贛江上游章江流域地形因子特征及其對(duì)景觀格局的影響

邊曉輝，劉友存，陳 明，焦克勤，劉 燕，丁倩倩

(1.江西理工大學(xué)，a.建筑與測(cè)繪工程學(xué)院，b.資源與環(huán)境工程學(xué)院，江西 贛州 341000；2.中國(guó)科學(xué)院西北生態(tài)環(huán)境資源研究院，甘肅 蘭州 730000)

【研究意義】流域是一個(gè)以河流為中心，集結(jié)了各種元素于一體的地理單元，也是一個(gè)完整的生態(tài)系統(tǒng)[1-2]。而其景觀格局分布多受地形因素影響，地形因子的變化直接或間接的改變著地表物質(zhì)能量的相互轉(zhuǎn)化，進(jìn)而影響人類(lèi)活動(dòng)，從而致使不同等級(jí)下的地形因子上都表現(xiàn)出一定的規(guī)律性特征[3-5]。同時(shí)，由于流域內(nèi)部景觀格局存在著相互制約、連續(xù)變化和復(fù)雜性等特征，使得對(duì)于景觀格局的分析難度較大[6-8]。因此，利用流域內(nèi)景觀格局的分布狀況，并結(jié)合地形因子，研究景觀格局在不同等級(jí)的地形變化特征是一個(gè)景觀生態(tài)研究的新方向。【前人研究進(jìn)展】已有學(xué)者在地形因子對(duì)景觀格局的影響方面進(jìn)行了大量的研究工作，并取得了較好的成果。然而，現(xiàn)有研究大多從某一個(gè)地形因素方面進(jìn)行景觀格局分布狀況的研究[9-12]，例如，趙衛(wèi)權(quán)等[13]基于地形起伏度的不同等級(jí)，運(yùn)用景觀格局指數(shù)探討了貴州省景觀格局異質(zhì)性特征；李丹等[14]利用轉(zhuǎn)移矩陣和地形位指數(shù)法，分析了地形因子梯度對(duì)松嫩平原北部土地利用的變化影響；李慧婷等[15]主要從時(shí)間序列上研究了新疆瑪納斯河流域高程、坡度和坡向3種地形因素的景觀類(lèi)型的分布；孫全風(fēng)等[16]利用分布指數(shù)和空間變化從高程、坡度和坡向方面對(duì)伏牛山脈區(qū)域的景觀類(lèi)型與地形因子進(jìn)行了耦合研究。作為贛江的一級(jí)支流，章江地處山地丘陵，流域包含了豐富的生態(tài)資源與地理信息。已有學(xué)者對(duì)贛江上游植被變化及地形地貌等從單一方面進(jìn)行了研究[17-18]，并取得了較好的研究成果。然而，對(duì)于流域復(fù)雜的景觀格局與地理單元，從單一地形因子進(jìn)行分析尚存不足。因此，以贛江上游典型流域章江為例，選取高程、坡度和地形起伏度3種常用于直觀的反應(yīng)地形地貌特征的因子，并從地形因子的不同等級(jí)上入手分析景觀格局的分布與變化特征，對(duì)于深入研究景觀格局內(nèi)部形成與外部環(huán)境相互作用的關(guān)系，以及對(duì)不同地形狀況下景觀格局類(lèi)型中人與自然因素間的作用具有重要的科學(xué)意義。【本研究切入點(diǎn)】本文使用3種地形因子，采用空間分析法、分布指數(shù)法和景觀格局指數(shù)法分別探討不同地形因子等級(jí)的景觀類(lèi)型與景觀格局的變化特征，并結(jié)合移動(dòng)窗口法對(duì)地形因子與景觀格局之間的影響進(jìn)行了分析。【擬解決的關(guān)鍵問(wèn)題】為進(jìn)一步了解景觀格局的空間分布規(guī)律及其空間優(yōu)化等方面提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和科學(xué)參考。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)域概況

