基于移动窗口法的海岛型城市景观破碎化及其驱动机制分析——以福建省平潭岛为例

姜坤, 戴文远,3,*, 胡秋凤, 欧慧, 黄康

基于移动窗口法的海岛型城市景观破碎化及其驱动机制分析——以福建省平潭岛为例

姜坤1,2, 戴文远1,2,3,*, 胡秋凤1,2, 欧慧1,2, 黄康1,2

1. 福建师范大学地理研究所, 福州 350007 2. 福建师范大学地理科学学院, 福州 350007 3. 福建师范大学湿润亚热带生态地理过程教育部重点实验室, 福州 350007

海岛型城市景观破碎化时空演变规律分析, 可以为海岛景观管理及生态城市建设提供科学依据。利用平潭岛2000、2009和2015年3期Landsat ETM+和SPOT_遥感影像数据及社会经济数据, 基于ArcGIS10.2和Fragstats3.4软件, 采用移动窗口法、转移矩阵、主成分分析等对平潭岛景观破碎化及其驱动机制进行研究。结果表明: (1)耕地和林地是平潭岛的景观基质, 各地类之间变化主要表现为居住地和工矿交通用地的空间扩张。(2)15年间平潭岛景观破碎化的空间分布主要体现在中心商务区、科教文化区、海坛湾及坛南湾附近; 在不同地类尺度上, 工矿交通用地的斑块数和景观形状指数差值最大,最大斑块指数和聚集度指数最大的是居住地; 在不同乡镇尺度上, 中楼乡的斑块数和斑块密度差值最大, 最大斑块指数负向差值最大的是幸福洋。(3)政策因素是平潭岛景观破碎化的根本原因; 社会经济活动则对各景观类型变化产生直接影响。

海岛型城市; 景观破碎化; 移动窗口法; 驱动机制; 平潭岛

0 前言

景观破碎化导致自然生境破碎, 生物多样性降低, 进而影响生态系统服务功能[1-3], 是当前景观生态学研究的热点之一。近年来随着我国城镇化进程快速发展, 特别是城市的无序发展, 导致景观格局强烈变化[4-6], 城市及其周边地区的景观呈现出“高度破碎化”和“景观空间异质性显著”的特征[7-8], 即景观由单一、均质和连续的整体趋向复杂、异质和不连续的斑块镶嵌体[9], 严重影响城市景观的结构、功能及生态过程, 不利于其持续健康发展[10-12]。因此, 对城市景观破碎化及其影响因素进行研究, 可以为生态城市建设提供科学参考。

随着“3S”技术的发展, 很多学者认为景观破碎化具有一定的分异规律, 并针对不同地理单元相继开展了一系列深入研究, 如生物多样性及栖息地[13-14]、河谷绿洲[15-16]、耕作区[17-18]和采矿区[19]等, 但对全球变化和陆海各种动力作用最迅速最敏感的海岛景观破碎化的研究却鲜有报道。平潭岛是福建省第一大岛, 2009年福建省成立平潭综合试验区, 2011年平潭开放开发上升为国家战略, 海岛城镇化进程进入加速期, 生态环境遭到了不可逆转的破坏。本文聚焦快速城镇化背景下的平潭岛, 基于移动窗口法对研究区开发前后景观破碎化空间分布格局及其内部水平差异进行研究, 并以此为基础探讨景观破碎化与社会经济发展的关系, 为海岛型城市的生态系统保护与可持续发展提供理论与决策参考。

1 研究区概况

平潭岛亦称海坛岛, 位于福建省福州市境内, 东临台湾海峡, 西隔海坛海峡, 与长乐市、福清市、莆田市为邻, 南北长29 km, 东西宽19 km, 面积为267.13 km2, 是中国第五大岛, 福建省第一大岛。平潭岛属于南亚热带海洋季风气候, 年平均气温为19.6℃, 年平均降水量为1172 mm, 夏长冬短, 气候湿润, 地势以平原、丘陵为主, 南北高, 中间低(见图1)。平潭岛地理位置优越, 距福州128 km, 东南与台湾省新竹港相距仅68海里, 是中国大陆距台湾最近处, 也是中国东南海疆对台经贸和人文交往的重要窗口。

