基于GIS的鸡西市景观生态信息图谱的构建与分析

李 宁 孙世钧

(大庆市国土资源局，黑龙江 大庆 163316)

随着地理信息在现代社会与经济生活中的应用越来越广泛，地理信息向数字化发展的趋势也越来越明显。地理信息图谱的诞生是地理信息科学与地图学理论相结合的结果，是进入20世纪90年代以来，由中国科学家首创的一种新概念和新方法[1-3]。它由著名地理学家陈述彭院士首次提出，是中国地球信息科学领域科学家的重大创新研究，是地理信息系统技术及应用发展到相当水平后的必然要求，它继承传统地学图谱的思维方法，进一步在遥感图像与地理信息系统基础上，实现全数字化定量分析[4-5]。

1 研究区概况

鸡西市位于黑龙江省东南部，地处东经130°23′～133°56′，北纬44°51′～46°36′之间。三面环山，南与穆棱市接壤，北与勃利县、七台河、宝清相连，西与林口县毗邻，东与俄罗斯相邻，边境线长631km。地貌表现为“四山一水一草四分田”。幅员面积22 531km2。林地面积36.6万hm2，森林覆盖率达25%。境内有94条主要河流，最大的河是穆棱河，由西南向东北纵贯全市。现辖鸡冠、城子河、恒山、滴道、麻山、梨树6个区和密山、虎林、鸡东3个县(市)。全市总人口为193.2万人，其中市区人口91.7万人。

2 景观生态信息图谱的构建

2.1 资料搜集

准备制图区2005年和2010年遥感数字影像与其他地形图或者土地利用图，同时搜集其他有关文字与地图资料并熟悉了解区域生态环境及各要素基本特点。

2.2 景观生态分类体系的建立

利用影像，在景观生态分类原则的指导下(如表1所示)，结合研究区具体特点，对影像图谱类型进行适当地归并，划分出研究区的景观生态分类体系，并赋编码。

2.3 各景观属性数据库的建立

每个景观单元的轮廓可以根据卫星遥感影像的色调与图形结构特征来确定。在第二步的基础上进行二次判读，并根据所建立的景观生态分类体系确定各景观要素的属性。确定每个景观单元的ID，与其属性一起填入属性表格。

表1 鸡西市景观分类表

2.4 景观生态信息图谱的生成

利用专业软件，在已经建立的遥感影像图谱的基础上，利用地理信息系统软件，将景观生态类型进行归并，将二级景观类型合并成一级景观类型，生成景观生态信息图谱。

3 鸡西市景观生态图谱的分析

3.1 景观生态信息图谱变化特征分析

本文将要进行的景观生态信息图谱的变化特征分析主要是将2005年和2010年两期景观生态信息图谱进行比较，分析变化特征(见表2)。

表2 鸡西市2005年与2010年景观类型变化情况 单位：km2

从面积上看，鸡西市两年的景观生态类型中，林地景观和水域景观面积有所增加，其他的景观面积都呈现减少的趋势。其中以水域景观的面积增加最为明显，从2005年的8.10km2增加到2010年的18.00km2，增长的比例是120%多。从鸡西市的近年来土地利用规划目标来看，增加水利设施和水域面积是其中重要的一项。而水域景观面积的大幅增加则说明了规划的实施良好，基本实现了水域景观面积所应该占的比例。林地景观的面积在2005年就是最大的，而到2010年又有所增加，这说明近年来林地景观是维持鸡西市生态系统平衡的主要景观类型。而林地景观面积的进一步增加表明人们对生态环境的重视程度也有所增加。从面积变化比例上看，水域景观和城乡工矿居民地景观的面积变化比例最大，说明这两种景观受人类活动的影响较大。另外，从最大值和平均值也能看出这一点。

3.2 景观生态空间格局分析

为了便于更好地分析从2005年到2010年鸡西市的景观生态的变化，本文还从景观结构方面入手进行景观各项指标的系统性分析。目前，在景观生态学中研究景观格局的方法很多[6-7]，本文选择景观分析法来对鸡西市的景观格局进行分析。通过对鸡西市景观生态空间格局的分析，用各项指标来衡量鸡西市的景观结构是否合理，为鸡西市景观生态规划提出科学依据。

