川西林盘景观格局变化及驱动力分析

周 媛，陈 娟

（西南民族大学城市规划与建筑学院，成都 610041）

川西林盘景观格局变化及驱动力分析

周 媛，陈 娟*

（西南民族大学城市规划与建筑学院，成都 610041）

【目的】分析林盘景观格局动态变化特征及其影响因素，为林盘景观保护与生态规划提供借鉴。【方法】基于2001、2005、2011、2015年成都市第二圈层Landsat TM遥感影像数据解译的土地利用图，采用梯度分析法、Logistic回归模型，定量分析2001—2015年成都市林盘景观空间变化特征及其驱动力。【结果】2001—2015年，在成都市第二圈层，林盘景观面积呈逐年减少的趋势，其形态逐渐向单一化转化，并呈现聚集分布的特征，景观趋同现象明显。类型及景观水平上，在景观样带西部（-4～-6 km），东部（7～10 km），南部（6～10 km）区域内，林盘景观异质性增强、破碎化程度增大，空间形态表现出不规则性且趋于复杂化，人为干扰对林盘景观的影响相对减弱。此外，不同时期内林盘景观变化的驱动因子及其影响力存在一定的差异。林盘景观呈减少变化趋势的主导驱动因子包括居民收入与消费水平、人口密度、到城镇的距离，产业结构等，其变化主要受到社会经济因素及人为干扰的交叉影响。【结论】综合考虑林盘景观格局动态变化特征及影响因素，从林盘聚落及林盘景观单元入手，对林盘景观规划提出相应的生态策略。

景观格局;梯度分析;驱动力;规划策略；林盘

林盘是以林、水、宅、田为要素的空间院落，也是集生产、生活和景观于一体，具有典型农耕地域文化特征的居住载体[1]，它在促进川西平原生态环境的可持续发展中发挥了重要作用。近年来，川西林盘受到学者们的广泛关注，但国外学者主要侧重于城市化进程影响下林盘景观的可达性和人口密度[2]、林盘景观的弹性规划[3]以及土地整理政策下的林盘保护[4]等研究。国内学者主要从林盘的成因、发展模式、景观分布、文化内涵、景观价值[1]、聚落形态[5]、生态保护与发展[6]、植物群落类型[7]、产业转型[8]、景观保护性规划设计技术[9-10]等方面展开研究，如王小翔[11]提出了“林盘扩展单元”的核心概念，从产业发展、聚居规模与布局、公服设施、交通、景观、建筑设计等方面提出了林盘扩展单元发展的基本策略。刘红梅[12]将景观生态学等相关理论应用到林盘景观规划研究中。薛飞等[13]基于地理设计理念的多尺度空间分析和多景观要素分析方法，提取林盘样本场地的量化特征以指导林盘景观生态规划。但林盘景观格局的空间动态变化特征及驱动力影响因素等方面的研究相对较少[14-15]。随着高分辨率遥感影像及计算机技术的不断发展，应用梯度分析法和Logistic回归法能够准确、有效地研究林盘空间格局变化特征以及城市化进程、政府政策、社会经济等因素对林盘景观变化的影响[16-18]。随着城乡一体化建设以及新型农村社区建设的快速推进，成都市第一圈层处于中心城区，传统林盘几乎已经消失；第二圈层与中心城区相邻，受中心城区的辐射影响，郫县、龙泉驿、温江等区县向中心城区快速发展，林盘景观变化明显，大量传统林盘被破坏，大量的农耕地被占据，“空心”林盘数量增多[6]。以郫县为例，2004—2006年间，林盘数量由11 000余个减少到8 700余个，点密度由25个/km2减少到20个/km2[19]。因此，对第二圈层内林盘景观格局变化及驱动力分析具有典型代表性。本文主要以2001、2005、2011、2015年成都市第二圈层林盘景观为基础数据，在GIS空间分析技术支持下，借助梯度分析法和Logistic回归模型分析林盘景观空间格局及其驱动力，阐明其景观格局动态变化特征与规律，为林盘景观格局优化、生态保护建设提供科学依据。

