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福建省重点生态公益林区顺昌县景观格局变化分析

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范勋承

摘要：基于5期Landsat TM/ETM遥感影像数据，借助ENVI和FRAGSTATS软件分别对遥感影像进行处理及景观格局指数的计算，探究福建省重点生态公益林区顺昌县1995—2015年20年间的景观格局变化。结果表明：2000年顺昌县开发强度最大，景观最为破碎;2010年景观连通性最好。LSP指数整体呈“M”型曲线变化，2000年和2010年斑块类型最为复杂。1995—2015年间，顺昌县CONTAG指数呈“√”型曲线变化趋势，景观中斑块类型的聚集程度在2015年达到最大值。从SHDI指数上看，1995—2000年间，顺昌县景观系统的结构最为复杂;2000年后，该县景观结构逐渐变得简单。

关键字：景观格局指数;FRAGSTATS;遥感影像;景观水平;顺昌县

中图分类号 TP79;K921文献标识码 A文章编号 1007-7731（2021）08-0064-03

人类根据自己的需求改变着土地表面，而土地表面景观要素的组合和排列方式即为景观格局[1-2]。景观格局是研究生态系统中景观要素之间能量和功能流动，土地利用变化将改变景观格局的功能流和能量流[3]。因此，景观格局是土地利用变化产生的结果。研究土地利用变化可以通过研究景观格局出发，深入探讨土地利用变化在景观层次上的变化机制。近年来，国内学者对景观格局方面已开展了很多的研究，如佟光臣等[4]以江苏省南京市为研究区，对南京市近30年来的LUCC和景观格局变化进行了研究，并分析了引起其变化的驱动机制;王丽群等[5]探究了北京边缘区牛栏山马坡镇的景观格局变化及对生态系统服务价值的影响，发现研究期间景观破碎度明显增加，但生态系统服务价值并未受到明显的影响，反而合理的规划和政策保护使得研究期间生态系统服务价值明显增加;张莹莹等[6]利用Landsat影像數据，对洪湖湿地自然保护区44年来景观格局的演变情况进行了分析，并探究了引起景观格局变化的驱动因素;娄妮等[7]基于景观指数构建了阿哈湖国家湿地公园生态风险评价模型，对其2009—2017年近9年的景观生态风险进行了评价，发现导致研究区景观生态风险升高的主要原因是来自人类活动的干扰;易阿岚等[8]基于遥感影像数据，利用灰色关联系统对上海市1980—2018年的景观格局演变及驱动因素进行了定量分析。以上研究为县域尺度景观格局研究奠定了坚实基础。

近年来，随着经济的不断发展，县域城镇化水平不断提高，县域景观格局也不断发生了变化。因此，对县域景观格局的演变规律进行探究，可以对后续县域土地的合理利用及科学规划提供参考借鉴。为此，本研究以中国重点林区、福建省重点生态公益林区——顺昌县作为对象，基于土地利用分类数据，对1995—2015年顺昌县的景观格局变化进行分析，以期为顺昌县及周边区域的土地科学利用提供参考。

1 研究区概况

顺昌县位于福建省西北部，武夷山脉南麓，县域面积1985km2，是中国南方重点林区，福建省重点生态公益林区。属亚热带海洋性季风气候，气候温和，年均气温18.5℃，雨量充沛，年雨量1756mm，年均日照时数1740.7h，适宜农林作物生长，是全国唯一杉木之乡，国家木材战略储备基地县，森林覆盖率高达79.9%。截至2019年末，实现地区生产总值133.18亿元，其中农林牧渔业总产值35.69亿元;县内建筑施工企业完成产值4.62亿元。城区空气质量良好，达标天数占比99.7%，年末户籍总人口23.25万人，城镇化率51.3%。

2 数据来源与计算方法

基础数据来源于地理空间数据云下载的1995年、2000年、2005年、2010年和2015年的5期遥感影像，经过影像解译、彩色合成、裁剪等相关操作对影像进行处理，并参照我国于2007年发布的《土地利用现状分类》（GB/T21010-2007），将研究区的土地利用类型划分为林地、草地、耕地、建筑用地、水域和未利用地共6种。借助FRAGSTATS 4.2软件，采用八邻规则，在景观水平上对顺昌县的景观格局进行分析。本研究选择4个景观水平上的景观格局指数[9-12]，其计算公式如下：

