自然资源学报 ›› 2019, Vol. 34 ›› Issue (8): 1606-1619.doi: 10.31497/zrzyxb.20190804
收稿日期:
2018-10-10
修回日期:
2019-05-20
出版日期:
2019-08-28
发布日期:
2019-08-28
作者简介:
作者简介:付扬军(1995- ),男,山西中阳人,硕士,研究方向为土地资源评价与土地利用规划。E-mail: fuyangjun95@163.com
基金资助:
FU Yang-jun(), SHI Xue-yi(
), HE Juan
Received:
2018-10-10
Revised:
2019-05-20
Online:
2019-08-28
Published:
2019-08-28
摘要:
以1990年、2000年、2015年遥感影像解译数据为基础,利用Fragstats 4.2软件分别采取标准法和移动窗口法获取最佳分析尺度;在此基础上探索各景观指数空间分异特征,揭示流域景观破碎化时空演变过程;采用空间自回归模型分析景观破碎化的影响因子。结果表明:随着粒度和幅度的改变,部分景观指数呈现一定规律性,90 m栅格大小、900 m方形窗口尺寸为研究区最佳分析尺度;斑块密度、蔓延度、有效网格大小、香农多样性指数在三个时期均存在空间集聚效应,且空间集聚类型分布形态具有较强的相似性;1990-2015年汾河流域景观破碎化空间分布格局发生明显变化,破碎化集聚区域呈现碎斑化;坡度、高程、距建设用地距离是影响三个时期流域景观破碎化的主要影响因素。
付扬军, 师学义, 和娟. 汾河流域景观破碎化时空演变特征[J]. 自然资源学报, 2019, 34(8): 1606-1619.
FU Yang-jun, SHI Xue-yi, HE Juan. The spatio-temporal evolution characteristics of landscape fragmentation in Fenhe River Basin[J]. JOURNAL OF NATURAL RESOURCES, 2019, 34(8): 1606-1619.
表1
3个时期景观指数主成分分析结果"
年份 | KMO | 景观指数 | 公因子方差 | 成分 | 初始特征值 | 主成分 | |||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
初始 | 提取 | 特征值 | 方差贡献率/% | 累计方差贡献率/% | 1 | ||||
1990 | 0.770 | CONTAG | 1.00 | 0.819 | 1 | 3.380 | 84.505 | 84.505 | 0.905 |
MESH | 1.00 | 0.937 | 2 | 0.445 | 11.133 | 95.637 | 0.968 | ||
PD | 1.00 | 0.682 | 3 | 0.134 | 3.342 | 98.980 | -0.826 | ||
SHDI | 1.00 | 0.942 | 4 | 0.041 | 1.020 | 100.000 | -0.971 | ||
2000 | 0.778 | CONTAG | 1.00 | 0.835 | 1 | 3.416 | 85.399 | 85.399 | 0.914 |
MESH | 1.00 | 0.938 | 2 | 0.411 | 10.286 | 95.685 | 0.969 | ||
PD | 1.00 | 0.699 | 3 | 0.135 | 3.370 | 99.055 | -0.836 | ||
SHDI | 1.00 | 0.943 | 4 | 0.038 | 0.945 | 100.000 | -0.971 | ||
2015 | 0.758 | CONTAG | 1.00 | 0.794 | 1 | 3.317 | 82.937 | 82.937 | 0.891 |
MESH | 1.00 | 0.935 | 2 | 0.483 | 12.082 | 95.019 | 0.967 | ||
PD | 1.00 | 0.655 | 3 | 0.156 | 3.912 | 98.931 | -0.809 | ||
SHDI | 1.00 | 0.934 | 4 | 0.043 | 1.069 | 100.000 | -0.966 |
表2
不同影响因子空间滞后模型和空间误差模型拟合结果对比"
自回归模型 | R2 | LIK | AIC | SC | 驱动因子 | 回归系数 | Z值 | P值 |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
空间滞后模型 | 0.763 | -69708 | 139429 | 139491 | 高程 | -0.000095 | -6.003210 | 0.000 |
坡度 | 0.017500 | 16.859500 | 0.000 | |||||
坡向 | -0.000163 | -1.473480 | 0.141 | |||||
距建设用地距离 | 0.000013 | 7.766020 | 0.000 | |||||
距水域距离 | -0.000003 | -3.569110 | 0.000 | |||||
空间误差模型 | 0.784 | -68458 | 136928 | 136980 | 高程 | 0.002065 | 18.539400 | 0.000 |
