论文部分内容阅读
[摘要]基于庄河市2007年的土地利用空间数据,选用斑块数、斑块分离度以及景观多样性指数、优势度指数、均匀度指数和景观破碎化指数等景观特征指数进行了定量评价,在此基础上对研究区土地利用变化及区域生态环境效应进行分析。结果表明:(1)林地景观是庄河市面积最大、分布最广、连续性最强的基质景观,其面积比例为42.34% ,斑块个数比例为39.65% ,斑块分离度仅为0.0674;其次,旱地景观的面积比例也较大,为36.98%,水田的面积比例较小,为6.93%;城乡用地的面积比例为8.32%;草地、水域、沼泽的土地面积比例均不足3%。(2)大部分林地景观分布于庄河市中部以及北部,水田、城乡用地及其他用地等均相对集中地分布在庄河市的沿海地区。(3)庄河市的生态环境指数为0.4842,表明其生态环境质量的总体状况较好。
[关键词]景观空间格局 景观特征指数 生态环境效应 庄河市
[中图分类号] P285.2+3 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2014)-7-272-2
0引言
土地利用/土地覆蓋(LUCC)是IGBP与IHDP(全球变化人文计划)两大国际项目合作进行的纲领性交叉科学研究课题,其目的在于提示人类赖以生存的地球环境系统与人类日益发展的生产系统(农业化、工业化、城市化等)之间相互作用的基本过程[1]。20世纪70年代,全球气候变化研究是国际社会学术研究的热点领域之一,随着研究的深入,人们认识到由人类活动所导致的土地利用/土地覆被变化(LUCC )是引起生态环境和气候变化的主要驱动力,同时又可对人类社会的可持续发展产生重大的影响[2]。因此,土地资源的可持续利用是区域经济和可持续发展的重要保证,特别是在沿海地区工业化和城市化发展所带来的土地利用压力更为显著。以往学者曾对庄河市的区域景观空间格局的动态变化进行了分析,定量分析其土地利用、覆盖等,对在土地开发利用、保护、治理、开发建设及布局、土地管理、发展旅游等方面具有指导意义[3, 4 ]。本文基于庄河市的土地利用图形数据,计算出相关的景观多样性、优势度指数等景观特征指数,对庄河市土地利用景观格局进行分析,并深入研究其生态环境效应,定量揭示庄河市景观空间格局对生态环境的影响程度,旨在为研究区退化生态系统的恢复与重建、区域土地利用规划和生态环境管理决策的制定提供基本的理论支持。
1研究区概况
庄河市是辽宁省大连市下辖的一个县级市。位于辽宁省东南部,黄海北岸,辽东半岛的东侧,与辽宁大连的普兰店市、营口的盖州市、鞍山的岫岩满族自治县和丹东的东港市接壤。庄河市辖有5个街道办事处、15个镇、4个乡、2个民族乡。全市处于黄海向千山山脉的过渡地带,地势北高南低。北部群山逶迤,峰峦重叠,平均海拔在500m以上,其中步云山最高海拔1130.7m,为辽南群山之首。中部丘陵起伏,海拔在300m左右,溪流、峡谷、盆地、小平原间杂其间。南部沿海地势平坦宽阔,海拔在50m以下。三部分区域地势分明,特点突出。