章江流域位于贛粵湘三省交界處(圖1)，主要位于江西省內(nèi)，介于113°48′～115°05′E和25°20′～26°15′N(xiāo)之間。作為贛江的一級(jí)支流，章江全長(zhǎng)約178 km，流域面積7691 km2。章江流域不僅是贛江上游最重要的生態(tài)屏障，也是我國(guó)重要的稀土礦區(qū)[19]。流域內(nèi)海拔自東向西逐漸升高，高差相對(duì)較大，地貌類(lèi)型為山地丘陵為主；且地處亞熱帶季風(fēng)區(qū)，年均氣溫19.8 ℃，年均降水量1318.3 mm，水系密布，森林覆蓋率高，礦產(chǎn)資源豐富。

1.2 數(shù)據(jù)來(lái)源與研究方法

1.2.1 數(shù)據(jù)來(lái)源 DEM數(shù)據(jù)來(lái)源于地理數(shù)據(jù)空間云(http://www.gscloud.cn/)的ASTER GDEM30m分辨率影像，經(jīng)鑲嵌、投影和裁剪得到章江流域的DEM。景觀格局?jǐn)?shù)據(jù)是基于2017年的Landsat 8遙感影像，并參考2015年中國(guó)科學(xué)院資源環(huán)境科學(xué)數(shù)據(jù)中心1︰10萬(wàn)土地利用類(lèi)型圖，使用監(jiān)督分類(lèi)下的最大似然值法與人工目視解譯相結(jié)合進(jìn)行分類(lèi)，并根據(jù)中國(guó)土地資源分類(lèi)系統(tǒng)，將章江流域分為六大類(lèi)：林地、草地、耕地、建設(shè)用地、水域和其它用地(圖2)。總體分類(lèi)精度98.94 %，kappa系數(shù)為0.9865，其精度可滿足景觀格局分析的要求。使用預(yù)處理后的景觀類(lèi)型在ARCGIS中進(jìn)行地理空間單元的統(tǒng)計(jì)和格式轉(zhuǎn)換等步驟，最后將轉(zhuǎn)換為grid格式的數(shù)據(jù)導(dǎo)入Fragstats3.3軟件中計(jì)算景觀水平指數(shù)，再選擇其中的移動(dòng)窗口法，并以半徑為300 m的圓形區(qū)域進(jìn)行景觀格局指數(shù)的空間獲取。

圖2 章江流域景觀類(lèi)型分布

1.2.2 地形等級(jí)劃分 地形因子主要選取高程、坡度和地形起伏度，應(yīng)用ARCGIS軟件中的空間分析功能，由DEM數(shù)據(jù)生成坡度、地形起伏度，參考中國(guó)數(shù)字地貌制圖規(guī)范的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，并結(jié)合章江流域地形的實(shí)際情況對(duì)高程、坡度和地形起伏度三者進(jìn)行等級(jí)劃分[20]。高程劃分為4個(gè)等級(jí)：79～500，500～900，900～1100 m，>1100 m。坡度劃分為：0°～6°，6°～15°，15°～25°，>25°。地形起伏度也劃分為四個(gè)等級(jí)，分別為：0～30，30～70，70～200 m，>200 m。

本文采用移動(dòng)窗口法計(jì)算了不同尺度的地形起伏度，通過(guò)平均值隨窗口大小的變化呈現(xiàn)對(duì)數(shù)曲線特征(圖3a)，擬合度為0.9609。然后采用均值變點(diǎn)法獲得突變點(diǎn)，以求得最佳統(tǒng)計(jì)單元[21-22]。由圖3b可知，當(dāng)點(diǎn)數(shù)為12，對(duì)應(yīng)窗口為13×13時(shí)，差值達(dá)到最大值14.85。由此得出，采用30 m分辨率的DEM數(shù)據(jù)計(jì)算章江流域地形起伏度時(shí)用13×13的窗口形式為最佳，最佳統(tǒng)計(jì)單元大小為15.21 km2，地形起伏度為0～515 m，平均為106.7 m。

