银川市景观格局动态变化研究

白林波，白明生，贾科利

（1.宁夏大学 资源环境学院，银川750021；2.宁夏大学 生命科学学院，银川750021）

从景观生态学的角度，对特定区域的景观生态空间格局进行研究，是揭示该区域生态状况及空间变异特征的有效手段。景观格局及其动态变化是景观生态学研究的核心内容之一［1－3］。随着城市化进程的明显加快，城市用地规模不断扩展，对城市进行合理规划，优化城市地域格局，已成为城市可持续发展的先决条件［4－6］。目前由于计算机技术、信息技术及3S技术的发展，景观格局变化研究逐步发展到定量化阶段，主要表现为运用不同时期遥感影像对区域景观格局及其变化过程进行研究［7－8］。随着银川市近年来经济的快速发展，景观格局变化很快。本文应用CBERS影像在GIS技术支持下对银川市景观格局进行动态分析，旨在为银川市景观生态规划与生态设计提供科学依据及辅助决策参考，以期减弱城市开发对生态系统的破坏，改善日益脆弱的生态环境，促进银川市经济、社会与生态环境的和谐发展。

1 研究区概况

银川市是中国西北区域性中心城市。位于宁夏引黄灌区的中部，东临黄河，西屏贺兰山，介于东经105°51′－106°21′，北纬38°25′－38°37′，平均海拔1 100m，属中温带大陆性气候，年均气温8.5℃，年均降水200mm，冬无严寒，夏无酷暑。国家实施西部大开发战略以来，银川市经济高速发展，处于历史上以来最好的发展时期。本次研究范围包括银川市三区（兴庆区、金凤区和西夏区）以及永宁县和贺兰县。

2 研究方法

2.1 景观类型划分

根据研究区景观类型实际情况及图像的空间分辨率，将研究区景观分为建设用地、耕地、林地、水体、未利用土地5种景观类型。

2.2 数据处理

本文所用资料为研究区2001年和2005年两期CBERS卫星图像，接收时间分别为2001年8月和2005年9月，借助研究区1∶5万地形图，应用软件Erdas imagine对2001年遥感图像进行几何精校正。在CBERS影像和地形图中选择30个均匀分布的控制点，采用双线性内插法进行重采样，完成整幅图像的几何精校正。2005年图像以校正好的2001年图像为基准进行影像间的配准，利用图像－图像的方式达到几何配准的目的。然后在ArcView软件平台下，按5种景观类型分层提取（见图1），然后应用软件的统计功能统计各景观类型单元的斑块数、面积等指标（见表1）。

表1 研究区2001－2005土地利用类型的特征值

图1 银川市景观类型图

2.3 研究指标

对景观空间格局的定量描述是分析景观结构、功能及过程的基础，通过格局分析可以把景观的空间特征与时间过程联系起来，从而能够较为清楚地对景观内在规律进行分析和描述。本文选取斑块面积、斑块数﹑多样性指数﹑景观优势度﹑景观破碎度及景观均匀度5种指标进行景观格局变化研究［9－12］，根据景观指数计算公式及表1数据计算出研究区的景观类型指数和景观指数结果见表2－3。

表2 2001－2005年研究区景观类型指数特征值

表3 2001－2005年研究区景观指数特征值

3 结果分析

3.1 研究区景观构型和总体特征的变化分析

从表1可以看出，研究区在2001－2005年景观斑块类型没有发生变化，均由耕地、林地、建设用地、水域和未利用土地构成。其中耕地为主要景观类型，2001年和2005年的耕地面积比例均在50%以上，其次是未利用土地、林地、水体和建筑用地，两个时间段不同景观类型的构成比例虽有变化，但都是按照上述顺序由高到低逐渐减少，说明研究区的景观构成在2001－2005年没有太大变化。从景观指数来看（表3），2001－2005年景观多样性指数和均匀度指数增加，优势度指数和破碎度指数有所减小，说明研究区的景观类型分布更趋均衡化。

3.2 景观斑块类型水平上的景观格局变化分析

3.2.1 耕地变化 2001－2005年耕地的斑块数量略有减少，但面积却增加了25.55km2，多样性指数、破碎度指数和均匀度指数减小，优势度指数稍有增加，说明研究区耕地面积增加的同时，更趋于大面积的片状分布。

3.2.2 林地变化 研究区林地主要集中分布于贺兰山区，2001－2005年林地的斑块数量和面积均有所增加，主要是由部分未利用土地转化而来。

3.2.3 建筑用地变化 建筑用地为城镇建成区和乡村，2001－2005年建筑用地的斑块数量没有变化，面积增加了71.61km2，随着城市的迅速扩展，城镇面积逐渐增大，尤其是银川市面积增加较多，使得建筑用地景观的的多样性指数和均匀度指数增加，优势度和破碎度指数减小。

3.2.4 水体变化 从表1可以看出2001－2005年研究区的水体斑块数量减少较多，由51块减少为31块，面积也相应由271.5km2减少为172.46km2。多样性指数、破碎度指数和均匀度指数减小，优势度指数稍有增加，从影像图可以看出，水域主要转化为耕地，主要是研究区的小面积坑塘水面和养殖水面由于利用不善转化为耕地。

3.2.5 未利用土地变化 未利用土地的斑块数量增加，但是面积却有所减少，这是因为在研究时段内，原先的未利用土地部分转化为林地和耕地，原先的部分耕地由于土质退化不适合耕种成为撂荒地导致斑块的数量增加，破碎度增大。

4 结语

综合以上分析结果，银川市在2001－2005年城市景观格局的主要变化特征表现为以下几个方面：

（1）在研究时段内景观斑块类型没有发生变化，景观多样性指数和均匀度指数增加，优势度指数和破碎度指数有所减小，研究区的景观类型分布更趋均衡化。

（2）受城市化进程影响，银川市在2001－2005年建筑用地数量增加较快，耕地和林地面积增加，主要由水体和未利用土地转化而来，水体和未利用土地的数量减少，尤其是水体的斑块数量减少较多。水是城市生态系统非常重要的组成部分，水体的大量减少，可能会对城市功能产生不良影响，因此，在未来的城市规划中，应加强城市水体的保护。随着城市化进程的加快，建筑用地数量必然呈逐年增加的趋势，但是在增加建筑用地面积的同时，为了保护区域的生态环境质量，要重视水体、林地在城市中的重要作用，合理规划各土地利用类型的比例和空间分布格局，保持生态环境的稳定性，使城市健康发展。

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