福州市土地利用景观格局动态分析

AcreAgricuhurae

Jiangxi

福州市土地利用景观格局动态分析

郑丽丹1，黄曦2，叶夏2，陈志彪1，陈志强1

(1．福建师范大学地理科学学院，福建福州350007；2．福建省农业区划研究所，福建福州3．50007)

摘要：在GIS和Fragstats的软件技术支持下，以1988年和2008年福州市两期的土地利用图为数据源，对福州市的土地利用类型及其景观格局指数进行统计分析。结果表明，20年来福州地区的土地利用景观类型以耕地、林地和建设用地为主，土地利用变化主要是耕地、林地和水体转化为建设用地。斑块数量和斑块密度增加，景观破碎化程度加剧，多样性指数上升，优势度下降，景观格局趋于均质稳定化。斑块聚集度下降，向离散化方向发展，景观蔓延度也降低，进而反映了人为活动对土地利用变化的影响。

关键词：福州市；土地利用变化；景观格局；指数中图分类号：P901

文献标识码：A文章编号：100l一8581(2010)10—0138—03

Analysis

on

tilizationandDynamicsofLandU

ofGeographicalof

LandscapePatterninFuzhouCity

ZHENG“一danl，HUANGXi2。YEXia2。CHENZhi—bia01，CHENZhi—qian91

(1．College

2．Institute

Abstract：According

to

ormalUhina；Sciences，FujianNniversity，Fuzhou350007，C

AgicultureRegionalPlanningofFujianProvince，Fuzhou350007，China)

use

thelandtype

mapsof

Fuzhoucityin1988and2008，depending

on

thesupportofGISandFragstam，thisthe

paper肿alyzedtheland

were

u$e

andlandscapepatterninFuzhoucity．ne

resultsshowedthat

main

land

uge

typesinthis

al'e8

landandbuildinglandinthepast20years．thelandusechangeinFuzhouW8$causedmainlybythecon-versionofcultivatedland．forestlandandwhetotalpatchnumberandpatchdensityofthelandscapein．aterregiontobuildingland．T

cultivatedland．forest

creased，thedegreeoflandscapefragmentation

exacerbated，thelandscapediversityindexincreased，whilethedominancyoftheland

ofpatchgraduallydescendedto

scapedecreased．80thelandscapepatterntendedtostabilizationandhomogenization．

thediscretedirection，andthecontagiondegreeofthelandscapealsoreduced，thesereflectedtheinfluencesofhumanactivitiestothe

仉aggregation

changeofland

Key

u8e．

words：Fuzhou；Clmge

ofland

use；Landscapepattern；Index

2l世纪以来，随着城市化建设进程的加快，区域土地利ffl／覆盖变化(Land

118e

行量化分析，以期为福州市土地利用变化、景观格局的优化配置提供理论基础和科学依据。

andland

cover

change，

LUCC)问题已引起国际组织和世界各国的普遍关注，成为全球变化研究的重要内容之一¨“o。目前，国内外学

l研究区概况

福州市位于福建省中部东端，介于北纬25。15’一26039’，东经118。08’一120。31’之间，与台湾省隔海相望，属

亚热带海洋性季风气候，全年冬短夏长，温暖湿润，年均

者已开展了较多的相关研究，如朱会义等¨1通过分析国内学者在区域LUCC研究中运用的各类指数模型方法，按目的取向将其进行归类并介绍了各种指数方法的概念、计算方法、意义及其存在的问题；周霞等H。1相继利用景观生态学的原理和方法，研究土地利用景观结构、演

化特征及土地利用类型转换及其功能变化规律；刘清丽

气温为19．6—20．4oC，年均降水量1520．2lllnl，年平均El

照时数1692．1h；福州市南部为福州盆地的大部分，北部为山地，西部为中低山地，东部丘陵平原相间。鹫峰、戴云两山脉斜切南北，闽江横贯市区东流人海一1；土地类型

等№1通过对福州市景观多样性指数进行聚类分析，得到

土地景观格局的动态变化及多样性分析。

中宜林用地多，宜耕用地少。

福州市作为福建省的省会城市，是土地高度集约利用的地区。由于城市化水平提高，其土地利用情况发生了巨大的变化，研究土地利用与空间格局变化对有效利用城市土地有重要意义。本文以福州市1988年和2008