圖3 地形起伏度均值與窗口大小的關(guān)系

1.2.3 研究方法 景觀格局分布指數(shù)。景觀格局分布指數(shù)是消除景觀類(lèi)型面積間的差異，利用分布指數(shù)可以清晰展示出不同地形要素等級(jí)上的分布情況[23]。它既是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化的指數(shù)，也是一個(gè)無(wú)量綱的指數(shù)，公式如下。

(1)

式中：P表示景觀類(lèi)型分布指數(shù)；e表示地形因子(高程、坡度和地形起伏度)；i表示景觀類(lèi)型；Sie表示在特定等級(jí)下地形因子e的第i類(lèi)景觀類(lèi)型的面積；Si表示i類(lèi)景觀類(lèi)型的面積；S表示整個(gè)區(qū)域的面積；Se表示整個(gè)區(qū)域在特定等級(jí)下地形因子e的景觀類(lèi)型總面積。其中分布指數(shù)P=1時(shí)，代表某種景觀類(lèi)型在該種地形上的比重與研究區(qū)內(nèi)該景觀的比重相等。P>1時(shí)，某地類(lèi)在該地形上的比重大于該地類(lèi)總面積在研究區(qū)域的比重。因此，將P>1設(shè)定為該景觀類(lèi)型的優(yōu)勢(shì)位。當(dāng)分布指數(shù)的曲線越接近平緩，表明某種地類(lèi)分布與標(biāo)準(zhǔn)分布之間的偏離度越小，其對(duì)地形差異的適宜性增大。反之，某種地類(lèi)對(duì)地形存在著較強(qiáng)的選擇性。

景觀格局指數(shù)。景觀格局指數(shù)是濃縮了景觀格局的全部信息，能夠定量化的表達(dá)出景觀結(jié)構(gòu)的組成和空間配置特征[24-25]。景觀指數(shù)可以從斑塊水平、類(lèi)型水平和景觀水平3個(gè)層面進(jìn)行分析。本文選取了6種景觀水平指數(shù)對(duì)章江流域的景觀異致性進(jìn)行分析，景觀水平指數(shù)分別為斑塊密度(PD)、景觀形狀指數(shù)(LSI)、蔓延度(CONTAG)和聚集度(AI)反映景觀的破碎程度和連通性。Shannon多樣性指數(shù)(SHDI)和均勻度指數(shù)(SHEI)反映景觀結(jié)構(gòu)的多樣化與分布的均勻程度。

2 結(jié)果與分析

2.1 高程對(duì)景觀格局的影響

2.1.1 景觀類(lèi)型在高程上的變化 如圖4所示，章江流域在高程等級(jí)上的面積比最大值位于79～500 m，其占地面積達(dá)42.63 %，幾乎出現(xiàn)在地勢(shì)低于500 m內(nèi)的南康區(qū)和贛州市區(qū)，而大余、崇義和上猶縣低于500 m的區(qū)域均是沿河流的緩沖區(qū)，其面積相對(duì)較小。500～900 m區(qū)域的面積比為37.23 %，主要位于南部的大余縣和中部的崇義縣，并且大余縣的地勢(shì)大部分低于900 m。900～1100 m的面積比為14.2 %，主要位于章江流域上游的崇義縣。大于1100 m的面積比相對(duì)較小，主要位于研究區(qū)的西南部與西北部。景觀類(lèi)型在高程上的分布如圖4-b，林地相對(duì)分布均勻，在4個(gè)等級(jí)上都占有一定的比例，但在500～900 m上所占比例最大，為55.22 %。耕地主要分布于79～500和500～900 m的兩個(gè)等級(jí)上，其中79～500 m等級(jí)上為45.52 %，其主要原因是沿河地區(qū)地勢(shì)平坦且水資源條件優(yōu)越。水域和建設(shè)用地主要分布于海拔相對(duì)較低的區(qū)域(79～500 m)內(nèi)，所占比例相對(duì)較小。其它用地在4個(gè)等級(jí)上均有占比，但在79～500和500～900 m等級(jí)上占比相對(duì)較大。

