，景觀面積最大的都是林地景觀，然后依次是耕地景觀、城鄉工礦居民地景觀、草地景觀、水域景觀。這表明從2005年到2010年雞西市各生態景觀類型所占的面積比例的總體情況并沒有太大的變化。2005年的林地景觀的面積是1 093.87km2，2010年的林地景觀的面積是1 152.09km2，分別占兩年的景觀總面積的49.53%和52.16%。這說明近年來雞西市的林地景觀是維持生態系統平衡的主要景觀類型。耕地景觀的面積和城鄉工礦居民地景觀的面積都有所減少，而林地景觀和水域景觀的面積都有所增加，可以看出從2005年到2010年雞西市的退耕還林還濕工作進展頗見成效。

從變異系數和分維數來看，除了城鄉工礦居民地景觀，其他景觀的分維數都有所增加，可以看出政府對城鄉居民地的規劃力度加大。而其他景觀的分維數的增加也表明政府和民眾對生態景觀的日益重視。林地景觀、草地景觀和水域景觀都有向著更為自然的方向發展的趨勢。

從景觀多樣性指數來看，從2005年到2010年景觀的多樣性指數有所下降，表明各類景觀所占面積的差異增大。這一點從兩年的優勢度指數中也可看出。優勢度指數和均勻度指數都表明整個景觀生態的穩定性有所下降，應引起重視。耕地景觀和林地景觀的破碎化程度都沒有太大變化，基本保持平衡。城鄉工礦居民地景觀破碎化程度下降，體現了人為活動對生態景觀的影響。從分離度可以看出，雞西市各種景觀的斑塊分散程度不大，相對比較集中。相比較之下，水域景觀的分散度較大，兩年之間也有較大變化。說明雞西市對水域景觀的發展與規劃力度加大，景觀有所增加，導致分散度加大。

4 結論

(1)通過各指標數據可以看出：林地景觀的面積比重較大，一直是雞西市的主要景觀類型，能夠維持該市的生態系統的平衡，使生態環境趨于良好；從2005年到2010年雞西市景觀格局的破碎化程度下降，各種景觀都呈現出相對集中的變化趨勢。這是人類活動影響的體現，說明近年來政府規劃的力度加強；但是景觀格局的多樣性有所下降，致使景觀生態的穩定性下降，這是人類活動對景觀生態造成的不利影響，應該引起充分重視。

(2)從總體情況看，雞西市景觀生態狀況良好，有較大面積比例的林地景觀能維持生態系統的平衡。耕地景觀和城鄉工礦居民地景觀的比例達到全省平均水平(全省耕地景觀所占比例大約為25.00%，全省城鄉工礦居民地景觀所占比例大約為2.40%)，但草地景觀和水域景觀面積比例較小，還需進一步加大。從兩年比較來看，耕地面積有所下降，退耕還林還濕工作顯見成效。存在的問題是，水域景觀的比例還是較小，要加大開發的力度。

參考文獻：

[1]陳燕,齊清文,楊桂山.地學信息圖譜的基礎理論探討[J].地理科學，2006,26(3):306～310.

[2]廖克,秦建新,張青年.地球信息圖譜與數字地球[J].地理研究,2001,20(1):55～61.

[3]陳述彭.地圖學面臨的挑戰與機遇[J].地理學報,1994,49(1):1～8.

[4]史培軍,陳晉,潘耀忠.深圳市土地利用變化機制分析[J].地理學報,2000,55(2):151～160.

[5]Forman R T T.Land Mosaics:the Ecology of Landscape and Regions. Cambridge; Cambridge University Press，1986.

[6]Frankin J.F.and Forman R.T.T. Greation Landscape pattern by forest cutting:ecological consequence and principles．Landscape Ecology 1987,1(1):11～18，1987,1(1):11～18.

[7]傅伯杰.黃土區農業景觀空間格局分析[J].生態學報,1995,15(2):113～120.