土地利用规划对区域景观格局的影响----------陕西省蓝田县为例

王晓,陈海,顾铮鸣

1.四川民族学院人事处,四川康定626001 2.西北大学城市与环境学院,陕西西安710127

土地利用规划对区域景观格局的影响
----------陕西省蓝田县为例

王晓1,2,陈海2*,顾铮鸣2

1.四川民族学院人事处,四川康定626001 2.西北大学城市与环境学院,陕西西安710127

本文基于规划视角，以陕西蓝田县为研究区域，结合2010年和2020年空间属性及规划数据，从斑块和景观水平两个层面，选取11评价指标，对比分析规划实施前后土地利用变化对区域景观格局的影响。结果表明：规划实施后，斑块的数量、密度减少，形状指数和分维指数降低，说明研究区整体连通性增强，且受人类活动影响越来越突出；景观水平上，蔓延度和香农指数增加，分离度减少，说明景观各类斑块规划后团聚性提高，土地利用率增强。

土地利用;景观格局;局地

土地利用/覆被变化（LUCC）是人类与地球环境进行交互作用的重要表现，对陆地生态系统的地理分布具有深远的影响。随着研究的深入，LUCC研究的最终目标也越来越清晰，即通过更加理性的方式来管理与利用土地，进而实现土地的可持续利用[1-2]。

土地规划作为土地利用和管理的纲领性文件，是根据当地情况而对土地开发、整理等所做的总体安排和布局。因此，土地规划对生态环境影响深远,预先通过土地规划预判土地利用将要发生的变化和对区域景观生态的影响，从而分析景观格局变化对生态环境和安全的影响具有重要的理论和实践意义[3-5]。本文基于规划视角，以陕西蓝田县为研究区域，结合2010年和2020年空间属性及规划数据，从斑块和景观水平两个层面，选取11评价指标，对比分析规划实施前后土地利用变化对景观格局的影响。

1 数据来源与研究方法

2010年遥感影像图、2006～2020年蓝田县土地利用总体规划图、2010年蓝田县统计年鉴等。结合最新的《全国土地分类标准》、规划图以及结合蓝田县，将研究区土地利用类型分为林地，农用地，草地，建设用地，其他用地，住宅用地，其中其他用地主要包括裸地，滩涂。并对研究区土地利用变化方面进行分析。

用FRAGSTAT3.3计算选取的景观格局参数，在斑块水平上，通过选取PLAND、NP、PD、AREA_MN，对地类结构和破碎度变化进行分析，LSI、FRAC_MN对研究区人工干扰程度进行综合分析；在景观水平上，选取SPLIT、AI、CONTAG、SHDI对规划后研究区整体的团聚、均匀分布情况进行研究。

2 结果与分析

2.1 研究区土地利用/覆被变化分析

2.1.1 土地利用变化分析局部土地利用变化不仅表现在数量上，同时也在空间上有相应的变化,在区域土地利用变化的定量分析和研究中，一般常用的是马尔可夫转移矩阵模型来进行描述[6-7]。利用arcgis 9.3和excel计算得出研究区2010～2020土地利用转移矩阵。

从表1知，研究时段内土地变化的幅度依次是农用地＞林地＞草地＞住宅用地＞建设用地＞其他用地。转化为林地的面积最多，且分布广泛，其中东南区域转化比较集中。共转化173.21 km2，分别是草地转48.24km2、农用地转109.43 km2、住宅用地转15.54 km2。有两个原因，一是蓝田县整个的居民区和建设区主要分布在整个县城西边，而东边主要分布林地；二是由于蓝田县为西安市灞河的水源地，当地政府采取退耕还林等一系列措施来维护森林面积，进来保证水源不受污染。

表1 蓝田县2010～2020土地利用转移矩阵（km2）Table 1Transition matrix of land use types from 2010 to 2020(km2)

2.2 土地规划对景观格局影响的分析

景观格局能够反映人类的干扰程度与土地利用变化结果，也是景观生态学中研究景观格局与人类社会相互作用的核心内容[8]。在景观格局定量分析方法中，景观格局指数是高度浓缩的景观格局信息能够反映景观结构组成、空间配置特征等，并且能够有效的反应景观的生态过程[9]。通过探讨土地规划对区域景观格局的影响，对合理的优化土地利用，提高土地利用率具有一定的意义。

图1 土地利用变化图Fig.1 The changes of land use

图2 斑块占百分比与平均板块面积变化Fig.2 Percentage of patches and average patch area change

2.2.1 土地规划对景观斑块的影响从图1,2中可以看出，2010年蓝田县各景观类型中林地的面积最大，占整个景观类型的57.72%。农用地占到29.76%，面积最小的是其他用地和建设用地，大概占到0.6%左右。景观要素面积排序为：林地＞农用地＞草地＞住宅用地＞其他用地＞建设用地。规划后2020年景观类型面积情况，林地、农用地、其他用地、建设用地所占景观面积比例分别增加0.57%、0.29%、2.22%、2.87%，建设用地增加最为显著，主要是由于经济的发展，道路建设，休闲地的建设等。而草地和住宅用地分别减少4.92%、1.03%。

2.2.2 土地规划对斑块类型的影响景观的破碎度是指景观被分割的破碎程度，表示空间结构的复杂性，通常用斑块数量、斑块密度、平均斑块面积来表示景观的破碎程度[10]。结合图3知，规划前后各土地利用类型斑块数量、密度指标的变化趋势一致，都是下降，而平均斑块面积都增加，这说明景观的破碎化程度在减少。变化幅度最大的是住宅用地的斑块数和密度分别减少713个和0.35，平均面积增加了30 hm2。其它四种土地利用类型的斑块数目和斑块密度也都有不同程度的减少，平均的斑块面积都有所增加。其中住宅用地的减少是通过合理规划，将其转化为林地和农用地来整理一些零星分布的居民点；斑块面积的增加是由于资源的整合，居民点的整理，耕地面积的扩大，使原来不连通的斑块连通，一些小斑块合并成大的斑块。