圖4 (a)高程等級(jí)分布;(b)不同高程等級(jí)上的景觀類(lèi)型分布

2.1.2 不同景觀類(lèi)型在高程上的分布特征 由圖5所示，建設(shè)用地、水域和耕地的分布指數(shù)其變化趨勢(shì)相似，先急劇下降后處于平緩狀態(tài)。林地為先增后減再增，草地為先增后減，其它用地緩緩上升。在79～500 m區(qū)域內(nèi)，建設(shè)用地、耕地和水域處于優(yōu)勢(shì)位(P>1)，而水域和建設(shè)用地的分布指數(shù)大于2，具有絕對(duì)的優(yōu)勢(shì)。其它用地和林地的分布指數(shù)小于1，草地接近于0。在500～900 m區(qū)域內(nèi)，林地、草地和其它用地的分布指數(shù)都大于1，而林地相對(duì)較大，其余景觀類(lèi)型的分布指數(shù)均小于1。在900～1100 m和大于1100 m區(qū)域內(nèi)，建設(shè)用地、水域和耕地的分布指數(shù)都未發(fā)生明顯變化，而草地先增后減，與林地變化相反，其它用地稍有增加，但其分布指數(shù)都大于1。這表明隨著高程的增加，人類(lèi)活動(dòng)影響減小，自然生態(tài)系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)變顯現(xiàn)，因此，高程越大越有利于實(shí)施生態(tài)環(huán)境保護(hù)。

圖5 不同景觀類(lèi)型在高程等級(jí)上的分布指數(shù)

2.1.3 景觀格局指數(shù)在高程上的變化 由表1可知，高程等級(jí)79～500 m的區(qū)域中SHEI為最小值0.57，PD、LSI和SHDI相對(duì)較小，CONTAG和AI偏大，說(shuō)明該區(qū)域景觀類(lèi)型的斑塊密度大，形狀相對(duì)規(guī)則，多樣性和均勻度偏低，蔓延度和聚集度相對(duì)較大。在500～900 m的區(qū)域中，PD、LSI、SHDI和SHEI都比較大，CONTAG和AI比較小，說(shuō)明該區(qū)域景觀類(lèi)型分布均勻，且比較豐富。在900～1100 m區(qū)域中，PD、LSI、SHDI和SHEI相比前一等級(jí)略有減小，而CONTAG和AI有所增加,說(shuō)明景觀類(lèi)型的多樣化在減弱,景觀的連通性在上升。在大于1100 m的區(qū)域中，由于自然景觀類(lèi)型單一，PD、LSI和SHDI值最小，CONTAG(56.88)和AI(92.26)值最大，說(shuō)明斑塊密度減少，形狀規(guī)則，蔓延度和聚集度都達(dá)到最大化。由此可見(jiàn)，500～900 m區(qū)域中景觀的異質(zhì)性最強(qiáng)，多樣性與均勻度最大，景觀的破碎化最為嚴(yán)重，連通性和聚集度最差。900～1100 m景觀的多樣性有所下降，但破碎化程度和連通性有明顯的回升，干擾程度也有一定的減少，生物多樣性水平高，可作為后期生態(tài)環(huán)境保護(hù)的主要區(qū)域。

表1 不同高程上的景觀指數(shù)

