基于GIS—RS的海口市海岸帶景觀格局變化分析

摘 要：基于RS-GIS技術(shù)，應(yīng)用Erdas軟件對(duì)遙感圖像進(jìn)行解譯，獲得研究區(qū)的主要土地利用景觀類(lèi)型圖。通過(guò)選取不同水平景觀格局指數(shù)，進(jìn)行計(jì)算與分析，探討了海口市南渡江東岸海岸帶的景觀格局現(xiàn)狀、動(dòng)態(tài)變化特征及變化趨勢(shì)。

關(guān)鍵詞：海口市；GIS；RS；海岸帶；景觀格局

目前，關(guān)于海口市景觀格局的研究比較少，缺少對(duì)東岸海岸帶的全面、深入的研究。土地利用景觀格局的變化會(huì)引起不同景觀單元間物質(zhì)、能量及營(yíng)養(yǎng)成分的流動(dòng)的變化，也會(huì)引起上述生態(tài)過(guò)程和系統(tǒng)功能的變化[1]。因此，深入對(duì)海岸帶景觀格局動(dòng)態(tài)變化研究，有助于提高土地利用的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、環(huán)境效益，實(shí)現(xiàn)土地資源利用的可持續(xù)發(fā)展都具有重要的意義。

1 研究區(qū)概況與研究方法

研究區(qū)屬于海口南渡江東岸海岸帶，位于海口市東北部，南渡江東岸。東起南渡江，西至海口市和文昌市行政邊界，南到海岸線向內(nèi)陸延伸至10km處，北至海岸線。利用海口市三期遙感影像，通過(guò)監(jiān)督分類(lèi)和目視解譯相結(jié)合方法，把土地利用分為6類(lèi)，耕地、園地、林地、建設(shè)用地、水域用地和其他土地，得到研究區(qū)1991、2001、2010年景觀格局分布圖。景觀格局指數(shù)是景觀格局重要研究方法之一，文中通過(guò)參考多篇文獻(xiàn)[2]，景觀單元特征指數(shù)選擇以下5種：斑塊密度（PD）、最大斑塊指數(shù)（LPI）、斑塊平均面積（AREA_MN）、面積加權(quán)分維數(shù)（FRAC_AM）、斑塊結(jié)合度指數(shù)（COHESION）。景觀整體特征指數(shù)選擇了以下三種：香濃多樣性指數(shù)（SHDI）、蔓延度（CONTAG）、破碎度指數(shù)（FI）。

2 景觀空間格局結(jié)果與分析

2.1 景觀單元特征指數(shù)分析

1991～2010年各景觀類(lèi)型的斑塊密度總體呈現(xiàn)遞增現(xiàn)象，反映研究區(qū)景觀破碎化程度一直在增加。建設(shè)用地和林地斑塊數(shù)量一直較大，但景觀總體面積不大，表明這兩種景觀分布比較分散。在2010年建設(shè)用地斑塊密度高達(dá)2.6586，相對(duì)1991年增長(zhǎng)了5.55倍；林地由0.4682增長(zhǎng)到1.3212個(gè)。研究區(qū)最大斑塊指數(shù)（LPI）一直為耕地和水域用地，說(shuō)明耕地和水域一直為優(yōu)勢(shì)景觀類(lèi)型，是南渡江東岸海岸帶景觀類(lèi)型的基質(zhì)。1991～2010年間耕地最大斑塊指數(shù)一直在減少，由第一降為第二；水域用地最大斑塊指數(shù)一直在增加，由第二升為第一。說(shuō)明研究區(qū)耕地受人類(lèi)影響顯著，水域受影響程度相對(duì)較小。斑塊平均面積（AREA_MN）總體呈減小趨勢(shì)，其中耕地和林地減小明顯，表明研究區(qū)單位面積景觀的生物量、生產(chǎn)力、養(yǎng)分貯量以及物種組成和多樣性在降低；耕地平均斑塊面積由最初的279.5614hm2銳減為58.5711 hm2，林地由最初的53.9529 hm2減小為13.8545 hm2，表明耕地和林地類(lèi)型景觀要素斑塊規(guī)模的平均水平下降明顯，特別是林地類(lèi)型斑塊平均面積的減少，會(huì)顯著降低生物量。近20年來(lái)，園地和其他土地相對(duì)其他景觀類(lèi)型，面積加權(quán)分維數(shù)（FRAC_AM）維持較低水平，說(shuō)明園地和其他土地形狀接近正方形；其他景觀類(lèi)型面積加權(quán)分維數(shù)都在1.2附近波動(dòng)，說(shuō)明這幾種用地形狀較復(fù)雜，受人類(lèi)影像較大，特別是耕地。耕地和水域用地的斑塊結(jié)合度指數(shù)（COHESION）較高，表明它們的連通性較好，在區(qū)域占有較大比重，類(lèi)型間的物質(zhì)和能量遷移比較通暢；建設(shè)用地斑塊結(jié)合度指數(shù)一般，屬于中等水平，總的來(lái)說(shuō)略有增加；林地斑塊結(jié)合度指數(shù)總體呈下降趨勢(shì)，這與研究區(qū)林地被砍伐，轉(zhuǎn)變?yōu)閳@地和建設(shè)用地相關(guān)。