坡度 | 0.058957 | 27.233100 | 0.000 | |||||
坡向 | -0.000140 | -1.060340 | 0.289 | |||||
距建设用地距离 | 0.004669 | 40.491100 | 0.000 | |||||
距水域距离 | -0.000087 | -6.252210 | 0.000 |
[1] | 王宪礼, 布仁仓, 胡远满, 等. 辽河三角洲湿地的景观破碎化分析. 应用生态学报, 1996, 7(3): 299-304. |
[WANG X L, BU R C, HU Y M, et al.Analysis on landscape fragment of Liaohe delta wetlands. Chinese Journal of Applied Ecology, 1996, 7(3): 299-304.] | |
[2] | 王艳芳, 沈永明, 陈寿军, 等. 景观格局指数相关性的幅度效应. 生态学杂志, 2012, 31(8): 2091-2097. |
[WANG Y F, SHEN Y M, CHEN S J, et al.Range effect of the correlation among landscape metrics. Chinese Journal of Ecology, 2012, 31(8): 2091-2097.] | |
[3] | 张景华, 吴志峰, 吕志强, 等. 城乡样带景观梯度分析的幅度效应. 生态学杂志, 2008, 27(6): 978-984. |
[ZHANG J H, WU Z F, LYU Z Q, et al.Extent effect of landscape gradient analysis of urban rural transect. Chinese Journal of Ecology, 2008, 27(6): 978-984.] | |
[4] | JENERETTE G D, WU J G.On the definitions of scale. Bulletin of the Ecological Society of America, 2000, 81(1): 104-105. |
[5] | JELINSKI D E, WU J G.The modifiable areal unit problem and implications for landscape ecology. Landscape Ecology, 1996, 11(3): 129-140. |
[6] | 吴未, 范诗薇, 许丽萍, 等. 无锡市景观指数的粒度效应研究. 自然资源学报, 2016, 31(3): 413-424. |
[WU W, FAN S W, XU L P, et al.Grain size effect of landscape metrics in Wuxi city. Journal of Natural Resources, 2016, 31(3): 413-424.] | |
[7] | 谢作轮, 赵锐锋, 张丽华, 等. 干旱内陆河流湿地景观破碎化模型构建与尺度分析: 以黑河中游湿地为例. 自然资源学报, 2015, 30(11): 1834-1845. |
[XIE Z L, ZHAO R F, ZHANG L H, et al.Landscape fragmentation model construction and scale ana-lysis for wetland in arid region: A case study of the middle reaches of the Heihe River. Journal of Natural Resources, 2015, 30(11): 1834-1845.] | |
[8] | 陆禹, 佘济云, 陈彩虹, 等. 基于粒度反推法的景观生态安全格局优化: 以海口市秀英区为例. 生态学报, 2015, 35(19): 6384-6393. |
[LU Y, SHE J Y, CHEN C H, et al.Landscape ecological security pattern optimization based on the granularity inverse method: A case study in Xiuying district, Haikou. Acta Ecologica Sinica, 2015, 35(19): 6384-6393.] | |
[9] | 陈利顶, 傅伯杰, 徐建英, 等. 基于“源—汇”生态过程的景观格局识别方法: 景观空间负荷对比指数. 生态学报, 2003, 23(11): 2406-2413. |
[CHEN L D, FU B J, XU J Y, et al.Location-weighted landscape contrast index: A scale independent approach for landscape pattern evaluation based on "Source-Sink" ecological processes. Acta Ecologica Sinica, 2003, 23(11): 2406-2413.] | |