1 材料和方法

1.1 研究区概况

成都市位于四川省中部，成都平原腹地，地理坐标为 30°05′～31°26′N，102°54′～104°53′E，海拔在450～750 m之间，属亚热带湿润季风气候区，热量丰富，雨量充沛，四季分明。成都市常年最多风向是静风，多次风向，年均气温为15.2～16.6℃，年平均降水量为873～1 265 mm[20]。本文的研究区域主要包括成都市域的第二圈层即龙泉驿、郫县、温江、双流、新都和青白江，研究面积为3 261.96 km2。

1.2 数据的获取及预处理

本文的基础数据包括 2001、2005、2011、2015年成都市4个年份的Landsat TM卫星遥感影像数据，影像轨道号为129-39，包括7个波段，空间分辨率为30 m，第6波段(热红外波段)为120 m；数据来源于中国科学院计算机网络信息中心和美国地质勘探局（USGS）数据平台。根据遥感影像的特点，采用分类精度较高的目视解译方法获取城市土地利用数据。通过地形图和实地采点验证，解译精度达89.2%。依据2010年颁布的《城市用地分类与规划建设用地标准》（GB50137-2011），从景观生态学的角度出发，结合林盘景观特点，将研究区内土地利用类型分为农田、林盘、道路、城市建设用地、村镇、林地（地形坡度≤15°）、河流水体、山地（地形坡度>15°）8种类型。

1.3 林盘景观梯度分析

梯度分析采用移动窗口法，以5 km为幅度，设立经浣花溪公园的自西向东和自南向北横贯成都市第二圈层的样带进行梯度分析（图1），东西样带长25 km，南北样带长30 km，采用5 km×5 km的重叠移动窗口，以1 km为移动步长，沿样带自西向东和自北向南移动以计算景观格局指数。中心窗口标记为0 km，向东、向南移动为正值，向西、向北移动为负值[11]。

利用ArcMap将研究样带的矢量图转化成30 m×30 m的栅格数据图。利用相关格局特征指数（如景观形状指数（LSI）、斑块密度（PD）、聚集度指数（AI）、Shannon多样性指数（SHDI）等[21]）分析林盘景观格局，研究林盘景观格局动态变化特征。

图1 成都市第二圈层城市用地类型分布图及研究样带示意图Figure 1 Urban land use types map of the second spheres of Chengdu City and location of the transect

1.4 驱动力分析方法

本文基于长时间序列（2001—2015年）的TM遥感影像，提取成都市第二圈层近15年来林盘景观的空间分布信息；采用Logistic回归模型，定量分析2001—2005年、2005—2011年，2011—2015年 3个时间段林盘景观演变的驱动机制。

1.4.1 Logistic回归模型的构建

结合研究区林盘景观的变化情况，本文选择Logistic逐步回归模型对成都市第二圈层内林盘景观演变的驱动力进行定量分析。其函数形式为：

式中:pi为事件发生的概率，在本研究中表示林盘景观发生增加或减少变化的概率，其值在0～1；X为影响林盘景观变化的驱动因子；1-pi为事件不发生的概率；为事件发生比[25-27]。本文利用SPSS 15.0进行Logistic统计分析，林盘景观变化为因变量，各驱动因子为自变量。使用Wald统计量检验变量的显著性。模型的总体显著性用Hosmer-Lemeshow适合优度来检验，当HL指标统计显著表示模型拟合不好；HL统计不显著时表示模型拟合程度好。

1.4.2 驱动因子选择及数据获取

①本研究选择林盘景观的变化情况作为因变量，其取值为“0”和“1”，“0”表示林盘景观没有发生变化，“1”则表示发生变化。利用ArcGIS分别将不同时期的林盘景观面积进行空间叠加，得到研究区（2001—2005年）、（2005—2011年）和（2011—2015年）3个阶段的林盘景观变化矢量图，再将其转换成空间分辨率为30 m的栅格图层。