2.2 坡度對(duì)景觀格局的影響

2.2.1 景觀類(lèi)型在坡度上的變化 從圖6可以看出，在章江流域的坡度等級(jí)上，前3個(gè)等級(jí)區(qū)域的面積相差不大，但90 %的面積卻分布在前3個(gè)坡度等級(jí)上，0～6°區(qū)域占總面積的26.35 %，主要位于章江流域西部和南部的部分區(qū)域。6～15°區(qū)域?yàn)?4.33 %，其分布相對(duì)比較分散。15～25°為28.47 %，主要分布是從東北向西南逐漸增長(zhǎng)。坡度大于25°僅為10.85 %，面積顯著減少，其分布由南向西南遞增。由圖6-b可看出，林地和草地在四個(gè)等級(jí)上都占有一定比例，林地在6～15°內(nèi)的面積最大，并占到該區(qū)間面積的54.57 %，但隨著坡度增加面積減少。草地在0～6°內(nèi)的面積最小，而在15～25°內(nèi)的比例最大，占到28.16 %。耕地面積隨著坡度增加呈直線下降，在0～6°區(qū)間內(nèi)占到58.16 %。建設(shè)用地主要在0～6°區(qū)間內(nèi)，并占到13.89 %。水域僅在0～6°區(qū)間內(nèi)，所占比例較小。其它用地在四個(gè)等級(jí)中都占有一定比例，但所占比例相對(duì)較小，只有在6～15°區(qū)間內(nèi)所占比例相對(duì)較大。由此可看出，0～6°區(qū)間內(nèi)所占比例相對(duì)較少，但景觀類(lèi)型卻具有多樣化。

圖6 (a)坡度等級(jí)分布；(b)不同坡度等級(jí)上的景觀類(lèi)型分布

2.2.2 不同景觀類(lèi)型在坡度上的分布特征 從圖7中可看出，坡度的不斷增加，耕地和水域的分布指數(shù)呈線性下降，從P>2的優(yōu)勢(shì)位降至接近于0，表明這兩類(lèi)景觀類(lèi)型隨坡度變化的敏感性較強(qiáng)。建設(shè)用地在0～6°的等級(jí)上的分布指數(shù)最大，P接近3.5，但在6°之后其分布指數(shù)減至1以下，說(shuō)明該流域內(nèi)建設(shè)用地只在0～6°區(qū)間內(nèi)有較強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)度。林地和草地的分布指數(shù)隨坡度增加而增加，但林地在6°之后P值均大于1，變化相對(duì)平緩，而草地增至15°之后P值大于在坡度相對(duì)較大的情況下才處于優(yōu)勢(shì)位。其它用地的趨勢(shì)線相對(duì)比較平緩，表明對(duì)坡度的敏感性相對(duì)較弱。綜上可知，坡度的增加使得與人類(lèi)活動(dòng)相關(guān)的景觀類(lèi)型分布指數(shù)降低，而未受到人為因素的景觀類(lèi)型分布優(yōu)勢(shì)度呈現(xiàn)上升趨勢(shì)。

圖7 不同景觀類(lèi)型在坡度等級(jí)上的分布指數(shù)

2.2.3 景觀格局指數(shù)在坡度上的變化 由表2所示，在坡度最小的區(qū)域內(nèi)，PD(26.70)、LSI(2.16)、SHDI(0.67)和SHEI(0.55)均為最小值，CONTAG(57.84)和AI(90.82)為最大值，表明該區(qū)域自然景觀斑塊面積大，形狀規(guī)則，景觀多樣性和均勻度較低。在6～15°區(qū)間內(nèi)，CONTAG(50.65)和AI(88.15)為最小值，但其它4種景觀類(lèi)型均為最大值，說(shuō)明該區(qū)域內(nèi)的景觀類(lèi)型豐富，并且分布比較均勻。在15～25°區(qū)間內(nèi)的景觀格局指數(shù)在上一級(jí)的基礎(chǔ)上略有變化，而斑塊密度、形狀指數(shù)和多樣化指數(shù)有所減小，蔓延度和聚集度略有增加。在大于25°區(qū)間內(nèi)的景觀類(lèi)型逐漸單一化，而形狀相對(duì)規(guī)則，景觀的多樣化與均勻度隨之下降。由此可知，在6～15°區(qū)間的景觀空間異質(zhì)性最佳，香濃多樣性指數(shù)和均勻度指數(shù)可達(dá)到最大，景觀破碎化程度加劇，具有較差的聚集性和連通性。大于25°區(qū)間內(nèi)的景觀多樣性有所降低，可能是受干擾程度相對(duì)較小，破碎化程度與聚集度趨于好轉(zhuǎn)。

