葉城縣河谷綠洲空間景觀格局特點分析

劉燕麗++楊青

摘 要：該文以葉城縣河谷綠洲地區為研究區域，采用Google Earth 繪圖軟件勾畫綠洲斑塊現狀矢量圖，利用ArcGIS10.0的空間分析功能，對DEM數據進提取分析。研究結果表明，綠洲斑塊的面積隨海拔高程的升高而減小；隨地形坡度的增大而減小；而研究區的景觀破碎化程度隨海拔、坡度的增加而增加。

關鍵詞：葉城縣 綠洲斑塊 景觀

中圖分類號：TU984 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）03（c）-0205-04

綠洲是荒漠、半荒漠地區靠近河流或潛水而使天然灌水或人工灌水充盈、土壤肥沃、植被繁茂、適合于人居住，可供人類進行農牧業或工業化生產等社會經濟活動的獨特地理景觀[1]。綠洲的演化受地球物理因素與人為因素影響，這些因素的任何變化都會引起綠洲的變化[2-4]。近些年來，對綠洲的空間格局研究成為一個新特點，地形因子作為對綠洲利用重要環境因子，直接影響地表物質遷移和能量轉換，在一定程度上決定著綠洲利用方向和方式，因此進行綠洲利用類型隨地形的變化的空間分布格局研究，掌握其分布規律，將有助于干旱區或半干旱區綠洲利用規劃，農業結構調整，揭示人、地和環境之間的發展關系及人類活動和社會因素對自然生態的影響[5]。

該文以葉城縣為例，運用GIS和RS技術研究綠洲的空間分布規律，分析廊道對葉城河谷綠洲景觀破碎化所起作用，以景觀破碎化指數中的斑塊密度指數，廊道道密度等來作為指標，研究斑塊數量和地形因子中的高程及坡度關系。

1 研究區概況

該文主要以新疆葉城為研究對象，葉城位于新疆維吾爾自治區西南部，屬溫帶大陸性干旱氣候，海拔平均在1500～3000 m。地處東經76°08′～78°31′，北緯35°28′～38°34′之間。而葉城河谷地區主要是屬于昆侖山氣候區，年均氣溫在5 ℃以下，山峰終年積雪，氣候嚴寒，空氣干燥，低壓缺氧，風大雪多，天氣多變。

2 數據來源和研究方法

2.1 數據來源

本研究使用數據主要包括：遙感影像、基礎地理數據、DEM及其它統計數據。具體包括：

（1）遙感數據：本研究選取的影像為2011年Google earth遙感影像數據。

（2）基礎地理數據：包括昆侖山河谷綠洲界線、面積、道路、居民點、耕地。

2.2 數據處理和研究方法

結合Google Earth軟件繪出的綠洲斑狀矢量圖，利用arcgis10.0軟件的轉換工具，將研究區綠洲現狀圖和地形圖轉入 arcgis10.0中，運用3D分析工具將地形圖轉化為TIN數據結構，再生成GRID格式的DEM數據，然后利用GIS軟件強大的空間分析功能從DEM數據中提取高程、坡度、綠洲利用面積、周長數據按照一定的分級標準進行分級（圖1）。

高程和坡度分級是建立在高程、坡度與綠洲利用關系的基礎上，以既要體現葉城河谷綠洲的地形特征，又要符合經濟規律和自然規律為依據[6]。研究區海拔在1500 m到3000 m之間，以300 m為間隔，將高程劃分為5個等級，分別是小于1800 m、1800～2100 m、2100～2400 m、2400～2700 m，大于2700 m。根據動力、重力學原理[7]及葉城南部河谷綠洲地區的實際地形特征，將坡度劃分為：平地、緩平地、緩地、斜坡、緩斜坡、陡坡6級，它們的坡度范圍分別是小于3 °、3～5 °、5～8 °、8～15 °、15～25 °，大于25 °。

3 研究區景觀破碎化指數確定

景觀破碎化指數主要反映景觀中嵌塊體分離程度。關于景觀破碎化評價指標有許多計算方法，本文主要采用目前相對成熟的計算方法進行計算，以斑塊密度指數和廊道密度指數來確定景觀破碎化指數。

3.1 斑塊密度指數

斑塊密度指數為研究區內斑塊個數與面積的比值， 即

式（1）中：PD表示斑塊密度指數；∑ni 表示研究區景觀斑塊總數或某景觀斑塊類型的斑塊數目，在本文是指綠洲斑塊數目；A 表示研究區總面積或某景觀斑塊類型的面積。PD 值越大，表明破碎化程度愈高。