年的土地利用图为数据源，结合GIS与景观格局分析，选

2数据源与研究方法

2．1

数据源以福州市1988年和2008年TM遥感影

像为数据源，经过辐射校正、几何精校正、投影转换等处理，依据野外调查所建立的遥感解译标志，对影像进行屏

幕判读，辅以专家相关知识，生成1988年和2008年土地利用图。根据福州市实际情况哺曲J，将土地利用类型归

取不同指数，对福州市土地利用景观格局的动态变化进

收稿151期：2010—07—27

基金项目：福建省科技计划项目(2010R1029—2)；福建省自然科学基金项目(2009．101211)资助。

作者简介：郑日目丹(1987一)，女，福建连江人。硕士研究生，主要从事水土保持与GIS应用研究。

10期

郑丽丹等：福州市土地利用景观格局动态分析

139

并为5种景观类型：耕地、林地、未利用地、建设用地和水体。

2．2景观格局指数参照国内学者张林艳、华异、陈志强、刘清丽等人所选用的景观指数，根据研究内容以及区域特点，在类型水平上选择斑块面积(CA)、景观比例指数(PLAND)、斑块密度(PD)、最大斑块指数(LPI)、散布与并列指数(IJI)、凝聚指数(COHESION)和聚合指数(A1)等7个指数；在景观水平上选择斑块数(NP)、最大

斑块指数(LPI)、平均分形指数(FRAC—AM)、蔓延度指

数(CONTAG)、景观分离指数(DIVISION)、散布与并列指数(IJI)、shannon多样性指数(SHDI)和shannon均匀

性指数(SHEI)等8个指数强，10叫21。各景观格局指数中，

CA、PLAND、LPI、NP用于确定基质或优势景观，反映了斑块在景观中的地位及其对景观格局形成和变化的影响；PD用于表征景观基质被各类型斑块分割的程度，可作为分析景观破碎化程度的指标；AI、lJI、CONTAG、CO-HESION和DIVISION用于描述各斑块类型的分布特点；FRAC—MN可以度量景观形状的复杂程度，从而间接反映斑块受人为干扰程度的大小；SHDI和SHEI可以描述景观的斑块结构组成，反映景观中是否具有明显的优势类型或各斑块类型在景观中是否为均匀分布u“。本研究所用软件为Fragstats3．3。

3结果与分析

3．1±地利用变化及其转移矩阵分析从福州市两期土地利用图(图1，图2)可以看出，20年间，土地利用变化显著的区域集中于仓山区、马尾区西北部与晋安区东部与北部，且主要是耕地转变为建设用地。利用ArcGIS软件对福州市土地利用变化面积进行统计，结果如表1所示。从1988—2008年，除未利用地变化相对较小外，其他四种±地利用类型面积变化明显。其中，耕地、林地和水体的面积分别减少了7806．8、2137．77和675．53hm2，分别占到原面积的42．94％、3．19％和7．75％，而建设用地则增加了10618．34hm2，是原面积的126．28％。

图1福州市1988年土地利用图

表1福州市1988年和2008年土地利用类型

面积与比例变化报告

图2福州市2008年土地利用图

利用ArcGIS的宅间分析功能对两期土地利用图进行叠加分析及统计整理，得到20年来福州市土地利用类型之间的转移矩阵及转移概率矩阵表(见表2)。可以看出，从1988～2008年，建设用地增加部分主要来自耕地、

林地和水体，分别为7589．99、2368．26和660．09hm2；耕

地减少部分主要是转变成建设用地和林地，分别占41．75％和1．28％，还有0．01％和O．05％转变为未利用地和水体，同时有少部分林地和水体转变为耕地，分别为．32和26．24hm2；水体减少部分主要是转化为建设用地、耕地和林地，分别占7．57％、0．3％和0．21％，同时又有9．58hm2耕地及19．67hm2林地转变为水体；林地减少部分主要是转变为建设用地，达2368．26hm

