旺苍县林地景观格局变化研究

彭 成

(四川省林业调查规划院，四川 成都 610081)

研究土地利用景观格局变化，可以及时掌握土地利用的动态变化特点，以及对生态环境的影响，对区域经济与生态环境协调发展具有重要的指导意义。旺苍县位于秦巴生物多样性主体生态功能区，其优势景观主要为林地。本文采用GIS空间分析技术，利用旺苍县2010年和2015年两期林地保护利用规划档案数据，通过Fragstats景观指数计算软件，提取典型指数以及计算土地利用转移矩阵[1]，对旺苍县林地景观格局变化进行研究。定量分析该区域景观格局动态变化，以揭示景观格局变化对区域生态环境的影响，进一步指导旺苍县土地利用规划的合理化和科学化。

1 研究区概况

旺苍县隶属四川省广元市，位于四川盆地中部北侧，米仓山南麓，地理坐标为东经105°58′24″～106°46′2″，北纬31°58′45″～32°42′24″。东西长约75 km，南北宽约81 km，全县面积为2 975.864 km2。该县属大巴山地区向盆地内部方山丘陵过渡的地带，同时还属秦巴生物多样性主体生态功能区。该区域四季分明，雨量充沛，光热资源丰富，无霜期较长，山地气候明显。自然植被主要为马尾松林、柏木林、落叶栎类林、马桑黄荆灌丛及亚热带草丛等各种过渡类型[2]。近年来，该地制定了相应的林地保护政策，对不同区域进行了功能划分。北部地区重点打造生态防护林来防止水土流失；东北部以野生动植物保护为主，开发旅游生态基地；中心地区以工业原料林为主；南部地区受人口和地理环境等方面的影响，以经济林果以及城市林业为主[3]。

2 研究方法

以旺苍县2010年和2015年两期林地保护利用规划档案数据(数据由旺苍县提供)为基础数据，提取出能反映林地景观格局变化的地类因子，包括乔木纯林、乔木混交林、疏林地、特殊灌木林地、一般灌木林地、未成林造林地、苗圃地、采伐迹地、宜林地、辅助林业用地、耕地、坡耕地、牧草地、水域、未利用地、建设用地。利用ArcGIS，基于Xian-80坐标系的矢量空间数据库(SHP)，采用融合空间处理工具，生成研究区景观格局矢量图，将2010年和2015年两期景观格局矢量图叠加，提取主要景观类型转化的空间分布特征，并计算获得研究区2010年～2015年不同地类之间转移矩阵[1,4]。

由于本文的研究对象为林地景观类型，因此，通过Fragstats景观指数计算软件在类型和景观两个水平上选取相关性较小的典型指数[5,6]。景观水平指数主要选取了斑块丰富度PR、Shannon多样性指数SHDI、Shannon均匀度指数SHEI。类型水平指数主要选取了斑块所占景观面积比例PLAND、斑块数量NP、斑块密度PD、边缘密度ED、景观形状指数LSI、斑块结合度COHESION、景观分割度DIVISION、聚合度指数AI来研究旺苍县林地景观格局变化特征。

3 结果分析

从土地利用类型变化来看(详见表1)，土地利用类型变化的净变化量依次排序为，耕地>坡耕地>乔木纯林>一般灌木林地>乔木混交林>特别灌木林地>建设用地>水域>宜林地>疏林地>采伐迹地>牧草地>辅助林地>未成林造林地>苗圃，其中耕地的主要来源为坡耕地；乔木纯林主要转化为一般灌木林地、乔木混交林和耕地；一般灌木林地主要转化为混交林和耕地。2015年林地类型增加了疏林地、苗圃地、林业辅助用地、采伐迹地，而未利用地全部转出为其他用地。林地总面积由 231 476.72 hm2减少到224 085.95 hm2，减少对象主要为乔木纯林和特别灌木林地，且主要转化成非林地类型的耕地、水域和建设用地。

从表2和表3对比分析得知，林地斑块所占景观面积比例减小，而非林地比例增大，可见林地面积减少，非林地面积增加。林地景观面积比例变化最大的是乔木纯林，5 a间下降了5.98%。而在2015年，林地景观类型中增加了疏林地、未成林造林地、苗圃地、采伐迹地、辅助林地，非林地景观类型中，未利用地已经转化为其他类型。斑块数量5年间总体减少了59 015个，整体景观格局异质性程度降低。斑块密度和边缘密度都减小，说明小斑块逐渐融合成大斑块，景观破碎化程度降低。全县景观形状指数从2010年的1 315.61，下降到2015年的911.86，林地和非林地下降程度相当，说明整体斑块形状趋于简单化演变。斑块结合度指数从2010年的956.32增加到2015年的1 273.76，林地斑块结合度指数从442.43增长到906.12，而非林地从513.89降低到367.64，由此分析得出，全县整体景观连通性增大，其中林地的贡献最大，而非林地因为修建道路或其他人为因素导致景观连通性减小。景观分割度对比得知，各景观类型的景观分割度变化不大，说明各类型斑块的整体连通度较稳定；聚合度指数普遍增加，说明景观类型以分散分布转向团聚分布，破碎化程度降低[6～8]。

表2 2010年各土地利用景观类型水平指数

表3 2015年各土地利用景观类型水平指数

从表4得出，斑块丰富度增大，说明景观类型丰富度增加；Shannon多样性指数和均匀度指数都减小，景观斑块破碎化程度降低，优势拼块类型略有突出，且景观多样性减少[6]。

表4 林地景观水平指数

4 讨论

在2010年至2015年的研究时间内，由于人口增长对耕地的需求增加，以及建设交通道路、居民集中安置点、水利工程等，部分林地转换成了耕地、建设用地和水域。而从林地内部类型转变来看，有较多面积的乔木纯林转化为乔木混交林和一般灌木林地，分析其原因，一方面源于自然演替，另一方面受经营管理活动的影响。林地景观优势斑块类型保持不变，其异质性程度及破碎化程度都降低，斑块形状趋于简单化演变，小斑块逐渐融合成大斑块，景观连通性增大，景观多样性减少。旺苍县在林地面积减少以及景观多样性减少的情况下，林地结构依然有效地发挥森林生态功能。

利用景观格局指数定量研究区域林地景观格局变化特征，可以有效且及时地在区域景观层次上进行分析和动态管理。及时发现在经济建设过程中出现的土地利用变化以及林地利用问题，更加科学和合理的指导土地利用规划和生态环境建设。

参考文献：

[1] 施志国,邓华锋,彭道黎.沽源县土地利用景观格局变化研究[J]内蒙古林业科技,2009,35(1):34～41.

[2] 四川植被协作组.四川植被[M].成都:四川人民出版社,1980.

[3] 范彬.旺苍县现代林业重点县建设的实践与思考[J].四川林业科技,2016,37(2):115～118.

[4] 刘军会,高吉喜,耿斌,等.北方农牧交错带土地利用及景观格局变化特征[J].环境科学研究,2007,20 (5):148～154.

[5] 胡震峰.土地利用与景观格局动态变化研究[J].科技情报开发与经济,2013,13(12):143～145.

[6] 邬建国.景观生态学[M].北京:高等教育出版社,2000.

[7] 白涛,王宏燕,王江丽.土地利用及景观格局变化研究[J].东北农业大学学报,2008,39(10):51～56.

[8] 古琳,陈俊华,张海鸥,等.成都市林地景观格局动态变化[J].东北林业大学,2010,38(3):11～13.