庄河地处北温带,属暖温带湿润大陆性季风气候,具有一定的海洋性气候特征。气候温和,四季分明,年平均气温8℃,降水量890mm。庄河境内有英那河、庄河、湖里河、小寺河、小沙河、寡妇河等流域面积超过100km2的河流13条,流域面积超过50 km2的河流22条,流域面积超过20 km2的河流53条,这些河流总长度882km。庄河的农业以渔业为主,粮食生产也颇重要。沿海滩涂、湿地面积极大,洞礁颇多,盛产各种鱼、虾、蟹、贝等。其中珍贵贝类如文蛤、竹蛏等,更是销往世界。境内有冰峪沟风景区等风景点。由于处在特定的地层、地质构造、岩浆活动等条件下,形成较好成矿环境,在庄河境内也形成一定数量的矿产资源。已发现矿产有33种,其中金属矿产有11种,非金属矿产19种,燃料矿产1种,地下热水1种,矿泉水1种。庄河的森林资源也很丰富,仙人洞森林自然保护区保存着华北区和中南区的南方乔灌木,150多种树种,其中稀有珍贵树种:赤松(本山松)、枫杨(麻柳、柜郁)、八角枫、天女木兰(山牡丹、天女花)、臭椿、玉玲花、海州常山(臭梧桐、八角梧桐、矮梧桐、臭牡丹)、盐肤木、灯台树、山紫珠、三亚乌药等。
2研究方法
2.1土地利用景观斑块类型划分
本研究的基础数据为研究区2007年的土地利用图形数据,为土地资源的二级分类系统(26类)。考虑到景观格局研究的需要和辽宁沿海区域的地理环境状况,应用时将二级分类归并为水田、旱地、林地、草地、水域、滩涂、城乡工矿居民用地(以下简称为城乡用地)、沼泽地和未利用地共9种景观斑块类型(表1)。
2.2景观格局指数计算
从斑块类型和景观2个水平上,选用生态意义较明确的景观格局指数[2-5]:斑块类型面积及面积比例、斑块数(n i)、斑块分离度(F)以及景观多样性指数(H)、优势度指数(D)、均匀度指数(E)和景观破碎化指数(C)等,来分析研究区景观格局的空间变化特征。
① 斑块分离度(F)
F表示某一景观斑块类型个体分布的分离程度。其值越大,表明该景观类型在地域分布上越分散。其计算公式为:
式中n i为景观斑块类型i的斑块数,A i为景观斑块类型i的总面积,A为总景观面积。
② 景观多样性指数(H)
H是一种基于信息理论的测量指数,能反映不同景观类型分布的均匀性和复杂性的程度,特别对景观中各斑块类型非均衡分布状况较为敏感。计算公式为:
式中Pi为景观斑块类型i在景观中所占的面积比例;m为景观类型数。
③ 景观优势度指数(D)
D通常用多样性指数的最大值与实际计算值之差来表示,用于测度景观结构组成中某种景观要素支配景观的程度,亦即反映某种景观斑块类型在景观中所处的位置或重要性。计算公式为:
[关键词]景观空间格局 景观特征指数 生态环境效应 庄河市
[中图分类号] P285.2+3 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2014)-7-272-2
0引言
土地利用/土地覆蓋(LUCC)是IGBP与IHDP(全球变化人文计划)两大国际项目合作进行的纲领性交叉科学研究课题,其目的在于提示人类赖以生存的地球环境系统与人类日益发展的生产系统(农业化、工业化、城市化等)之间相互作用的基本过程[1]。20世纪70年代,全球气候变化研究是国际社会学术研究的热点领域之一,随着研究的深入,人们认识到由人类活动所导致的土地利用/土地覆被变化(LUCC )是引起生态环境和气候变化的主要驱动力,同时又可对人类社会的可持续发展产生重大的影响[2]。因此,土地资源的可持续利用是区域经济和可持续发展的重要保证,特别是在沿海地区工业化和城市化发展所带来的土地利用压力更为显著。以往学者曾对庄河市的区域景观空间格局的动态变化进行了分析,定量分析其土地利用、覆盖等,对在土地开发利用、保护、治理、开发建设及布局、土地管理、发展旅游等方面具有指导意义[3, 4 ]。本文基于庄河市的土地利用图形数据,计算出相关的景观多样性、优势度指数等景观特征指数,对庄河市土地利用景观格局进行分析,并深入研究其生态环境效应,定量揭示庄河市景观空间格局对生态环境的影响程度,旨在为研究区退化生态系统的恢复与重建、区域土地利用规划和生态环境管理决策的制定提供基本的理论支持。
