南寧市土地利用與景觀格局變化及驅動力研究

韋燕飛 齊邦龍 童新華

摘 要：景觀格局是景觀的空間結構特征，其變化是自然的和人為的多種因素相互作用所產生的一定區域生態環境體系的綜合反映。該文以南寧市為例，將南寧市2006年、2008年Landsat TM影像作為數據源，基于RS和GIS技術，運用景觀生態學方法分析南寧市2006—2008年土地利用景觀的動態演變規律及格局空間分異特征，解析景觀格局變化的驅動力。結果表明：南寧市各類景觀均有變化，尤以耕地景觀轉變為林草地，建設用地突出，總體景觀格局呈破碎化，景觀類型多樣化趨勢，研究區景觀格局受到人為擾動影響最為巨大，區域人口增長和經濟發展是該地區景觀格局變化的主要驅動力。

關鍵詞：土地利用 景觀格局變化 驅動力 南寧市

中圖分類號：F301 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）02（c）-0056-03

土地利用景觀格局研究以土地鑲嵌體為研究對象，將土地利用方式中各土地利用類型視為景觀生態學中各景觀斑塊類型，而各種大小和形狀不一的土地利用景觀斑塊的排列形成了土地利用景觀格局[1-3]。土地利用景觀格局的演變的實質是人類為滿足自身需要，對土地利用方式進行不斷調配的過程，是人類對土地利用活動的反映[4]。將土地利用變化研究與土地景觀格局研究相結合，理解和把握土地生態系統功能之間的相互關系是景觀生態學研究的重點與核心[5]。通過對區域土地利用景觀空間格局分析研究，有助于從無序的土地利用景觀變化中發現潛在的有序規律，揭示區域土地利用景觀格局的空間分布狀況，對編制土地利用規劃、促進土地資源可持續利用、實現人地和諧發展具有重要意義。

該文從景觀生態規劃學原理和景觀的基本結構出發，利用南寧市不同時期遙感影像及土地利用景觀格局指數，研究了南寧市2006—2008年間土地利用景觀變化空間轉移規律和格局特征，分析該地區景觀格局變化的驅動力。對加強南寧市土地資源合理利用、促進社會經濟可持續發展提供一定依據。

1 研究區概況

南寧市位于廣西中部，東經107°45′— 108°51′，北緯22°13′—23°32′之間，轄六城區和六個縣，總面積22 626.95km2。南寧市屬南亞熱帶季風氣候，光熱資源充足，濕潤多雨，年均氣溫20.3～22.4℃，年平均降雨量815～1686mm，南寧市轄區河系發達，河流眾多，均屬珠江流域西江水系，流域集水面積在200km2以上的河流有郁江、右江、左江等39條。境內丘陵起伏，山多地少，地貌復雜多樣，山脈和河谷呈西北—東南走向，地勢大致呈西北及西南略高，向東傾斜，中部被左江、右江和郁江及支流切割，形成錯綜合頒的丘陵平原。

2 數據來源及處理

2.1 數據來源

該文所使用的數據包括：南寧市2006年和2008年兩期Landsat5 TM影像，遙感空間分辨率位30m，覆蓋范圍為185km×185km；南寧市行政區圖、交通圖、水系圖等專題圖；南寧市社會經濟等統計數據。其中遙感數據來源與中國科學院對地觀測與數字地球科學中心，南寧形成區劃圖，交通圖等主要通過矢量化得到，其余南寧相關社會經濟等數據來源于南寧市統計年鑒及相關部門提供的數據。

2.2 景觀類型劃分及影像處理

根據遙感影像光譜特征以及研究需要，同時參考《全國土地分類（試行）》（2002標準）將土地利用景觀類型分為：林地，旱地，水田，建設用地，水域五大類。

通過ERDARS image9.2軟件，對遙感影像進行配準、幾何校正、坐標轉換、圖幅裁剪等圖像預處理，解譯圖像獲取解譯數據。根據預先建立起的土地利用分類和解譯標志，并參考南寧同時期的土地利用圖，采用監督分類對圖像進行解譯。利用ARCGIS9.3，對解譯圖像進行拓撲處理，柵格轉化，GRD格式轉換，獲取土地利用景觀格局分布圖。利用Frangstats3.3軟件對已選取景觀格局指標進行計算。

