遼寧渾河源頭生態(tài)功能區(qū)土地利用景觀格局變化分析

摘 要：以遼寧省渾河源頭生態(tài)功能區(qū)為研究區(qū)域，利用2000年、2005年、2010年、2015年4期遙感影像為數(shù)據(jù)源，借助RS和GIS技術(shù)，對研究區(qū)2000—2015年間的土地利用景觀格局變化進行分析。結(jié)果表明：渾河源頭生態(tài)功能區(qū)景觀要素類型以林地、耕地和建設(shè)用地為主，其中以林地面積最大;2000—2015年間，林地、水域、建設(shè)用地面積均有所增加，而耕地面積持續(xù)減少;15a來，耕地是主要轉(zhuǎn)出類型，林地、水域和建設(shè)用地是主要轉(zhuǎn)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(guān)鍵詞：生態(tài)功能區(qū);土地利用;景觀格局;動態(tài)變化;渾河源頭區(qū)

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(tài)學與區(qū)域生態(tài)規(guī)劃。

重點生態(tài)功能區(qū)是保障國家生態(tài)安全、擴大綠色生態(tài)空間的重要區(qū)域，是人與自然和諧相處的示范區(qū)[1]。渾河源頭區(qū)地處遼東山區(qū)，作為遼寧省重點生態(tài)功能區(qū)，其主要生態(tài)服務(wù)功能為水源涵養(yǎng)與生物多樣性保護，在保障遼寧省生態(tài)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(chǔ)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(jié)構(gòu)的演化，又會進一步對區(qū)域的景觀生態(tài)格局造成影響，進而改變生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能[4]。因此，本文利用RS和GIS技術(shù)手段，以渾河源頭重點生態(tài)功能區(qū)為研究對象，定量分析了渾河源頭區(qū)土地利用景觀格局變化，以期為持續(xù)穩(wěn)定地發(fā)揮重點生態(tài)功能區(qū)的服務(wù)功能提供理論依據(jù)。

1?研究區(qū)概況與研究方法

1.1?研究區(qū)概況

渾河源頭區(qū)地處遼寧省的東部地區(qū)，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(qū)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(qū)。該區(qū)域人口密度低、耕地短缺、經(jīng)濟欠發(fā)達，但水資源和生物資源豐富，區(qū)內(nèi)主導產(chǎn)業(yè)以林業(yè)、中藥材、林特產(chǎn)業(yè)、旅游業(yè)為主。

1.2?研究方法

1.2.1?數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)，經(jīng)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(shù)據(jù)。為提高基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的精度，對研究區(qū)域進行野外現(xiàn)場核查，使解譯數(shù)據(jù)滿足85%以上的精度要求。根據(jù)中國科學院土地利用/覆被標準，結(jié)合研究區(qū)域?qū)嶋H情況，將土地利用類型分為耕地、林地、水域、建設(shè)用地和未利用地5種。

1.2.2?景觀指數(shù)選擇與計算

景觀指數(shù)是對景觀格局信息進行高度濃縮的定量反映指標，是現(xiàn)階段最為常用的一種定量研究景觀格局的手段，體現(xiàn)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(shù)目（NP）、邊界密度（ED）、平均斑塊面積（MPS）和聚集度指數(shù)（CONT）等4個景觀格局指數(shù)進行分析，并通過Fragstats 4.2軟件計算完成。

2?結(jié)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(tài)功能區(qū)土地利用景觀要素類型主要以林地、耕地和建設(shè)用地為主。其中2000年、2005年、2010年、2015年渾河源頭生態(tài)功能區(qū)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(shè)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(tài)功能區(qū)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(tài)功能區(qū)林地、水域和未利用地面積均無明顯變化;而建設(shè)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(tài)功能區(qū)土地利用變化顯著，其中林地、水域、建設(shè)用地面積均有所增加，且以林地和建設(shè)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(zhuǎn)移特征

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

2.3?景觀格局指數(shù)變化特征

從表1可以看出，隨著時間的推移，渾河源頭生態(tài)功能區(qū)景觀斑塊的數(shù)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(qū)景觀斑塊的破碎化程度逐漸減小。2000—2015年，聚集度指數(shù)平均值為74.9%，說明景觀內(nèi)優(yōu)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(qū)景觀較為完整[6]。

3?結(jié)論與建議

3.1?主要結(jié)論

渾河源頭生態(tài)功能區(qū)以林地、耕地和建設(shè)用地為主，其中又以林地面積最大。2000—2015年，林地、水域、建設(shè)用地面積均有所增加，而耕地面積則持續(xù)減少。其中耕地是主要轉(zhuǎn)出類型，向建設(shè)用地共轉(zhuǎn)出了49.23km2，尤其是2010—2015年轉(zhuǎn)出最多，說明經(jīng)濟快速增長、城鎮(zhèn)化擴張和人類活動增加，導致建設(shè)用地迅猛擴大，擠占了大量耕地;向林地和水域分別轉(zhuǎn)出了70.16km2和14.98km2，這與退耕還林還濕政策、生產(chǎn)方式密切相關(guān)。隨著時間的推移，渾河源頭生態(tài)功能區(qū)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(tài)功能區(qū)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(diào)整產(chǎn)業(yè)布局結(jié)構(gòu)、加強周邊污染源整治、推進生態(tài)建設(shè)等措施，渾河源頭區(qū)生態(tài)環(huán)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(tài)保護紅線，實施嚴格保護，同時建立和完善生態(tài)補償機制;加強人工封育建設(shè)和水土保持人工林建設(shè)，提高森林涵養(yǎng)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(tǒng)功能;加強自然保護區(qū)的建設(shè)與管理，嚴格控制開發(fā)建設(shè)，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(nóng)田保護，合理耕作，減少農(nóng)業(yè)面源污染;集約使用土地，提高城鎮(zhèn)化質(zhì)量，發(fā)展生態(tài)城鎮(zhèn)。

參考文獻

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

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

[3]孫愷，楊延征，趙鵬祥，等.基于遙感技術(shù)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(qū)土地利用及景觀格局變化對生態(tài)服務(wù)價值的影響——基于退耕還林（草）背景[J].中國農(nóng)業(yè)資源與區(qū)劃，2019，40（11）：180-192.

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

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

（責任編輯?周康）