图1 平潭岛地理位置图

Figure 1 Location map of Pingtan Island

2009年福建省成立平潭综合试验区以来创新体制机制, 突出先行先试功能, 城镇化进程快速发展, 两岸交流合作日益密切, 由此掀起了大开发的序幕。地区生产总值从2000年的30.98亿元增长到2009年的73.58亿元, 到2015年的189.62亿; 人口城镇化率也由2000年的12.92%增至2009年的25.70%, 到2015年的44.30%, 先后实现了两次飞跃发展, 但大规模开发建设亦对平潭岛景观破碎化产生了深远影响。

2 研究方法

2.1 数据来源与处理

本研究所使用数据包括: 国际科学数据服务平台下载的30 m´30 m的DEM数据, 遥感数据来源于平潭岛2000年Landsat7_ETM+、2009年SPOT_5和2015年SPOT_7三期遥感影像, 利用ERDIS IMAGINE9.2对Landsat ETM+遥感影像进行几何校正、配准等预处理后, 结合土地利用分类, 采用eCognition软件提取园地、耕地、水域、未利用地、林地、草地、居住地和工矿交通用地等八种景观类型(见图2)。利用ArcGIS 随机选点的功能, 选取500个点, 得到2000年、2009年和2015年三期数据, 解译精度总体在90%以上, 符合解译数据精度要求。社会经济数据主要来源于《福州统计年鉴(2001-2016年)》和官方数据报表等。

2.2 平潭岛景观破碎化分析

2.2.1 土地利用变化情况分析

采用总变化率(式1)和年变化率(式2)定量分析土地利用结构的动态变化情况[20­­­­­­­­-21], 其式如下:

式中: P为研究期内某一土地类型的总变化率;S为研究期内某一土地类型的年变化率;Ua, Ub分别为研究期初及研究期末某一土地类型的数量; t为研究时段。

2.2.2 土地利用类型转移矩阵

土地利用类型转移矩阵能够定量说明各地类间的相互转换情况, 揭示他们之间相互转化的比例和速率等特征[22-23]。

式中: S代表面积, n代表土地类型数, i、j分别代表研究期初和研究期末的土地类型。

2.2.3 移动窗口法

本文选取斑块数(、斑块密度()、最大斑块指数()、聚集度()、分离度指数() 和香浓多样性指数(), 采用移动窗口法对研究区景观破碎化空间分布格局及内部差异进行研究。根据研究区范围大小, 通过对200 m、300 m、400 m和600 m的窗口进行调试, 300 m窗口能更好的反映出研究区景观破碎化情况。各栅格景观指数计算和移动窗口分析利用Fragstats3.4软件完成。

图2 平潭岛土地利用类型图

Figure 2 Land use type map of Pingtan Island

3 结果分析

3.1 平潭岛景观时空变化分析

3.1.1 土地利用变化分析

由表1可得, 耕地、林地是平潭岛的景观基质, 其中耕地所占比重最大(28.23%), 园地所占比重最小(0.15%)。近15年来平潭岛土地利用结构特征大致可分为三种类型: (1)持续增加型, 包括工矿交通用地和居住地, 且2009—2015年增加的幅度和规模均高于2000—2009年; (2)先增后减型, 包括水域、未利用地和园地; (3)持续减少型, 包括草地、林地和耕地。这主要是因为2009年福建省成立平潭综合试验区以来, 作为海峡两岸交流合作的重要前沿平台, 平潭岛突出先行先试的功能, 城镇化进程快速发展, 导致大量的耕地、园地和草地被工矿交通用地和居住地侵占, 对重大项目用海的围填海计划给予倾斜, 导致水域面积也不断减少。

3.1.2 土地利用转移分析

基于ArcGIS10.2平台获得研究区2000—2009年和2009—2015年两期土地利用转移矩阵(表2、表3)及土地利用类型转移图(图3), 可知近15年来平潭岛各地类之间的转换具有明显的时间阶段性。2000—2009年平潭岛土地利用变化以居住地、工矿交通用地、水域和未利用地的扩张为主, 其中居住地扩张主要发生在潭城乡东部和南部以及岚城乡东部地区, 因为这里临近龙凤头海滨度假区, 环境优美, 适宜居住; 工矿交通用地的快速扩张在各个乡镇均有分布, 得益于“村村通”工程和环岛路的修建; 水域扩张主要发生在中楼乡和岚城乡南部及龙凤头海滨地带, 主要源于这些地区水产养殖、坑塘建设、滩涂开发; 未利用地扩张分布于沿海地带及三十六角湖附近。2009—2015年平潭岛土地利用变化主要表现为居住地和工矿交通用地的扩张, 因为2009年平潭综合试验区成立以来, 城镇化进程快速发展, “一环两纵三横”交通路网的规划修建, 侵占大量耕地和林地, 同时也加快了平潭国际知名旅游岛的建设。

