基于景观格局指数的江汉平原土地利用覆盖时空变化分析

活动等因素的干扰，其破碎化程度有增大的趋势。

在Excel中，得出了1994～2010年江汉平原各土地利用/覆盖类型的各景观格局指数的变化趋势，对各景观格局指数进行了对比分析，进一步探讨研究区各土地利用/覆盖类型在数量上的变化特征。

2.1.1 斑块数和斑块密度反映了研究区景观类型的破碎程度。由表1可知，研究区的景观类型中，园林地和坑塘水面的斑块数较多，密度指数较大，说明了这2类景观比较破碎，耕地、河流湖泊和建设用地的斑块数相对较少，密度指数也相对较低，说明了这3类景观比较完整或连片。从斑块数和密度指数的变化上来讲，1994～2010年园林地的斑块数和密度指数上升最快，其次是耕地的斑块数和密度指数，建设用地、河流湖泊也逐年上升，随着社会经济的发展，人类活动对建设用地、园林地、耕地的干扰程度逐渐加强，致使其破碎化程度逐年增加；而坑塘水面和未利用地的斑块数和密度指数则是逐年下降。

2.1.2 景观类型面积百分比反映了研究区中景观类型的优势度。研究区的景观类型中，耕地的景观类型面积百分比最高，1994、2010年分别为80.49%、75.72%，说明了耕地是江汉平原区的优势景观类型，1994～2010年研究区耕地的景观类型面积百分比逐年下降，说明了耕地面积逐年减少，一是因为大量耕地转化其他非农用地诸如坑塘水面、园地等，另外是由于城镇化、工业化加速，耕地被建设用地占用。

2.1.3 平均斑块形状指数可描述研究区景观类型边界形状的复杂性和规则性。研究区平均斑块形状指数值是大于1的数，平均斑块形状指数值越接近1，说明景观类型边界形状越接近正方形等规则形状，形状就越简单，同时受人类活动干扰程度就越大。研究区各景观类型的平均斑块形状指数都远离1，说明各类景观类型的边界形状比较复杂，1994～2010年研究区建设用地、园林地、河流湖泊、坑塘水面的平均斑块形状指数变化较大，逐年上升，说明这4类景观的边界形状越来越复杂、越来越不规则。造成建设用地平均斑块形状指数增加的原因主要是中心城镇和农村居民点间的不均衡发展，在中心城镇由于城市用地规划，使中心城镇的建设用地连接成片，形状比较简单，但是农村居民点的建设用地却成一种无序的状态持续增加，使得景观边界形状变得非常复杂。造成园林地平均斑块形状指数增加的主要原因是由于耕地转化为果园地或是经济林，并且规划上的不合理性，致使园林地的形状越来越复杂。耕地和未利用的平均斑块形状指数上升幅度很小，在一定程度上也说明了人类活动对其有干扰作用。

2.1.4 聚集度指数能描述景观类型物理上的连通性以及其分散与聚集程度。研究区耕地、河流湖泊和建设用地的集聚度指数相对较大，说明这些景观类型连通性较好，聚集程度较高，园林地、未利用地的聚集度指数较低，说明这2类景观类型比较分散，连通性不好。

2.2 景观水平上土地利用/覆盖时空格局变化分析 该研究借助Fragstats3.3和Excel等软件，计算得出1994和2010年江汉平原区景观水平上相应的景观格局指数（表2）。

对表2中景观水平上的各景观格局指数进行分析，可知江汉平原区的景观格局变化具有以下特征。

（1）1994～2010年研究区的斑块数（NP）从119 252增加到154 141，斑块密度指数从5.760 6增加到7.445 6，且增长幅度较大，说明江汉平原区景观格局的破碎化程度在逐渐升高。造成这一现象发生的主要原因是随着社会经济以及城镇化的迅猛发展，人类活动对研究区的干扰程度越来越大，使得研究区的景观格局向破碎化方向发展，景观格局的完整性和连通性遭到破坏。

（2）研究区的平均斑块分维数（FRAC_MN）和景观形状指数（LSI）分别从1994年的1.044 9、112.629 4上升到2010年的1.045 9、149.988 2，说明江汉平原的景观形状趋于复杂化、不规则化。造成这种现象发生的主要原因是研究区中人类活动对各个景观类型的干扰程度上存在差异，对于有的景观类型的干扰程度较高，比如建设用地；对于有的景观类型的干扰程度较低，比如耕地、河流湖泊等。这种变化也反映了人类活动对于不同的景观类型有不同程度的干扰影响。研究区的平均斑块分维数虽然呈上升趋势，但是其上升幅度很小且数值偏小，说明了研究区的形状总体来说还是比较简单、规则化的。

（3）研究区的香农多样性指数（SHDI）从1994年的0.735 5上升到2010年的0.876 0，说明江汉平原的多样性水平逐年提高，说明了研究区内各景观类型将呈均衡化分布，其所占面积比例的差距有缩小的趋势。虽然江汉平原区的优势景观是耕地，并在长期内其优势地位不会改变，但是随着江汉平原区的社会经济发展、人口总数不断增加和城镇化水平不断提高，建设用地、坑塘水面等景观类型的面积不断增加。研究区景观多样性的提高，表明各类景观类型在空间上呈现均衡性分布，对于土地利用/覆盖的景观格局起控制作用的景观类型在逐渐减弱。

（4）研究区的景观优势度指数（LDI）从1994年的1.523 9下降到2010年的1.321 2，说明研究区的景观异质性性在逐渐增加，但是两时期内的优势度指数相对较高，则表明了研究区的整体景观仍由几个主要景观类型在控制。

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（5）研究区的景观破碎度指数（LFI）从1994年的0.057 6增加到2010年的0.074 5，说明研究区的景观破碎化程度增大，单位面积上的斑块数逐渐增多，整个景观被分割成碎块，斑块在空间上的连通性渐渐减弱，反映了整体景观格局受到人类活动的干扰使得其逐渐趋向复杂化和异质化。

3 结论

该研究以江汉平原1993、1994、2010和2011年4个时期内的6景TM/ETM+影像（成像时间集中在夏、秋2个季节）为基础数据源，运用目视解译法和监督分类中的最大似然法对1993～1994年和2010～2011年2个时段的遥感影像进行分类，得出了研究区在两个时段内的土地利用/覆盖变化情况，然后运用景观格局指数法对江汉平原的土地利用/覆盖变化的时空变化特征进行分析。通过研究分析发现，各土地利用/覆盖类型的景观格局指数在1994～2010年呈现不一致的演变规律。耕地景观是江汉平原的主要景观，1994和2010年的面积比例分别为80.48%和75.72%，其优势地位非常明显；耕地、建设用地、园林地、河流湖泊景观的斑块数增多，斑块密度增大，斑块的形状越来越复杂；坑塘水面的斑块数减少，斑块面积增加，斑块密度减小，平均斑块形状指数大幅度降低，聚集度指数略微增大，表明坑塘水面景观分布呈聚集状态，且形状趋于简单化和规则化；未利用地景观的斑块数、斑块面积均减少，斑块密度降低，说明未利用地得到开垦和充分地利用。从景观水平上的相应景观格局指数的角度来看，江汉平原的斑块数增多，斑块密度、平均斑块分维数、景观形状指数、香农多样性指数和破碎度指数均上升，优势度度指数降低，说明江汉平原总体景观的多样性水平上升，破碎化程度和异质性增加，景观形状向复杂化和不规则化方向发展，整个景观格局的完整性和连通性遭到破坏。

参考文献

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