赤水河中上游坡景觀特征動態變化研究

林國敏, 蔡宏, 康文華, 吳愈鋒, 王躍躍

赤水河中上游坡景觀特征動態變化研究

林國敏, 蔡宏, 康文華, 吳愈鋒, 王躍躍

貴州大學礦業學院, 貴陽 550000

近十多年來, 隨著退耕還林政策的實施, 喀斯特地區坡地景觀特征發生了重大變化。以典型喀斯特流域赤水河中上游為研究區, 選用覆蓋研究區2003年及2016年Landsat系列數據, 使用面向對象的分類方法及GIS的空間分析功能等, 分別探討了研究區的景觀組成、景觀利用強度及景觀格局的演變特征。結果表明: 經過十多年的發展, 研究區的坡景觀特征發生了很大的變化。1)坡建設用地增加了30 km2。坡耕地轉出量為498 km2, 其中82.93%轉為坡林地和11.85%轉為坡灌草, 而僅有5.22%轉為坡建設用地, 陡坡耕地減少了40.66%, 其中有36 km2轉為陡坡林地, 46 km2轉為陡坡灌草; 2)在該時間段, 坡地景觀的土地利用強度大于陡坡景觀, 且2003年的坡地景觀及陡坡景觀的景觀利用強度均大于2016年; 3)在景觀水平上, 陡坡景觀及坡景觀的鄰接性增強, 多樣性減小, 陡坡景觀連通性增強, 破碎程度減小, 坡景觀趨于破碎, 斑塊形狀復雜。在類型水平上, 陡坡耕地及坡耕地斑塊形狀變得復雜且破碎, 連通性差, 坡建設用地破碎程度減小, 斑塊形狀變的簡單, 連通性變好。

景觀組成; 景觀利用強度; 景觀格局; 赤水河中上游

0 引言

在“人多地少”的喀斯特山區, 耕地少, 貧困人口基數大, 經濟不發達, 陡坡土地已成為土地資源的重要組成部分而被加以開發利用[1–2], 土地的不合理開發使得坡地景觀面臨嚴峻的生態環境。另一方面, 西部大開發以來, 退耕還林政策實施后, 流域自然生態環境退化趨勢得到遏止, 農業基礎設施建設投資增加, 水土流失面積減少, 同時伴隨著人口的增多、城鎮化面積的不斷擴大, 區域內景觀格局發生了極大的變化。學者在關于土地利用方面的研究主要集中在從土地利用動態度, 轉移矩陣, 景觀格局等方面研究區域內土地利用動態變化, 然而卻忽略了不同坡度尺度下, 人類對景觀的干擾程度不同[3-5], 特別是在喀斯特地區, 若過度的開發坡地景觀, 加劇了區域的水土流失、土壤侵蝕和生態環境惡化等問題, 由此對坡地景觀的開發行為和建設活動加以規范和管理顯就得尤為重要, 如何全面了解近年來人類活動對喀斯特流域坡地景觀造成的變化一直是人們的關注熱點[6]。

坡度因子是水土保持、植被生長、景觀形態的重要地形因子, 不同坡度的景觀格局是人類對景觀干擾強度與頻度的現實情景, 奚暉表明坡度是限制人類土地利用方式與管理實踐選擇的客觀條件[7], 這一特點在喀斯特地區人們對土地利用的管理表現得更為明顯。赤水河中上游喀斯特地貌廣泛發育, 山地和丘陵面積分布廣泛, 地表坡降大, 較大的坡降容易造成水土流失、土壤侵蝕、水質污染等問題[7], 再加上研究區人多地少, 石漠化嚴重, 傳統農業生產無地可耕, 因此造成了人類對坡地掠奪式的開發, 形成了特有的坡地景觀, 同時經過十多年的發展, 隨著退耕還林政策的實施加上經濟的飛速發展, 使得區域內特有的坡地景觀發生了較大的變化。故本文選取典型的喀斯特地貌區—赤水河中上游為研究區, 從不同坡度尺度出發, 從景觀組成、坡地景觀利用強度及景觀格局等方面探討赤水河中上游近年來坡地地表景觀特征的時空演變規律, 其研究成果對赤水河中上游坡景觀的合理開發及管理可以提供數據參考。