3.2 廊道密度指數

廊道景觀在研究區單位面積的長度也是一種衡量景觀破碎化程度的指數。廊道除了作為流的通道外，還是分割景觀，造成景觀破碎化程度加深的動因。廊道密度指數（CD）以單位面積中廊道長度計算，CD值愈大，景觀破碎化程度愈高。

4 結果分析

4.1 數據統計結果

通過在ArcInfo矢量數據庫中提取綠洲景觀類型的面積和周長，坡度的相關信息，在Excel 軟件下依據上述計算模型對景觀破碎化指標進行計算，結果見表1和表2。

4.2 研究區景觀總體特征

研究區經Arcinfo矢量數據庫導出的綠洲斑塊面積信息，累加約1420.57 hm2，總周長約為179296.86 m，綠洲斑塊總量是340塊，平均斑塊周長約為1763.56。平均高程約為1922.65 m，斑塊總數為340塊，最大斑塊面積約為9.46公頃約為166.79 m，周長約為19401.58 m。最小斑塊面積約為0.024 hm2，周長約為32.93 m。

4.2.1 綠洲面積與海拔高程的關系

從研究區的綠洲斑塊面積與高程圖表及關系圖（圖2）可以看出綠洲的面積從總體上是隨著海拔高程的增高而降低的趨勢。在總體趨勢上是呈現出隨海拔高程的增高，人類在該地區進行生產生活所對綠洲利用的面積范圍逐漸減小。而研究區景觀破碎化指數中的兩大指標斑塊密度和廊道密度指數從表1中可以看出，隨著海拔高程的增高，斑塊密度逐漸增大，廊道密度指數也逐漸增大。圖3是斑塊密度和高程關系圖。而這兩個景觀破碎化指數的指標說明研究區景觀破碎化程度在隨海拔增加而加大。endprint

4.2.2 綠洲利用和坡度的關系

坡度不僅影響土壤對水分的儲存及下墊面對太陽能的吸收，同時也影響人類對綠洲土地的改造利用程度[8-9]。在數據處理過程中，通過對研究區DEM數據提取坡度，將坡度數據進行分級，最后將分級數據與綠洲數據進行統計，得出綠洲面積的與坡度關系表和土地利用面積隨坡度變化關系圖（如表2、圖5、圖6）。

研究表明，葉城縣南部河谷綠洲的面積隨坡度的增加而減少，綠洲大面積的分布在3°以下的平地，其次是在3～15 °的范圍內，最后在大于25 °的范圍內最少。這說明在坡度越陡的地區，綠洲的面積越少，反之坡度越平緩，綠洲面積越大。斑塊密度從表2和圖4斑塊密度和坡度關系圖中都可以看出，隨著坡度的增大，斑塊密度逐漸增大。而廊道密度指數在坡度變化上所表現出來增減情況的并不是那么的明顯突出。

5 結語

（1）研究區域綠洲的空間分布特點是綠洲斑塊面積隨著海拔高度的增高而減小。當海拔高程小于1800 m時，研究區的綠洲斑塊面積是最大的，約為953.92 hm2。當海拔升高，從高程1800到2100 m時，綠洲面積有所減少，大約為455.55 hm2。隨海拔逐漸升高，研究區綠洲面積在逐漸減少。研究區整體都位于海拔1500 m以上，而綠洲斑塊面積主要集中在海拔小于1800 m的范圍內。

（2）綠洲的面積隨地形坡度的增大而減小。研究區的綠洲面積在坡度在小于3 °的范圍內，面積大約為1211.07 hm2。當坡度增大，在3 °到5 °的在坡度上范圍內，綠洲的面積為128.67 hm2。坡度在5 °到8 °內時，綠洲面積為60.02 hm2。直到坡度大于25°，綠洲面積僅為0.58hm2。由此可以說明綠洲的面積隨坡度增大而減少。而綠洲面積絕大部分分布在坡度較小的平緩地帶上。

（3）景觀破碎程度，從斑塊密度上看，是隨著海拔或坡度的增大而增大，當高程小于1800 m，坡度小于3 °時，研究區的斑塊密度指數分別為0.12和0.19。是在所在研斑塊密度究數據中最小的。當海拔增大，斑塊密度也增大。當坡度增大時，斑塊密度也在增大。在廊道密度指數上看，廊道密度隨高程增加而增大，但隨坡度增大，廊道密度所呈現的不是有規律的遞增。

參考文獻

[1] 趙成義，閻順.綠洲及其高效持續發展[J].新疆環境保護，1993，16（4）：39243.

[2] 穆桂金，劉嘉麒.綠洲演變及其調控因素初析[J].第四紀地質，2000，20（6）： 539-547.