1研究区概况
庄河市是辽宁省大连市下辖的一个县级市。位于辽宁省东南部,黄海北岸,辽东半岛的东侧,与辽宁大连的普兰店市、营口的盖州市、鞍山的岫岩满族自治县和丹东的东港市接壤。庄河市辖有5个街道办事处、15个镇、4个乡、2个民族乡。全市处于黄海向千山山脉的过渡地带,地势北高南低。北部群山逶迤,峰峦重叠,平均海拔在500m以上,其中步云山最高海拔1130.7m,为辽南群山之首。中部丘陵起伏,海拔在300m左右,溪流、峡谷、盆地、小平原间杂其间。南部沿海地势平坦宽阔,海拔在50m以下。三部分区域地势分明,特点突出。
庄河地处北温带,属暖温带湿润大陆性季风气候,具有一定的海洋性气候特征。气候温和,四季分明,年平均气温8℃,降水量890mm。庄河境内有英那河、庄河、湖里河、小寺河、小沙河、寡妇河等流域面积超过100km2的河流13条,流域面积超过50 km2的河流22条,流域面积超过20 km2的河流53条,这些河流总长度882km。庄河的农业以渔业为主,粮食生产也颇重要。沿海滩涂、湿地面积极大,洞礁颇多,盛产各种鱼、虾、蟹、贝等。其中珍贵贝类如文蛤、竹蛏等,更是销往世界。境内有冰峪沟风景区等风景点。由于处在特定的地层、地质构造、岩浆活动等条件下,形成较好成矿环境,在庄河境内也形成一定数量的矿产资源。已发现矿产有33种,其中金属矿产有11种,非金属矿产19种,燃料矿产1种,地下热水1种,矿泉水1种。庄河的森林资源也很丰富,仙人洞森林自然保护区保存着华北区和中南区的南方乔灌木,150多种树种,其中稀有珍贵树种:赤松(本山松)、枫杨(麻柳、柜郁)、八角枫、天女木兰(山牡丹、天女花)、臭椿、玉玲花、海州常山(臭梧桐、八角梧桐、矮梧桐、臭牡丹)、盐肤木、灯台树、山紫珠、三亚乌药等。
2研究方法
2.1土地利用景观斑块类型划分
本研究的基础数据为研究区2007年的土地利用图形数据,为土地资源的二级分类系统(26类)。考虑到景观格局研究的需要和辽宁沿海区域的地理环境状况,应用时将二级分类归并为水田、旱地、林地、草地、水域、滩涂、城乡工矿居民用地(以下简称为城乡用地)、沼泽地和未利用地共9种景观斑块类型(表1)。
2.2景观格局指数计算
从斑块类型和景观2个水平上,选用生态意义较明确的景观格局指数[2-5]:斑块类型面积及面积比例、斑块数(n i)、斑块分离度(F)以及景观多样性指数(H)、优势度指数(D)、均匀度指数(E)和景观破碎化指数(C)等,来分析研究区景观格局的空间变化特征。
① 斑块分离度(F)
F表示某一景观斑块类型个体分布的分离程度。其值越大,表明该景观类型在地域分布上越分散。其计算公式为:
式中n i为景观斑块类型i的斑块数,A i为景观斑块类型i的总面积,A为总景观面积。
② 景观多样性指数(H)
H是一种基于信息理论的测量指数,能反映不同景观类型分布的均匀性和复杂性的程度,特别对景观中各斑块类型非均衡分布状况较为敏感。计算公式为:
式中Pi为景观斑块类型i在景观中所占的面积比例;m为景观类型数。
③ 景观优势度指数(D)
D通常用多样性指数的最大值与实际计算值之差来表示,用于测度景观结构组成中某种景观要素支配景观的程度,亦即反映某种景观斑块类型在景观中所处的位置或重要性。计算公式为: