基于土地利用變化的長江三角洲地區景觀格局變化

胡悠然 楊麗霞 姚美康 苑韶峰

作者簡介：胡悠然，男，江蘇淮安人，澳門城市大學創新設計學院碩士研究生。

楊麗霞，女，山西原平人，博士，浙江財經大學公共管理學院教授。

姚美康，男，江蘇揚州人，博士，廣東順德職業技術學院設計學院教授。

苑韶峰，男，山西繁峙人，博士，浙江工商大學公共管理學院教授、博士生導師。基于土地利用變化的長江三角洲地區景觀格局變化

摘要：隨著城鎮化發展快速推進，長江三角洲地區經濟發展迅猛，成為引領中國經濟發展的“主引擎”。然而，城市群快速擴張導致土地利用劇烈變化，從而引起城市群景觀格局空間變化。本文定量研究長江三角洲景觀格局的變化，為優化長江三角洲地區景觀格局和保護生態環境提供理論依據。論文以2010、2015和2020年土地利用數據為基礎，采用景觀動態度、轉移矩陣和景觀指數等方法，對長江三角洲地區土地利用和景觀格局動態變化進行分析。結果表明：研究期間，長江三角洲地區耕地、林地面積減少，草地、水域、建設用地和未利用地面積逐年上升。其中，耕地主要流向水域和建設用地，林地主要流向建設用地和草地，草地主要流向建設用地，水域主要流向草地和未利用地，建設用地主要流向水域，未利用地主要流向耕地和草地。景觀格局中，建設用地的斑塊個數、斑塊密度明顯減少，平均斑塊覆蓋面積、最大斑塊密度等指數都在持續上升，在城市現代化建設中占主體的建設用地的破碎度正在不斷下降。應加大對自然景觀及生態環境的治理力度，并加大對建設用地面積增加過快的限制，將景觀空間更多地預留給生態環境。

關鍵詞：景觀指數；土地利用；景觀格局；動態度；景觀轉移矩陣

中圖分類號：X22文獻標識碼：A文章編號：1000-5099（2023）03-0084-13

隨著新型城鎮化的迅速推進，人口急劇增長和城市快速擴張導致土地利用被過度干擾，產生景觀破碎化、環境污染、生態系統退化等一系列問題。景觀格局是高質量人居的重要組成部分，研究土地利用行為對景觀格局變化的影響具有重要的意義。作為地區生產總值占全國比重24.1%，人口占全國16.6%的長江三角洲都市群，研究其景觀格局變化尤為重要。長江三角洲地區作為中國經濟高速發展的城市群之一，人類活動頻繁，2010—2020年間，長江三角洲地區人類活動呈現從低強度向高強度轉換的變化特征，長江三角洲地區各片區景觀生態風險等級雖逐年下降，其生態風險仍有反撲的傾向[1]。近年來，城鎮生態景觀因人類活動、城建規劃、環境破壞而受到劇烈影響，為使長江三角洲地區社會、經濟、環境相協調，降低景觀格局變化對人居環境的影響，并防止生態環境日趨惡劣，應當遵循可持續發展的規劃，完善生態環境的建設。城市景觀質量與居民的生活滿意度息息相關，《基于居民生活滿意度的城市景觀經濟價值評價》通過測算得出景觀質量與不同收入等級居民的生活滿意度間的聯系，景觀對居民的生活滿意度的影響為正向顯著，且景觀質量對居民生活滿意度的影響正逐漸增大[2]，因此，改善景觀格局能夠有效提高居民生活滿意度。長江三角洲地區中上海市、浙江省、江蘇省和安徽省在一體化發展間仍各有差異，關于景觀格局演變的既有研究尺度普遍為協同發展的城市及小型區劃范圍，本文則深究一體化發展的城市集群景觀格局，將城市群劃為研究范圍，以期為全國其他經濟發展區做案例。由此，如何定量評估該區域的景觀格局的時空變化尤顯重要。本文通過定量分析2010、2015和2020年長江三角洲地區景觀類型空間分布及其動態變化，根據景觀格局數據計算出景觀指數，揭示長江三角洲地區的景觀格局及類型的動態轉移，為優化長江三角洲地區景觀格局提供理論依據。

