村莊與人口搬遷對平朔礦區(qū)景觀格局變化的影響

韓武波，賈 薇，白中科

（1.山西省國土資源廳，山西 太原030024；2.山西工商學院，山西 太原030006；3.中國地質(zhì)大學土地科學技術學院，北京 100083；4.國土資源部土地整治重點實驗室，北京 100035）

村莊與人口搬遷對平朔礦區(qū)景觀格局變化的影響

韓武波1，賈 薇2，白中科3,4

（1.山西省國土資源廳，山西 太原030024；2.山西工商學院，山西 太原030006；3.中國地質(zhì)大學土地科學技術學院，北京 100083；4.國土資源部土地整治重點實驗室，北京 100035）

研究目的：研究因礦區(qū)擴大生產(chǎn)規(guī)模引致村莊和人口遷移對于礦區(qū)景觀格局變化的影響。研究方法：以山西省平朔礦區(qū)為例，結(jié)合其開展的三次村莊和人口搬遷，通過1987年、1996年、2001年、2005年、2010年的陸地衛(wèi)星TM影像數(shù)據(jù)分析，采用景觀格局指數(shù)方法，分析平朔礦區(qū)土地利用和景觀格局的變化。研究結(jié)果：1987—2010年，平朔礦區(qū)：（1）各景觀類型的斑塊面積均呈上升趨勢，但因受到礦山生產(chǎn)影響的程度不同而各異；（2）礦坑、剝離區(qū)、邊坡三類景觀的形狀指數(shù)呈上升趨勢，復墾地呈緩慢增長趨勢，建設用地呈明顯的下降趨勢；（3）邊坡、礦坑、剝離區(qū)、礦山復墾地的最大斑塊指數(shù)呈上升趨勢，建設用地先升后降，整體呈上升的復雜態(tài)勢；（4）各景觀類型的聚集度指數(shù)緩慢增加，而分割度不斷下降。研究結(jié)論：由礦區(qū)生產(chǎn)規(guī)模擴大引致的村莊和人口遷移，對于平朔礦區(qū)景觀格局的變化具有一定的影響，但并不是直接的主導因素，礦區(qū)生產(chǎn)規(guī)模擴大的需求和規(guī)劃才是直接的主導因素。因此，重要的是應當在礦區(qū)生產(chǎn)發(fā)展規(guī)劃中加強對礦區(qū)生產(chǎn)與人的生活、社會和生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展的統(tǒng)籌力度。對于已建的礦區(qū)而言，通過加強人、礦和生態(tài)環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展規(guī)劃和調(diào)整，在礦區(qū)重建、礦區(qū)土地復墾、經(jīng)濟轉(zhuǎn)型發(fā)展中，仍然能在較大程度上促進現(xiàn)有礦區(qū)的社會經(jīng)濟和環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展。

土地利用；景觀格局；村莊；人口搬遷；平朔礦區(qū)

1 引言

工礦區(qū)中以礦區(qū)生態(tài)環(huán)境破壞范圍最為集中、規(guī)模最為宏大、類型最為典型、程度最為嚴重[1]。現(xiàn)今有關礦山的生態(tài)治理、土地利用、工程地質(zhì)、土地復墾等方面的研究已有大量成果，但是這些研究的落腳點主要停留在產(chǎn)業(yè)調(diào)整的初步階段，即礦區(qū)修復和礦區(qū)重建[1]。針對礦區(qū)發(fā)展導致的礦區(qū)人口、村莊的遷移及以人口為核心的村莊規(guī)劃對礦區(qū)景觀變化的系統(tǒng)研究較為缺乏，將人口納入研究的領域在社會影響方面稍有提及[2]。這很容易導致人們將礦區(qū)重建理解為主要是礦山的土地復墾，忽略人、地、礦的和諧發(fā)展。因此，集中于村莊和人口搬遷對礦區(qū)特別是露天礦區(qū)景觀變化的研究，對于實現(xiàn)礦區(qū)社會經(jīng)濟和生態(tài)協(xié)調(diào)發(fā)展具有重要意義和價值。

平朔礦區(qū)是中國中西部地區(qū)的一座大型露天礦區(qū)，包括安太堡露天煤礦、安家?guī)X露天煤礦和東露天煤礦三個大型露天礦田，礦田總面積380 km2，探明煤炭地質(zhì)儲量127×108t[3]。平朔煤業(yè)公司轄地范圍內(nèi)，原有46個行政村，人口約14160人。1985年以來，已完成了3次大規(guī)模的村莊和人口搬遷，目前正在開展第4次搬遷。第一次搬遷是在1985—1993年，搬遷6個村，1900余人；第二次搬遷是1998年，搬遷3個村，1500余人；第三次搬遷是2008年，搬遷5個村，4900余人。同時，平朔礦區(qū)多年來也探索出一種結(jié)合廢棄土地復墾與可持續(xù)利用的發(fā)展模式，在中國中西部礦區(qū)具有典型的代表性、先進性和示范性[1]，為研究由于礦山開采導致村莊和人口遷移進而對礦區(qū)景觀發(fā)展的影響，提供了很好的條件。