表2 不同坡度上的景觀指數(shù)

2.3 地形起伏度對(duì)景觀格局的影響

2.3.1 景觀類(lèi)型在地形起伏度上的變化 由圖8-a可看出，章江流域隨地形起伏度的增加，面積逐漸擴(kuò)大，在0～30 m區(qū)間內(nèi)占總面積的16.93 %，主要分布在下游的南康區(qū)、贛州市區(qū)和大余縣境內(nèi)，但上游的汝城縣內(nèi)也有分布。在30～70 m區(qū)間內(nèi)占到21.54 %，主要位于上猶縣和南康區(qū)交界處，但在上游的西南部存在大量分散的斑塊。在70～200 m區(qū)間內(nèi)高達(dá)56.28 %，主要位于流域上游的崇義縣。在大于200 m的區(qū)間內(nèi)，面積大幅度下降，僅占5.25 %，只分布在流域的南部，而斑塊面積較小。章江流域景觀類(lèi)型在地形起伏度上的分布如圖8-b所示，0～30 m區(qū)間內(nèi)的主要景觀為建設(shè)用地和耕地，占到85 %以上。在30～70 m區(qū)間內(nèi)面積有所增加，而林地和耕地面積高達(dá)82 %。在70～200 m區(qū)間內(nèi)林地和草地有所增加，并分別占到55.89 %和26.97 %，但耕地面積開(kāi)始下降，僅占11.67 %；大于200 m區(qū)間內(nèi)以林地為主，并成為主要的優(yōu)勢(shì)景觀。由此可知，在0～30 m區(qū)間內(nèi)是人地矛盾激烈的區(qū)域，隨著地形起伏度的增加，人為因素減少的自然景觀優(yōu)勢(shì)度逐漸顯著。

圖8 地形起伏度等級(jí)分布及地形起伏度等級(jí)上的景觀類(lèi)型分布

2.3.2 不同景觀類(lèi)型在地形起伏度上的分布特征 由圖9所示，在0～30 m等級(jí)中，建設(shè)用地具有最大的優(yōu)勢(shì)位，P值接近于5，耕地和水域的P值大于2.5，其它景觀類(lèi)型的P值小于1，林地和草地的P值趨于0。30～70 m的等級(jí)的P值大于1的有水域、耕地、林地和其它用地，建設(shè)用地從絕對(duì)的優(yōu)勢(shì)位降至P值小于1，同時(shí)水域和耕地的優(yōu)勢(shì)位也有所降低。在70～200 m和大于200 m等級(jí)，隨著地形起伏度的上升，景觀分布指數(shù)發(fā)生顯著性變化，林地和草地的優(yōu)勢(shì)位逐漸顯現(xiàn)，其它景觀類(lèi)型分布指數(shù)均略有下降趨勢(shì)。綜上可知，該流域人類(lèi)活動(dòng)范圍主要是在小于70 m的地形起伏度內(nèi)，距離人類(lèi)活動(dòng)區(qū)越遠(yuǎn)自然生態(tài)環(huán)境的優(yōu)勢(shì)位越明顯。

圖9 不同景觀類(lèi)型在地形起伏度等級(jí)上的分布指數(shù)