[3] 毛德華，夏軍，黃友波.西北地區生態修復的若干基本問題探討[J].水土保持學報，2003（1）：15-28.

[4] 王忠靜，王海峰，雷志棟.干旱內陸河綠洲穩定性分析[J].水利學報，2002（5）：26-30.

[5] 李卓卿，許建初.云南省維西縣塔城鎮土地利用/地表覆蓋及其空間格局變化研究[J].生態學雜志，2005，24（6）：623-624.

[6] 周萬村.三峽庫區土地自然坡度和高程對經濟發展的影響[J].長江流域資源與境，2001，10（1）：15-21.

[7] 羅云云，李瑞雪，屈明.重慶石碗溪小流域坡度和高程和坡度對土地利用及經濟發展的影響[J].山地學報， 2004，22（2）：254-258.

[8] Backhaus R，Braun G. Integeration of remotely sensed and Mcidel data to provide the spatial information basis for sustainable landuse[J].ActaAstronautica， 1998，42（9）：541-546.

[9] 莊大方.中國土地利用程度的區域分異模型研究[J].自然資源報，1997，12（2）：10-14.endprint

4.2.2 綠洲利用和坡度的關系

坡度不僅影響土壤對水分的儲存及下墊面對太陽能的吸收，同時也影響人類對綠洲土地的改造利用程度[8-9]。在數據處理過程中，通過對研究區DEM數據提取坡度，將坡度數據進行分級，最后將分級數據與綠洲數據進行統計，得出綠洲面積的與坡度關系表和土地利用面積隨坡度變化關系圖（如表2、圖5、圖6）。

研究表明，葉城縣南部河谷綠洲的面積隨坡度的增加而減少，綠洲大面積的分布在3°以下的平地，其次是在3～15 °的范圍內，最后在大于25 °的范圍內最少。這說明在坡度越陡的地區，綠洲的面積越少，反之坡度越平緩，綠洲面積越大。斑塊密度從表2和圖4斑塊密度和坡度關系圖中都可以看出，隨著坡度的增大，斑塊密度逐漸增大。而廊道密度指數在坡度變化上所表現出來增減情況的并不是那么的明顯突出。

5 結語

（1）研究區域綠洲的空間分布特點是綠洲斑塊面積隨著海拔高度的增高而減小。當海拔高程小于1800 m時，研究區的綠洲斑塊面積是最大的，約為953.92 hm2。當海拔升高，從高程1800到2100 m時，綠洲面積有所減少，大約為455.55 hm2。隨海拔逐漸升高，研究區綠洲面積在逐漸減少。研究區整體都位于海拔1500 m以上，而綠洲斑塊面積主要集中在海拔小于1800 m的范圍內。

（2）綠洲的面積隨地形坡度的增大而減小。研究區的綠洲面積在坡度在小于3 °的范圍內，面積大約為1211.07 hm2。當坡度增大，在3 °到5 °的在坡度上范圍內，綠洲的面積為128.67 hm2。坡度在5 °到8 °內時，綠洲面積為60.02 hm2。直到坡度大于25°，綠洲面積僅為0.58hm2。由此可以說明綠洲的面積隨坡度增大而減少。而綠洲面積絕大部分分布在坡度較小的平緩地帶上。

（3）景觀破碎程度，從斑塊密度上看，是隨著海拔或坡度的增大而增大，當高程小于1800 m，坡度小于3 °時，研究區的斑塊密度指數分別為0.12和0.19。是在所在研斑塊密度究數據中最小的。當海拔增大，斑塊密度也增大。當坡度增大時，斑塊密度也在增大。在廊道密度指數上看，廊道密度隨高程增加而增大，但隨坡度增大，廊道密度所呈現的不是有規律的遞增。

參考文獻

[1] 趙成義，閻順.綠洲及其高效持續發展[J].新疆環境保護，1993，16（4）：39243.

[2] 穆桂金，劉嘉麒.綠洲演變及其調控因素初析[J].第四紀地質，2000，20（6）： 539-547.

[3] 毛德華，夏軍，黃友波.西北地區生態修復的若干基本問題探討[J].水土保持學報，2003（1）：15-28.

[4] 王忠靜，王海峰，雷志棟.干旱內陸河綠洲穩定性分析[J].水利學報，2002（5）：26-30.

[5] 李卓卿，許建初.云南省維西縣塔城鎮土地利用/地表覆蓋及其空間格局變化研究[J].生態學雜志，2005，24（6）：623-624.