2 研究方法

1987年、1996年的影像可以體現(xiàn)第一次搬遷的變化；2001年、2005年的影像可以體現(xiàn)第二次搬遷的變化；2010年的影像可以體現(xiàn)第三次搬遷的變化。因此，首先利用ArcGIS 9.2對平朔礦區(qū)用地景觀1987年、1996年、2001年、2005年、2010年5個時相的陸地衛(wèi)星TM影像數(shù)據(jù)的平朔礦區(qū)用地景觀進行矢量化。提取土地利用信息時采用最大似然法，借助實地影像和地學信息的輔助，完成所有土地利用類型的解譯后，最終獲得平朔礦區(qū)用地景觀信息。考慮礦區(qū)土地利用類型的特點，本文將礦區(qū)景觀分為礦坑、剝離區(qū)、邊坡、礦山復墾地、建設用地5個類型（表1，封三）。

利用景觀格局分析軟件FRAGSTATS，從斑塊類型水平進行研究，得出以下具有代表性的指標：斑塊面積（CA）、景觀形狀指數(shù)（LSI）、最大斑塊指數(shù)（LPI）、聚集度指數(shù)（Clumpy）、景觀分割度（Division）。針對這些指標的變化，分析村莊和人口遷移對平朔礦區(qū)景觀變化的影響。

3 研究結(jié)果

3.1 景觀斑塊面積變化特征

圖1顯示，隨著平朔礦區(qū)生產(chǎn)規(guī)模的擴大，引致的礦區(qū)村莊和人口的三次遷移，使得礦區(qū)各景觀類型的斑塊面積均呈上升趨勢。這種變化很易理解。村莊和人口遷移的原因是由于礦山生產(chǎn)擴大規(guī)模引起的，必然會增加有關生產(chǎn)的各種景觀類型的斑塊面積增加，只是這種增加因不同景觀類型受到礦山生產(chǎn)影響的程度不同而異。

3.2 景觀形狀指數(shù)變化特征

LSI值反映了景觀類型斑塊的形狀規(guī)則的復雜程度，在其他條件相同下，LSI值也能間接反映人的活動對景觀類型變化的干擾程度。即LSI值越大說明斑塊的形狀越不規(guī)則。圖2反映了這種變化。1987—2010年，礦坑、剝離區(qū)、邊坡三類景觀的LSI呈上升趨勢，表明村莊和人口遷移后，由于礦山生產(chǎn)規(guī)模的擴大，礦山作業(yè)區(qū)成為主要的活動區(qū)域，使得各類型的空間分布和數(shù)量均圍繞礦山生產(chǎn)快速配置。但礦山復墾地景觀類型的LSI呈緩慢增長趨勢，反映了人們對礦山復墾的規(guī)劃性逐步增強，而建設用地的LSI呈明顯的下降趨勢，則反映了人們對生產(chǎn)建設用地較強的規(guī)劃性。這反映出村莊和人口遷移對礦區(qū)涉及生產(chǎn)的景觀變化影響較小，而礦山生產(chǎn)的規(guī)劃和規(guī)模才是主要的影響因素。表明在礦區(qū)發(fā)展中，對礦區(qū)發(fā)展的規(guī)劃和控制對于促進礦區(qū)人、生產(chǎn)和生態(tài)環(huán)境的協(xié)調(diào)具有關鍵作用。

圖1 平朔礦區(qū)1987—2010年各景觀斑塊面積變化圖Fig.1 Change of CA indices of Pingshuo Open Coal Mines from 1987 to 2010

圖2 平朔礦區(qū)1987—2010年各景觀景觀形狀指數(shù)變化圖Fig.2 Change of LSI indices of Pingshuo Open Coal Mines from 1987 to 2010

圖3 平朔礦區(qū)1987—2010年各景觀最大斑塊指數(shù)變化圖Fig.3 Change of LPI indices of Pingshuo Open Coal Mines from 1987 to 2010

圖4 平朔礦區(qū)1987—2010年各景觀聚集度指數(shù)變化圖Fig.4 Change of CLUMPY indices of Pingshuo Open Coal Mines from 1987 to 2010

3.3 景觀最大斑塊指數(shù)變化特征

LPI值反映了景觀類型的破碎程度，即LPI值越小表明景觀類型越破碎。圖3顯示，1987—2010年，邊坡、礦坑、礦山復墾地的LPI呈上升趨勢，表明景觀中的優(yōu)勢種類逐漸趨于集聚。剝離區(qū)在2001年和2005年的LPI值有個反差變化，反映出此階段礦區(qū)土地復墾活動的進程加快，人類對剝離區(qū)的干擾行為較多。建設用地LPI指數(shù)先升后降，整體呈上升的復雜態(tài)勢，說明建設用地斑塊逐漸趨于集中，其中人的活動程度不斷增大，但是卻逐漸趨于秩序化，所以使得建設用地斑塊更加規(guī)則。隨著村莊和人口的遷移，在擴大礦山生產(chǎn)規(guī)模的同時，人們也越來越加注意對各類用地的規(guī)劃性和控制性，表明盡管礦山生產(chǎn)對于礦區(qū)景觀類型的影響居于主導地位，但是人們有意識地逐步增強礦區(qū)發(fā)展的規(guī)劃性和控制性可以改變各類用地景觀斑塊的規(guī)模和形狀，從而促進人、礦和生態(tài)的協(xié)調(diào)發(fā)展。