②基于成都市第二圈层林盘景观的自然环境、社会经济等情况的调查分析，从3个方面选取林盘景观演变的自变量驱动因子：1）生物物理因子包括坡度和坡向，将其转化为30 m×30 m的栅格数据；2）社会经济因子包括：人口、农业产值、工业产值、居民消费水平和居民收入水平。社会经济因子数据均来自成都统计年鉴[20，22-24]。如以各个区县为单位选取 2001、2005、2011、2015 年人口等数据，并分别将其转换为30 m×30 m的栅格数据；3）邻域关系因子：将研究区域中到道路的距离、到河流的距离、到村镇的距离和到城镇的距离分别转化为30 m×30 m的栅格数据。

③分别在（2001—2005年）、（2005—2011年）和（2011—2015年）林盘景观变化栅格图上提取200个样本值作为因变量，并在对应年份的驱动因子栅格图上提取同一样本点的对应值作为自变量。这些值将作为Logistic回归模型的建模数据[25-27]。

2 结果与分析

2.1 成都市第二圈层景观类型总体格局特征

成都市第二圈层景观类型总体格局特征如图2所示。从图2可以看出，在成都市第二圈层的土地利用类型中，农田面积比率最大，城市建设用地面积逐年递增，林盘景观面积则呈逐年减少的趋势。2001—2005年，由于城市化进程的加速发展，城市建设用地总面积不断增加，农田景观面积不断减少，大量农田被开发为城市建设用地。林盘景观的斑块密度最大且景观形状指数较高，表明林盘景观分布最分散，破碎化程度最高，斑块面积较小且形状不规则。由于统筹城乡的发展以及新型农村社区的建设，2005—2011年，林盘面积急剧减少，林盘景观形状指数呈现逐渐降低的趋势，林盘景观在人为干扰的影响下，形态逐渐向单一化转化，景观形态相对规则。2011—2015年，林盘及道路景观的聚集度指数急剧上升，表明随着城乡道路交通网络的逐步完善，林盘分布状态由离散状向聚集状转化，部分中小型林盘聚落沿道路系统整合为大中型林盘聚落。2001—2015年香农多样性指数与香农均匀度指数呈现持续增加的趋势，景观类型分布趋向均匀，农田景观优势度明显降低。为了更好地反映林盘景观格局的空间变化特征，可以对不同方向上的林盘景观进行梯度分析。

图2 成都市第二圈层景观类型总体格局特征Figure 2 The synoptic landscape type characteristics of the second sphere of Chengdu City

2.2 类型水平上的林盘梯度分析

通过移动窗口沿样带的移动分析可以看出（图3、图4），在类型水平上，自西向东和自南向北两条样带的林盘景观比例出现了相似的变化规律。斑块密度越大，则斑块越小、破碎化程度越高；景观形状指数越高，则形状越不规则。2001—2015年，成都市近、远郊区的林盘景观空间形态发生了不同的变化。成都市第二圈层靠近城市中心的地区，林盘景观在所有景观类型中所占的面积百分比及斑块密度值相对较低，表明林盘平均面积逐渐增大，人为干扰对林盘景观的影响相对较大，林盘由相对分散向聚集分布演化。在样带的西部（-4～-6 km），东部（7～10 km），北部（-9～-13 km）,南部（6～10 km）区域内，斑块类型百分比、斑块密度、斑块形状指数均出现一个峰值，表征此区域是林盘景观相对最密集的地区，斑块面积相对较小，景观形态趋于复杂，景观异质性增强，破碎化程度相对较大。

2.3 景观水平上的林盘梯度分析

图3 类型水平上林盘的梯度变化Figure 3 Gradient changes of Linpan in class level

从图5、图6可以看出，2001—2011年，在靠近城市中心的区域以及第二圈层的东部，香农多样性指数值较大，城市化建设对林盘景观的影响较大，大部分林盘逐步消失或改建为集中分布的农村新型社区，景观优势度降低，资源特征正逐步丧失，城市景观同质化现象明显。2011—2015年，林盘景观香农多样性指数的最大值区域发生改变，尤其在北部及西部区域表现明显，城郊及成都其他区县的农村新型社区的建设速度正逐步加快，景观同质化现象已由城市边缘向城郊逐步发展。景观形状指数及斑块密度指数均出现先增加后逐渐降低的趋势，在样带西部（-4～-6 km），东部（7～10 km），北部（-5～-8 km），南部（6～10 km）区域内，景观形状指数与斑块密度出现最大值，该区域的林盘景观空间形态不规则，空间布局较为自由，破碎化程度较高，景观异质性增强，人为干扰对林盘景观的影响相对减弱。聚集度指数出现先降低再平缓增长的趋势，表明受人为干扰的影响，林盘景观的聚集程度逐渐增加，斑块面积相对较大，结构较为紧凑，呈团聚状分布。聚集度指数与景观形状指数在样带西部（-4 km）区域分别达到最小和最大值，表明该区域内林盘景观并未或较少受到城市化建设的影响。

