興義市景觀格局演變動態分析

蔡煜 歐靜 蔡學成 張藍月 陳陽 李可相 潘伯娟

摘要：為定量揭示興義市景觀格局演變規律及驅動因子對其的影響，以景觀生態學理論為基礎，借用Arc-gis、Fragstats軟級原興義市2000-2015年景觀分類與景觀格局現狀進行了分析。結果表明：可以將興義市分為農田、園地、林地、草地、城鄉建設用地、工礦倉儲用地、水體和裸巖石礫地8種景觀類型。由于受到社會經濟發展與人口持續增長壓力的影響，整個區城內景觀斑塊破碎化程度逐漸增高、景觀類型分布不均。

關鍵詞：遙感;景觀生態學;景觀格局;景觀格局指數;興義市

中圖分類號：S127 文獻標識碼：A 文章編號：1674-9944（2020）04-0099-04

1 引言

景觀是具有異質性或斑塊性的空間單元，縱向的空間異質性是景觀的基本特征，但在一定空間尺度上每一個組成景觀的生態系統相對均質。景觀格局在景觀生態學中的格局是指空間格局，包括景觀組成單元的類型、數目以及空間分布與配置[1]。它是景觀異質性的具體體現，也是各種生態過程在不同尺度上作用的結果。關于景觀格局動態演變的研究方法主要分為定性[7～9]和定量。國內外研究者主要采用回歸模型仁，3]Frag-stats軟件[4～6]等定量方法進行分析。本文基于興義市2000～2015年間的4期SPOT-4、SPOT-5遙感數據，利用GIS和RS技術，參考全國土地利用現狀分類方法，對其進行景觀分類，并利用FRAGSTATS對景觀分類圖進行分析，作為興義市城鎮化過程人為干擾對興義市生態安全威脅的定量衡量指標，揭示其景觀格局變化的規律和特點。

2 研究區概況

興義市地理位置界于北緯24°38′～25°23′，東經104°32′～105°11′之間，地處滇、黔、桂三省交接處，是貴州省西南部重要城市之一。由地處于中亞熱帶濕潤季風氣候區與高海拔低緯度地帶，常年受海洋性氣候影響較大，年平均氣溫為16.1℃，年均降雨量1520.9mm，全市國土總面積2910.21km²。

3 數據來源與研究方法

3.1 數據來源

本研究的基礎數據為興義市2000年10月，2005年10月、2010年10月和2015年10月4個時點的SPOT-4、SPOT-5遙感影像、四期土地利用現狀圖、興義市1：10000地形圖、興義市全國第二次土地利用調查成果、野外調查成果等資料（表1）。

3.2 研究方法

運用景觀格局指數分析。在劃分得到的景觀分類圖基礎上，利用Fragstats4.2進行分析，定量揭示興義市景觀格局演變規律。本文基于景觀層面選取5種景觀指數：景觀斑塊數（NP）、斑塊密度（PD）、景觀形狀指數（LSI）、Shannon多樣性指數（SIDI），Shannon均勻度指數（SHEI）;基于類型層面選取5種景觀指數：景觀斑塊數（NP）、斑塊密度（PD）、景觀形狀指數（LSI）、平均斑塊形狀指數（MSI）、平均斑塊分維數（MPFD）。

4 結果與分析

4.1 興義市景觀格局類型劃分

在借鑒相關研究成果的基礎上[7～9]，按照“以土地利用現狀為主導因子、充分體現景觀的空間分異與組合、完整性與功能性兼顧”的原則，并參考國內權威土地利用分類系統U（土地利用現狀分類》國家標準（GB/T21010-2017）]，將研究區劃分為農田、園地、林地、草地、城鄉建設用地、工礦倉儲用地、水體和裸巖石礫地共8個景觀類型，各景觀類型面積見表2。

由表2可知：興義市總體景觀格局呈現5增3減的狀態：農田景觀面積呈減少趨勢，一方面是由于“退耕還林”政策的有效實施，另一方面是由于2004年以來農業產業結構調整所致。為了滿足建設占用耕地的占補平衡，興義市進行了大量的土地開發來補充耕地，同時，林業部門加大了植樹造林的力度，使草地面積減少;裸巖石礫地是興義市特殊的景觀類型，隨著喀斯特山地城市的一系列石漠化治理等環境改善措施，所占面積逐年下降，生態環境有所改善;園地景觀面積持續增加是由于2004年農業產業結構調整和2011年《黔西南州“十二五”精品水果產業發展規劃》中明確要繼續大力發展精品水果產業，使得部分低效林向經果林轉變;林地景觀面積持續增加是由于25。以上的坡耕地退耕還林，荒山造林等有效舉措的實施;城鄉建設用地與工礦倉儲用地面積持續增加是由于社會經濟發展必然趨勢所致的;水體景觀持續增加是由于萬峰湖等中小型水庫蓄水所致。