2.2 景觀整體特征指數(shù)分析

蔓延度作為鑲嵌度指數(shù)之一，可以描述研究區(qū)景觀整體團(tuán)聚程度，反映景觀均勻度。蔓延度取值范圍為（0，100]，取值越大表明景觀越聚集，反之越分散。表1表明，1991年蔓延度取值稍微大于50，2010年景觀蔓延度為41.0692，反映了研究區(qū)景觀在2001～2010年間趨向分散。香濃多樣性指數(shù)可反映研究區(qū)景觀類(lèi)型、結(jié)構(gòu)和功能的豐富度、均勻度和優(yōu)勢(shì)度。在1991～2010年間，Shannon多樣性指數(shù)逐漸增加，表明研究區(qū)各類(lèi)型斑塊面積所占比例差距越來(lái)越小，即研究區(qū)景觀類(lèi)型結(jié)構(gòu)趨向均衡發(fā)展，景觀多樣性增加。破碎度指數(shù)，用來(lái)描述景觀破碎化程度，同時(shí)反映人類(lèi)活動(dòng)對(duì)景觀干擾的程度。研究區(qū)景觀破碎度指數(shù)在1991和2001年相同，都為1.7301，即100km2的土地可以劃分為13*13的矩陣。2001～2010年間FI增長(zhǎng)為6.8559，即研究區(qū)100km2的土地可以劃分為26*26的矩陣，景觀破碎程度明顯增加，這10年間受到人類(lèi)活動(dòng)干擾程度大。

3 結(jié)束語(yǔ)

耕地和水域一直為優(yōu)勢(shì)景觀類(lèi)型，是南渡江東岸海岸帶景觀類(lèi)型的基質(zhì)。研究區(qū)各景觀類(lèi)型的斑塊密度和斑塊邊緣密度總體呈現(xiàn)遞增現(xiàn)象，反映研究區(qū)景觀破碎化程度一直在增加，特別是建設(shè)用地破碎化程度較大。斑塊平均面積總體呈減小趨勢(shì)，其中耕地和林地減小明顯，表明研究區(qū)單位面積景觀的生物量、生產(chǎn)力、養(yǎng)分貯量以及物種組成和多樣性在降低。總體表明耕地、林地、建設(shè)用地和水域，受到人類(lèi)活動(dòng)影響程度較大，園地和其他土地受干擾程度較小。林地斑塊結(jié)合度指數(shù)總體呈下降趨勢(shì)，反映林地斑塊間的物質(zhì)和能量遷移通暢度在降低。近20年間，研究區(qū)聚集度在降低，破碎度顯著增加，景觀類(lèi)型趨向分散，景觀類(lèi)型結(jié)構(gòu)趨向均衡發(fā)展，景觀多樣性在增加。

參考文獻(xiàn)

[1]溫仲明，焦峰，張曉萍.紙坊溝流域近60年來(lái)土地利用景觀變化的環(huán)境效應(yīng)[J].生態(tài)學(xué)報(bào)，2004，24（9）：1904-1909.

[2]李鵬山.基于GIS的海口市濱海旅游區(qū)土地利用的生態(tài)環(huán)境效應(yīng)研究[D].海口：海南師范大學(xué)，2010.

作者簡(jiǎn)介：何艷虹（1991-），女，漢族，海南省萬(wàn)寧市人，海南師范大學(xué)地理與旅游學(xué)院本科生，研究方向：熱帶地理科學(xué)。