[6] 周萬村.三峽庫區土地自然坡度和高程對經濟發展的影響[J].長江流域資源與境，2001，10（1）：15-21.

[7] 羅云云，李瑞雪，屈明.重慶石碗溪小流域坡度和高程和坡度對土地利用及經濟發展的影響[J].山地學報， 2004，22（2）：254-258.

[8] Backhaus R，Braun G. Integeration of remotely sensed and Mcidel data to provide the spatial information basis for sustainable landuse[J].ActaAstronautica， 1998，42（9）：541-546.

[9] 莊大方.中國土地利用程度的區域分異模型研究[J].自然資源報，1997，12（2）：10-14.endprint

4.2.2 綠洲利用和坡度的關系

坡度不僅影響土壤對水分的儲存及下墊面對太陽能的吸收，同時也影響人類對綠洲土地的改造利用程度[8-9]。在數據處理過程中，通過對研究區DEM數據提取坡度，將坡度數據進行分級，最后將分級數據與綠洲數據進行統計，得出綠洲面積的與坡度關系表和土地利用面積隨坡度變化關系圖（如表2、圖5、圖6）。

研究表明，葉城縣南部河谷綠洲的面積隨坡度的增加而減少，綠洲大面積的分布在3°以下的平地，其次是在3～15 °的范圍內，最后在大于25 °的范圍內最少。這說明在坡度越陡的地區，綠洲的面積越少，反之坡度越平緩，綠洲面積越大。斑塊密度從表2和圖4斑塊密度和坡度關系圖中都可以看出，隨著坡度的增大，斑塊密度逐漸增大。而廊道密度指數在坡度變化上所表現出來增減情況的并不是那么的明顯突出。

5 結語

（1）研究區域綠洲的空間分布特點是綠洲斑塊面積隨著海拔高度的增高而減小。當海拔高程小于1800 m時，研究區的綠洲斑塊面積是最大的，約為953.92 hm2。當海拔升高，從高程1800到2100 m時，綠洲面積有所減少，大約為455.55 hm2。隨海拔逐漸升高，研究區綠洲面積在逐漸減少。研究區整體都位于海拔1500 m以上，而綠洲斑塊面積主要集中在海拔小于1800 m的范圍內。

（2）綠洲的面積隨地形坡度的增大而減小。研究區的綠洲面積在坡度在小于3 °的范圍內，面積大約為1211.07 hm2。當坡度增大，在3 °到5 °的在坡度上范圍內，綠洲的面積為128.67 hm2。坡度在5 °到8 °內時，綠洲面積為60.02 hm2。直到坡度大于25°，綠洲面積僅為0.58hm2。由此可以說明綠洲的面積隨坡度增大而減少。而綠洲面積絕大部分分布在坡度較小的平緩地帶上。

（3）景觀破碎程度，從斑塊密度上看，是隨著海拔或坡度的增大而增大，當高程小于1800 m，坡度小于3 °時，研究區的斑塊密度指數分別為0.12和0.19。是在所在研斑塊密度究數據中最小的。當海拔增大，斑塊密度也增大。當坡度增大時，斑塊密度也在增大。在廊道密度指數上看，廊道密度隨高程增加而增大，但隨坡度增大，廊道密度所呈現的不是有規律的遞增。

參考文獻

[1] 趙成義，閻順.綠洲及其高效持續發展[J].新疆環境保護，1993，16（4）：39243.

[2] 穆桂金，劉嘉麒.綠洲演變及其調控因素初析[J].第四紀地質，2000，20（6）： 539-547.

[3] 毛德華，夏軍，黃友波.西北地區生態修復的若干基本問題探討[J].水土保持學報，2003（1）：15-28.

[4] 王忠靜，王海峰，雷志棟.干旱內陸河綠洲穩定性分析[J].水利學報，2002（5）：26-30.

[5] 李卓卿，許建初.云南省維西縣塔城鎮土地利用/地表覆蓋及其空間格局變化研究[J].生態學雜志，2005，24（6）：623-624.

[6] 周萬村.三峽庫區土地自然坡度和高程對經濟發展的影響[J].長江流域資源與境，2001，10（1）：15-21.

[7] 羅云云，李瑞雪，屈明.重慶石碗溪小流域坡度和高程和坡度對土地利用及經濟發展的影響[J].山地學報， 2004，22（2）：254-258.

[8] Backhaus R，Braun G. Integeration of remotely sensed and Mcidel data to provide the spatial information basis for sustainable landuse[J].ActaAstronautica， 1998，42（9）：541-546.

[9] 莊大方.中國土地利用程度的區域分異模型研究[J].自然資源報，1997，12（2）：10-14.endprint