曲陽縣土地利用景觀格局特征研究

王 琦

（河北農業大學，河北 保定 071000）

近年來，景觀生態學的應用越來越廣泛，作為研究景觀生態的重要指標，土地利用和景觀格局成為揭示區域生態狀況和空間分布特征的有效手段[1]。本文以河北曲陽縣為研究區，利用ENVI與Fragtats軟件對曲陽縣2009～2016年的土地利用和景觀格局進行研究。

1 研究區概況和研究方法

曲陽縣地處保定市區西南，太行山東麓，華北平原西部，面積總計1 083.7 km2，地理坐標為北緯38°，東徑114°。其地勢走向為西北高、東南低，屬半山區。曲陽縣呈大陸季風氣候，四季顯著而分明[2]。

1.1 數據來源

研究區主要數據來源類為曲陽縣2009年的landsat TM遙感影像和2016年的landsat8 OLI遙感影像數據。數據由地理空間數據云下載獲得，并對其進行大氣校正，圖像增強等處理，利用曲陽縣的shp邊界進行影像裁剪以獲得精確用地范圍。

在Envi5.3中，利用影像監督分類的方法，獲取曲陽縣2009和2016年2期土地利用分類圖。并在此基礎上，使用景觀格局指數分析軟件Fragstats 4.2對曲陽縣景觀空間分布特征進行了研究分析。由于曲陽縣地貌單一，本研究按照國家相關標準，將研究區景觀類型劃分為水體、建設用地，裸地，林草地和耕地5類[3]。

1.2 研究方法

從生態學和規劃學角度來看，斑塊類型及其形狀、大小、數量和空間組合等對生態環境的影響具有很強的相關性，對于這些要素高度濃縮的景觀格局信息即景觀指數。本研究分析指數包括CA、PLAND、LSI、PD、IJI、LPI、CONTAG、COHESION、SHDI、SHEI等10項指標[4]。

2 結果與分析

2.1 土地利用變化

在Envi5.3中對曲陽縣2009～2016年土地利用進行分類，分類結果如圖1所示。從空間分布角度上看，曲陽縣土地利用呈階梯化分布，北部地區主要是山區裸地、林地，南部地區主要是建設用地和耕地，西北部地區有集中水域。

由圖2可知，2009～2016年的7年間，曲陽縣裸地面積從17 213公頃略微下降至17 111公頃，面積基本保持不變；建設用地面積呈現大幅度增長，從13 309公頃上升至20 967公頃；林草地面積小幅下降，從44 288公頃下降至40 223公頃；耕地面積小幅下降，從30 703公頃下降到26 482公頃；水域面積從1 371公頃上升至2 102公頃，雖然絕對增幅不大，但從整體比例上增幅較大。總體上看，7年間曲陽縣建設用地和水域面積增加明顯，從圖中即可觀察到明顯變化，林草地和耕地面積有所下降，裸地面積基本保持不變，說明曲陽縣正在經歷一個快速的發展時期，但其發展占用了一定面積的綠地，且裸地利用率不高。

圖1 2009～2016年土地利用變化圖

圖2 2009～2016年土地利用變化表

2.2 類型層面分析

由表1分析得知，林草地在曲陽縣土地利用類型中占主要地位，根據PLAND（斑塊所占景觀面積比例）值，2009年和2016年分別占總面積的41.43%和37.63%，水域面積很小，但在7年內增加幅度很大，從1.28%上升至1.96%。林草地LSI（景觀形狀指數）值較高，形狀復雜，水域LSI低，形狀簡單集中。大部分PD（斑塊密度）呈上升趨勢，景觀破碎度增加。建設用地、耕地、水域的IJI（散布與并列指數）均有明顯提升，斑塊鄰接概率明顯增加。綜上所述，隨著城市化進程的加快，曲陽縣建設用地面積大幅提高的同時，各類型斑塊受人類活動干擾加劇，景觀碎片化程度增加。

表1 2009～2016年類型層面景觀格局指數

2.3 景觀層面分析

2009～2016年 景觀層面景觀格局指數如表2所示。從表2可知，2009～2016年PD呈增加趨勢，值得注意的是，LPI（某類最大斑塊占景觀面積）值從23.94大幅下降到6.65，占據優勢和主導地位的斑塊被散布化了，象征著人類對自然的干擾活動增加，LSI從124.51上升至139.20，CONTAG（蔓延度指數）從36.67下降至31.48，IJI從62.60上升至71.36，COHESION（斑塊結合度）從99.23下降至98.70，都從不同的方面反映了這一的誘因產生的結果。SHDI（香農多樣性指數）從1.33上升至1.40，土地利用豐富度增加，景觀異質性上升，SHEI（香農均勻度指數）從0.82上升至0.87，說明研究區內各斑塊景觀優勢度減弱并呈現均質化趨勢。總體而言，2009～2016年間，曲陽縣開發活動的顯著增加，原有景觀優勢度較高的農林土地被用作建設用地，零星異質斑塊散布在優勢斑塊內部，使斑塊破碎度增加，對景觀生態系統的健康運轉的干擾活動加劇。

表2 2009～2016年景觀層面景觀格局指數

3 結語

本文利用遙感影像數據并借助3S技術相關軟件，對曲陽縣2009～2016年的土地利用景觀格局進行了分析研究，結果如下：

（1）保定市曲陽縣呈現北山區林地、裸地和南平原建設用地、耕地的總體格局。2009～2016年間，曲陽縣城市進程加快，建設用地面積增加幅度較大，并提高了水域面積，但北部的裸地沒有獲得很好地利用。

（2）曲陽縣發展過程中，占用了較多的林草地和耕地，建設用地和綠地景觀碎片化程度均有不同程度的增加，斑塊形狀復雜化，聚集度減弱。

（3）總體生態系統受到一定程度的干擾，綠地系統景觀優勢度有較大幅度削弱。建議在城市發展的同時，注重生態保護和綠地系統的建設

（4）目前，landsat系列遙感衛星信息是易于獲取的一種類型，但其精度還不夠高，在對水體、建設用地、綠地之間的區分效果很好，但各類綠地之間的解譯區分較為不理想，對此本研究方案還存在一些不足，希望在今后的研究中能夠獲得提高。