1 研究區概況

赤水河是長江上游南岸最重要的一級支流, 中上游位于川、滇、黔三省交界地帶, 地跨云南省鎮雄縣、威信縣, 貴州省七星關區, 大方縣、仁懷市, 四川敘永縣、古藺縣8個縣(市), 河長263.5 km。該河段內泉、井、巖穴、伏流甚多, 巖溶地貌非常發育, 屬于典型的喀斯特地貌景觀[8-10], 上游是中國西南部生態型貧困區域, 水源涵養區生態環境修復任務重, 貧困人口集中, 產業發展基礎差[11]; 中游地區工業化程度低, 農業生產落后, 且長期陡坡開墾, 導致水土流失嚴重, 據統計2010年貴州部分現有耕地中25°以上的應退耕還林的陡坡耕地占總耕地的15.03%[12]。其中造成赤水河中上游環境問題的人為因素長期存在, 使得研究區地表原生植被被破壞, 喀斯特石漠化面積不斷擴大, 嚴重威脅流域的生態環境[7]。

2 數據的預處理及研究方法

2.1 數據的預處理

本次研究采用的數據源包括兩景覆蓋赤水河中上游區域的Landsat系列衛星影像, 分別為2003年09月25日的Landsat TM 5及2016年07月26日的landsat8 OLI, 空間分辨率均為30m, 同時還有同區域的DEM, 2000年及2010年的土地利用現狀圖(來源于西部數據網、地理信息專業知識服務系統)。預處理包括對研究區的兩景衛星影像分別在ENVI5.4軟件進行輻射定標、大氣校正和幾何配準, 然后選用信息量最為豐富的SWIR1、NIR、Red波段組合配以紅、綠、藍三種顏色生成假彩色合成影像(landsat8 OLI : 654、Landsat TM : 543), 這種合成能夠充分的顯示各種地物的影像差別, 適合于目視解譯。

2.2 地表景觀結構的提取

隨著人類活動的直接介入, 土地利用方式的變化趨于復雜[13]。土地利用狀態轉移矩陣具體地刻畫區域土地利用變化的結構特征, 反映出人類活動所引起的土地利用類型的變化方向[14]。該方法來源于系統分析中對系統狀態與狀態轉移的定量描述, 其反映在一定時間間隔下, 一個亞穩定系統從時刻向+1 時刻狀態轉化的過程, 從而可以更好地揭示土地利用格局的時空演化過程[15], 其數學表達形式為:

圖1 赤水河中上游行政區域圖

Figure 1 The administrative region map in the middle and upper reaches of Chishui river

2.3 不同坡度級別下地表景觀開發強度

2.4 不同坡度級別下地表景觀格局指數的提取

景觀格局決定著資源和環境的分布形式, 與景觀中的各種生態過程密切相關, 對于抗干擾能力、恢復能力、系統穩定性和生物多樣性有著深刻的影響[18]。赤水河中上游喀斯特地貌發育, 石漠化問題嚴重、墾殖率高、地表坡降大、地形復雜且景觀破碎。鑒于此, 本文選取能反映研究區景觀斑塊形狀、異質性、多樣性以及破碎度的5個景觀指數, 并根據每個指數的含義和值的大小來分析赤水河中上游坡景觀格局空間結構特征, 具體景觀指數的含義如表2:

表1 土地利用程度分級賦值表

表2 地表景觀格局指數

3 結果與分析

研究顯明, 不同坡度等級下人類對地表景觀的干擾程度不一樣, 同時表現出來的景觀特征也不同, 其中《土地利用現狀調查規程》顯示坡度小于6°被認為是無水土流失現象或者可發生輕度土壤侵蝕; 《土地利用現狀調查規程》表明坡度介于6°至 25°為中度至重度水土流失, 同時隨著坡度增大土壤侵蝕面積也相應增加, 其侵蝕臨界坡度為25°左右[2]; 鑒于以上規程及前期研究基礎, 本文以6°和25°為坡度分界點, 根據第二次全國土地調查中的《全國土地分類標準(實行)》(《GB/T21010—2007》)一級分類, 結合云貴川三省地物在假彩色遙感影像上的特征和野外調查建立解譯標志, 并采用坡度、歸一化建筑物指數(NDBI)及歸一化植被指數(NDVI)等指數, 利用閾值法進行土地利用分類, 將研究區的土地利用類型分為水體、未利用地、平地建設用地、坡建設用地、平地耕地、坡耕地、陡坡耕地、平地灌草、坡灌草、陡坡灌草、平地林地、坡林地、陡坡林地。其中0°至6°為平地, 6°至25°為坡地, 大于25°的為陡坡, 由于大于25°的建設用地較少, 本文將大于6°以上的建設用地均稱為坡建設用地, 然后用2000年土地利用規劃圖輔以修正2003年的分類結果, 用2010年的土地利用規劃圖輔以修正2016年的分類結果, 最后采用Google Earth等高分別率影像和野外采集的驗證點對分類結果進行精度評價, 經評價2003年及2016年分類結果的kappa系數分別為83.04%及87.1%, 能夠滿足大范圍中尺度研究, 從而得到本研究中研究區兩期的不同坡度級別的土地利用類型圖。

圖2 2003、2016年研究區土地利用類型圖

Figure 2 The type of land use in 2003 and 2016

3.1 不同坡度級別下地表景觀組成的變化

由于平地景觀、水體非本文的研究重點, 另外未利用地占地面積較少, 所以在做景觀轉移分析的時候, 未將這幾類景觀納入轉移矩陣的計算。在像貴州省這樣典型的喀斯特地區, 山地和丘陵占全省面積的92.5%生態系統對抵抗外界干擾的能力弱, 容易發生石漠化, 當面臨人口壓力大, 農村人口數量多同時依靠農業生產發展等問題時, 極少的平地耕地加上高度集中的貧困人口, 人們對土地的需求便指向了坡地及陡坡地, 很多山體被從山腳直接開墾到山頂, 形成了特有的坡地景觀, 這種特有的坡地景觀經過十年的發展, 各景觀類型均出現一定程度的變化。表3記錄了各類坡地景觀及陡坡景觀的面積及所占面積百分比, 從表中可以研究區林地、灌草及耕地所占比例相對較高, 為研究區的優勢景觀類型。其中坡灌草、坡耕地、陡坡建設用地面積減少, 坡建設用地、坡林地及陡坡灌草面積增加。2003年坡耕地及陡坡耕地的百分比為11.75%, 2016年坡耕地及陡坡耕地的百分比為9.96%, 耕地面積減少了1.79%, 其中坡耕地減少了11.68%, 陡坡耕地減少了40.66%, 這說明經過十年的發展, 陡坡耕地的退耕力度大于坡耕地, 表明退耕力度隨著坡度的增高而增強, 這一結論與張躍紅對貴州省喀斯特山區陡坡土地利用變化的研究結果相一致。從空間分布上來看, 耕地的減少主要體現在古藺縣的雙沙鎮、摩尼鎮, 鎮雄縣, 清池鎮及長石鎮, 以及仁懷市的部分地區耕地的減少。隨著的發展及人口增長, 人們對建設用地的需求也隨之增大, 其中近十多年以來研究區的坡建設用地的面積增加了30 km2, 建設用地的擴張主要是在威信縣, 茅臺鎮, 雙沙鎮及五馬鎮從中心對外的擴張, 另外交通要道等建設用地的面積增加得也很明顯, 如: 夏蓉高速及茅臺鎮附近的公路用地。為了了解土地利用變化的速度, 本文還計算各坡地景觀的單一土地利用動態度, 它表示某一時段內某種土地利用類型的年變化率, 從單一土地利用動態度來看, 坡建設用地的單一土地利用動態度最大, 值為3.91。