2.4 林盘景观驱动力分析

2.4.1 2001—2005年林盘景观变化驱动力分析

将2001—2005年的变量值代入Logistic回归模型进行计算，Hosmer-Lemeshow检验结果的概率p值为0.620，大于显著性水平0.05，统计不显著，预测正确率为63.5%，模型较为稳定。2001—2005年，林盘景观呈减少变化趋势的主导驱动因子为居民收入水平、居民消费水平、人口密度、到村镇的距离（表1）。

图4 类型水平上林盘的梯度变化Figure 4 Gradient changes of Linpan in class level

2001—2005年，影响林盘景观急剧减少的主要因素是社会经济因素，其中最主要的是居民收入水平与居民消费水平指标，贡献率为1.818和1.599。2003年起，成都市确定并实践了统筹城乡发展的战略计划；2005年，成都制定“全域成都”规划，并将城乡一体化战略推向整个市域。在此背景下，劳动人口大规模流动、城乡形态发生较大改变，林盘景观也受到不同程度的影响。首先，城乡形态的改变以及产业结构的调整，提高了区域整体生产力水平以及居民的收入水平与消费水平，这些变化都会对居民的生产生活方式产生影响，这也打破了以传统农业为背景的林盘聚落空间结构形态。如龙泉驿区依托区域内独特的旅游资源优势以及便利的交通条件，对乡村旅游资源进行整合，带动以乡村旅游为特色的第三产业的迅速发展，提供了大量的就业岗位，实现居民收入的稳步增加。其次，林盘聚落的系统保护和可持续发展理念被忽视，部分土地集中建设，大量居民搬迁到农村新型社区中，导致不同数量空心林盘的产生，尤其是成都市第二圈层内的传统林盘不断被占用，林盘数量不断减少，人口密度逐渐降低。因此，居民的收入及消费水平的变化以及人口密度等综合作用于林盘聚落，影响其形态演变及空间分布。

2.4.2 2005—2011年林盘景观变化驱动力分析

图5 景观水平上林盘的梯度变化Figure 5 Gradient changes of Linpan in landscape level

2005—2011年的回归模型中，H-L检验的概率p值为0.281，大于显著性水平 0.05，模型的拟合效果较好，分类正确率为66.3%，模型较为稳定。林盘景观变化的驱动因子影响贡献率从大到小分别为居民收入水平、到城镇的距离、居民消费水平、到河流的距离、人口密度（表2）。

2009年，成都提出“一区、两带、六走廊”的全域成都发展格局。2010年，成都确立了建设“生态田园城市”的目标，提出山、水、田、林、城有机融合，构建多中心、组团式、网络化的新型城乡空间格局[6]。随着成都发展格局以及农村新型社区建设的深入推进，城镇空间不断扩张，工业产业大规模发展，居民的收入水平及消费水平随着产业结构的不断调整发生了不同程度的变化。据统计，在温江、郫县等花木生产区，花木生产面积近 30 000 hm2，许多花木生产重镇依托特色农业产业与乡村旅游发展经济，几乎不从事传统农作物生产，形成了以新型农业为基础，乡村旅游为核心的产业模式，以此推动地区经济的持续发展，也实现了居民收入与消费水平的稳步增长。对传统林盘而言，与城镇的距离及交通的便利条件直接影响林盘景观的空间分布。距离城镇较远、交通不便利的林盘聚落，居民不断外移，或移向主要交通沿线，或直接向城镇聚拢，空心林盘数量增多，导致大中型林盘、城镇人口密度增加。而林盘景观重要的灌溉水网系统也遭受不同程度的破坏。这些因素的变化对林盘聚落的生态保护与发展、院落空间、形态变化、基础设施及环境建设等都会带来重要影响。