2.3.3 景觀指數(shù)在地形起伏度上的變化 由表3所示，在0～30 m的區(qū)間內(nèi)CONTAG(62.56)和AI(93.08)值最大，PD、LSI、SHDI和SHEI值相對(duì)較小，蔓延度和聚集度達(dá)到章江流域的最大，其斑塊密度小，形狀規(guī)則，多樣性與均勻度較低。在30～70 m區(qū)間內(nèi)PD(33.85)、LSI(2.46)和SHDI(0.85)分別為最大值，而CONTAG和AI較小，表明該區(qū)間是章江流域景觀類(lèi)型最豐富，且分布均勻的區(qū)域。和上一等級(jí)相比較，在70～200 m區(qū)間內(nèi)的景觀指數(shù)略有減小，聚集度和均勻度有所增加。大于200 m區(qū)間內(nèi)的景觀類(lèi)型減少，斑塊面積變大，聚集度和連通性逐漸增加。由此可見(jiàn)，人類(lèi)活動(dòng)最劇烈區(qū)域的景觀異質(zhì)性最差，多樣性和均勻度最小。隨著地形起伏度增加，人類(lèi)活動(dòng)減弱，景觀多樣性略有下降，但景觀的破碎化程度和連通性在不斷的好轉(zhuǎn)。

表3 不同地形起伏度上的景觀指數(shù)

2.4 基于移動(dòng)窗口法的景觀格局指數(shù)與地形因子相關(guān)性分析

本文運(yùn)用移動(dòng)窗口法對(duì)章江流域景觀格局指數(shù)與地形因子間的關(guān)系進(jìn)行了分析。移動(dòng)窗口法的優(yōu)勢(shì)在于可以直觀清晰地呈現(xiàn)出區(qū)域景觀的空間異質(zhì)性，將景觀格局指數(shù)和地形因素二者相結(jié)合進(jìn)行研究，有效地闡釋了景觀格局和自然環(huán)境等問(wèn)題間的關(guān)聯(lián)，并且對(duì)于景觀格局的總趨勢(shì)變化與分布情況具有明確的了解[26-27]。選用6種景觀格局指數(shù)分別呈現(xiàn)出了不同的空間差異性，并與該流域的地形因素特點(diǎn)相結(jié)合分析，可看出景觀格局指數(shù)在一定地形分布等級(jí)上的變化特征，如圖10所示。斑塊密度較小的區(qū)域主要分布在城市和城市周邊的耕地、部分林地和草地地帶。根據(jù)前面的分析可知，城市及城市周邊耕地位于章江流域海拔、坡度和地形起伏度的最低處，而部分林地和草地帶斑塊密度較小，主要是由于海拔增高和坡度的變大使其景觀類(lèi)型單一，一些沿水域分布的鄉(xiāng)鎮(zhèn)地區(qū)，斑塊密度較大。景觀形狀指數(shù)較小的區(qū)域主要是海拔位于0～500 m之間，坡度小于6°和地形起伏度小于70 m的城區(qū)，由于城市規(guī)劃等原因致使該區(qū)域景觀比較規(guī)則。另外，還有少量高海拔和大坡度區(qū)域的林地和草地受人為因素干擾較小，其分布相對(duì)規(guī)則。蔓延度較高者主要集中在章貢區(qū)建設(shè)用地、南康區(qū)耕地和部分林地，建設(shè)用地和耕地主要位于地勢(shì)平坦的區(qū)域，但這部分林地分布在地勢(shì)相對(duì)較高的位置。蔓延度低者主要分布在景觀形狀不規(guī)則的流域南部，以河流和鄉(xiāng)鎮(zhèn)為中心的緩沖區(qū)為主。聚集度高者主要集中在人類(lèi)活動(dòng)劇烈的范圍內(nèi)，以建設(shè)用地和耕地為主，都處于地勢(shì)低、坡度小的區(qū)域。聚集度小者主要集中在西北部，位于地勢(shì)高、坡度大和地形起伏度較高的復(fù)雜地形區(qū)域。香濃多樣性高者集中在章江流域中上游，以河流為中心向外擴(kuò)展300 m的緩沖區(qū)域，其中包含6種景觀類(lèi)型，高程、坡度和地形起伏度均介于中間。主要是因?yàn)橄掠螌儆诔鞘袇^(qū)，地勢(shì)平坦，受外界因素的影響較大，景觀多樣性較弱。景觀均勻度指數(shù)和香濃多樣性指數(shù)的空間分布相似，高指數(shù)者主要分布在3種地形因素等級(jí)的中間位置。由此可以看出，景觀格局的特征與地形因素的分布呈現(xiàn)著明顯的等級(jí)變化規(guī)律，從而說(shuō)明地形地貌對(duì)于景觀格局的變化起著決定性的作用。