[10] | 李帅, 马文超, 顾艳文, 等. 宁夏黄河流域景观破碎化时空变化特征. 生态学报, 2016, 36(11): 3312-3320. |
[LI S, MA W C, GU Y W, et al.Analysis of spatial-temporal changes in landscape fragmentation in the Ningxia Yellow River Valley. Acta Ecologica Sinica, 2016, 36(11): 3312-3320.] | |
[11] | 陈雅如, 肖文发, 滕明君, 等. 三峡库区景观格局粒度效应及其对土地利用变化过程的响应. 自然资源学报, 2018, 33(4): 588-599. |
[CHEN Y R, XIAO W F, TENG M J, et al.Grain size effect of landscape pattern and its response to land use change in the three gorges reservoir area. Journal of Natural Resources, 2018, 33(4): 588-599.] | |
[12] | 翟俊, 侯鹏, 赵志平, 等. 青海湖流域景观格局空间粒度效应分析. 国土资源遥感, 2018, 30(3): 159-166. |
[ZHAI J, HOU P, ZHAO Z P, et al.An analysis of landscape pattern spatial grain size effects in Qinghai Lake watershed. Remote Sensing for Land & Resources, 2018, 30(3): 159-166.] | |
[13] | 黄青, 王让会, 吴世新. 塔里木河上游景观破碎化的时空动态变化分析. 干旱区资源与环境, 2007, 21(9): 73-77. |
[HUANG Q, WANG R H, WU S X.Spatial-temporal dynamic changes of landscape fragmentation in the upper reaches of Tarim River. Journal of Arid Land Resources and Environment, 2007, 21(9): 73-77.] | |
[14] | 姜朋辉, 赵锐锋, 赵海莉, 等. 黑河中游湿地景观破碎化与气候变化的关系. 应用生态学报, 2013, 24(6): 1661-1668. |
[JIANG P H, ZHAO R F, ZHAO H L, et al. Relationships of wetland landscape fragmentation with climate change in middle reaches of Heihe River, China. Chinese Journal of Applied Ecology, 2013, 24(6): 1661-1668.] | |
[15] | 尚宗波, 高琼. 流域生态学: 生态学研究的一个新领域. 生态学报, 2001, 21(3): 468-473. |
[SHANG Z B, GAO Q.Watershed ecology: A new research area of ecology. Acta Ecologica Sinica, 2001, 21(3): 468-473.] | |
[16] | 杨海乐, 陈家宽. 流域生态学的发展困境: 来自河流景观的启示. 生态学报, 2016, 36(10): 3084-3095. |
[YANG H L, CHEN J K.Watershed ecology in a dilemma: Inspiration from riverine landscape analysis. Acta Ecologica Sinica, 2016, 36(10): 3084-3095.] | |
[17] | 中国科学院. 地理空间数据云. (2016-12-01) [2017-08-09]. . |
[Chinese Academy of Sciences. Geospacial Data Cloud. (2016-12-01) [2017-08-09]. .] | |
[18] | 邬建国. 景观生态学—格局、过程、尺度与等级. 第2版. 北京: 高等教育出版社, 2007. |
[WU J G. Landscape Ecology-Pattern, Process, Scale and Hierarchy. The Second Edition. Beijing: Higher Education Press, 2007.] | |
[19] | CLIFF A D, ORD J K. Spatial Autocorrelation. London: London Point Ltd, 1973. |
[20] | ANSELIN L.Local indicators of spatial association-LISA. Geographical Analysis, 1995, 27(2): 93-115. |