4.2 興義市景觀格局現狀分析

由表3可知，隨著興義市的社會經濟與城市發展需求，景觀斑塊數、斑塊密度、景觀形狀指數、Shannon多樣性指數和Shannon均勻度指數均呈增長趨勢，表明景觀破碎化程度越來越嚴重，斑塊形狀越來越復雜，其景觀異質性也越來越大，區域內不穩定性逐漸升高，優勢度逐年降低。

由表4～7可知，農田景觀的斑塊數、斑塊密度、景觀形狀指數呈上升趨勢，表明隨著農業產業結構調整、退耕還林等政策的實施，農田景觀破碎化程度越來越嚴重，斑塊呈均衡化趨勢分布;平均斑塊分維數呈下降趨勢，說明破碎化后斑塊形狀越來越復雜且受人類活動影響較大。園地景觀的斑塊數、斑塊密度、景觀形狀指數、平均斑塊形狀指數呈上升趨勢，表明隨著經果林的發展與低效林的轉變，園地景觀碎化程度越來越嚴重，斑塊呈均衡化趨勢分布但斑塊形狀越來越復雜;平均斑塊分維數呈先上升后下降趨勢，表明2010～2015年受人類活動影響較大。林地景觀的斑塊數、斑塊密度、景觀形狀指數、平均斑塊形狀指數呈上升趨勢，表明隨著退耕還林、荒山造林等政策的實施，林地景觀破碎化程度越來越嚴重;平均斑塊分維數呈先上升后下降趨勢，表明2010～2015年受人類活動影響較大。草地景觀的斑塊數、斑塊密度、景觀形狀指數、平均斑塊形狀指數呈上升趨勢，景觀破碎化程度越來越嚴重;平均斑塊分維數呈上升一下降一上升趨勢，表明2000～2005年和2010～2015年期間受人類活動影響較大。城鄉建設用地景觀的斑塊數、斑塊密度、景觀形狀指數呈上升一下降一上升趨勢，而平均斑塊形狀指數和平均斑塊分維數呈下降—上升—下降，表明由于在城市發展中散落的居民點會向周邊的村寨與城鎮合并，但隨著經濟提高，又有大量的村民自建房產生，導致破碎化程度由好轉到嚴重，受人類活動影響較大。工礦倉儲用地景觀的斑塊數、斑塊密度、景觀形狀指數、平均斑塊形狀指數呈上升趨勢，表明隨著社會經濟水平與城市發展需要，其破碎度會越來越高，斑塊呈均衡化趨勢分布但其斑塊形狀越來越復雜;平均斑塊形狀指數和平均斑塊分維數呈總體下降趨勢，表明斑塊形狀越來越復雜，總體發展受人類活動影響較大。水體景觀的斑塊數、斑塊密度、景觀形狀指數呈下降趨勢，表明隨著中小型水庫及湖泊蓄水，破碎化程度有所緩解，平均斑塊形狀指數和平均斑塊分維數呈總體下降趨勢，表明斑塊形狀復雜程度有所降低，但受人類活動干擾較大。裸巖石礫地景觀的斑塊數、斑塊密度、景觀形狀指數呈上升趨勢，表明隨著荒山造林、石漠化治理等政策實施，裸巖石礫地逐步得到治理，破碎化程度增加;平均斑塊形狀指數和平均斑塊分維數呈總體下降趨勢，表明斑塊形狀復雜程度有所降低，此受人類活動干擾較大。

5 結論

（1）興義市景觀格局總體呈現5增3減的狀態：農田面積整體為減少趨勢;作為生態功能用地的林地、水體面積呈增加趨勢，但草地卻在逐年減少，由此可見，在21世紀初的社會經濟高速發展中，“退耕還林”政策的執行、“石漠化治理”工程的實施，起到了很大的改善作用;隨著城市發展的需要，城鄉建設用地、園地、工礦倉儲用地在2000-2015年間持續擴張。裸巖石礫地是興義市特殊的景觀類型，隨著喀斯特山地城市的一系列石漠化治理等環境改善措施，所占面積逐年下降，生態環境有所改善。

（2）隨著興義市的社會經濟與城市發展需求，景觀斑塊數、斑塊密度、景觀形狀指數、Shannon多樣性指數和Shannon均勻度指數均呈增長趨勢，表明景觀破碎化程度越來越嚴重，斑塊形狀越來越復雜，其景觀異質性也越來越大，區域內不穩定性逐漸升高，優勢度逐年降低。在景觀生態安全格局構建中應注重優化景觀形態結構，增強景觀穩定性，均衡合理配置用地結構。

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收稿日期：2020-01-31

基金項目：國防科工局高分重大專項項目（編號：88-Y40G35-9001-18/20）;貴陽國家高新區科技計劃項目（編號：GXYF-2017-003;GXYF-2018-003）;貴州科學院創新人才團隊能力提升工程建設項目（編號：黔科院人才[2019]07號）;貴州科學院省級科研專項資金項目（編號：黔科院專合字[2019]06號）

作者簡介：蔡煜（1994-），女，研究實習員，碩士，研究方向為景觀生態規劃與設計、土地利用與規劃。

通訊作者：歐靜（1974-），女，教授，博士，研究方向為景觀生態規劃與設計。