南宁市土地利用与景观格局变化及驱动力研究

韦燕飞 齐邦龙 童新华

摘 要：景观格局是景观的空间结构特征，其变化是自然的和人为的多种因素相互作用所产生的一定区域生态环境体系的综合反映。该文以南宁市为例，将南宁市2006年、2008年Landsat TM影像作为数据源，基于RS和GIS技术，运用景观生态学方法分析南宁市2006—2008年土地利用景观的动态演变规律及格局空间分异特征，解析景观格局变化的驱动力。结果表明：南宁市各类景观均有变化，尤以耕地景观转变为林草地，建设用地突出，总体景观格局呈破碎化，景观类型多样化趋势，研究区景观格局受到人为扰动影响最为巨大，区域人口增长和经济发展是该地区景观格局变化的主要驱动力。

关键词：土地利用 景观格局变化 驱动力 南宁市

中图分类号：F301 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）02（c）-0056-03

土地利用景观格局研究以土地镶嵌体为研究对象，将土地利用方式中各土地利用类型视为景观生态学中各景观斑块类型，而各种大小和形状不一的土地利用景观斑块的排列形成了土地利用景观格局[1-3]。土地利用景观格局的演变的实质是人类为满足自身需要，对土地利用方式进行不断调配的过程，是人类对土地利用活动的反映[4]。将土地利用变化研究与土地景观格局研究相结合，理解和把握土地生态系统功能之间的相互关系是景观生态学研究的重点与核心[5]。通过对区域土地利用景观空间格局分析研究，有助于从无序的土地利用景观变化中发现潜在的有序规律，揭示区域土地利用景观格局的空间分布状况，对编制土地利用规划、促进土地资源可持续利用、实现人地和谐发展具有重要意义。

该文从景观生态规划学原理和景观的基本结构出发，利用南宁市不同时期遥感影像及土地利用景观格局指数，研究了南宁市2006—2008年间土地利用景观变化空间转移规律和格局特征，分析该地区景观格局变化的驱动力。对加强南宁市土地资源合理利用、促进社会经济可持续发展提供一定依据。

1 研究区概况

南宁市位于广西中部，东经107°45′— 108°51′，北纬22°13′—23°32′之间，辖六城区和六个县，总面积22 626.95km2。南宁市属南亚热带季风气候，光热资源充足，湿润多雨，年均气温20.3～22.4℃，年平均降雨量815～1686mm，南宁市辖区河系发达，河流众多，均属珠江流域西江水系，流域集水面积在200km2以上的河流有郁江、右江、左江等39条。境内丘陵起伏，山多地少，地貌复杂多样，山脉和河谷呈西北—东南走向，地势大致呈西北及西南略高，向东倾斜，中部被左江、右江和郁江及支流切割，形成错综合颁的丘陵平原。

2 数据来源及处理

2.1 数据来源

该文所使用的数据包括：南宁市2006年和2008年两期Landsat5 TM影像，遥感空间分辨率位30m，覆盖范围为185km×185km；南宁市行政区图、交通图、水系图等专题图；南宁市社会经济等统计数据。其中遥感数据来源与中国科学院对地观测与数字地球科学中心，南宁形成区划图，交通图等主要通过矢量化得到，其余南宁相关社会经济等数据来源于南宁市统计年鉴及相关部门提供的数据。

2.2 景观类型划分及影像处理

根据遥感影像光谱特征以及研究需要，同时参考《全国土地分类（试行）》（2002标准）将土地利用景观类型分为：林地，旱地，水田，建设用地，水域五大类。

通过ERDARS image9.2软件，对遥感影像进行配准、几何校正、坐标转换、图幅裁剪等图像预处理，解译图像获取解译数据。根据预先建立起的土地利用分类和解译标志，并参考南宁同时期的土地利用图，采用监督分类对图像进行解译。利用ARCGIS9.3，对解译图像进行拓扑处理，栅格转化，GRD格式转换，获取土地利用景观格局分布图。利用Frangstats3.3软件对已选取景观格局指标进行计算。

将06、08两期的土地利用景观空间格局分布图对比分析并结合景观格局指数计算结果，对研究区进行景观格局动态变化分析，解析其景观格局变化特征及景观格局变化产生的驱动力。

2.3 景观格局指数选取

景观格局指数是指能够高度浓缩景观格局信息，反映其结构组成和空间配置某些方面的简单定量指标[1]。根据研究区的特点，该文在分析各土地利用类型的景观格局特征变化时采用了斑块数量（NP），最大斑块指数（LPI），斑块密度（PD），面积加权平均形状指数（AWMSI），聚集度指数（AI），shanon多样性指数（SHDI）。

3 景观格局动态变化分析

3.1 研究区各地类面积及变化情况

根据上述景观类型的划分并对2006和2008年的TM影像进行解释后，得到两期的土地利用景观空间格局分布图，见图1。

利用ArcGIS统计模块对图1的各地类面积进行统计，并对2006至2008年的土地利用变化进行计算，得到土地利用转移矩阵。具体见表1。

由表1可知06年各地类面积比重依次为：林草地>旱地>水田>建设用地>水域。08年各地类面积比重依次为：林草地>旱地>建设用地>水田>水域。

研究区土地利用类型转变趋势为由旱地、水田、水域转为建设用地、林草地。其中以耕地转变为建设用地、林草地为主。旱地面积急剧降低，面积减少322km2，降幅23.45%；水田面积减少87km2，降幅8.4%，水域面積减少116km2，降幅23.6%。建设用地和林草地面积增加，增加面积分别为317km2，207km2；增幅分别为45.9%和7.26%。

