盘锦地区景观格局动态分析

唐 强，闫红伟，范业展

（1.沈阳大学生物与环境工程学院，辽宁沈阳 110044；2.沈阳农业大学a.园艺学院，b.林学院，辽宁沈阳 110161）

盘锦地区景观格局动态分析

唐 强1，2a，闫红伟2b，范业展1

（1.沈阳大学生物与环境工程学院，辽宁沈阳 110044；2.沈阳农业大学a.园艺学院，b.林学院，辽宁沈阳 110161）

借助ENVI 4.8软件，对盘锦地区1994年和2009年LANDSAT 5的TM遥感影像进行解译并分析.参照国标《土地利用现状分类》的分类体系，参考调查区域土地利用特征，将研究区域划分为8种土地利用类型.利用ArcGIS 9.3软件和Fragstats 3.3软件，通过格式转换、空间分析等处理，进行了数据统计分析和景观格局指数计算，完成对研究区域的景观格局分析，结果表明：研究区域不同景观类型发展趋势不相同，人工景观类型破碎化程度在增加，自然景观类型总体保育较好，但滩涂区域受到滨水养殖业干扰较大，面积在减少，生态总体质量在下降；旱地和林地在减少，林地的破碎化程度依然较高.

盘锦市；土地利用；景观格局

土地利用是土地在人类活动干预下进行自然再生产和经济再生产的复杂过程，它将受到多种因素的制约［1］.全面掌握区域土地利用特点，是加强土地资源开发，维持并改善区域生态环境的基础［2］.基于不同的土地利用形态形成的景观空间格局，是各种生态过程在不同尺度上的作用结果.近年来，景观生态学及其相关学科对区域景观格局优化、景观格局演变，以及景观格局变化带来的生态效应研究一直为研究人员所重视，定量研究区域景观格局已经成为景观生态学研究中重要的研究课题和研究方向［3-8］.盘锦地处辽河三角洲腹地，是东北重要的“鱼米之乡”.了解该区域的景观格局变化特点，将有助于对辽河三角洲区域生态的综合管理，并为合理进行土地规划提供科学依据.

1 研究区域概况

辽河三角洲是我国四大河流（长江、珠江、黄河、辽河）三角洲之一.区域内沟壑纵横，主要河流有大辽河和双台子河，两股河流均向南流入渤海辽东湾，它们同大凌河一起作用，冲积形成辽河三角洲平原.作为研究区域的盘锦地处辽河三角洲的腹地［9］，地理位置为东经121°31′～122°28′，北纬40°40′～41°27′.其境内自然资源丰富，稻米、芦苇、油气，以及水产资源全国闻名，中国第三大油田——辽河油田就位于此（本文研究区域不包括海域、陆地与海域以滨海滩涂外线划分边界）.

2 研究方法

2.1 数据来源与处理

本研究基础数据来源于1994年和2009年LANDSAT 5的TM遥感影像，TM数字栅格图像的空间分辨率为30m×30m.研究区域遥感影像借助ENVI软件进行影像预处理，参照1∶10000地形图进行了几何校正和影像配准，然后将两幅遥感影像基于地理坐标进行了图形镶嵌，并根据盘锦市市域边界矢量图进行了图形剪裁，完成遥感影像的预处理.然后对遥感影像进行4、3、2假彩色合成，并进行图像增强，作为监督分类底图.

结合国标《土地利用现状分类》的分类体系［10］，参考调查区域土地利用特征以及LANDSAT5TM影像数据，确定区分8种土地利用类型：1旱地、2水田、3林地、4滩涂、5水域、6虾蟹田、7湿地、8居民点及工矿用地.采用野外调查与室内解译相结合的方法，首先通过野外实地考察，然后在室内应用ENVI遥感图像处理软件，借助最大似然法对影像数据进行监督分类，并进行分类后处理.分类处理后，根据野外考察以及相关技术资料，进行进一步人工目视解译，以修改混分和错分类结果，提高解译精度，完成区域土地利用类型图.成图后，借助ArcGIS 9.3软件和Fragstats 3.3软件，通过格式转换、空间分析等处理，进行数据统计分析和景观格局指数计算.