現分別從表4及表5來仔細了解研究區坡地景觀及陡坡景觀中各地類之間的轉移方向及轉移量, 具體特征如下:

坡耕地轉為其他地類的面積為498 km2, 減少的耕地主要轉為82.93%的坡林地和11.85%的坡灌草, 而僅有5.22%轉為了坡建設用地, 最終坡耕地面積減少了75 km2。建設用地的面積增加了30 km2, 主要來自26 km2的坡耕地及26 km2的坡林地轉化, 另外有29 km2來自坡灌草的轉化。坡灌草和坡林地之間的轉化較為明顯, 2016年坡林地的轉入量1369 km2, 其中有925 km2來自于坡灌草的轉化, 另外來自413 km2坡耕地的轉化, 而也有部分264 km2的林地轉為灌草, 同時也有59 km2的耕地轉為灌草, 最終灌草的面積減少了786 km2。林地面積增加了831 km2。耕地減少的原因可能是由于農業內部結構的調整及現代農業技術的進步更加有效地保證以往毀林開荒得到遏制, 人們生存的方式從依靠農業到其他方式的轉變, 如: 人們選擇外出打工(2011年, 畢節市常住人口653多萬, 戶籍人口830多萬)、開辟果園或發展漁業、旅游業等; 另一方面, 由于國家政策的實施和人們環保意識的提高, 退耕還林還果的面積也在不斷的擴大, 如: 仁懷市的植樹造林等綠化工程等, 這些都使得坡耕地的面積減少。灌叢面積的減少及林地面積的增加, 這可能主要得益于土地開發的合理管理和石漠化的綜合治理以及植被自然的生長規律。建設用地的增長主要受人類活動干擾程度大, 據2000年第五次人口普查資料計算, 昭通市城鎮化水平為17.07%, 在云南省排列倒數第二, 畢節地區城鎮化水平16.5%、遵義市城鎮化率為20%, 流域各縣(市)的城鎮化率均低于貴州省平均水平(27%), 更低于全國36.92%的平均水平。然而隨著社會經濟增長及政策的引導, 赤水河中上游城鎮化速率每年以1%的速度增加, 國務院《關于促進貴州經濟社會又好又快發展的若干意見》指出: 國家層面上加大力度支持貴州發展, 在貴州省重點實施工業強省戰略和城鎮帶動化戰略, 研究區內大批的公路、工業園區及其他工程項目相繼開工建設, 另外人口的增長也伴隨著建設用地的擴張, 據全國第五次及第六次人口普查數據顯示, 2000至2010年, 研究區內威信縣常住人口從32.81萬增加到38.58萬, 鎮雄縣人口從109.71萬增加到152.66萬, 畢節市人口從632.75增加到653.64, 其中城鎮人口比值上升13.59%, 仁懷市人口從52.07萬增加到66.30萬。

表3 2003、2016年各景觀類別面積及單一土地利用動態度

(2)在喀斯特山區中成土母質為碳酸鹽沉積, 土壤特征表現為圖層薄且土壤肥力弱, 這種相對惡劣的生長環境植被主要以灌木樹種, 矮化成灌木型的喬木樹種及雜灌草組成, 因此研究區的陡坡景觀中除了林地, 灌草也為主要的植被。2003年及2016年陡坡林地的面積分別占了55.71%、44.43%, 陡坡灌草及坡灌草的面積分別占了39.26%、28.53%, 經過十多年的發展, 陡坡林地轉為其他地類的面積為440 km2, 其中有418 km2轉為了陡坡灌草, 剩余的轉為陡坡耕地, 同時也有290 km2的陡坡耕地及陡坡灌草一同轉為陡坡林地, 最終使得陡坡林地減少了150 km2; 陡坡灌草的面積增加了148 km2, 陡坡灌草的轉入量為464 km2, 其中由418 km2的林地轉化而來, 46 km2來源于陡坡耕地的轉化。陡坡耕地的轉出量為82 km2, 其中有22 km2轉為陡坡林地, 23 km2轉為陡坡灌草, 陡坡耕地的減少與國家對陡坡耕地實行退耕還林還草的政策是相符合的, 但是從表3及圖2可以看出, 2016仍然有一定數量的陡坡耕地分布在研究區的各個地區, 同時經過計算, 陡坡耕地減少了40.66%, 坡耕地減少了11.68%, 這說明對陡坡耕地的退耕強度大于坡耕地的退耕強度, 那么在研究區接下來的發展中要持續實施陡坡退耕還林并且要加強坡耕地的退耕力度。

表4 赤水河流中上游2003、2016年坡景觀土地利用轉移矩陣 (km2)

表5 赤水河流中上游2003、2016年陡坡景觀土地利用轉移矩陣(km2)

3.2 不同坡度級別下景觀利用強度的變化

從圖3研究區兩年的土地利用綜合程度指數變化值來看, 隨著坡度的增大, 土地利用綜合指數降低, 這說明坡度大的地方土地利用程度低, 景觀利用強度弱, 即平地土地利用程度>坡地土地利用程度>陡坡地土地利用程度。2016年坡地景觀的土地利用綜合指數為216.83, 2003年坡地景觀的土地利用綜合指數的值為217.17, 土地綜合利用指數的值減少了 0.34, 2003年土地利用程度高, 對坡地景觀的干擾程度大, 2016年陡坡景觀的土地利用綜合指數值為202.98, 2003年的值為205.02, 土地利用綜合指數的值減少了2.04, 2003年人們對陡坡景觀的干擾仍然比2016年大, 結合景觀的轉移方向來看, 這段時間人們對陡坡景觀的干擾主要表現為林地的增加和耕地的減少, 對坡景觀的干擾主要是林地, 建設用地的增加, 耕地的減少。

3.3 不同坡度級別下景觀格局變化分析

(1)坡景觀格局變化分析

陡坡景觀類型主要以林地、灌草等為主。本文將從景觀水平和景觀類型水平分別來探究研究區景觀整體水平和各類型水平景觀的斑塊特征。從表6表示陡坡景觀在景觀水平上的景觀格局指數的值可以看出, 經過十多年的發展, IJI指數值及COHE-SION增大, 景觀之間的鄰接性增強, 斑塊在逐漸連城一片, 連通性增大; 另一方面, ED值及SHDI值減小, 景觀的破碎程度及多樣性降低。

結合圖4表示在景觀類型水平上的陡坡景觀指數的值可知: 景觀的破碎程度降低主要是占據陡坡景觀高覆蓋面積的林地和灌草的破碎程度降低, 同時表3中顯示陡坡耕地面積減少了37 km2, 也使得陡坡景觀的景觀多樣性降低。陡坡耕地的IJI值來看, 2016年耕地的IJI值為76.2723, 2003年耕地的IJI值為98.195, IJI值的降低說明耕地與別的景觀的鄰接性減弱, 混雜程度減小, 2003年研究區的耕地不僅分布在緩坡, 也有一部分在崇山峻嶺之中, 耕地面積不斷減少, 使得其鄰接性減小, 雖然耕地的IJI值降低了, 但是林地和灌草的IJI值增大, 特別是陡坡灌草的IJI值增幅為35.6377, 所以導致了景觀水平上2016年的景觀之間的鄰接性增強, 陡坡林地及陡坡灌草的斑塊形狀變得簡單, 且連通性有所增強。此外陡坡耕地的COHESION值減小, PAFRAC值及ED增大, 景觀的連通性變低, 斑塊形狀變得復雜, 破碎。

圖3 赤水河中上游2003、2016年土地利用綜合程度指數變化圖

Figure 3 The change map of land use integration index in 2003 and 2016

Figure 6 The steep slope landscape pattern index on the landscape level in 2003 and 2016

表6 2003、2016景觀水平上陡坡景觀格局指數

(2)坡景觀格局變化分析

從表7研究區兩年坡景觀水平上的景觀格局指數的變化值可以看出, 2016年IJI的值為68.9008, 2003年IJI的值為58.4948, 這表明研究區經過十三年的發展坡景觀類型之間的鄰接性增強, 同時ED值及PAFRAC值均增大, 坡景觀破碎且斑塊形狀復雜, 另一方面, COHESION的值降低了2.4692, SHDI值降低了0.1949, 這說明在坡景觀斑塊趨于破碎、復雜的同時, 坡景觀的連通性及多樣性也隨著降低。

從圖5景觀類型水平的坡景觀格局指數來看, 在該坡度等級下, 2016年景觀的破碎主要來源于坡林地和坡耕地較為破碎, 同時這兩類景觀的PAFRAC值的增大也表明坡林地和坡景觀的斑塊形狀變得更加復雜, 坡林地的IJI值減小, 鄰接性減弱,這表明坡林地與其他幾類景觀的分布關系變得簡單, 但是坡耕地的IJI值增大, 這說明坡耕地與別的幾類景觀鄰接性增強, 另外隨著時間的推移坡耕地的COHESION值從94.2436減小到71.1534, 坡灌草的COHESION值從89.7186減小到59.6116, 說明坡耕地及坡灌草的連通性均降低, 這可能與坡耕地和坡灌草的面積減少有關, 同時與陡坡耕地相比, 2016年坡耕地更為破碎, 斑塊形狀更為復雜。另外坡建設用地的ED值和PAFRAC值減小COHESION值及IJI值增大, 這表明經過十多年的發展, 坡建設用地的破碎程度減小、斑塊形狀變得簡單, 隨著城鎮化建設的加快, 城區在不斷的往外擴張, 建設用地在不斷的連接成塊, 分布變得集中, 這使得坡建設用地的連通性增強, 同時坡建設用地面積的增加也使得坡建設用地與別的景觀的鄰接性增強。

4 結論

赤水河中上游流域內坡地耕地比重大, 水土流失嚴重, 生態環境建設面臨巨大威脅, 流域內耕地占流域土地面積的27.90%, 面臨著布局不合理, 陡坡墾殖嚴重等問題[20], 本文利用RS和GIS技術, 從不同坡度等級出發, 借助土地利用轉移矩陣、土地利用程度綜合指數及景觀指數深入的研究了赤水河中上游坡景觀特征動態變化。結果表明: 經過十多年的發展, 研究區的景觀組成的分布、景觀利用強度及景觀格局得到了發生了一系列的變化, 具體結論如下:

Figure 4 The steep slope landscape pattern index on the class level in 2003 and 2016

Figure 7 The sloping landscape pattern index on the landscape level in 2003 and 2016

表7 2003、2016景觀水平上坡景觀格局指數

(1)隨著時間的推移, 坡耕地及陡坡耕地面積減少, 陡坡耕地減少了40.66%, 坡耕地減少了11.68%, 這說明對陡坡耕地的退耕強度大于坡耕地的退耕強度。耕地逐漸的向自然生態環境過渡, 主要轉為林地和灌草, 這與王成在淺丘帶壩區不同坡度下耕地景觀格局中的結論一致[21]。另外隨著人口的增長、經濟的發展及城鎮化擴張的需求, 使得建設用地面積不斷增加, 增加的坡建設用地主要來源于坡灌草、坡林地及坡耕地的轉化, 同時坡建設用地的年變化率最大。

(2)坡度越大的地方土地利用程度越低, 即景觀利用強度越低。在該時間段, 坡地景觀的土地利用強度大于陡坡景觀, 且2003年的坡地景觀及陡坡景觀的景觀利用強度均大于2016年, 人們對陡坡景觀的干擾主要表現為林地的增加和耕地的減少, 對坡景觀的干擾主要是林地, 建設用地的增加, 耕地的減少。

(3)在景觀水平上, 陡坡景觀的鄰接性及連通性增強, 破碎程度及多樣性減小, 坡景觀鄰接性增強, 景觀變得破碎且斑塊形狀變得復雜, 連通性及多樣性降低; 在類型水平上, 陡坡林地及陡坡灌草破碎程度減小, 斑塊形狀變得簡單, 陡坡耕地及坡耕地破碎程度增大, 斑塊形狀變得復雜且連通性降低, 坡建設用地破碎程度降低, 斑塊形狀變得簡單, 連通性變得更好, 其中坡耕地比陡坡耕地更為破碎, 斑塊形狀更為復雜。