3 结果与分析

3.1 景观斑块密度变化趋势由图2可知，顺昌县各时段PD指数变化均较为显著。其中，在2000年达到峰值，为2.826，说明与其他年份相比，顺昌县在2000年的开发力度最大，景观最为破碎。2000年以后，PD指数值显著降低，在2010年达到最低值，为1.9034，说明此期间该县斑块数量明显减少，景观连通性最好;在2015年，该县PD指数值又开始增大，与1995年值近似，说明2010—2015年间顺昌县的开发力度再次增大，景观破碎度明显增加。

3.2 斑块形状指数变化趋势从1995—2015年顺昌县LSP指数的变化情况来看（图3），整体呈“M”型曲线变化态势。斑块形状指数值越大说明斑块类型的复杂程度越高，顺昌县2000年和2010年分别出现峰值，说明这2个时段顺昌县的斑块类型最为复杂;相比之下，1995年、2005年和2015年LSP值最低，说明这3个时段顺昌县的斑块类型复杂程度最低，即斑块类型规则且简单。

3.3 蔓延度指数变化趋势从蔓延度指数（CONTAG）上看（图4），1995—2015年的20年间，顺昌县CONTAG指数呈先降低后升高的“√”型曲线变化趋势。从各时段上看，2000年CONTAG指数值最低，为63.7433，而后的15年中持续增加，到2015年达到最大值，为67.7262。说明2010年以后，顺昌县景观中斑块类型的聚集程度持续增加，这与政府不断进行土地整理和土地集约利用密不可分。

3.4 多样性指数变化趋势从顺昌县SHDI指数变化情况上看（图5），总体上SHDI指数值呈先增加后降低的趋势。SHDI指数值越大，说明研究区景观系统的结构约复杂。从不同时段上看，2000年顺昌县的SHDI值最大，为1.2094。说明相比其他时段，1995—2000年顺昌县景观系统的结构逐渐变得复杂，并且在2000年景观系统结构变得最为复杂;2000年以后，顺昌县SHDI指数值开始持续走低，2015年达到最低值，为1.0964，说明2000—2015年间顺昌县景观结构渐趋简单，而2015年景观结构最为简单。

4 结论

基于5期遥感影像数据，利用RS和GIS技术，借助ENVI和FRAGSTATS等相关软件对遥感影像进行解译、分类及景观指数的计算，对福建省重点生态公益林区顺昌县1995—2015年的景观格局变化情况进行分析。结果表明：

（1）研究期间，顺昌县PD指数变化显著，2000年开发强度最大，景观最为破碎，2010年斑块数量减少，景观连通性最好。

（2）LSP指数整体呈“M”型曲线变化，2000年和2010年是2個峰值期，此期间斑块类型最为复杂，其他年份斑块类型相对简单。

（3）1995—2015年间，顺昌县CONTAG指数呈先降低后升高的“√”型曲线变化趋势。景观中斑块类型的聚集程度自2000年以后持续增加，在2015年达到最大值，为67.7262。

（4）研究期间，SHDI指数值呈先增加后降低的变化趋势。1995—2000年，顺昌县景观系统的结构变得日趋复杂;2000年之后，顺昌县景观结构逐渐变得简单，SHDI指数值开始持续下降，2015年达到最低值。

参考文献

[1]赵军，杨凯，邰俊，等.区域景观格局与地表水环境质量关系研究进展[J].生态学报，2011，31（11）：3180-3189.

[2]刘宇，吕一河，傅伯杰.景观格局-土壤侵蚀研究中景观指数的意义解释及局限性[J].生态学报，2011，31（01）：267-275.

[3]肖笃宁，赵羿，孙中伟，等.沈阳西郊景观格局变化的研究[J].应用生态学报，1990（01）：75-84.

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[6]张莹莹，蔡晓斌，杨超，等.1974—2017年洪湖湿地自然保护区景观格局演变及驱动力分析[J].湖泊科学，2019，31（01）：171-182.

[7]娄妮，王志杰，何嵩涛.基于景观格局的阿哈湖国家湿地公园景观生态风险评价[J].水土保持研究，2020，27（01）：233-239.

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[11]张建，雷刚，漆良华.南水北调中线水源区丹江口市域景观格局变化及氮磷净化能力研究[J/OL].生太学报，2021（06）：1-11[2021-02-17].http：//kns.cnki.net/kcms/detail/11.2031.Q.20210114.0954.022.html.

[12]张潇，陆林，张晓瑶，等.切尔诺贝利核事故对区域景观格局及生境质量影响研究[J/OL].生态学报，2021（04）：1-11[2021-02-17].http：//kns.cnki.net/kcms/detail/11.2031.Q.20201222.1831.018.html.

（责编：张宏民）

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