表1 平潭岛土地利用类型变化情况

表2 2000-2009年平潭岛土地利用类型转移矩阵(hm2)

表3 2009—2015年平潭岛土地利用类型转移矩阵(hm2)

图中: 1代表园地; 2代表居住地; 3代表工矿交通用地; 4代表未利用地; 5代表林地; 6代表水域; 7代表耕地; 8代表草地

Figure 3 Land use type transition map of Pingtan Island

3.2 平潭岛景观破碎化分析

3.2.1 类型水平上景观破碎化分析

2009年福建省成立平潭综合试验区以来, 平潭岛景观破碎化加剧且呈现明显阶段性差异(图4)。2000—2009年林地具有最大的和值, 但林地由593个减少为579个,由1.829个·hm2下降为1.760个·hm2;却有小幅度增长, 这主要是因为沿海以木麻黄为主的防护林和山区水土保持林建设的内部填充及整合所导致。2009—2015年, 林地有小幅度下降,和最大的是工矿交通用地, 其中由551个增加为591个,由1.678个·hm2上升为1.797个·hm2, 表明这一阶段平潭岛城镇化进程加快, 交通设施的修建使斑块之间不断分割, 景观破碎化加剧。

图4 平潭岛土地利用类型斑块特征

Figure 4 Types of land use patterns in Pingtan Island

此外, 15年间,最大的是水域, 这主要是由于水域的连续性所导致;最大的是耕地, 这主要是耕地内部填充和零星小规模耕地合并结果; 园地的、和最小, 这与平潭岛土地类型中园地所占面积最小相关。

3.2.2 景观破碎化的时空分布特征分析

2000年高值和高值呈组团状集中分布在平潭岛中心商务区、科教文化区、海坛湾及坛南湾附近; 2015年中部商务区和科教文化区和表现为减小, 坛南湾组团呈连片扩大, 主要因为这些地区旅游资源丰富, 平潭岛为打造国际知名海岛旅游目的地大开发建设所导致。

和指数在2000年的分布表现为港口经贸区、幸福洋及君山景区为高值区, 这是由于地形复杂导致的; 2015年和高值在港口经贸区有所减少, 而在潭城组团附近表现增加态势。与2000相比, 2015年和指数整体呈下降趋势, 表明平潭岛的大规模开发尤其是串联城市各片区及相关组团交通网的建设, 导致景观优势种逐渐被分割, 斑块趋向复杂。

2000年和高值主要分布在科教文化区—竹屿组团、海坛湾和坛南湾附近, 主要是由于这些地区土地利用类型多样化造成的; 2015年和指数在原有分布基础上呈内部填充式扩张, 但整体指数值呈下降趋势。表明平潭岛快速的城镇化进程及旅游开发使土地利用丰富, 斑块之间逐渐分离, 破碎化程度提高(见图5)。

3.2.3 基于不同地类的景观破碎化分析

景观指数的差值直接反应了各地类景观指数变化量和态势, 正向和负向分别表示斑块指数的增加和减少。以平潭岛各地类为样点, 计算出各乡镇2000年和2015年景观指数差值, 由图6可见, 15年间平潭岛各地类景观指数变化差异显著, 大致可分为三种类型: (1)整体正向型, 包括差值、差值和差值, 其中差值和差值表现为工矿交通用地最大, 耕地和居住地次之, 园地最小(负值), 其余地类变化较小,差值除居住地和林地为负向变化外, 其余地类均正向变化, 说明15年间平潭岛的斑块数不断增多, 斑块之间分离度加剧, 土地类型趋向破碎化; (2)整体负向型, 包括差值和差值, 这两类景观指数在各地类中均有较大变化, 其中居住地表现最大, 园地最小, 表明自2009年平潭综合试验区成立以来, 大规模的房地产开发导致各地类不断分割, 斑块趋向不稳定; (3)平稳趋向型, 主要指差值, 除园地正向差值较大外, 其余地类变化较小。

