遼寧渾河源頭生態功能區土地利用景觀格局變化分析

摘 要：以遼寧省渾河源頭生態功能區為研究區域，利用2000年、2005年、2010年、2015年4期遙感影像為數據源，借助RS和GIS技術，對研究區2000—2015年間的土地利用景觀格局變化進行分析。結果表明：渾河源頭生態功能區景觀要素類型以林地、耕地和建設用地為主，其中以林地面積最大;2000—2015年間，林地、水域、建設用地面積均有所增加，而耕地面積持續減少;15a來，耕地是主要轉出類型，林地、水域和建設用地是主要轉入類型;土地利用景觀破碎度逐漸減少，景觀完整性相對較好。

關鍵詞：生態功能區;土地利用;景觀格局;動態變化;渾河源頭區

中圖分類號：S181

文獻標識碼：A

DOI：10.19754/j.nyyjs.20200915044

收稿日期：2020-08-05

作者簡介：高曉寧（1982-），女，博士，高級工程師。研究方向：景觀生態學與區域生態規劃。

重點生態功能區是保障國家生態安全、擴大綠色生態空間的重要區域，是人與自然和諧相處的示范區[1]。渾河源頭區地處遼東山區，作為遼寧省重點生態功能區，其主要生態服務功能為水源涵養與生物多樣性保護，在保障遼寧省生態安全方面具有舉足輕重的地位。土地利用由各種類型的斑塊組成，是自然基礎上人類活動的直接反映，具有顯著的時空特征[2，3]。土地利用方式在時空上的長期積累會影響土地利用結構的演化，又會進一步對區域的景觀生態格局造成影響，進而改變生態系統服務功能[4]。因此，本文利用RS和GIS技術手段，以渾河源頭重點生態功能區為研究對象，定量分析了渾河源頭區土地利用景觀格局變化，以期為持續穩定地發揮重點生態功能區的服務功能提供理論依據。

1?研究區概況與研究方法

1.1?研究區概況

渾河源頭區地處遼寧省的東部地區，位于哈達嶺南麓龍崗山地，包括清原縣全部、新賓縣大部，面積為7172km2。該區域主要山脈為龍崗山余脈，主要水系為渾河上游及主要支流蘇子河，主要地貌為中低山、切割谷地，地表起伏較大。氣候冷涼，濕潤。年均氣溫5～6℃，年均降水800～900mm，無霜期130～140d。自然植被覆蓋率約為80%，為全省地勢較高地區。該區域人口密度低、耕地短缺、經濟欠發達，但水資源和生物資源豐富，區內主導產業以林業、中藥材、林特產業、旅游業為主。

1.2?研究方法

1.2.1?數據來源與處理

選取2000年、2005年、2010年、2015年4個時相Landsat TM/ETM遙感影像數據，經過大氣校正、正射校正和幾何校正等處理，以及對影像的時相、云量、波段、噪音、變形、條帶、像元大小等檢查后，通過遙感解譯判讀獲得土地利用/覆被數據。為提高基礎數據的精度，對研究區域進行野外現場核查，使解譯數據滿足85%以上的精度要求。根據中國科學院土地利用/覆被標準，結合研究區域實際情況，將土地利用類型分為耕地、林地、水域、建設用地和未利用地5種。

1.2.2?景觀指數選擇與計算

景觀指數是對景觀格局信息進行高度濃縮的定量反映指標，是現階段最為常用的一種定量研究景觀格局的手段，體現了各類景觀要素的組成和空間分布的特點[5]。本文選取斑塊數目（NP）、邊界密度（ED）、平均斑塊面積（MPS）和聚集度指數（CONT）等4個景觀格局指數進行分析，并通過Fragstats 4.2軟件計算完成。

2?結果與分析

2.1?土地利用景觀要素組成及其變化特征

渾河源頭生態功能區土地利用景觀要素類型主要以林地、耕地和建設用地為主。其中2000年、2005年、2010年、2015年渾河源頭生態功能區均以林地面積最大，面積分別為5572.50km2、5572.97km2、5572.46km2和5631.15km2，占總面積的77.23%、77.24%、77.23%和78.05%;耕地面積第2，分別為1494.24km2、1492.72km2、1484.23km2和1359.87km2，占總面積的20.71%、20.69%、20.57%和18.85%;建設用地面積第3，分別為99.95km2、101.2km2、110.31km2和159.89km2，占總面積的1.39%、1.40%、1.53%和2.22%;未利用地面積最小，均為0.02km2。2000—2015年渾河源頭生態功能區土地利用類型面積變化見圖1。