國內針對各類濕地整體景觀結構格局變化的學術研究最早開始于20世紀90年代，主要采用濕地空間斑塊分布整體特征結構指數和濕地景觀異質性密度指數等十多種統計指標。在選取指標上，張亞麗在景觀指數的選取上加入相關性分析，在景觀格局指數的計算中引入了皮爾森（Pearson）相關性分析模型，用于評價景觀指數體系中符合測試條件的指數類型，選擇因子分析法挑選出景觀指數相關系數在0.75以下的因子作為評價指標[3]。苑韶峰根據地區區位類型和經濟水平的相關性歸納不同宅基地退出模式類型，研究得出，宅基地退出模式對當地景觀變化產生不同種類的影響[4]。丁金銘基于土地利用變化以及土地利用動態度的數據認定景觀格局研究的核心為明確“格局特征及過程屬性”耦合聯系中的因子動態變化和時空格局表征現象，其中動態變化、尺度效應、格局基底和環境問題為當今的研究熱點[5]，可以此作為數據基礎來研究各個類型濕地的整體景觀結構格局。衡量景觀動態轉移的方法上，最早對城市經濟與環境之間關系進行探究的是格羅斯曼（Grossman）和克魯格（Krueger），他們通過實證研究發現生態環境隨城鎮化的發展呈“環境庫茲涅茨曲線”變化特征，隨后有學者對二者的關系進行了深入的實證分析，發現景觀格局的動態學研究主要是基于空間的時代變化，通過對景觀生態系統各個組成部件之間的空間相互作用、空間結構以及其他空間各個功能之間的變化進行分析，來預測整個景觀生態系統的變化趨勢[6]。

一、長江三角洲地區土地利用及景觀指數評價

（一）指標設計

長江三角洲地區在空間尺度上在市域、鄉鎮之上，所以在選取景觀指數上綜合了斑塊、類型、景觀三類，《淺析景觀格局多樣性指數應用中的問題》中提到在不同空間尺度上應采用符合研究標準的景觀格局多樣性指數，如在中尺度和區域尺度研究中主要應用景觀斑塊和形狀特征等景觀指數，而景觀多樣性指數多用于描繪微觀尺度上生態的結構配置，在大尺度區域景觀研究中多不適用，但其中香農多樣性指數和香農均勻度指數不受限于研究區域尺度大小，相較辛普森指數和景觀優勢度等，其對判定生態景觀異質性和不確定性有優勢[7]，因此在景觀多樣性指數中選用這兩個指數用于本研究。景觀破碎化指數中選用斑塊數、斑塊密度、平均斑塊面積、最大斑塊指數等[8]。本研究所采用景觀形狀類指數中蔓延度指數、景觀形狀指數和景觀水平選擇邊緣密度等指標廣泛應用于市域范圍的景觀格局評價，因此采用這幾類指標構建如下景觀指數體系評價。

（二）方法與模型

在方法選用上，本文測算所獲得的土地利用數據和景觀指數，并測試兩兩景觀指數間的相關性并參照相關系數大小挑選評價指標[3]。土地利用動態度是反映導致土地產生各種連鎖反應的主要動因的指標之一，量化土地利用的轉移趨勢和程度，反映區域內人地關系緊張程度，其指標變化亦反映區域內景觀格局的變化，有助于研究特定區劃內景觀格局未來演變規律[9]。土地利用轉移矩陣即相同區域內于不同時間段的土地利用類型在期初期末的演變過程，轉移矩陣的數據展現較土地利用動態度更加直觀，矩陣具體體現各景觀之間轉入轉出的面積，可為景觀指數在不同時間段的變化提供數據支撐，與土地利用動態度一同引入研究，能夠合理、科學地為長三角的土地資源提供更準確的規劃方向[10]。

本文以長江三角洲地區為例，以2010、2015和2020年土地利用數據為基礎，采用景觀動態度、轉移矩陣、景觀指數方法等，對長江三角洲地區土地利用和景觀格局動態變化進行分析，并提出改良手段和相關完善策略以實現長江三角洲地區的可持續發展，以期為長江三角洲一體化及一帶一路建設提供政策建議。

1.景觀指數

景觀指數是高度濃縮景觀格局信息的定量指標，反映景觀結構特征和空間格局變化。參考相關研究，景觀破碎化指數選取斑塊數（NP）、斑塊密度（PD）、平均斑塊面積（MPS）、最大斑塊指數（LPI）等；景觀形狀類指數選取邊緣密度（ED）、蔓延度指數（CONTAG）和景觀形狀指數（LSI）；景觀多樣性指數選取香農多樣性指數（SHDI）和香農均勻度指數（SHEI）。各景觀指數計算公式及生態意義詳見參考文獻，相關計算采用Fragstats 4.2軟件完成[11]。表1景觀指數具體計算公式

景觀指數變量符號具體公式斑塊數（NP）NpNp=n

式中n為景觀中斑塊的總數斑塊密度（PD）PdPd=na

式中a為景觀總面積，即100 hm2的斑塊數平均斑塊面積（MPS）MpMp=an×106最大斑塊指數（LPI）LpLp=max（a1，...，ai，...，an）A