图5 平潭岛景观破碎化时空分布特征

Figure 5 Temporal and spatial distribution of landscape fragmentation in Pingtan Island

图6 平潭岛各土地利用类型景观破碎化差值

Figure 6 Landscape fragmentation difference of land use types in Pingtan Island

3.2.4 基于不同乡镇的景观破碎化分析

以平潭岛各乡镇为样点, 计算出各乡镇2000年和2015年景观指数差值, 由图7可见, 15年间平潭岛各乡镇景观指数变化差异明显, 大致可分为三种类型: (1)完全正向型, 包括差值和差值, 其中差值表现为中楼乡最大, 流水镇和北厝镇次之,差值在各乡镇的变化均较大, 其中排名前三的依次是: 中楼乡、白青乡、苏奥镇, 表明15年间平潭岛值和值均在不断增加, 景观趋向破碎化。(2)整体正向型, 包括差值和差值, 其中差值除潭城镇和平原镇为负向变化外, 其余乡镇均正向变化;差值除潭城镇为负向变化外, 其余乡镇均为正向变化, 说明15年间平潭岛斑块之间不断被分割, 空间异质性显著。(3)整体负向型, 包括差值和差值,负向差值最大的是幸福洋, 岚城镇和中楼乡次之;差值除潭城镇为正值外, 其余乡镇均为负值, 且变化幅度均较大, 表明快速的城镇化进程及国际旅游岛的建设使平潭岛斑块之间逐渐分离, 斑块类型趋于复杂化。

3.3 平潭岛景观破碎化的驱动机制

景观破碎化驱动力的研究对人类活动与景观格局演化关系有重要影响[24-25]。海岛型城市景观破碎化过程具有比其他任何景观类型都更加复杂的驱动机制, 自然和人为因素均可对城市景观空间结构及斑块特征产生显著影响, 但人为活动无疑占据着重要地位[26]。

图7 平潭岛各乡镇景观破碎化差值

Figure 7 The fragmentation difference of the townships in Pingtan Island

3.3.1 政策因素

2009年7月福建省正式成立平潭岛综合实验区, 作为海峡西岸经济区先行先试的突破口, 率先实施更加灵活特殊的政策措施。在旅游政策方面, 加强规划引导, 重点发展以坛南湾、海坛湾为主的滨海旅游度假区; 以石牌洋、仙人井为主的海蚀地貌观光区; 以君山、南寨山为主的生态旅游观光区; 以长江澳、山岐澳为主的海上运动旅游区; 建设大型购物中心、台湾精品购物街, 形成区域特色鲜明的滨海旅游格局。在交通设施方面, 加快建设福州长乐至平潭高速公路、铁路, 将平潭纳入福州经济圈, 分步骤建设平潭岛内交通体系, 形成环岛公路网络。在产业布局方面, 通过组团推进, 分时序开发, 逐步构建起中心商务区、港口经贸区、高新技术产业区、科技研发区、文化教育区、旅游休闲区等五大空间开发格局。在土地配套政策方面, 优先保证平潭综合实验区开发建设用地; 并允许合理开发利用周边附属海岛及海域, 对重大项目用海的围填海计划给予倾斜。这一系列的政策措施, 在掀起平潭岛大开发的同时, 不可避免的对当地生态环境带来巨大压力, 导致海岛景观破碎化。

3.3.2 社会经济因素

在15年尺度上, 自然因素引起的环境变化幅度相对较小, 而人类活动产生的环境变化成为主要因素[27-29]。研究表明, 在环境敏感区, 土地利用在人文方面的驱动因素有: 人口、技术水平、富裕程度、政治经济结构等[30]。因此, 本文利用2000-2015年平潭岛统计年鉴资料。在SPSS21.0中对选取的15个指标进行主成分分析, 得到各因子方差贡献及累积贡献率。按照特征值>1以及累积贡献率>85%的原则提取主因子, 前2个主成分方差贡献率分别为83.66%和7.12%, 累积贡献率已达90.78%, 其特征值分别为12.55和1.07。方差极大化旋转后前2个主成分在各变量上的载荷见表4。