2.2 景观格局分析指数

景观格局分析以景观水平和类型水平，借助10个景观格局指数［11］作为分析指标，相关指数具体含义如下：

（1）景观面积百分比（PLAND）：等于某一斑块类型的总面积占整个景观面积的百分比.用于类型水平.

（2）斑块密度（PD）：类型水平上的斑块密度等于该类型斑块数除以景观总面积，它反映某类型的破碎化程度和空间异质性程度；景观水平上的密度（PD）等于景观中斑块总数除以景观面积，它反映景观总体的破碎化程度和空间异质性程度.斑块密度常用平均100hm2斑块数表示，用于类型／景观水平.

（3）斑块个数（NP）：斑块个数和斑块主要密度用于测量景观的破碎化程度和空间异质性程度.NP在类型水平上等于某一类型的总个数，在景观水平上等于景观中所有类型的总数.主要用于类型／景观水平.

（4）最大斑块占景观面积的比例（LPI）：等于某一斑块类型中的最大斑块占整个景观面积的比例.用于类型水平.

（5）Shannon多样性指数（SHDI）：用来度量景观元素或生态系统在结构、功能，以及随时间变化方面的多样性，它反映了景观类型的丰富度和复杂度.用于景观水平.

（6）景观优势度指数（LDI）：多样性指数的最大值与实际计算值之差，通常较大的值对应于一个或少数几个类型占主导地位的景观.用于景观水平.

（7）Shannon均匀度指数（SHEI）：反映景观格局中各个类型在面积上分布的不均匀程度，通常以多样性指数和其最大值的比来表示.用于景观水平.

3 结果与分析

3.1 景观水平上景观格局分析

研究区域在景观水平上的景观格局相关指数见表1.

NP指数和PD指数是反映区域景观破碎程度的重要指标，同景观破碎化呈正相关性，同比2009年和1994年，两个指数均显示增加，说明区域总体破碎化程度在增大.而反映景观空间结构的三个指数：景观优势度指数（LDI）、Shannon多样性指数（SHDI）和Shannon均匀度指数（SHEI）则呈现有较好的负相关性，LDI在减少，SHDI和SHEI在增加，这说明，区域总体受到一定的干扰，但由于变化数值较小，说明这种干扰的程度相对较低，景观类型没有明显变化，景观斑块在区域中总体呈现均衡化发展.

表1 景观水平的景观格局指数Table 1 Indices of landscape patterns in Land Metrics

3.2 类型水平上景观格局分析

3.2.1 PLAND指数变化（图1）

1994—2009年间，PLAND指数呈现负增长的用地类型有旱地、林地、滩涂和湿地，尤其滩涂减少最多.呈现明显正增长的用地类型有水田、虾蟹田和居民点与工矿用地.从这一变化趋势来看，区域的经济活动日渐频繁，一些生态相对脆弱的区域已经受到干扰，诸如不断增加的滨水养殖业挤占了原有的滩涂空间，使这里成为需要生态保护重点关注区域；居民点与工矿用地不断扩张，对本已不足的旱地也具有一定的冲击.

3.2.2 PD指数变化（图2）

两年间，PD指数变化各有不同，林地、滩涂、水域和湿地的指数呈现负增长，旱地、水田、虾蟹田和居民点及工矿用地呈现正增长，说明研究区域自然景观保护较好，人工景观类型受干扰程度在增加.尤其是居民点及工矿用地类型变化最大，说明15年间区域经济活动频繁，这与实际相符；而林地的斑块密度指数一直最大，说明区域内林地类型破碎化程度最高.

图1 PLAND指数变化Fig.1 Variation of PLAND index

图2 PD指数变化Fig.2 Variation of PD index

3.2.3 NP指数变化（图3）

斑块个数（NP）的大小与景观的破碎度有很好的正相关性，一般规律是NP大，破碎度高；NP小，破碎度低.两年中，NP数值最大的用地类型均为林地，说明区域内林地类型破碎化程度最高.斑块数目变化最大的是居民点及工矿用地.同时，林地、滩涂、水域和湿地等用地斑块数目在减少，反映了区域内人工景观类型破碎化程度的增加，而自然景观类型景观破碎化程度降低，说明区域内经济活动频繁，同时对自然的保护也卓见成效，这与国家建立双台河口自然保护区密不可分.