由圖1可以看出，2000—2010年，渾河源頭生態功能區林地、水域和未利用地面積均無明顯變化;而建設用地面積有所增加，增加了10.36km2，變化率為10.37%;耕地面積有所減少，減少了10.01km2，變化率為0.67%。2010—2015年，渾河源頭生態功能區土地利用變化顯著，其中林地、水域、建設用地面積均有所增加，且以林地和建設用地面積增加最大，分別增加了58.69km2和49.58km2，增加率分別為1.05%和44.95%;而耕地仍呈減少趨勢，減少了124.34km2，變化率為8.38%。

2.2?土地利用景觀要素轉移特征

土地利用變化不僅體現在各土地利用類型的面積變化上，還表現在各土地利用類型的相互轉化中。通過分析研究區土地利用景觀要素移矩陣得出，2000—2005年，渾河源頭生態功能區土地利用類型轉化不明顯;2005—2010年，土地利用轉化主要發生在耕地和建設用地之間，耕地是主要的轉出類型，向建設用地轉出8.70km2;2010—2015年，土地利用轉化主要發生在耕地和林地、耕地和水域、耕地和建設用地之間，其中耕地是主要的轉出類型，分別向林地、水域和建設用地轉出70.03km2、14.73km2和39.60km2。總體來說，2000—2015年這15a間，研究區耕地向建設用地共轉出了49.23km2，主要原因是隨著經濟和人口的快速增長，工業及城鎮化進程加快，建設占用了大量耕地;耕地向林地和水域分別轉出了70.16km2和14.98km2，這與研究區實施的退耕還林還濕政策以及農業發展方式的轉變有關。

2.3?景觀格局指數變化特征

從表1可以看出，隨著時間的推移，渾河源頭生態功能區景觀斑塊的數量逐漸減少，由2000年的6861個減少到2015年的5472個，且邊界密度也逐漸減少，說明研究區景觀斑塊的破碎化程度逐漸減小。2000—2015年，聚集度指數平均值為74.9%，說明景觀內優勢斑塊的分布有著較好的連通性，景觀聚集程度高于破碎程度，研究區景觀較為完整[6]。

3?結論與建議

3.1?主要結論

渾河源頭生態功能區以林地、耕地和建設用地為主，其中又以林地面積最大。2000—2015年，林地、水域、建設用地面積均有所增加，而耕地面積則持續減少。其中耕地是主要轉出類型，向建設用地共轉出了49.23km2，尤其是2010—2015年轉出最多，說明經濟快速增長、城鎮化擴張和人類活動增加，導致建設用地迅猛擴大，擠占了大量耕地;向林地和水域分別轉出了70.16km2和14.98km2，這與退耕還林還濕政策、生產方式密切相關。隨著時間的推移，渾河源頭生態功能區景觀破碎度逐漸減少，景觀完整性相對較好。

3.2?保護建議

近年來，渾河源頭生態功能區通過實施公益林和天然林保護工程、開展林地造林和退耕還林工程、落實河長責任制、調整產業布局結構、加強周邊污染源整治、推進生態建設等措施，渾河源頭區生態環境保護取得了明顯成效。為此，進一步提出以下保護建議：科學劃定生態保護紅線，實施嚴格保護，同時建立和完善生態補償機制;加強人工封育建設和水土保持人工林建設，提高森林涵養水源功能;實施天然林保護工程和退耕還林工程，禁止采伐天然林，增加森林系統功能;加強自然保護區的建設與管理，嚴格控制開發建設，保持重要生物棲息地的完整性;嚴格控制外來物種入侵，提高生物安全管理水平和公眾生物安全意識，有效保護生物多樣性;加強農田保護，合理耕作，減少農業面源污染;集約使用土地，提高城鎮化質量，發展生態城鎮。

參考文獻

[1] 黃麟，曹巍，吳丹，等.2000—2010年我國重點生態功能區生態系統變化狀況[J].應用生態學報，2015，26（09）：2758-2766.

[2]唐秀美，陳百明，路慶斌，等.城市邊緣區土地利用景觀格局變化分析[J].中國人口資源與環境，2010，20（08）：159-163.

[3]孫愷，楊延征，趙鵬祥，等.基于遙感技術的西安城市景觀格局時空演變及分析[J].西北林學院學報，2015，30（02）：180-185.

[4]魯亞楠，姚順波，鄧元杰，等.陜北地區土地利用及景觀格局變化對生態服務價值的影響——基于退耕還林（草）背景[J].中國農業資源與區劃，2019，40（11）：180-192.

[5]李蓉.塔河縣森林景觀格局及其動態變化研究[J].林業勘察設計，2020，49（01）：6-11.

[6]張晨，趙安玖.基于Fragstats技術的榮縣土地利用景觀格局分析[J].農業與技術，2018，38（04）：16-18.

（責任編輯?周康）