表4 指标特征值与贡献率

由表5可以看出, 第一主成分在生产总值、消费品零售总额、第二产业和建筑业总产值等指标上载荷较大, 可概括为社会经济因子; (2)第二主成分在农业人口、粮食产量载荷大, 可概括为农业生产因子。2000—2015年平潭岛生产总值和第二产业增幅较为显著, 其中生产总值由2000年的30.98亿元增加到2015年的189.62亿元, 年均增长率为34.14%; 第二产业由3.47亿元增加到58.47亿元, 期间公路里程增加了2.89倍, 建筑业总产值增长了20倍, 说明平潭岛快速的城镇化进程增加了对居住地、工矿交通用地的需求。15年间平潭岛农业人口由34.73·104人下降到32.13·104人, 农作物面积由13.81·104hm2减少到11.99·104hm2, 降幅为13.18%, 粮食产量减少了9513 t, 表明农业生产因子对平潭岛景观结构的影响逐渐减弱, 人们对生活环境要求的提高以及国际旅游岛的开发建设需要大量住房及公共基础设施。居住地及工矿交通用地依赖于园地、耕地、林地和草地等景观的转化, 因而间接导致海岛景观破碎化。

表5 主成分载荷矩阵

4 讨论与结论

4.1 讨论

平潭岛景观破碎化受社会经济因素和政策因素的双重影响。2009年平潭综合试验区成立以来, 工业用地快速增加, 交通网络不断完善, 旅游休闲设施兴建, 对研究区景观破碎化产生深远影响。未来若干年内, 随着平潭岛城镇化进程加快, 特别是“一环两纵三横”主干路网的形成, 景观结构将会引起较大变化, 林地、耕地和草地会进一步减少, 居住地和工矿交通用地会进一步扩大, 景观破碎化有加剧的可能。建议加强对三十六角湖水源地、风口防护林带、海坛湾和坛南湾生态环境保护, 减少人类活动破坏; 对流水镇北部、北厝镇西部和白青镇等地形复杂的山地丘陵地带应退耕还林, 因地制宜发展农业; 鼓励城镇及农村的建设由土地扩张转变为内部建设和填充, 盘活存量用地, 实现可持续发展。

4.2 结论

(1)耕地、林地是平潭岛的景观基质。近15年来平潭岛土地利用结构的变化主要表现为居住地、工矿交通用地的空间扩张以及对耕地、林地和草地的侵占, 各土地类型的动态变化依次为工矿交通用地> 居住地>未利用地>园地>水域>耕地>林地>草地。

(2)15年间平潭岛土地利用类型的景观破碎化呈现明显阶段性差异, 2009年平潭综合实验区成立之前, 林地的斑块数和斑块密度最大, 2009年之后由于平潭岛的大规模开发建设, 导致工矿交通用地的斑块数和斑块密度不断增大。平潭岛景观破碎化区域性差异显著, 斑块破碎化趋势主要表现在中心商务区、科教文化区、海坛湾和坛南湾附近; 而在港口经贸区、幸福洋和君山景区景观结构相对稳定。在不同地类尺度上, 斑块数和景观形状指数的最大差值主要集中在工矿交通用地; 最大斑块指数和聚集度差值最大的是居住地; 斑块密度差值在各地类中变化平稳。不同乡镇尺度上, 中楼乡的斑块数和斑块密度差值最大; 最大斑块指数负向差值最大的是幸福洋; 聚集度差值除潭城镇为正值外, 其余乡镇均为负值。

(3)平潭岛景观破碎化是社会经济因素和政策因素综合作用的结果。社会经济活动的加剧直接对海岛居住地、工矿交通用地、林地和耕地等景观类型产生重要影响; 2009年平潭综合实验区成立以来, 在旅游开发、交通设施建设、产业布局和土地配套等方面支持政策, 从根本上推动了平潭岛景观破碎化。

[1] 刘智方, 唐立娜, 邱全毅, 等. 基于土地利用变化的福建省生境质量时空变化研究[J]. 生态学报, 2017, 37(13): 4538–4548.

[2] 王军, 顿耀龙. 土地利用变化对生态系统服务的影响研究综述[J]. 长江流域资源与环境, 2015, 24(05): 798–808.

[3] 张金茜, 巩杰, 柳冬青. 地理探测器方法下甘肃白龙江流域景观破碎化与驱动因子分析[J]. 地理科学, 2018, (08): 1370–1378.