3.2 景观格局总体特征

按照景观格局指数的分类，计算2006—2008年的景观格局指数，具体见图2。

从图2的统计情况分析，南宁市景观格局总体特征如下。

（1）2006—2008年南宁市城乡居住及建设用地面积增加316.991 1km2，斑块数量增大，聚集度指数，最大斑块指数均不同程度增大，数据表明南宁市城乡建设用地扩张迅速，图斑呈聚集化大面积的连续分布，连通性增强。面积加权平均形状指数增大，表明其形状更为复杂多样。其中，南宁城区建设用地扩张明显，主要向东部，北部扩张，其中以向东扩张程度尤为显著；农村居民点面积扩大最为显著且多沿交通线分布。

（2）耕地面积大幅度减少，2006—2008短短两年间，耕地面积减少了408.836 9km2，研究时段內，耕地转变为建设用地较大区域位于南宁市城市扩张较快城区东部、北部以及三塘镇、五塘镇公路沿线，该区域耕地面积大幅缩减。耕地转变为林草地，主要位于在南宁市东南方向，那楼镇、镇龙乡、百济乡一带。结合图1和图2发现，旱地最大斑块数降低，斑块破碎程度增加，原有的斑块被分割成大量互不相连的零碎斑块，分布更为分散。

（3）水域面积减少115.739 7km2，斑块数量明显减少，通过对比图1南宁市两期的土地利用分类图可以发现，研究区内，对城市供水，生态调节等有重要作用的，大王滩水库、西云江水库等大面积水域面积未减少，水域面积减少主要体现在：城市周边扩张区域坑塘水面大量消失，除此之外，水域平均形状指数增大，水体形状更加复杂，更不规则。

（4）林草地面积增加207.585 4km2。其中主要以林地面积增加为主，斑块数目减少，最大斑块指数显著增大，聚集度指数增大，面积加权平均形状指数增加。表明林草地分布区域集聚化，但景观斑块形状越加不规则、体现出更加复杂化，说明2006—2008两年内，林地受到人类活动的影响增大。

3.3 整体景观格局动态变化

通过研究区整体景观格局分析，见表2。可以发现，2006—2008年斑块密度降低，最大斑块指数由06年17.73降低至08年的7.75，说明研究区内景观趋向破碎化，分布更为分散。面积加权平均形状指数由06年的45.23降至08年31.88，斑块形状的规则化，表明人为因素带目的性的大面积森林建设，建设用扩张等活动频繁，程度加剧。景观多样性由06年的1.38升高至08年的1.44，表明景观多样性提升，具体表现为各景观要素所占比例差异的缩小，人类干扰强度增强，景观类型多样化、结构的复杂性有了明显提高。因景观稳定性下降，抗干扰的能力降低，表明研究区受到的人为扰动增强，从而造成整体景观格局的异质性越来越高，这与研究区近年来城镇建设、生态工程建设等人类活动有关。

4 主要驱动因子分析

土地利用景观格局变化驱动力具体为两方面：自然要素和人文要素。2006—2008年南宁市土地利用转移矩阵及景观格局指数表明，强烈的人为活动已经成为影响研究区土地利用景观格局变化的主导因素。区域人口增长、城市扩张及退耕还林政策是这一时期景观格变化的直接原因。

4.1 区域人口与社会经济增长影响

根据统计年鉴南宁市2006年、2008年人口分别为：671.89万人，691.91万人[11]，随着人口增加，人口对建设用地的需求增加导致人类建设用地扩张活动的增强，对土地利用格局变化产生了极大的影响。

南宁市社会经济高速发展，GDP由2006年的861.94亿元增加到2008年的1 316.21亿元，年平均增长率达14.5%。城市化水平由2006年的27.05%提高到27.32%。经济的快速发展带来工业化和城市化的加速发展，也必然促使城市面积规模的扩展和带动人类更多的生活需求，由此需要更多的土地保障。这在与人类活动联系紧密的耕地和建设用地两种地类变化上反映明显，2006-2008年间，南宁市耕地转化率为负向，为减少趋势，而主要转化的的土地利用类型为建设用地，转化分布区域为城市及集镇，公路沿线区域。

4.2 森林城市建设和退耕还林工程影响

2006—2008年时段正处南宁市城森林市总体规划大环道两侧绿色长力发展森林绿色工程的阶段，这一时间内，南宁建设环城高速公路、城市快速廊；新建一批自然保护区、森林公园、生态主题园。且2007、2008、2009三年南宁年鉴农林·水利资料显示，此三年内，南宁市通过包括绿色通道工程，退耕还林工程，珠防林工程在内的一系列植树造林工程，年均造林210km2，其中退耕还林工程，2006年退耕还林面积为53.49km2，2008年完成退耕还林面积36.78km2。人为因素目的性森林建设工程和退耕还林工程是研究区景观变化的直接原因之一。

5 结语

研究结果表明：2006—2008年，南宁市景观格局变化主要表现为景观呈破碎化趋势，生态系统正朝着多样性、均匀化的方向发展；土地景观类型变化以耕地转为建设用地和林草地为主，研究区区域空间为中观尺度，时间尺度较短，自然驱动力相对稳定，可视为较稳定因素，人口增长及社会经济发展是景观格局变化的主要因素，具体表现为城市、集镇的急速扩张、人为目的性的生态工程建设等人为扰动主导了土地利用类型的改变。

在推进社会经济发展的同时，南宁市建设用地科学引导，规模集聚，布局优化和生态建设与环境协调并存两方面加强对该区域发展有重要意义

参考文献

[1] 邬建国.景观生态学-格局、过程、尺度与等级[M].北京：高等教育出版社，2000.

[2] 肖笃宁，布仁仓，李秀珍.生态空间理论与景观异质性[J].生态学报，1997（5）：3-11.

[3] 张秋菊，傅伯杰，陈利项.关于景观格局演变研究的几个问题[J].地理科学，2003，23（3）：264-270.