从图4中可以看出，规划前后研究区各土地利用类型的形状指数都有不同程度的减少，其中草地、农用地、住宅用地减少的幅度比较大，而林地、其他用地、建设用地减少幅度较小。这表明研究区各土地利用类型景观的形状越来越规则，边缘带相对减小，各土地利用类型的有效面积都有所增大；一般来说，受人类活动干扰小的自然景观的分数维值高，而受人类活动影响大的人为景观的分数维值低。总体上形状指数的降低，分维数的增加，表明整体上研究区受人类活动影响越来越突出；其次是对其他用地比如裸地，一些未利用土地也进行了综合利用。

图3 斑块数目和斑块密度变化Fig.3 The number of patches and density patches change

图4 形状指数和平均分维数变化Fig.4 The shape index and the fractal dimension change

2.2.3 土地规划对景观的影响蔓延度能够反映不同组分的团聚程度或延展趋势,高蔓延度值说明景观是由少数团聚且连通的大斑块组成，值小表明景观由多种景观类型分散且连通性差的小斑块组成[11]。分离度的变化直接反映了景观收到外界干扰的程度的强弱。研究区蔓延度从49.4302增加到57.2244；分离度从5.9536下降到2.8334变化趋势比较明显；聚合度和蔓延度增大，分离度降低，说明景观中各类斑块团聚程度高，且连通性较好。优势景观比如林地的优势度和连通度增强。这些变化的原因主要是当地政府在规划中对研究区的耕地，林地，住宅区进行了规划整理，从而更加有效的提高土地的利用率。

表2 蓝田县2010～2020年景观类型上景观格局指数对比Table 2 Changes of landscape spatial pattern indices on landscape-level from 2010 to 2020

香农多样性指数，该指标能反映景观异质性，特别对景观中各斑块类型非均衡分布状况较为敏感，SHDI越大，说明斑块类型在景观中呈均衡化趋势分布；2010年景观的SHEI值为1.0645，说明整体上各斑块类型分布不均，这主要是因为蓝田县林地和农用地所占比例70%左右，剩下的建设用地，住宅用地，草地等仅占30%，另外没有整体的宏观规划，农户自主分散经营等都会加剧分布不均；2020年景观的SHEI值为1.0779，比2010年有所增加，说明整体上斑块类型分布趋于均衡，土地利用更加合理，进而更加有效的提高了各类土地的利用率。

3 讨论

国内外学者关于土地利用与景观格局的研究主要在两个方面，重点集中在土地利用变化与景观格局的时空变化研究，研究不同时间和空间尺度土地利用与景观格局变化；其次国内关于土地整理对景观格局的影响也较多见[5,12-13]。目前关于土地规划与景观格局的研究并不多见，通过分析土地规划对景观生态过程的影响，能够分析景观格局变化所引起的环境压力，对更好的优化土地资源配置，提高土地利用率具有一定意义。

4 结论

4.1 土地利用/覆被方面

从总体上看，研究区土地利用结构变化趋势明显，建设用地、林地面积增加，草地和住宅用地面积减少；林地所占面积较大，且有所增加，这主要是由于蓝田作为西安市水源地；住宅用地减少22 km2，主要是由于规划中对居民住宅用地进行了有效的整理，提高土地的利用率；建设用地的增加，主要是由于经济和人口增长。

4.2 景观格局方面

规划10年间，研究区景观格局变化明显。从斑块水平看，林地和农用地是研究区主要的景观类型，规划后的建设用斑块面积增加明显，斑块数量和密度呈下降趋势，平均斑块面积增加，说明景观的破碎化程度减少；形状指数整体下降，分维指数增加，规划后研究区受干扰程度增加；聚合度和蔓延度增大，分离度降低，说明景观中各类斑块团聚程度高，且连通性较好。优势景观比如林地的优势度和连通度增强；香农指数增大，表明整体上斑块类型分布趋于均衡，土地利用更加合理，进而更加有效的提高了土地的利用率。

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Analysis on the Landscape Spatial Pattern Influence Caused by Land Use Plan ----------Acase study for Lantian County of Shannxi Province

WANG Xiao1,2,CHEN Hai2*,GU Zheng-ming2
1.The personnel Department,Sichuan University for Nationalities,Kangding 626001,China 2.College of Urban and Environmental Science,Northwest University,Xian 710127,China

Based on the planning perspective,Shanxi Lantian County as a study area,this paper combined with the space property and planning data from 2010 to 2020,selected 11 evaluation indexes from two levels of patch and landscape, comparatively analyzed the effect of land change on the landscape pattern before and after the implementation.The results showed that the number of patches and patch density reduced,the degree of fragmentation fallen down.At the same time, they indicated that the study area affected by human activities has become increasingly prominent.At landscape level,the contagion index increased,splitting Index decreased,and the agglomeration of landscape areas improved and the land use rate enhanced after land patches were planned.

Land use;landscape pattern;local level

X171.1

A

1000-2324(2014)03-0399-04

2012-11-21

2013-02-06

国家自然科学基金(41271103)

王晓(1989-),男,硕士研究生,研究方向:土地利用/覆被变化.

*通讯作者:Author for correspondence.E-mail:chw@nwu.edu.cn