福建省重點生態公益林區順昌縣景觀格局變化分析

范勛承

摘 要：基于5期Landsat TM/ETM遙感影像數據，借助ENVI和FRAGSTATS軟件分別對遙感影像進行處理及景觀格局指數的計算，探究福建省重點生態公益林區順昌縣1995—2015年20年間的景觀格局變化。結果表明：2000年順昌縣開發強度最大，景觀最為破碎;2010年景觀連通性最好。LSP指數整體呈“M”型曲線變化，2000年和2010年斑塊類型最為復雜。1995—2015年間，順昌縣CONTAG指數呈“√”型曲線變化趨勢，景觀中斑塊類型的聚集程度在2015年達到最大值。從SHDI指數上看，1995—2000年間，順昌縣景觀系統的結構最為復雜;2000年后，該縣景觀結構逐漸變得簡單。

關鍵字：景觀格局指數;FRAGSTATS;遙感影像;景觀水平;順昌縣

中圖分類號 TP79;K921文獻標識碼 A文章編號 1007-7731（2021）08-0064-03

人類根據自己的需求改變著土地表面，而土地表面景觀要素的組合和排列方式即為景觀格局[1-2]。景觀格局是研究生態系統中景觀要素之間能量和功能流動，土地利用變化將改變景觀格局的功能流和能量流[3]。因此，景觀格局是土地利用變化產生的結果。研究土地利用變化可以通過研究景觀格局出發，深入探討土地利用變化在景觀層次上的變化機制。近年來，國內學者對景觀格局方面已開展了很多的研究，如佟光臣等[4]以江蘇省南京市為研究區，對南京市近30年來的LUCC和景觀格局變化進行了研究，并分析了引起其變化的驅動機制;王麗群等[5]探究了北京邊緣區牛欄山馬坡鎮的景觀格局變化及對生態系統服務價值的影響，發現研究期間景觀破碎度明顯增加，但生態系統服務價值并未受到明顯的影響，反而合理的規劃和政策保護使得研究期間生態系統服務價值明顯增加;張瑩瑩等[6]利用Landsat影像數據，對洪湖濕地自然保護區44年來景觀格局的演變情況進行了分析，并探究了引起景觀格局變化的驅動因素;婁妮等[7]基于景觀指數構建了阿哈湖國家濕地公園生態風險評價模型，對其2009—2017年近9年的景觀生態風險進行了評價，發現導致研究區景觀生態風險升高的主要原因是來自人類活動的干擾;易阿嵐等[8]基于遙感影像數據，利用灰色關聯系統對上海市1980—2018年的景觀格局演變及驅動因素進行了定量分析。以上研究為縣域尺度景觀格局研究奠定了堅實基礎。

近年來，隨著經濟的不斷發展，縣域城鎮化水平不斷提高，縣域景觀格局也不斷發生了變化。因此，對縣域景觀格局的演變規律進行探究，可以對后續縣域土地的合理利用及科學規劃提供參考借鑒。為此，本研究以中國重點林區、福建省重點生態公益林區——順昌縣作為對象，基于土地利用分類數據，對1995—2015年順昌縣的景觀格局變化進行分析，以期為順昌縣及周邊區域的土地科學利用提供參考。

1 研究區概況

順昌縣位于福建省西北部，武夷山脈南麓，縣域面積1985km2，是中國南方重點林區，福建省重點生態公益林區。屬亞熱帶海洋性季風氣候，氣候溫和，年均氣溫18.5℃，雨量充沛，年雨量1756mm，年均日照時數1740.7h，適宜農林作物生長，是全國唯一杉木之鄉，國家木材戰略儲備基地縣，森林覆蓋率高達79.9%。截至2019年末，實現地區生產總值133.18億元，其中農林牧漁業總產值35.69億元;縣內建筑施工企業完成產值4.62億元。城區空氣質量良好，達標天數占比99.7%，年末戶籍總人口23.25萬人，城鎮化率51.3%。