表3 鸡西市景观格局指数 单位：km2

从表3中可以看出，两年的生态景观格局中，景观面积最大的都是林地景观，然后依次是耕地景观、城乡工矿居民地景观、草地景观、水域景观。这表明从2005年到2010年鸡西市各生态景观类型所占的面积比例的总体情况并没有太大的变化。2005年的林地景观的面积是1 093.87km2，2010年的林地景观的面积是1 152.09km2，分别占两年的景观总面积的49.53%和52.16%。这说明近年来鸡西市的林地景观是维持生态系统平衡的主要景观类型。耕地景观的面积和城乡工矿居民地景观的面积都有所减少，而林地景观和水域景观的面积都有所增加，可以看出从2005年到2010年鸡西市的退耕还林还湿工作进展颇见成效。

从变异系数和分维数来看，除了城乡工矿居民地景观，其他景观的分维数都有所增加，可以看出政府对城乡居民地的规划力度加大。而其他景观的分维数的增加也表明政府和民众对生态景观的日益重视。林地景观、草地景观和水域景观都有向着更为自然的方向发展的趋势。

从景观多样性指数来看，从2005年到2010年景观的多样性指数有所下降，表明各类景观所占面积的差异增大。这一点从两年的优势度指数中也可看出。优势度指数和均匀度指数都表明整个景观生态的稳定性有所下降，应引起重视。耕地景观和林地景观的破碎化程度都没有太大变化，基本保持平衡。城乡工矿居民地景观破碎化程度下降，体现了人为活动对生态景观的影响。从分离度可以看出，鸡西市各种景观的斑块分散程度不大，相对比较集中。相比较之下，水域景观的分散度较大，两年之间也有较大变化。说明鸡西市对水域景观的发展与规划力度加大，景观有所增加，导致分散度加大。

4 结论

(1)通过各指标数据可以看出：林地景观的面积比重较大，一直是鸡西市的主要景观类型，能够维持该市的生态系统的平衡，使生态环境趋于良好；从2005年到2010年鸡西市景观格局的破碎化程度下降，各种景观都呈现出相对集中的变化趋势。这是人类活动影响的体现，说明近年来政府规划的力度加强；但是景观格局的多样性有所下降，致使景观生态的稳定性下降，这是人类活动对景观生态造成的不利影响，应该引起充分重视。

(2)从总体情况看，鸡西市景观生态状况良好，有较大面积比例的林地景观能维持生态系统的平衡。耕地景观和城乡工矿居民地景观的比例达到全省平均水平(全省耕地景观所占比例大约为25.00%，全省城乡工矿居民地景观所占比例大约为2.40%)，但草地景观和水域景观面积比例较小，还需进一步加大。从两年比较来看，耕地面积有所下降，退耕还林还湿工作显见成效。存在的问题是，水域景观的比例还是较小，要加大开发的力度。

参考文献：

[1]陈燕,齐清文,杨桂山.地学信息图谱的基础理论探讨[J].地理科学，2006,26(3):306～310.

[2]廖克,秦建新,张青年.地球信息图谱与数字地球[J].地理研究,2001,20(1):55～61.

[3]陈述彭.地图学面临的挑战与机遇[J].地理学报,1994,49(1):1～8.

[4]史培军,陈晋,潘耀忠.深圳市土地利用变化机制分析[J].地理学报,2000,55(2):151～160.

[5]Forman R T T.Land Mosaics:the Ecology of Landscape and Regions. Cambridge; Cambridge University Press，1986.

[6]Frankin J.F.and Forman R.T.T. Greation Landscape pattern by forest cutting:ecological consequence and principles．Landscape Ecology 1987,1(1):11～18，1987,1(1):11～18.

[7]傅伯杰.黄土区农业景观空间格局分析[J].生态学报,1995,15(2):113～120.