式中ai為景觀中第i個斑塊的面積，1≤i≤n景觀形狀指數（LSI）LsLs=0.25E（a）

式中，E為所有斑塊邊界總長度邊緣密度（ED）EdEd=Ea×106

式中，E為所有斑塊邊界總長度蔓延度指數（CONTAG）CtCt=1+∑mi=1∑mt=1（Pi）（gik∑mk=1gik ）ln（Pi）（gik∑mk=1gik）2ln（m） （100）

式中Pi為類型斑塊所占面積百分比，gik為類型斑塊和類型斑塊毗鄰的數目，m為景觀的斑塊類型總數目香農多樣性指數（SHDI）SdSd=-∑mi=1[Piln（Pi）]

式中Pi為景觀類型所占面積的比例，m為景觀中的斑塊類型總數目香農均勻度指數（SHEI）SeSe=-∑mi=1（Pi lnPi）ln m

2.景觀動態變化模型[12]

景觀動態度是衡量某一特定土地利用類型于一定時期內的變化程度與動向的指標，景觀轉移矩陣詳細展現不同土地利用類型相互轉變的具體速率和轉化趨勢。動態度和轉移矩陣二者能夠充分反映長江三角洲地區土地利用類型的轉化速率和變換情況。

景觀動態度定量反映一定時段內研究區某一類型景觀的變化程度，計算公式為：

式中：Ua和Ub分別為研究初期和末期特定土地利用類型的面積，T為研究時段的時長。

景觀轉移矩陣可進一步分析長江三角洲地區某一土地利用類型的轉入與轉出以及景觀類型時空演變過程與機制，分析長江三角洲地區2010、2015、2020年景觀類型轉移矩陣。其計算公式為：

式中：Pij指時段內由i種景觀類型轉化為j種景觀類型的面積；當行和列的數值相同，即i=j時，可將其作為Pii，Pii是指時段內該景觀類型保持不變的面積；n為景觀類型的種類。

（三）樣本與數據

1.樣本概況

長江三角洲地區由蘇浙滬皖三省一市的41座城市組成，是中國經濟活躍、開放和具備創新精神的地區之一。長江三角洲地區總面積369 345 km2，占中國國土面積的3.8%，人口2.2億，國內生產總值23.7萬億元人民幣，約占中國GDP的四分之一。2000—2010年間，長江三角洲地區人造地表面積增長了5 670.02 km2，且增長趨勢預計在未來逐年加強，土壤保持量從10.23 t/hm2增長到11.60 t/hm2，增長態勢在未來亦不減[13]。根據統計，長江三角洲地區早在1985—2010年期間，耕地面積顯著下降，林地、草地、未利用地面積維穩，水域面積略有增長，建筑用地面積顯著增加。而在2010—2020年間，長江三角洲地區土地高利用水平空間分布變化顯著，自2010年由上海市、泰州市和紹興市主導土地高質量利用轉變為以上海市、江蘇省全省和浙江省南部主導土地高質量利用，市際景觀格局異質性減弱，土地高質量利用的區域差異不斷縮小，土地最高質量利用的城市與最低質量利用城市的倍數由2010年的2.25倍降低到2020年的1.82倍[14]，可見土地利用和景觀格局隨長江三角洲地區一體化發展產生劇變，對2010—2020年長江三角洲地區進行景觀指數測算是維持土地利用良性轉化和控制景觀格局的必要手段。

中國三大沿海經濟開發區中，長江三角洲地區發展程度最高，經濟實力最強。長江三角洲地區總面積不到全國總面積的二十分之一，卻擁有全國五分之一以上的經濟產量，對我國區域經濟起到重要的支撐作用，這與長江三角洲地區現代城市化及密集的人口分布高度相關，長江三角洲地區受到的人類活動影響程度相比全國其他城鄉更大，因此，對長江三角洲地區的景觀現狀研究應當受到重視，從而為解決人地關系矛盾提供解決思路。

2.數據來源與處理

本文研究基礎數據為2010、2015和2020年長江三角洲地區的土地利用柵格數據，數據來源于年度中國土地覆蓋數據集（China Land Cover Dataset，CLCD）。該數據集基于2010、2015和2020年的Landsat遙感影像解譯得到，Landsat提供了長期地球觀測，對長時序收集、訓練和驗證的樣本十分有利，精度高于95%，準確度可靠。

根據《土地利用現狀分類》及其土地研究發展目標，該項景觀工程按照項目所在地土地研究領域范圍和利用區域及其景觀工程類型大致可以被細分為：耕地、林地、草地、濕地、建設工程用地以及未開發利用地6個一級區域景觀工程類別。

土地利用和景觀指數的計算流程如下：①將shp數據轉化為tif格式的柵格數據。②新建工程。③導入tif格式的土地利用柵格數據。④處理坐標投影：數據管理、投影與變換、裁減。⑤將投影坐標系換成UTM。⑥利用重分類，將土地分為6種景觀類型，即耕地、林地、草地、水域、建設用地和未利用地。⑦面積計算：面積=［Count］*1 000*1 000/100 000 0，單位為km2，式中，Count在Arcgis中代表一個要素在某個區域內的數值，這個值應用于進行空間分析和統計，可以幫助理解空間數據的分布情況和特征。⑧選擇景觀指數class和land，其中，“class”一般指代地表覆蓋類型的分類信息，如森林、草原、城市等；而“land”則一般指具體的地理單元，如一個柵格單元或一個面狀地理要素。在計算景觀格局指數時，“class”主要有助于定義和識別不同的地表覆蓋類型，“land”則有助于對各個空間單元進行分析和評估。同時，對于不同的景觀格局指數，其所關注的具體景觀特征可能也會有所不同，需要根據實際分析任務的需要選擇合適的指數并結合“class”“land”進行計算和分析。⑨加載類型描述文件。⑩運行得出結論并統計。

二、土地利用動態變化分析

（一）土地利用變化特征分析

1.2010—2015年間土地利用動態變化分析

2010—2015年，長江三角洲地區土地利用類型繁多，耕地與林地景觀面積占比高，分別在48%和28%左右；與之相比，草地和濕地的面積占比較低，分別在3%和7%左右。研究期間，長江三角洲地區正處于向整體協同發展轉型提升的關鍵時期，“長江三角洲區域一體化”愈加促進長江三角洲地區覆蓋各城市土地利用類型趨同[15]，同時隨著特色社會主義新型城鎮化的土地開發利用程度日益加大以及不斷加深的退耕還湖等生態環境變化條件的雙重影響，研究區內的耕地、林地、草地及未利用地土地面積均明顯減少，濕地、建設用地明顯增加（見表2）。

長江三角洲地區一體化發展在政策的引導下，城市化建設發展愈演愈烈，耕地、林地、草地等一系列綠化用地正在逐漸失去景觀主導地位，面積已出現較大比例的減少。2010—2015年，長江三角洲地區耕地減少3 951.78 km2，林地減少152.59 km2，草地減少92.55 km2，水域增加711.88 km2，建設用地增加3 515.65 km2。而大城市的景觀布局與其余城鄉的景觀布局存在較大差異，如上海的總面積僅占長江三角洲地區總面積的1.72%，但長江三角洲地區7.2%以上的建設用地密集于此，且水域面積占據長江三角洲地區水域面積的2.5%，在中國各省級行政區排名第三，證明大城市城鎮化水平高，淡水資源也比較豐富，人類活動強度大，人地矛盾突出。

2.2015—2020年間土地利用動態變化分析

2015—2020年間，耕地與林地景觀面積占比依舊較高，分別處于47%和28%左右，草地和水域的面積占比雖然仍處于低水平（分別為3%和7%左右），但其中草地面積增速迅猛，這是因為強調綠化景觀重建工作的“美麗中國”項目正緊鑼密鼓地持續進行[16]，國家將更多地對景觀格局施加人為干預，致使綠化流失減速。在此期間，國家發改委、住建部同時制定了長江三角洲地區都市群發展規劃，計劃明確提出將進一步建設“一核五圈四帶”的互聯網化城市空間格局。目前，長江三角洲地區正在逐步形成5個不同層次的城市規模等級。在此因素影響下，研究區內的耕地、林地、水域占地總量均呈現逐年減少態勢，草地、建設用地及未利用地均呈增加態勢（見表3）。

2015—2020年，長江三角洲地區耕地減少2 013.73 km2，林地減少501.99 km2，草地增加446.58 km2，水域減少382.54 km2，建設用地增加2 282.36 km2。景觀格局重心向草地和建設用地傾移，大范圍的建設開發致使耕地、林地面積減少，為建設用地和草地讓步，人地矛盾仍舊突出，但已出現逐漸緩和的態勢。