3.4 景觀聚集度指數(shù)和景觀分割度指數(shù)變化特征

景觀聚集度指數(shù)和景觀分割度指數(shù)放映了景觀的聚散性。圖4和圖5是平朔礦區(qū)景觀類型的聚集度指數(shù)和景觀分割度指數(shù)的變化。1987—2010年平朔礦區(qū)各景觀類型的聚集度指數(shù)緩慢增加，而分割度不斷下降，反映了近30年的時間中，各景觀類型不斷聚集，逐漸趨于規(guī)模化。表明隨著村莊和人口的遷移，礦區(qū)在擴大生產(chǎn)的同時，逐步意識和重視人、礦和生態(tài)環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展，逐步加強了人、礦和生態(tài)環(huán)境的規(guī)劃性和控制性。

圖5 平朔礦區(qū)1987—2010年各景觀分割度指數(shù)變化圖Fig.5 Change of DIVISION indices of Pingshuo Open Coal Mines from 1987 to 2010

4 結(jié)論

（1）綜上所述，由于礦區(qū)生產(chǎn)規(guī)模擴大引致的村莊和人口遷移，對于平朔礦區(qū)景觀格局的變化具有一定的影響，但并不是直接的主導因素，礦區(qū)生產(chǎn)規(guī)模擴大的需求和規(guī)劃才是直接的主導因素。因此，對于礦區(qū)有關人、礦和生態(tài)環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展，重要的是應當在礦區(qū)生產(chǎn)發(fā)展規(guī)劃中加大和加強對礦區(qū)生產(chǎn)與人的生活、社會和生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展的統(tǒng)籌力度。

（2）盡管礦區(qū)的生產(chǎn)規(guī)模和發(fā)展規(guī)劃對于礦區(qū)景觀格局的變化具有主導作用，但是仍然不能忽視在因礦區(qū)發(fā)展引致村莊和人口遷移對礦區(qū)景觀格局的變化的影響。對于已建的礦區(qū)而言，有關人、礦和生態(tài)環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展，實際上通過加強人、礦和生態(tài)環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展規(guī)劃，在礦區(qū)重建、礦區(qū)土地復墾、經(jīng)濟轉(zhuǎn)型發(fā)展中，仍然能在較大程度上促進現(xiàn)有礦區(qū)的社會經(jīng)濟和環(huán)境的均衡發(fā)展。在大多數(shù)礦區(qū)的發(fā)展中，都能看到礦區(qū)建成前的村莊很多散落在生存條件較差的溝岔地區(qū)，通過礦區(qū)發(fā)展帶來的的移民搬遷能夠使得原來的村莊發(fā)生很大的變化，在這一過程中，加強規(guī)劃和控制可以更好地促進人、礦和生態(tài)環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展。

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（本文責編：陳美景）

Analysis of Landscape Pattern in Pingshuo Open Coal Mines Under the Villages and the Migration

Abstract: The purpose of this paper is to study the analysis of landscape pattern in Pingshuo Open Coal Mines under the villages and the migration. Method of technology combined with landscape ecology analysis is employed ,based on the TM images respectively obtained in 1987, 1996, 2001, 2005, 2010 with the villages and the migration. The result shows that the areas and aggregation degree of all kinds of landscape increased continually. With the rapid development of the mines, it is concluded that the impact of changes in the landscape of the population, villages and other human intervention factors has laid an important foundation for the sustainable planning of Pingshuo Open Coal Mines in the long term. It is the basis to summary landscape pattern variation and promote ecological civilization in mines.It is able to promote the economic and environment to harmony with the development of reconstruction in mine under economic transformation by

land use; landscape pattern; the villages; the migration; Pingshuo Open Coal Mines

F301.2

A

1001-8158（2015）05-0093-04the coordination of the population, the mines and ecological environment.

10.13708/j.cnki.cn11-2640.2015.05.013

2014-08-09

2015-04-20

國土資源部公益性行業(yè)科研專項（200911015）；山西省科技攻關項目（20090311071）。

韓武波（1977-），男，山西運城人，博士，高級工程師。主要研究方向為土地整理與規(guī)劃。E-mail: hanwubo@163.com

白中科（1963-），男，山西運城人，教授，博士生導師。主要研究方向為土地整理復墾與生態(tài)恢復、環(huán)境影響評價和土地利用工程。

E-mail: baizk@cugb.edu.cn