2 數據來源與計算方法

基礎數據來源于地理空間數據云下載的1995年、2000年、2005年、2010年和2015年的5期遙感影像，經過影像解譯、彩色合成、裁剪等相關操作對影像進行處理，并參照我國于2007年發布的《土地利用現狀分類》（GB/T21010-2007），將研究區的土地利用類型劃分為林地、草地、耕地、建筑用地、水域和未利用地共6種。借助FRAGSTATS 4.2軟件，采用八鄰規則，在景觀水平上對順昌縣的景觀格局進行分析。本研究選擇4個景觀水平上的景觀格局指數[9-12]，其計算公式如下：

3 結果與分析

3.1 景觀斑塊密度變化趨勢 由圖2可知，順昌縣各時段PD指數變化均較為顯著。其中，在2000年達到峰值，為2.826，說明與其他年份相比，順昌縣在2000年的開發力度最大，景觀最為破碎。2000年以后，PD指數值顯著降低，在2010年達到最低值，為1.9034，說明此期間該縣斑塊數量明顯減少，景觀連通性最好;在2015年，該縣PD指數值又開始增大，與1995年值近似，說明2010—2015年間順昌縣的開發力度再次增大，景觀破碎度明顯增加。

3.2 斑塊形狀指數變化趨勢 從1995—2015年順昌縣LSP指數的變化情況來看（圖3），整體呈“M”型曲線變化態勢。斑塊形狀指數值越大說明斑塊類型的復雜程度越高，順昌縣2000年和2010年分別出現峰值，說明這2個時段順昌縣的斑塊類型最為復雜;相比之下，1995年、2005年和2015年LSP值最低，說明這3個時段順昌縣的斑塊類型復雜程度最低，即斑塊類型規則且簡單。

3.3 蔓延度指數變化趨勢 從蔓延度指數（CONTAG）上看（圖4），1995—2015年的20年間，順昌縣CONTAG指數呈先降低后升高的“√”型曲線變化趨勢。從各時段上看，2000年CONTAG指數值最低，為63.7433，而后的15年中持續增加，到2015年達到最大值，為67.7262。說明2010年以后，順昌縣景觀中斑塊類型的聚集程度持續增加，這與政府不斷進行土地整理和土地集約利用密不可分。

3.4 多樣性指數變化趨勢 從順昌縣SHDI指數變化情況上看（圖5），總體上SHDI指數值呈先增加后降低的趨勢。SHDI指數值越大，說明研究區景觀系統的結構約復雜。從不同時段上看，2000年順昌縣的SHDI值最大，為1.2094。說明相比其他時段，1995—2000年順昌縣景觀系統的結構逐漸變得復雜，并且在2000年景觀系統結構變得最為復雜;2000年以后，順昌縣SHDI指數值開始持續走低，2015年達到最低值，為1.0964，說明2000—2015年間順昌縣景觀結構漸趨簡單，而2015年景觀結構最為簡單。

4 結論

基于5期遙感影像數據，利用RS和GIS技術，借助ENVI和FRAGSTATS等相關軟件對遙感影像進行解譯、分類及景觀指數的計算，對福建省重點生態公益林區順昌縣1995—2015年的景觀格局變化情況進行分析。結果表明：

（1）研究期間，順昌縣PD指數變化顯著，2000年開發強度最大，景觀最為破碎，2010年斑塊數量減少，景觀連通性最好。

（2）LSP指數整體呈“M”型曲線變化，2000年和2010年是2個峰值期，此期間斑塊類型最為復雜，其他年份斑塊類型相對簡單。

（3）1995—2015年間，順昌縣CONTAG指數呈先降低后升高的“√”型曲線變化趨勢。景觀中斑塊類型的聚集程度自2000年以后持續增加，在2015年達到最大值，為67.7262。

（4）研究期間，SHDI指數值呈先增加后降低的變化趨勢。1995—2000年，順昌縣景觀系統的結構變得日趨復雜;2000年之后，順昌縣景觀結構逐漸變得簡單，SHDI指數值開始持續下降，2015年達到最低值。

參考文獻

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（責編：張宏民）