[21] | ANSELIN L.Spatial Econometrics: Methods and Models. Dordrecht: Kluwer Academic Publishers, 1998. |
[22] | 赵文武, 傅伯杰, 陈利顶. 景观指数的粒度变化效应. 第四纪研究, 2003, 23(3): 326-333. |
[ZHAO W W, FU B J, CHEN L D.The effects of grain change on landscape indices. Quaternary Sciences, 2003, 23(3): 326-333.] | |
[23] | 布仁仓, 李秀珍, 胡远满, 等. 尺度分析对景观格局指标的影响. 应用生态学报, 2003, 14(12): 2181-2186. |
[BU R C, LI X Z, HU Y M, et al.The influence of scale analysis on landscape pattern indicators. Chinese Journal of Applied Ecology, 2003, 14(12): 2181-2186.] | |
[24] | 刘世梁, 刘琦, 张兆苓, 等. 云南省红河流域景观生态风险及驱动力分析. 生态学报, 2014, 34(13): 3728-3734. |
[LIU S L, LIU Q, ZHANG Z L, et al.Landscape ecological risk and driving force analysis in Red River Basin. Acta Ecologica Sinica, 2014, 34(13): 3728-3734.] | |
[25] | 陈永林, 谢炳庚, 李晓青. 长沙市土地利用格局变化的空间粒度效应. 地理科学, 2016, 36(4): 564-570. |
[CHEN Y L, XIE B G, LI X Q.Spatial grain size effect on land use pattern changes in Changsha city. Scientia Geographica Sinica, 2016, 36(4): 564-570.] |
[1] | 徐维祥, 李露, 周建平, 刘程军. 乡村振兴与新型城镇化耦合协调的动态演进及其驱动机制[J]. 自然资源学报, 2020, 35(9): 2044-2062. |
[2] | 董禹麟, 于皓, 王宗明, 李明玉. 1990-2015年朝鲜土地覆被变化及驱动力分析[J]. 自然资源学报, 2019, 34(2): 288-300. |
[3] | 熊昌盛, 谭荣, 岳文泽. 快速城市化背景下不同建设用地扩张的驱动差异探讨:以浙江省义乌市为例[J]. 自然资源学报, 2018, 33(12): 2124-2135. |
[4] | 张静怡, 卢晓宁, 洪佳, 孟成真. 2000—2014年四川省气溶胶时空格局及其驱动因子定量研究[J]. 自然资源学报, 2016, 31(9): 1514-1525. |
[5] | 赵锐锋, 姜朋辉, 赵海莉, 谢作轮, 金建玲. 土地利用/覆被变化对张掖黑河湿地国家级自然保护区景观破碎化的影响[J]. 自然资源学报, 2013, 28(4): 583-595. |
[6] | 陈红, 吴世新, 冯雪力. 基于遥感和GIS的新疆耕地变化及驱动力分析[J]. 自然资源学报, 2010, 25(4): 614-624. |
[7] | 李森, 王金华, 王兮之, 李辉霞, 陈志军, 廖肖霞. 30a来粤北山区土地石漠化演变过程及其驱动力——以英德、阳山、乳源、连州四县(市)为例[J]. 自然资源学报, 2009, 24(5): 816-826. |
[8] | 李德一, 张安定, 张树文. 山东半岛北部海岸带城乡聚落扩展变化特征与驱动力分析[J]. 自然资源学报, 2008, 23(4): 612-618. |
[9] | 谷晓坤, 陈百明, 代兵. 经济发达区农村居民点整理驱动力与模式——以浙江省嵊州市为例[J]. 自然资源学报, 2007, 22(5): 701-708. |
[10] | 刘红玉, 李兆富, 李晓民. 湿地景观破碎化对东方白鹳栖息地的影响——以三江平原东北部区域为例[J]. 自然资源学报, 2007, 22(5): 817-823. |
[11] | 王立猛, 何康林. 基于STIRPAT模型分析中国环境压力的时间差异——以1952—2003年能源消费为例[J]. 自然资源学报, 2006, 21(6): 862-869. |
[12] | 杨伟, 陈晋, 张元明, 王雪芹. 古尔班通古特沙漠1970—2000年代生物结皮覆盖变化研究[J]. 自然资源学报, 2006, 21(6): 934-941. |
[13] | 赵翠薇, 濮励杰, 孟爱云, 黄贤金, 周寅康. 基于经济发展阶段理论的土地利用变化研究——以广西江州区为例[J]. 自然资源学报, 2006, 21(2): 172-179. |
[14] | 黄贤金, 于术桐, 马其芳, 李璐璐, 翟文侠. 区域土地利用变化的物质代谢响应初步研究[J]. 自然资源学报, 2006, 21(1): 1-8. |
[15] | 仇亚琴, 王水生, 贾仰文, 王浩, 周祖昊, 胡冬梅, 严登华, 李娟. 汾河流域水土保持措施水文水资源效应初析[J]. 自然资源学报, 2006, 21(1): 24-30. |
|