將06、08兩期的土地利用景觀空間格局分布圖對比分析并結合景觀格局指數計算結果，對研究區進行景觀格局動態變化分析，解析其景觀格局變化特征及景觀格局變化產生的驅動力。

2.3 景觀格局指數選取

景觀格局指數是指能夠高度濃縮景觀格局信息，反映其結構組成和空間配置某些方面的簡單定量指標[1]。根據研究區的特點，該文在分析各土地利用類型的景觀格局特征變化時采用了斑塊數量（NP），最大斑塊指數（LPI），斑塊密度（PD），面積加權平均形狀指數（AWMSI），聚集度指數（AI），shanon多樣性指數（SHDI）。

3 景觀格局動態變化分析

3.1 研究區各地類面積及變化情況

根據上述景觀類型的劃分并對2006和2008年的TM影像進行解釋后，得到兩期的土地利用景觀空間格局分布圖，見圖1。

利用ArcGIS統計模塊對圖1的各地類面積進行統計，并對2006至2008年的土地利用變化進行計算，得到土地利用轉移矩陣。具體見表1。

由表1可知06年各地類面積比重依次為：林草地>旱地>水田>建設用地>水域。08年各地類面積比重依次為：林草地>旱地>建設用地>水田>水域。

研究區土地利用類型轉變趨勢為由旱地、水田、水域轉為建設用地、林草地。其中以耕地轉變為建設用地、林草地為主。旱地面積急劇降低，面積減少322km2，降幅23.45%；水田面積減少87km2，降幅8.4%，水域面積減少116km2，降幅23.6%。建設用地和林草地面積增加，增加面積分別為317km2，207km2；增幅分別為45.9%和7.26%。

3.2 景觀格局總體特征

按照景觀格局指數的分類，計算2006—2008年的景觀格局指數，具體見圖2。

從圖2的統計情況分析，南寧市景觀格局總體特征如下。

（1）2006—2008年南寧市城鄉居住及建設用地面積增加316.991 1km2，斑塊數量增大，聚集度指數，最大斑塊指數均不同程度增大，數據表明南寧市城鄉建設用地擴張迅速，圖斑呈聚集化大面積的連續分布，連通性增強。面積加權平均形狀指數增大，表明其形狀更為復雜多樣。其中，南寧城區建設用地擴張明顯，主要向東部，北部擴張，其中以向東擴張程度尤為顯著；農村居民點面積擴大最為顯著且多沿交通線分布。

（2）耕地面積大幅度減少，2006—2008短短兩年間，耕地面積減少了408.836 9km2，研究時段內，耕地轉變為建設用地較大區域位于南寧市城市擴張較快城區東部、北部以及三塘鎮、五塘鎮公路沿線，該區域耕地面積大幅縮減。耕地轉變為林草地，主要位于在南寧市東南方向，那樓鎮、鎮龍鄉、百濟鄉一帶。結合圖1和圖2發現，旱地最大斑塊數降低，斑塊破碎程度增加，原有的斑塊被分割成大量互不相連的零碎斑塊，分布更為分散。

（3）水域面積減少115.739 7km2，斑塊數量明顯減少，通過對比圖1南寧市兩期的土地利用分類圖可以發現，研究區內，對城市供水，生態調節等有重要作用的，大王灘水庫、西云江水庫等大面積水域面積未減少，水域面積減少主要體現在：城市周邊擴張區域坑塘水面大量消失，除此之外，水域平均形狀指數增大，水體形狀更加復雜，更不規則。

（4）林草地面積增加207.585 4km2。其中主要以林地面積增加為主，斑塊數目減少，最大斑塊指數顯著增大，聚集度指數增大，面積加權平均形狀指數增加。表明林草地分布區域集聚化，但景觀斑塊形狀越加不規則、體現出更加復雜化，說明2006—2008兩年內，林地受到人類活動的影響增大。

3.3 整體景觀格局動態變化

通過研究區整體景觀格局分析，見表2?？梢园l現，2006—2008年斑塊密度降低，最大斑塊指數由06年17.73降低至08年的7.75，說明研究區內景觀趨向破碎化，分布更為分散。面積加權平均形狀指數由06年的45.23降至08年31.88，斑塊形狀的規則化，表明人為因素帶目的性的大面積森林建設，建設用擴張等活動頻繁，程度加劇。景觀多樣性由06年的1.38升高至08年的1.44，表明景觀多樣性提升，具體表現為各景觀要素所占比例差異的縮小，人類干擾強度增強，景觀類型多樣化、結構的復雜性有了明顯提高。因景觀穩定性下降，抗干擾的能力降低，表明研究區受到的人為擾動增強，從而造成整體景觀格局的異質性越來越高，這與研究區近年來城鎮建設、生態工程建設等人類活動有關。

4 主要驅動因子分析

土地利用景觀格局變化驅動力具體為兩方面：自然要素和人文要素。2006—2008年南寧市土地利用轉移矩陣及景觀格局指數表明，強烈的人為活動已經成為影響研究區土地利用景觀格局變化的主導因素。區域人口增長、城市擴張及退耕還林政策是這一時期景觀格變化的直接原因。

4.1 區域人口與社會經濟增長影響

根據統計年鑒南寧市2006年、2008年人口分別為：671.89萬人，691.91萬人[11]，隨著人口增加，人口對建設用地的需求增加導致人類建設用地擴張活動的增強，對土地利用格局變化產生了極大的影響。

南寧市社會經濟高速發展，GDP由2006年的861.94億元增加到2008年的1 316.21億元，年平均增長率達14.5%。城市化水平由2006年的27.05%提高到27.32%。經濟的快速發展帶來工業化和城市化的加速發展，也必然促使城市面積規模的擴展和帶動人類更多的生活需求，由此需要更多的土地保障。這在與人類活動聯系緊密的耕地和建設用地兩種地類變化上反映明顯，2006-2008年間，南寧市耕地轉化率為負向，為減少趨勢，而主要轉化的的土地利用類型為建設用地，轉化分布區域為城市及集鎮，公路沿線區域。

4.2 森林城市建設和退耕還林工程影響

2006—2008年時段正處南寧市城森林市總體規劃大環道兩側綠色長力發展森林綠色工程的階段，這一時間內，南寧建設環城高速公路、城市快速廊；新建一批自然保護區、森林公園、生態主題園。且2007、2008、2009三年南寧年鑒農林·水利資料顯示，此三年內，南寧市通過包括綠色通道工程，退耕還林工程，珠防林工程在內的一系列植樹造林工程，年均造林210km2，其中退耕還林工程，2006年退耕還林面積為53.49km2，2008年完成退耕還林面積36.78km2。人為因素目的性森林建設工程和退耕還林工程是研究區景觀變化的直接原因之一。

5 結語

研究結果表明：2006—2008年，南寧市景觀格局變化主要表現為景觀呈破碎化趨勢，生態系統正朝著多樣性、均勻化的方向發展；土地景觀類型變化以耕地轉為建設用地和林草地為主，研究區區域空間為中觀尺度，時間尺度較短，自然驅動力相對穩定，可視為較穩定因素，人口增長及社會經濟發展是景觀格局變化的主要因素，具體表現為城市、集鎮的急速擴張、人為目的性的生態工程建設等人為擾動主導了土地利用類型的改變。

在推進社會經濟發展的同時，南寧市建設用地科學引導，規模集聚，布局優化和生態建設與環境協調并存兩方面加強對該區域發展有重要意義

參考文獻

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