2，少部分转变为水体和耕地，分别占0．03％和0．0005％，同时有

232．03hm2耕地和18．45hm2水体转变为林地；增加的未

利用地全部来自于耕地，面积为1．76hm2。

3．2

景观格局动态分析本文从景观类型和景观水平

上对福州市土地利用的空间格局进行动态分析，计算结果如表3和表4所示。

在类型水平上，从1988—2008年，耕地、林地和水体

的斑块面积和最大斑块指数都明显变小，而建设用地的

斑块面积则从8407．35hm2增大到19024．74hm

2，最大斑块指数由4．174增加到10．036，景观比例的变化趋势与斑块面积和最大斑块指

的变化趋势一致，说明耕地、林

地和水体对福州市整体景观的影响变小，建设用地在福州市的面积比例大幅增加。耕地和林地的斑块密度变化

0140

江西农业学报

22卷

较为明显，分别从0．133个／km2和0．052个／km2增大到

0．175／['／km2和0．0774\"／km2，说明耕地和林地的破碎化程度比较高。各类型斑块的散布与并列指数都有不同

斑块之间的分布关系渐趋复杂。凝聚指数和聚合指数除

建设用地增大外，其他类型斑块都有所减小，表明建设用地分布更集中，其他地类的斑块由于建设用地的侵占，使得集中的格局被打破，连接性变差。

hm2

程度的增大，其中未利用地和建设用地最明显，说明各类

表2福州市1988-2008年土地利用景观类型转移矩阵

注：括号内为百分数。

表3福州市1988年和2008年土地利用景观格局类型水平指数

在景观水平上，从1988～2008年，福州市斑块数增的种类在20年间没有发生变化，但其多样性指数增加，

加，最大斑块指数减小，说明景观破碎化程度增加；平均分形指数增加，说明斑块形状趋于复杂，受人为干扰程度变大；蔓延度从64．617减小到63．181，散布与并列指数

由68．755增大到73．156，景观分离指数从0．627增大为

优势景观不再明显，各景观类型斑块在空间上的分布呈

现均衡化。除建设用地的聚集度升高外，其他斑块类型都降低，向离散方向发展，景观整体蔓延度在降低，这在

一定程度上反映了人类活动的干扰。

0．635，可以看出福州市景观斑块的分布分散化，相互连

接性变差，景观类型间分布趋于复杂；香农多样性指数由1．004变为1．039，香农均匀度指数从0．624增加到

(3)研究结果表明，使用遥感数据并在GIS技术的支持下，建立转移矩阵分析景观格局的变化，能较好地揭示福州市景观格局的演变规律。同时，利用Fragstata计算和分析景观格局指数，能够准确地反映福州市景观格局特征，并进行景观动态变化的研究与预测。参考文献：

0．645，表明景观结构组成的复杂性增加，但正向均质化

方向发展。

4结论

(1)1988-2008年，福州市土地利用类型发生很大

变化，建设用地大规模增加，合计净增加10618．34

hm2，

[1]李秀彬．全球环境变化研究的核心领域一土地利用／土地

覆被变化的国际研究动向[J]．地理学报，1996，51(6)：553

—558．

年均增加高达530．92hm2；耕地、林地和水体总面积减

少，共净减少分别为7806．8、2137．77和675．53hm2，年

均减少达390．34、106．89和33．78hm2。地类空间变化

[2]陈百明，刘新卫，杨红．LUCC研究的最新进展评述[J]．地

理科学进展，2003，22(1)：22—28．

方向主要是耕地、林地、水体向建设用地转变。

(2)从景观格局指数分析可知，耕地和林地的景观

面积减少，形状趋于复杂，空间连续性受到破坏，景观呈

[3]朱会义，李秀彬．关于区域土地利用变化指数模型方法的讨

论[J]．地理学报，2003。58(5)：643—650．

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现破碎化现象；建设用地景观面积大量增加，连接性和集中性大大提高，对福州整体景观的影响变大。景观类型

(下转第143页)

lO期王三洲等：基于混合模型的灌河水环境容量研究

143

表3主要河流水环境容量

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