3.2010—2020年土地利用動態變化分析

2010—2020年間，長江三角洲區域總體耕地面積減少5 965.51 km2，林地面積減少654.59 km2，草地面積增長354.02 km2，水域面積增長329.34 km2，建設用地增長5 798.02 km2，未利用地面積減少138.72 km2。綜合2010—2015年及2015—2020年長江三角洲區域的土地利用動態變化可知，草地面積、水域面積和未利用地面積變化趨勢反轉，其中，草地面積不減反增且增速迅猛，這是由于國家在2012年10月13日召開的“全國鞏固退耕還林成果部際聯席會議第三次會議”上重啟退耕還林還草工程[17]，并自2013年1月1日開始實施，理論意義上將導致耕地的面積驟減，林地面積和草地面積減少出現緩和態勢，而實際現狀為耕地面積減少迅猛，草地面積的減少出現回落，符合理論推導。但林地面積減少趨勢依舊迅猛，這是因為近年砍伐致使林地土地流失嚴重，耕地對林地的填補作用僅起到緩沖效果，無法撼動其土地流失的趨勢所致。水域面積由增至減，一方面是由于近年濕地流失嚴重，另一方面由于現代化建設進程加速，濕地面積被其他用地吞并，而《濕地保護管理規定》的修改落實自2020年1月1日起實施[18]，在2020年前濕地相關的保護性政策主要為《濕地保護法》，該法規定了濕地的保護范圍、保護目標、保護措施等內容，并對濕地資源的開發和利用做出了相應的規定。但是，《濕地保護法》也有其疏漏之處，如法律條款過于籠統，沒有明確具體的操作標準和實施細則，給執法者和實施者帶來很大的實施困難和模糊性；法律執行效果不明顯，由于缺乏有效的監督和執法措施，一些企業和地方政府在開發和利用濕地時，仍然存在違法行為；保護對象定義不明確，《濕地保護法》并沒有準確地劃定濕地的保護范圍，保護對象也沒有準確的定義，導致在一些地區對濕地保護存在爭議。可見在《濕地保護管理規定》推行之前，濕地的保護性政策相對落后，水域面積呈退化趨勢。未利用地面積增長，預設土地用于發展未來規劃建設，順應城市化建設的土地利用變化特征。人地矛盾在現代城市化建設和生態環境保護問題上越來越突出的體現，表明建設生態與現代化相融合城市的重要性。如何避免損失自然景觀的同時完成城市化建設，成為新生態城市建設的主要基調。

（二）土地利用動態度及動態矩陣變化特征分析

1.土地利用動態度分析

本研究分別對2010—2015年、2015—2020年、2010—2020年長江三角洲地區的土地利用情況做動態度分析，動態度計算公式為：動態度=（末期類型面積-初期類型面積）/初期類型面積×（1/時間間隔），其中，時間間隔單位為年，得到表4數據。通過分析2010—2020年間土地利用變化可知（表4），耕地的動態度由-0.44%變為-0.38%，耕地面積呈減速降低趨勢。林地的動態度由-0.03%變為-0.16%，林地面積呈增速降低趨勢。建設用地的動態度略微增加，由1.59%增加到1.6%，說明人類活動強度穩固增強。水域動態度為0.15%，面積增加329.34 km2，說明水域得到了一定保護。建設用地動態度僅次于未利用地，這是由于社會經濟發展和快速城鎮化建設，使城鎮居住用地、工礦企業用地、公路鐵路交通設施、生活服務設施等用地大量增加。未利用地的動態度極不穩定，是由于每年不定量產生的新的荒草地、鹽堿地、沙地、裸土地、裸巖石礫地等都被歸為未利用地，而未利用地需要經過治理后才可以使用的特性使其主要流向建設用地。未利用地因利用難度大，流向單一，受人為因素影響相較其他土地利用類型更大，從而使得其面積浮動較大，難以控制。

2.土地利用轉移矩陣分析

對景觀類型動態轉移分析可知（表5），2010—2020年，耕地面積中，1 735.29 km2流向林地，387.76 km2流向草地，1 565.76 km2流向水域，8 247.01 km2流向建設用地，39.73 km2流向未利用地，耕地主要流向為建設用地和林地。如上海市積極響應退耕還林工程的展開[19]，使得林地面積增速迅猛，而耕地流向建設用地不再僅僅局限于城市某區域而是涵蓋整個城市，擴張范圍更大更密集。總體來說，與周邊城市相比長江三角洲區域的流動量尤為突出，凸顯出該區域城市化建設程度之深。該結論在其他學者的研究中也得以佐證，如苑韶峰采用農村評估法、熵值法評估出中國經濟相對發達的省市中農村退出模式以城鎮轉化型為主，該模式促進鄉村建設用地擴張并與未利用地向城鎮建設用地轉變，致使建設用地面積激增，長江三角洲地區作為中國區域一體化水平最高且經濟實力強勁的沿海經濟開發區，土地利用轉變模式趨同于城鎮轉化型退出模式[20]。

2010—2020年，林地面積中，1 683.44 km2流向耕地，425.00 km2流向草地，120.49 km2流向水域，772.38 km2流向建設用地，8.92 km2流向未利用地，可見，林地主要流向耕地，林地轉變為耕地的面積占林地變化量的55.92%，主要分布在鎮江西北部區域。草地面積中，274.29 km2流向耕地，369.77 km2流向林地，157.08 km2流向水域，134.02 km2流向建設用地，3.05 km2流向未利用地，草地來源主要為耕地和林地，意味著伐木和退耕活動頻繁，原先的耕地和林地轉變為草地，原本可以進行農業生產或者林業資源開發的土地流失，對當地的經濟發展和生態環境帶來不利影響。濕地面積中，1 111.22? km2流向耕地，104.92 km2流向林地，381.24 km2流向草地，586.68 km2流向建設用地，235.17 km2流向未利用地，開荒農墾和市鎮現代化建設催發濕地轉變為耕地和建設用地，濕地流失數據表明，濕地受到人為破壞和自然流失仍然嚴重，應當設立更加嚴格的濕地及水域保護政策以限制人為的破壞行為。建設用地面積中，2 868.88 km2流向耕地，138.68 km2流向林地，63.3 km2流向草地，879.74 km2流向水域，20.82 km2流向未利用地，建設用地絕大部分的面積是流向耕地，占總建設用地轉出面積的72.2%，其次是林地和水域。建設用地轉變為耕地的面積占所有流向耕地的土地面積的47.73%，轉移為耕地的建設用地土地主體由廢置的建設用地構成，如廢棄廠房、危樓等，國家嚴格限制耕地面積保有量，此類廢置的建設用地轉換成為耕地以充分利用其價值。2015—2020年建設用地轉換為耕地的面積較2010—2015年有所上升，說明2010—2015年拆除廢置建筑更加頻繁，也反映國家對耕地面積需要有一定程度的保有量這一事項重視有加。

三、景觀格局指數變化分析

（一）景觀破碎化指數動態變化分析

景觀破碎化指數分為斑塊數、斑塊密度、最大斑塊指數、平均斑塊面積、結合度指數等。破碎化指數是反映景觀異質性的重要指標，用于量化景觀被分割的破碎程度。根據數據分析，2010—2020年的長江三角洲地區景觀破碎化格局并非單一走勢，景觀破碎化指數見表6。

2010—2020年間，長江三角洲地區建設用地的斑塊數最大，耕地的斑塊數次之，并且遠高于其他景觀，說明耕地和建設用地破碎度較高（表6）。

2010—2020年間，耕地的斑塊數先增后減，斑塊密度先增后無明顯變動，最大斑塊指數先降后增，平均斑塊面積持續減少，結合度指數先降后增，說明耕地景觀已逐漸受到重視并嚴格管控，景觀破碎度逐漸減少，最大耕地斑塊對耕地景觀的影響程度增長。

2010—2015年間，林地的斑塊數和斑塊密度減少，平均斑塊面積增加；2015—2020年林地的斑塊數和斑塊密度減少，平均斑塊面積增加，說明林地景觀的破碎化程度在前5年明顯降低，后5年又逐漸增強。最大斑塊指數略微降低，幾乎未發生大幅度的變化，需要進行人為干預管控。此外，草地的各景觀指數變化均不顯著，但景觀趨于破碎化；建設用地的斑塊數、斑塊密度顯著減少，平均斑塊面積、最大斑塊指數持續增加，景觀的破碎度提高，景觀的優勢度降低，形態向無序方向發展。

2010—2020年間，城市化發展迅猛，各市域范圍內的建設用地斑塊數量減少，說明了在城市現代化建設中占主體的建設用地的破碎度正在不斷下降。這種情況的出現主要是國家在增加建設用地土地面積的同時發展現代化生態文明城市，長江三角洲地區是我國城市發展相對領先的地區，在發展生態文明城市建設具備能夠起帶頭引導作用的條件。由于長江三角洲地區經濟已發展到了一定程度，經濟增長的速度已經開始放緩，其中一方面體現便是，較以往高速增長的建設用地面積的增速已放緩。在城市化和工業化的發展過程中，長江三角洲地區的人工建設和人類活動導致了大量的植被破壞和水土流失等問題，對當地的生態系統和生物多樣性造成了不可逆轉的破壞，因而導致長江三角洲地區現今仍面臨著巨大的生態環境壓力，雖然長江三角洲地區在2012年順應國家號召開展生態文明建設，并在環境治理和資源利用上逐步領先，但當前的水平仍未達到預期中景觀地破碎化程度。

（二）景觀形狀類指數的動態變化分析

景觀形狀類指數分為景觀形狀指數（LSI）、邊緣密度（ED）和蔓延度指數（CONTAG）。分析結果顯示，邊緣密度和景觀形狀指數二者均是持續增長，說明在各種干擾影響下，研究區不斷由大斑塊分裂成小斑塊，景觀破碎化程度增加，景觀優勢度降低，總體朝不規則化方向發展。研究年間的蔓延度指數總體在40%左右浮動，說明研究區內景觀優勢度較弱，即研究區內景觀格局復雜度和景觀質量較弱（表7）。

由表7可得，長江三角洲地區各景觀類型的景觀形狀指數和邊緣密度變化趨勢相同，在三個階段總體呈上升趨勢，說明研究區景觀邊緣形狀趨于復雜。其中，林地、草地和未利用地的景觀形狀指數和邊緣密度先降后增，總體略有漲幅，但指數浮動極小，較為穩定，破碎化程度略微增高，斑塊分裂程度無明顯變化，說明對林地、草地景觀已在國家的監督下進行重點調控。未利用地土地的規則化也受到嚴格管控，可見2010—2015年階段對這三種土地類型的管控力度優于2015—2020年階段的管控力度。而耕地、水域和建設用地的景觀形狀指數和邊緣密度呈上升趨勢，破碎化嚴重，斑塊分裂顯著，需要政府介入做出調整以改良景觀形狀類型。2010—2020年長江三角洲地區蔓延度指數總體呈遞減趨勢。其中，耕地、林地和建設用地景觀呈多斑塊類型密集排列的格局，連接度較差，景觀密集無序，景觀優勢度較弱。草地、水域和未利用地中優勢斑塊類型呈現出良好的連接度，隨著時間推移略微下降，呈現出人類活動對景觀格局產生干預的負面影響，闡釋了隨著現代化城市進程，人地矛盾逐漸被激化加深。

（三）景觀多樣性指數的動態變化分析

景觀多樣性指數中，香農多樣性指數反映了景觀類型的多少和各景觀類型所占比例的變化，該指數從2010年的1.272增長到2020年的1.301，說明研究區景觀類型豐富，破碎化嚴重且破碎度呈增長態勢；2010—2020年香農均勻度指數均大于0.700，說明各斑塊類型存在較高程度的多樣性，數值逐年增長，說明多樣性在上升。

通過數據分析可得長江三角洲地區水平景觀指數（見表8），可見2010—2020年香農多樣性指數和香農均勻度指數持續增加，說明研究區景觀多樣性不斷升高并趨于均勻分布，這是由于耕地和林地減少，建設用地和草地增加，各景觀類型所占的比例差異逐漸縮小，最終導致長江三角洲地區景觀異質性增強，景觀格局趨向復雜化。人類社會的發展帶來的是對土地利用、自然文化景觀的不斷干擾，其對原有景觀格局和景觀生態系統的穩定性和完整性造成的影響越來越大，這個過程凸顯了伴隨城市化和工業化進程的副作用。持續的人類活動，如新建道路、工業園區、城市及宅基地模式升級及城市黃金地段開發，等等，都在不斷改變著當地的自然及文化景觀。這些干擾對于景觀格局的塑造難以逆轉，可見今日長江三角洲地區的地形變得復雜，景觀異質性增加，與人類活動干擾不斷增強密不可分。許多學者的研究結論也印證了這一點，如《長三角地區地名通名文化景觀空間格局及影響因素》一文基于EOF模型構建地名通名文化景觀解析模型，發現長江三角洲地區地名通名文化對景觀空間格局影響深遠，進一步印證了人類活動強度越大的區域，其景觀格局愈呈復雜化，景觀異質性也越強[21]。《縣域人類活動與景觀格局分析》一文通過GIS技術和景觀格局分析方法對汶川縣的人口分布及景觀指數進行測算分析后認定縣城內無論是建成區或是其他自然生態景觀，人類活動對自然環境的干擾都是導致景觀破碎化及生態退化的主要原因[22]。《宅基地退出收益測算及分配策略研究綜述》研究中對宅基地退出模式驅動因素與限制因素的研究得出，集體建設用地以不同模式流轉，上海嘉定、湖州、蘇州等地已開始城鄉一體化試點工作，宅基地合并、城中村改造等模式已趨于頻繁，對景觀多樣性變化趨勢產生影響[23]。以上分析都印證了，人類活動對長江三角洲景觀格局的干擾正在不斷增強這一觀點。

根據統計得出，由于研究區斑塊數與斑塊密度在計算公式上成正比（表9），二者呈完全正相關，斑塊數與最大斑塊指數無相關性，斑塊數與平均斑塊面積無相關性，斑塊數與結合度指數亦無相關性，同樣，與斑塊數呈正相關的斑塊密度和這些景觀指數無相關性。最大斑塊指數相較平均斑塊面積呈顯著正相關，最大斑塊指數與結合度指數相關性則一般，相關系數介于0.3和0.8之間。平均斑塊面積與結合度指數也呈一般正相關，最大斑塊指數和平均斑塊面積呈顯著正相關，平均斑塊面積與結合度指數呈一般正相關。景觀形狀類指數中邊緣密度、景觀形狀指數和蔓延度指數兩兩呈顯著相關，蔓延度指數和邊緣密度呈顯著負相關。景觀形狀類指數在時空尺度上擁有較強可預測性，在空間尺度上，蔓延度指數與邊緣密度呈顯著負相關，且相關系數絕對值接近1，這是由于當蔓延度指數較高時，不同斑塊之間的差異性比較大，即景觀異質性較高。相對應的，邊緣密度指數較低，因為斑塊之間差異性大，界限也相應簡單。蔓延度指數與景觀形狀指數也呈顯著負相關，相關系數高于0.8，即說明二者之間相關性較強，當蔓延度指數增加時，景觀形狀指數會相應地減小。這說明了在保證景觀異質性的同時，降低景觀形狀指數，也就是讓景觀的不同斑塊之間形狀簡單，邊緣平滑，讓景觀生態系統更加健康和可持續[24]。此外，高蔓延度表明景觀是具有多種要素的密集格局，景觀的破碎化程度較高，而景觀形狀指數和邊緣密度之間互成正比，這是因為不規則形狀的斑塊界線更加復雜，一般更容易形成高密度的邊緣（表10）。

四、結論

2010—2020年間，長江三角洲區域耕地、林地面積減少，草地、水域、建設用地和未利用地面積逐年上升，其中，耕地主要流向水域和建設用地，林地主要流向建設用地和草地，草地主要流向建設用地，水域主要流向草地和未利用地，建設用地主要流向水域，未利用地主要流向耕地和草地。近十年長江三角洲區域建設用地增加13.12%，耕地減少3.3%。

在景觀指數上可以得到，2010—2020年間，建設用地斑塊個數、斑塊密度明顯減少，平均斑塊覆蓋面積、最大斑塊密度等指數都在持續上升，這主要是由于城鎮化快速推進使得建設用地大量擴張，大城市密集的區域建設用地斑塊個數增多，也說明了在城市現代化建設中占主體的建設用地的破碎度正在不斷下降。

長江三角洲區域在2010—2020年間景觀異質性不斷增強，景觀格局趨向復雜化，且人類活動對長江中下游流域景觀格局的干擾正在不斷增強。長江三角洲地區大中型城市相較小型城市景觀邊緣形狀更加復雜，空間聚集性較低，離散性更強，景觀多樣性較高，景觀受人類活動的影響程度也更深。本文綜合文獻分析，得出以下結論建議：①應加大對生態環境的整治力度：城市地區結合綠色發展理念，構建景觀優化導向的生態城市；降低農村未利用地的占比，保證每年未利用地向建設用地的轉化率。②加速長江三角洲區域一體化協同發展的同時預防區域內各城市景觀同質化嚴重的問題，以避免區域內相鄰的城市景觀布局過度單一。③布施政策嚴格劃定區域內城市生長邊界和生態保護紅線，保證綠地生態的存續，管控城市邊郊地區普遍存在的城市蔓延問題，落實耕地、草地、林地等一系列綠化用地的可持續發展。

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（責任編輯：楊洋）楊洋楊波，張婭，王勤美，蒲應秋

Abstract：With the rapid advancement of urbanization， the rapid economic and social development of the Yangtze River Delta region has become the "main engine" leading Chinas economic development. However， the rapid expansion of urban agglomerations leads to drastic changes in land use， which leads to spatial changes in the landscape pattern of urban agglomerations. The quantitative study of the changes of landscape pattern in the Yangtze River Delta provides a theoretical basis for optimizing the landscape pattern and protecting the ecological environment in the Yangtze River Delta. Based on the land use data of 2010， 2015 and 2020， this paper analyzes the dynamic changes of land use and landscape pattern in the Yangtze River Delta region by combining landscape index with land use， with landscape dynamics， transfer matrix and landscape index methods. The results show that during the study period， the area of cultivated land and forest land in the Yangtze River Delta region decreases， and the area of grassland， water area， construction land and unused land increases year by year， among which cultivated land mainly transfers to water area and construction land， forest land mainly transfers to construction land and grassland， grassland mainly transfers to construction land， water area mainly transfers to grassland and unused land， construction land mainly changes to water area， and unused land mainly changes to cultivated land. In the landscape pattern， the number of patches and patch density of construction land are significantly reduced， the average patch coverage area and maximum patch density are continuously rising， and the fragmentation degree of construction land accounting for the main body in urban modernization construction is declining. The governance of natural landscapes and ecological environment should be strengthened， and the restrictions on the rapid increase of construction land area should be increased， and more landscape space should be reserved for the ecological environment.

Key words：landscape index; land use; landscape pattern; dynamics; landscape transfer matrix