綜上所述, 研究區隨著退耕還林政策實施以來, 其坡地景觀特征發生了很大的變化, 坡建設用地顯著增加, 陡坡耕地的退耕力度較大, 人們對坡景觀的干擾程度相對比陡坡景觀的干擾程度大。另隨著時間的推移, 研究區坡地景觀比陡坡景觀更加破碎, 斑塊形狀更為復雜, 而坡地景觀的破碎化, 坡地耕種以及坡地景觀城鎮用地的擴張等極易造成水土流失, 這必須引起人們對研究區坡地景觀管理開發的重視, 建議在耕地條件良好的農耕區發展生態經濟, 提升農業產業化效益, 同時對陡坡耕地實行退耕還林, 增加坡林地及陡坡林地斑塊數目和增強林地的連通程度。

圖5 2003、2016類型水平上坡景觀格局指數

Figure 5 The sloping landscape pattern index on the class level in 2003 and 2016

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The study on dynamic change of the hillsides landscape feature in the middle and upper reaches of Chishui River

LING Guomin，CAI Hong, KANG Wenhua, WU Yufeng,WANG Yueyue

College of Mining, Guizhou University, Guiyang 550000, China

In recent ten years, with the implementation of the policy of returning farmland to forestry, the landscape characteristics of sloping land in karst areas have undergone significant changes. The sampling cases of the upper and middle reaches of the Chishui River were chosen in the typical karst watershed.The U.S Landsat data series were used as the main data source, through the object-oriented classification method with the eCognition software and spatial analysis functions of the Geographic Information System, combined with landscape pattern analysis methods of Fragstates software. The landscape composition, landscape intensity, and landscape pattern evolution were explored respectively in different slope. The results showed that after ten years of development, the sloping landscape characteristics had changed greatly in the research area. 1) The sloping construction land increased 30km2. The sloping farmland roll-out 498km2, which of 82.93% converted to sloping forest land and another of 11.85% converted to sloping brushwood, while only 5.22% converted to sloping construction land. The steep slope farmland reduced by 40.66%, of which 36km2 converted to steep slope woodland, and 46km2 to steep slope irrigation grass. 2) During this period, the land use intensity of slope landscape was higher than that of steep slope landscape, and the landscape use intensity of slope landscape and steep slope landscape in 2003 was higher than that in 2016. 3) On the landscape level, the adjacency of steep slope landscape and slope landscape increased, the diversity decreased, the connectivity of steep slope landscape increased, the degree of fragmentation decreased, the slope landscape was fragmentation, and the patch shape was complex. On the class level, the patch shapes of steep slope farmland and slope farmland became complex and fragmented, the connectivity was poor, the degree of fragmentation of slope construction land was reduce, the patch shapes became simple, and the connectivity was better.

the landscape composition; the landscape intensity; the landscape pattern; the middle and upper reaches of Chishui River

10.14108/j.cnki.1008-8873.2019.05.020

P237

A

1008-8873(2019)05-151-09

2018-08-26;

2016-10-26

貴州省科技計劃項目(黔科合基礎[2016]1028); 貴州省水利廳科技基金(KT201508)

林國敏(1995—), 女, 碩士研究生, 研究方向為攝影測量與遙感。E-mail: 1243669176@qq.com

蔡宏(1980— ), 女, 博士, 副教授, 研究方向為資源環境遙感。E-mail: 588cai@163.com

林國敏, 蔡宏, 康文華, 等. 赤水河中上游坡景觀特征動態變化研究[J]. 生態科學, 2019, 38(5): 151-159.

LING Guomin, CAI Hong, KANG Wenhua, et al. The study on dynamic change of the hillsides landscape feature in the middle and upper reaches of Chishui River[J]. Ecological Science, 2019, 38(5): 151-159.