[4] 林美霞, 吝涛, 邱全毅, 等. 不同类型城市快速扩张区域人工景观对自然景观的生态安全胁迫效应比较[J]. 应用生态学报, 2017, 28(04): 1326–1336.

[5] 张骞, 高明, 杨乐, 等. 1988—2013年重庆市主城九区生态用地空间结构及其生态系统服务价值变化[J]. 生态学报, 2017, 37(02): 566–575.

[6] 王蓉, 周宝同, 甘雪坤. 西南山地景观破碎化与城镇化及社会经济发展水平的关系研究——以重庆市渝北区为例[J]. 长江流域资源与环境, 2018, 27(03): 624–631.

[7] 付刚, 肖能文, 乔梦萍, 等. 北京市近二十年景观破碎化格局的时空变化[J]. 生态学报, 2017, 37(08): 2551– 2562.

[8] 李栋科, 丁圣彦, 梁国付, 等. 基于移动窗口法的豫西山地丘陵地区景观异质性分析[J]. 生态学报, 2014, 34(12): 3414–3424.

[9] 巩杰, 孙朋, 谢余初, 等. 基于移动窗口法的肃州绿洲化与景观破碎化时空变化[J]. 生态学报, 2015, 35(19): 6470–6480.

[10] 张云路, 李雄, 田野. 基于景观生态学“源-汇”理论的市域尺度生态功能分区——以内蒙古通辽市为例[J]. 生态学报, 2018, 38(01): 65–72.

[11] 邹月, 周忠学. 西安市景观格局演变对生态系统服务价值的影响[J]. 应用生态学报, 2017, 28(08): 2629–2639.

[12] 张金茜, 巩杰, 马学成, 等. 基于GeoDA的甘肃白龙江流域景观破碎化空间关联性[J]. 生态学杂志, 2018, 37(05): 1476–1483.

[13] 邱廉, 陶婷婷, 韩善锐, 等. 宏生态尺度上景观破碎化对物种丰富度的影响[J]. 生态学报, 2017, 37(22): 7595– 7603.

[14] 陈利顶, 李秀珍, 傅伯杰, 等. 中国景观生态学发展历程与未来研究重点[J]. 生态学报, 2014, 34(12): 3129–3141.

[15] 杨海波, 李云飞, 陈敬伟, 等. 喀什河流域景观生态综合评价研究[J]. 干旱区资源与境, 2014, 28(11): 67–71.

[16] 刘世梁, 安南南, 侯笑云, 等. 澜沧江下游景观破碎化时空动态及成因分析[J]. 生态环境学报, 2018, 27(07): 1351– 1358.

[17] 张瑜, 王天巍, 蔡崇法, 等. 干旱区耕地景观格局碎化特征及社会经济驱动因素分析[J]. 水土保持研究, 2016, 23(04): 179–184.

[18] 张志军, 伍维模, 张宏. 塔里木河中游耕地扩张及景观破碎化研究[J]. 地理空间信息, 2018, 16(08): 19–23+ 37+7.

[19] 康萨如拉, 牛建明, 张庆, 等. 草原区矿产开发对景观格局和初级生产力的影响——以黑岱沟露天煤矿为例[J]. 生态学报, 2014, 34(11): 2855–2867.

[20] 范忻, 汪云甲, 张书建. 淮南矿区土地利用变化遥感监测及驱动力分析[J]. 矿业研究与开发, 2012, 32(04): 81– 84.

[21] 巨凡凡, 马腾, 顾栩, 等. 基于动态度分析法岩溶区土地利用时空变化分析[J]. 环境科学与技术, 2018, 41(08): 160–169.

[22] 李菊荣, 王延华, 唐湘玲, 等. 新疆玛纳斯河流域土地利用变化特征及影响因素研究[J]. 土壤通报, 2018, 49(01): 61–68.

[23] 孙智斌, 高敏华, 崔雪锋. 基于遥感与GIS的天山北坡经济带2000—2015年土地利用动态变化研究[J]. 北京师范大学学报(自然科学版), 2018, 54(03): 397–404.

[24] 刘宗君, 廖芳均, 张亚坚, 等. 南岭自然保护区景观格局变化及其驱动力(英文)[J]. Agricultural Science &Tec hnology, 2017, 18(12): 2463–2467+2502.