图6 景观水平上林盘的梯度变化Figure 6 Gradient changes of Linpan in landscape level

表1 成都市第二圈层2001—2005年林盘变化驱动力模型估计结果Table 1 Model estimation of the driving forces of Linpan change in the second spheres of Chengdu（2001—2005）

表2 成都市第二圈层2005—2011年林盘变化驱动力模型估计结果Table 2 Model estimation of the driving forces of Linpan change in the second spheres of Chengdu（2005—2011）

2.4.3 2011—2015年林盘景观变化驱动力分析

将2011—2015年的变量值进行回归计算，H-L检验的概率p值为0.661，大于显著性水平0.05，模型的拟合效果较好，分类正确率为75.1%，模型较为稳定。林盘景观呈减少变化的驱动因子主要包括居民收入水平、到村镇的距离、农业产值、工业产值（表3）。

2011—2015年，社会经济因素及人为干扰的交叉影响对林盘景观变化产生了重要作用。近年来，成都市全面推进工业向集中发展区集中，农民向城镇集中，土地向规模经营集中的重要实践路线，成都市第二圈层大部分地区的产业结构、土地利用、村镇建设、交通条件、劳动力流向、居民收入及消费水平等方面都发生重大变化。随着城镇化的加速发展以及产业结构的深入调整，成都市第二圈层内的产业主要以第一产业为主，第二、三产业迅速发展且比重加大，产业向园区集中逐步推进，传统农业比重降低，花卉苗木、特色经济果林等新型农业、乡村旅游业大力发展。林盘聚落内部产业形态发生了较大变化，这对林盘聚落的生态保护、空间形态演变都会带来不同程度的影响。如新都区，农业、工业以及旅游业等齐头并进，建成了蔬菜、花卉苗木休闲观光、优质粮油产业基地，并将“198”生态绿地、现代服务业综合功能区的建设与文旅项目等相结合，形成生态、人居、产业相融合的“198生活方式”，这些举措在改善居民生活环境、提高居民收入水平及消费水平的同时，也将影响传统林盘聚落的保护与更新建设。因此，如何协调城乡统筹一体化建设以及产业结构调整与林盘聚居模式、空间形态、生态保护与景观规划之间的关系将是促进林盘景观可持续发展的重要因素。

3 讨论与结论

本文将梯度分析以及驱动力分析相结合，对成都市第二圈层2001—2015年林盘景观空间格局动态变化及其影响因素进行定量分析。研究结果表明，林盘景观时空梯度的动态变化反映了城市化进程、新型农村社区建设及政府政策等对林盘景观的影响，部分区域林盘斑块趋向于聚集分布，林盘平均面积增大，景观异质性降低，趋同现象明显，人为干扰严重。不同时期内林盘景观变化的驱动因子及其影响力存在一定的差异。林盘景观呈减少变化趋势的主导驱动因子包括居民收入与消费水平、人口密度、到城镇的距离，产业结构等，其变化主要受到社会经济因素及人为干扰的交叉影响。综合归纳其影响因素具体表现为：一方面，在成都市第二圈层中，城镇的产业结构[9]、土地利用[28]、村镇建设、人口密度、居民的生产生活方式[11]、居民收入及消费水平等方面都发生了重大变化，城区、城镇周边的林盘聚落数量不断减少，林盘空间形态发生较大转变。林盘聚落的整合，空心林盘转化为耕地或其他建设用地，空心林盘内的居民外迁，导致大中型林盘、城镇人口密度增加，林盘聚落的整体稳定性不断降低，逐渐丧失其自然特征，人为干扰严重。另一方面，林盘聚落内部的建筑密度增大，生态绿地、生产用地减少或消失[6]，传统民居建筑加院落的住宅空间形态发生改变，景观识别性较差，传统农耕民俗文化缺失[29]，未形成特色明显的乡村景观环境。同时，林盘聚落内外部交通系统等基础设施建设不完善，不能适应现代生产生活方式的需求。