圖10 章江流域景觀格局指數(shù)分布

3 討論與結(jié)論

以景觀格局和地形因子為主線，選用3種地形因子：高程、坡度和地形起伏度，通過(guò)對(duì)章江流域景觀類(lèi)型在不同地形因子等級(jí)上分布特征的分析，呈現(xiàn)出景觀格局在地形因子上的特征與規(guī)律。選用6種可以較好的揭示景觀異質(zhì)性的景觀格局指數(shù)，運(yùn)用移動(dòng)窗口法定性的分析了景觀格局指數(shù)與地形因子之間的相關(guān)性。

(1)章江流域達(dá)80 %的區(qū)域位于海拔900 m范圍內(nèi)，主要的景觀類(lèi)型為耕地和林地，高于900 m的區(qū)域位于流域南部與西北部的邊緣地區(qū)，景觀類(lèi)型以林地和草地為主。隨著高程的增加，建設(shè)用地、水域和耕地的分布指數(shù)顯著遞減，優(yōu)勢(shì)度降低，草地和林地分布指數(shù)大于1，優(yōu)勢(shì)度逐漸增加。在500～900 m區(qū)間內(nèi)章江流域景觀的空間異質(zhì)性最強(qiáng)，景觀類(lèi)型豐富多樣，而大于1100 m區(qū)域的景觀連通性和聚集度最佳。

(2)坡度等級(jí)中，前3個(gè)坡度區(qū)間所占面積高達(dá)90 %，而0～6°區(qū)間內(nèi)的景觀連通性和聚集度最大，主要的景觀類(lèi)型為耕地和建設(shè)用地，其中建設(shè)用地分布指數(shù)高達(dá)3.3，其優(yōu)勢(shì)度最大。6～15°區(qū)間面積最大，景觀類(lèi)型豐富，斑塊密度大，形狀不規(guī)則，景觀多樣性與均勻度達(dá)到最大，而景觀類(lèi)型的優(yōu)勢(shì)度相對(duì)較弱。隨著坡度增加，景觀類(lèi)型逐漸單一化，林地和草地優(yōu)勢(shì)度相對(duì)增加，連通性和聚集度有所回升。

(3)地形起伏度等級(jí)中，面積最大的區(qū)域位于70～200 m之間，占總流域面積的56.28 %，主要景觀類(lèi)型為林地、草地和耕地，其中林地和草地具有一定的優(yōu)勢(shì)位，而整體的景觀連通性較弱。最大優(yōu)勢(shì)度的景觀類(lèi)型為建設(shè)用地，其分布指數(shù)為5。位于0～30 m區(qū)間內(nèi)，景觀的空間異質(zhì)性最弱，但景觀連通性與聚集度較強(qiáng)。在地形起伏度30～70 m內(nèi)，景觀空間異質(zhì)性最佳，景觀類(lèi)型豐富多樣。

(4)章江流域東部區(qū)域景觀呈現(xiàn)出斑塊密度小，形狀規(guī)則，破碎化程度較大的特點(diǎn)，主要是因?yàn)楦叱獭⑵露群偷匦纹鸱容^低，人為因素主導(dǎo)的結(jié)果所致。景觀空間異質(zhì)性高，景觀類(lèi)型豐富均勻，聚集度和連通性較好的區(qū)域位于流域中部和西南部，處在各地形因子的中間過(guò)渡帶，人為因素與自然因素共同主導(dǎo)。隨流域內(nèi)高程、坡度和地形起伏度的遞增，人為主導(dǎo)因素轉(zhuǎn)為自然因素主導(dǎo)，景觀類(lèi)型出現(xiàn)單一化，景觀多樣化減小，破碎化程度減弱。