[25] 马晓勇, 党晋华, 李晓婷, 等. 太原市近15年城市景观格局时空变化及其驱动力[J]. 水土保持通报, 2018(04): 308–316+357.

[26] 齐杨, 邬建国, 李建龙, 等. 中国东西部中小城市景观格局及其驱动力[J]. 生态学报, 2013, 33(01): 275–285.

[27] 潘竟虎, 苏有才, 黄永生, 等. 近30年玉门市土地利用与景观格局变化及其驱动力[J]. 地理研究, 2012, 31(09): 1631–1639.

[28] 潘荟交, 罗斌, 王明月. 崇州市土地利用变化基本特征及人文驱动力分析[J]. 绵阳师范学院学报, 2018, 37(02): 114–120.

[29] 段峥嵘, 夏建新, 刘荣霞, 等. 近25年阿克苏绿洲土地利用时空变化及其驱动力分析[J]. 应用基础与工程科学学报, 2018, 26(02): 413–426.

[30] 向英奇, 刘淼, 胡远满, 等. 辽宁省沿海地区景观格局时空变化及其驱动力[J]. 生态学杂志, 2015, 34(09): 2628– 2635.

Analysis of island-type urban landscape fragmentation and its driving mechanism based on moving window method——a case study of Pingtan Island, Fujian Province, China

Jiang Kun1,2, Dai Wenyuan1,2,3,*, HU Qiufeng1,2, OU Hui1,2, HUANG Kang1,2

1. Institute of Geographic Research, Fujian Normal University, Fuzhou 350007, China 2. School of Geographical Sciences, Fujian Normal University, Fuzhou 350007, China 3. Key laboratory for Humid Subtropical Eco-geographical Processes of the Ministry of Education Fujian Normal University Fuzhou 350007, China

The analysis of spatio-temporal evolution of island-type urban landscape fragmentation can provide a scientific basis for island landscape management and eco-city construction. This paper is based on Landsat ETM+ and SPOT_ remote sensing image data and socio-economic data of Pingtan Island in 2000, 2009 and 2015, using ArcGIS10.2 and Fragstats3.4 software. The fragmentation of Pingtan Island and its driving mechanism were studied using the moving window method, transfer matrix and principal component analysis. The results are as follows. (1) The cultivated land and woodland are the landscape bases of Pingtan Island. The changes between various types of land are mainly represented by the spatial expansion of residential land and land for industrial and mining traffic. (2) The spatial distribution of landscape fragmentation of Pingtan Island in the past 15 years has been mainly reflected in the Central Business District, the Science and Education Culture District, Haitan Bay, and Tanan Bay. The difference between the number of patches and the landscape shape index of the land for industrial and mining traffic is the largest in different land types. The largest patch index and the index of aggregation is residence. At the different township and township scales, the difference between the number of patch and patch density in Zhonglou Township is the largest. The greatest negative value of the largest patch index is the happiness of the ocean. (3) The policy factor is the fundamental reason for the fragmentation of Pingtan Island. Social and economic activities have a direct impact on the changes in landscape types.

island-type city; landscape fragmentation; moving window method; drive mechanism; Pingtan Island

10.14108/j.cnki.1008-8873.2019.04.015

K903

A

1008-8873(2019)04-99-12

2018-08-26;

2019-03-10

福建省科技厅公益类重点项目(017R1034-2); 福建省自然科学基金(2018J01741)

姜坤(1992—), 男, 河南洛阳人, 硕士生, 研究方向为区域规划与国土整治。E-mail: 1226532184@qq.com

戴文远(1972—), 男, 福建莆田人, 副教授, 主要从事土地资源利用与土地覆被变化方向研究。E-mail: dwygeo@fjnu.edu.cn

姜坤, 戴文远, 胡秋凤,等. 基于移动窗口法的海岛型城市景观破碎化及其驱动机制分析——以福建省平潭岛为例[J]. 生态科学, 2019, 38(4): 99-110.

Jiang Kun, Dai Wenyuan, HU Qiufeng, et al. Analysis of island-type urban landscape fragmentation and its driving mechanism based on moving window method——a case study of Pingtan Island, Fujian Province, China[J]. Ecological Science, 2019, 38(4): 99-110.