表3 成都市第二圈层2011—2015年林盘变化驱动力模型估计结果Table 3 Model estimation of the driving forces of Linpan change in the second spheres of Chengdu（2011—2015）

因此，本文综合人居环境科学以及景观生态理念，从林盘聚落、林盘景观单元两个层次入手，构建多层次、互相渗透的林盘聚落生态网络结构体系，改善成都市第二圈层林盘景观异质性降低，景观趋同等现象。林盘聚落生态规划中，对聚落内的景观资源进行生态评价，合理选择开发建设的土地；尊重原有地形地貌环境，考虑农民生产生活半径，以此决定林盘聚落的规模和容积大小。借助景观生态学的“斑块—廊道—基质”模式，构建城乡范围内林盘聚落合理的空间布局；综合利用农田、林地、道路、水体等景观要素，形成不同的生态廊道，优化林盘聚落生态网络景观结构体系。对林盘聚落空间形态及产业结构进行整合，形成不同特色的林盘聚落，如农耕型林盘、生态空心林盘、乡村旅游型林盘、特色产业型林盘等。同时，加强林盘聚落基础服务设施的建设，改善居民生活质量。

在林盘景观单元中，对农田、水系、林地及民居进行合理规划，以更好地发挥林盘景观的空间效应。规划中，将现代农业生产与传统农田景观相融合，构建农田生态保护带，形成稳定的农业景观系统，同时营建体验农事活动、展示农耕文化的空间场所，强化地域文化特征。对道路系统及水系进行更新和重规划，避免道路及水体的冗余复杂，打造道路与滨水景观，增加林盘景观的丰富度。在林地空间中建立一定尺度的公共开放空间，激发林盘活力，增加居民对空间的认同感、归属感和参与感。积极探索满足现代生产、生活方式的川西民居建筑设计，在传承传统的民居建筑形态、肌理、农耕文化的基础上融入绿色生态节能等设计理念，形成与地域文化环境相协调的建筑形态及建筑风貌。

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Landscape Pattern Change and Its Driving Forces in the Linpan of Western Sichuan

ZHOU Yuan，CHEN Juan*
（Architecture and Urban Planning College，Southwest Minzu University，Chengdu 610041，China）

【Objective】The aim of the study was to analyze of landscape pattern change and its driving forces in the Linpan of western Sichuan and to provide a reference for rural landscape protection and planning.【Method】Based on land use map of the second sphere of Chengdu interpreted by Landsat TM images in 2001，2005，2011 and 2015，the dynamics of Linpan landscape patterns and its driving forces were quantitatively analyzed by using gradient analysis and logistic regression.【Results】Linpan landscape area had a trend of decrease year by year.Its shape gradually transferred to simplification，with a characteristic of concentration distribution.Landscape convergence phenomenon was obvious in the second sphere of Chengdu.In the class and landscape level，the landscape heterogeneity and fragmentation degree increased.The spatial shape was irregular and tended to be complex.The influence of human disturbance on Linpan landscape relatively samllin the western part of the landscape belt(-4～-6km)，east(7～10km)，south(6～10 km).In addition，there were different driving factors of Linpan landscape change among different periods.The main driving factors of Linpan landscape change were the income and consumption level，population density，the distance between city and village，industrial structure and so on.The changes were mainly affected by the interactions between social and economic factors and human disturbances.【Conclusion】The dynamics of Linpan landscape pattern and driving forces were taken together and the correspondent ecological measures were put forward according to settlement and landscape unit.

landscape pattern；gradient analysis；driving force；planning strategies；Linpan

TU986 文献标志码：A 文章编号：1000-2650（2017）02-0241-10

10.16036/j.issn.1000-2650.2017.02.016

2016-12-06

国家自然科学基金资助项目（51508483）；西南民族大学中央高校基本科研业务费专项资金项目（2015NZYQN03）。

周媛，博士，讲师，主要从事城市景观生态、城市绿地系统规划研究，E-mail：zhouyuan840205@163.com。*责任作者：陈娟，硕士，讲师，主要从事风景园林规划设计研究，E-mail：107833043@qq.com。

（本文审稿：刘 洋；责任编辑：巩艳红；英文编辑：徐振锋）