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1995-2010年西宁市城区土地景观破碎化时空演变特征探讨
论文作者:童鞋论文网  论文来源:www.txlunwenw.com  发布时间:2014/4/6 20:59:04  

1 材料与研究方法

1. 1 研究区简介

研究区范围根据西宁市2000 - 2020 年城市总体规划以及2030 年城市空间总体发展规划范围确定。西宁市位于青藏高原过渡带,湟水流域中部西宁盆地,是青藏高原的门户城市,也是黄河重要支流湟水河流域最主要的城市之一,是典型的河谷城市; 由于高原自然生态系统较脆弱,易受外界因素干扰破坏。西宁是青海第一大城市,是全省政治、经济、文化、教育、科教、交通和通讯中心,平均海拔2261m,属于大陆性高原半干旱气候。全市常住人口达到222. 80 万人,城镇化率达到65. 44%。

1. 2 数据来源

选用西宁市3 期Landsat TM/ETM 遥感图像作为主数据源,影像的成像时间分别为TM 影像1995 年6月11 日、ETM 影像2003 年5 月24 日和TM 影像2010 年7 月22 日,研究区域的成像质量和成像时的天气状况都比较理想。

利用Erdas9. 2 软件,以西宁市1: 50000 地形图为基准进行几何精纠正和光谱增强处理,土地利用分类体系参照全国土地利用分类方法并结合西宁市的具体情况,为研究反映城市化进程的因素,减少划分过细带来的数据冗余和细节干扰,应用Erdas9. 2 软件非监督分类方法进行遥感图像分类时,初始聚类方法运用Initialize from Statistics 法,分类数确定为40 个类别。为了避免程序运行时间太长或由于没有达到聚类标准而导致死循环,定义最大循环次数为24。在获得一个初始分类结果以后,将初始分类定义的40 个类别进行过滤、分析,结合实际地类数据,最后重编码为水体、林地、耕地、建设用地、裸地5 种景观类型( 图1) 。

利用Fragstats3. 3 计算研究区域各项景观指数,并利用SPSS16. 0 对历年斑块水平景观指数做主成分分析( 图2) 。

1. 3 研究方法

景观指标高度浓缩了景观的各类信息,利用景观指标研究景观问题是景观生态学界广泛使用的一种定量研究方法。通常,景观指数包括斑块水平( patch - level) 、斑块类型水平( class - level) 、景观水平( landscape - level) 不同层次的指数类型。各类景观指数根据包含的信息不同,又可以分为面积指标、密度大小及差异指标、边缘指标、形状指标、多样性指标、聚散性指标、核心面积指标和邻近度指标等多种类型。许多学者应用统计学方法筛选出了一些一致性比较好的指标[20 - 22],根据文中的研究需要选取了斑块类型水平和景观水平上的部分指数( 表1) 。

2 结果与分析

2. 1 15 年间建设用地和林地面积持续增长,耕地和裸地面积持续减少,水体面积基本保持不变

1995 年、2003 年、2010 年15 年间,建设用地和林地持续增长,建设用地面积由6054. 12hm2、8440. 83hm2 增长至10122. 21hm2,净增长4068. 09hm2 ; 林地由6080. 13hm2、7268. 49hm2 增长至7553. 52hm2,净增长1473. 39hm2。裸地、耕地和水体面积持续减少,裸地面积由4660. 29hm2、4085. 28hm2 减少至3178. 44hm2,净减少1481. 85hm2 ; 耕地面积由9364. 32hm2、6364. 89hm2 减少至5306. 04hm2,净减少4058. 28hm2 ; 水体由492. 93hm2 减少至491. 58hm2,净减少1. 35hm2,变化幅度不大( 图3) 。

2. 2 土地利用动态变化特征显著,各土地利用类型波动明显。

对西宁市1995 年、2003 年和2010年景观面积动态度进行比较研究( 表2) 。

在各种景观类型中,1995 - 2003 年期间,水体、裸地和耕地动态度分别为- 0. 02%、- 1. 54%、- 4.00%,呈减少趋势; 与此相反,林地和建设用地的动态度分别为2. 44%、4. 93%,呈增加趋势。2003 - 2010年期间,水体、裸地和耕地动态度分别为- 0. 02%、- 3. 17%和- 2. 38%,表现为依次减少趋势; 与此相反,建设用地和林地的动态度分别为2. 85%和0. 56%,呈增加趋势。

1995 - 2010 年期间,水体、裸地和耕地的动态度为- 0. 02%、- 2. 12%和- 2. 89%,表现为减少趋势;建设用地和林地的动态度呈上升的趋势。

通过对西宁市城区景观面积动态变化的分析可知,1995 - 2010 年期间建设用地持续增长,在1995 -2003 年增幅较大,表明1995 - 2003 年间城市的扩张显著,2003 - 2010 年增幅较小,建设用地的增长减缓;1995 - 2010 年间林地也呈增长的趋势; 耕地在1995 - 2010 年期间持续减少,1995 - 2003 年减少幅度较大,2003 - 2010 年减少幅度较小,由于这两个时期城市的扩张速度不同,且重点实施了退耕还林的政策,大量的耕地转变为更有经济价值的果园、菜园和经济作物用地; 裸地在1995 - 2010 年持续减少,城市扩张明显,裸地转变为建设用地及林地; 水体在15 年间的变化并不显著。

2. 3 景观破碎化的阶段性差异较大,景观表现为斑块集聚和发展不均衡

2. 3. 1 斑块类型水平上,景观破碎化的阶段性差异较大

对1995 年、2003 年、2010 年三期8 个景观指数数据进行了主成分分析( 表3) 。1995 年数据提取了两个主成分因子( 第一主成分: X2、X3、X4、X5、X6、X8,第二主成分: X1、X7) ,分别命名为形状与连通性因子和破碎性因子; 2003 年和2010 年数据的主成分相同,分别提取了三个主成分因子( 第一主成分: X1、X3、X7、X8,第二主成分: X2、X5,第三主成分: X4、X6) ,分别命名为形状与破碎性因子、离散性因子和连通性因子。3 期数据分析后,主成分的累积贡献率分别为84. 689%、96. 617%、92. 197%,累积贡献率符合本研究的需要( X1 - PLAND、X2 - PD、X3 - LPI、X4 - IJI、X5 - ENN _MN、X6 - AWMSI、X7 - MPS、X8 -AWMPFD) 。

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