3.2.4 LPI指数变化（图4）

LPI等于某一斑块类型中的最大斑块占整个景观面积的比例.图4中，水田、虾蟹田和居民点及工矿用地LPI数值增加，以水田类型LPI数值增加最多；林地、滩涂和湿地等自然景观类型LPI数值在减小.这说明区域中人工景观类型斑块规模在增大，而自然景观类型面临破碎化趋势，但除了水田类型增加相对较多，其他用地类型LPI数值变化均不足2，说明15年间区域中各类型的破碎化进程相对缓慢.

图4 LPI指数变化Fig.4 Variation of LPI index

4 结 论

综合1994年和2009年景观和类型水平的生态指数对比分析结果，发现：研究区域不同景观类型发展趋势并不相同，代表人工景观类型的水田、虾蟹田和居民点与工矿用地类型景观破碎化程度在增加，而代表自然景观类型的林地、滩涂、水域和湿地总体保育较好，这与双台子河口国家自然保护区的设置息息相关.但从个别指数也发现一些问题，诸如滨水养殖业的发展导致的滩涂区域、旱地和林地减少等问题都应该引起重视.因此，建议盘锦地区：在经济发展的同时，要关注滨水生态脆弱带；并整合土地利用形式，增加土地利用的效益最大化，实现经济发展和土地占用的平衡.

［1］刘京，常庆瑞，陈涛.延河流域土地利用景观格局分析［J］.西北农林科技大学学报：自然科学版，2009，37（8）：139-144.

［2］蔡春菊，贾宝全，王成.扬州地区土地利用与景观格局分析［J］.东北林业大学学报，2010，38（4）：42-48.

［3］侯伟，陈锋，杨春露，等.辽宁中部城市群土地利用时空格局遥感分析［J］.东北林业大学学报，2011，39（1）：113-115.

［4］王思远，刘纪远，张增祥.近10年中国土地利用格局及其演变［J］.地理学报，2002，57（5）：523-530.

［5］王计平，陈利顶，汪亚峰.黄土高原地区景观格局演变研究综述［J］.地理科学进展，2010，29（5）：535-542.

［6］朱槐文，孟庆香，宋二红.景观格局-生态过程研究进展［J］.湖北农业科学，2010，49（1）：211-214.

［7］柴仲平，王雪梅，蒋平安.石河子市土地利用变化及其生态系统服务功能研究［J］.西南农业学报，2009，22（4）：1028-1032.

［8］唐强，闫红伟，赵彦博.小城镇生态型用地布局研究［J］.沈阳大学学报，2010，22（3）：94-97.

［9］张耀光.辽河三角洲土地资源利用结构优化与持续利用对策［J］.自然资源学报，2001，16（2）：115-120.

［10］宋轩，石端晓，李昕，等.基于GIS和RS的郑州市城区土地利用变化研究［J］.河南农业大学学报，2008，42（4）：454-460.

［11］李秀珍，布仁仓，常禹.景观格局指标对不同景观格局的反应［J］.生态学报，2004，24（1）：123-134.

Dynamic Analysis on Landscape Patterns in Panjin City

TANG Qiang1，2a，YAN Hongwei2b，FAN Yezhan1

（1.College of Biological and Environmental Engineering，Shenyang University，Shenyang 110044，China；2.a.College of Forestry，b.College of Horticulture，Shenyang Agricultural University，Shenyang 110161，China）

By means of ENVI 4.8，the LANDSAT 5RS image in 1994and 2009of Panjin City was interpreted and analyzed.And refer to the state standard of current land use classification taxonomy and the feather of the land utilization in the investigation area，the eight land use types were divided in the investigation area.Using ArcGIS 9.3and Fragstats 3.3，through format conversion and spatial analysis etc，the statistical data analysis and the indices of landscape patterns calculation were done to accomplish the analysis of the landscape pattern in the investigation area.The result is that the development trend of every type in the area is different，that the artificial landscape is more and more fragmented，but the natural landscape is good as a whole.Some problems should be paid more attention，such as the decrease of the mudflat，cropland and woodland.

Panjin city；land utilization；landscape patterns

F 301.24

A

1008-9225（2012）04-0007-04

2011-12-25

辽宁省科学技术计划项目（2007401043）.

唐 强（1978-），男，辽宁台安人，沈阳大学讲师，沈阳农业大学博士研究生.

王 颖】