锦州市土地利用景观格局及其生态环境效益分析

裴 倩

（辽宁师范大学城市与环境学院，辽宁大连116029）

锦州市土地利用景观格局及其生态环境效益分析

裴 倩

（辽宁师范大学城市与环境学院，辽宁大连116029）

基于2015年的锦州市土地利用图形数据，选用生态意义较明确的景观特征指数，从景观和斑块类型两个尺度水平上定量分析了辽宁锦州市的景观空间格局，并揭示了景观格局对区域生态环境的影响。结果表明：（1）旱地景观是锦州市面积最大、分布最广、连续性最强的基质景观；林地景观面积比例也较大且斑块数最多。（2）位于渤海辽东湾的区域其景观格局基本呈现出旱地、林地景观类型镶嵌分布的特征，近海位置有水田、沼泽等水域景观。（3）人为破坏干扰了其景观空间结构的复杂性，影响自我调节能力，以至于没能发挥出其作为沿海城市靠近水源的区域优势，需要进一步改善环境。

景观特征指数；景观格局；斑块分离度；水域景观

基于土地利用变化的景观格局变化研究是景观生态学研究的重点问题，也是土地利用/土地覆盖变化研究的重要组成部分。通过土地利用格局及其动态变化过程的定量分析，可以研究景观格局及其生态环境之间规律性的空间关系，从而为景观格局变化规律、问题及调控提供基础依据[1]。本文通过景观生态学研究法计算土地利用景观格局指数，并从斑块和景观两个尺度上，选用生态意义较明确的景观特征指数定量分析辽宁省锦州市的土地利用景观格局，揭示景观格局对区域生态环境的影响，并对数据的计算方法及其表征意义进行探讨，对数据结果进行横向比较[2-6]。

1 研究区概况

锦州市地处辽宁省西南部，与葫芦岛，盘锦，朝阳，阜新，构成一小时经济圈，锦州处于中位置。区域总面积10301km2，人口为312.91万。海岸线长97.7km。近海水域面积1200km2，沿海滩涂面积178km2，近海渔场面积167km2。

根据土地利用变更调查显示：锦州市耕地数量多，占土地总面积的比重为39.50%，分布相对集中，高于辽宁省和全国平均水平；建设用地中交通用地规模大。锦州市是东北地区唯一同时拥有海港、空港、铁路、公路和管道运输的枢纽城市，境内270多条公路和8条铁路纵横交错，交通运输用地比例是辽宁省平均水平的2倍；耕地后备资源大，其他土地面积占土地总面积的26.91%，接近辽宁省平均水平的2倍，耕地后备资源约占辽宁省耕地后备资源的15%，且多为荒草地和滩涂，水源条件较好，农业基础设施完备，开垦难度小；湿地面积大，生态功能强，主要河流30多条，南部渤海海岸线长97.7km，近海水域面积120000km2，孕育了丰富的湿地资源，湿地类型多样，面积较大。湿地生态系统和迁徙鸟类的保护区多，受保护土地面积96906km2，生态保育功能较强，为野生动植物和海洋生物栖息繁衍提供了良好生境。

2 分析原理、模型与方法

2.1 基本原理

本研究的基础数据为锦州市2015年土地利用图形数据，为土地资源的二级分类系统（26类）。考虑到景观格局研究的需要和辽宁沿海区域的地理环境状况，应用时将二级分类归并为水田、旱地、林地、草地、水域、滩涂、城乡工矿居民用地（以下简称为城乡用地）、沼泽地和未利用地共9种景观斑块类型。

2.2 数学模型

从斑块类型和景观2个水平上，选用生态意义较明确的景观格局指数来计算斑块类型面积及面积比例、斑块数（ni）、斑块分离度（F）以及景观多样性指数（H）、优势度指数（D）、均匀度指数（E）和景观破碎化指数（C）等，来分析研究区景观格局的空间变化特征[7，8]。

2.2.1 斑块分离度（F）

F表示某一景观斑块类型个体分布的分离程度。其值越大，表明该景观类型在地域分布上越分散。其计算公式为：

式中ni为景观斑块类型i的斑块数，Ai为景观斑块类型i的总面积，A为总景观面积。

2.2.2 景观多样性指数（H）

H是一种基于信息理论的测量指数，能反映不同景观类型分布的均匀性和复杂性的程度，特别对景观中各斑块类型非均衡分布状况较为敏感。计算公式为：

式中Pi为景观斑块类型i在景观中所占的面积比例；m为景观类型数。

2.2.3 景观优势度指数（D）

D通常用多样性指数的最大值与实际计算值之差来表示，用于测度景观结构组成中某种景观要素支配景观的程度，亦即反映某种景观斑块类型在景观中所处的位置或重要性。计算公式为：

2.2.4 景观均匀度指数（E）

E通常以多样性指数和其最大值的比值来表示，可反映景观中各斑块类型在面积上分布的不均匀程度。其公式为：

2.2.5 景观破碎化指数（C）

景观破碎化是指由于自然或者人文因素干扰所导致的景观类型由简单到复杂的过程，亦即景观由单一匀质到复杂异质的过程。景观破碎化指数能够反映景观空间结构的复杂性和人类活动对景观结构的干扰程度。其计算公式为：

C=N/A

式中N为研究区斑块总数，A为总景观面积。

2.2.6 区域生态环境指数（EV）计算

引用杨述河等人[2]依据专家征询和层次分析法得出的土地利用分类系统及其生态环境指数赋值表，基于研究区土地利用二级分类系统中各类景观面积的大小，以EV定量表征某一区域内生态环境质量的总体状况，EV值越大，表示生态环境质量越高。其计算公式为：

式中LUi为区域内t时期第i种景观类型的面积，Ci为生态环境指数赋值，A为区域总景观面积。

3 分析结果

3.1 景观板块类型及板块分离度

从斑块类型和景观2个水平上，计算斑块类型面积及面积比例、斑块数（ni）、斑块分离度（F），其中斑块数比例如图1所示。

从斑块水平上统计发现，研究区林地景观斑块数最多，为3663个，占研究区总景观斑块数的42.54%，其次为城乡用地，为2964个，占总景观斑块数34.42%。水田与旱地的斑块数量差不多，但就面积而言，旱地的面积将近为水田的八倍。可见旱地景观是锦州市面积最大、分布最广、连续性最强的基质景观，其面积比例为54.93%，斑块分离度仅为0.02。滩涂、沼泽地和未利用土地斑块数都很少，说明这三种土地利用景观类型所占比例较小或空间布局比较集中。这里未利用土地的斑块分离度最大，其值越大，表明该景观类型在地域分布上越分散，因此，虽然未利用土地的面积不多，但就整个研究区域而言，斑块的分布是最分散的，而非集中的区域土地未利用。

3.2 景观特征指数的横向比较

从景观水平上统计发现，锦州市的总斑块数为8611个，平均斑块面积为1.19km2/个，根据数据算出的锦州市景观多样性指数H为1.40，优势度指数D为0.79，均匀度指数E为0.64，景观破碎化指数C为0.0087。结果表明，在辽宁沿海城市中，锦州市生态环境指数最小，环境破坏最严重。锦州的破碎化指数较高，盘锦的景观多样性指数最高，丹东的景观优势度和破碎化指数和生态环境指数也是最高的，其他指数锦州均在中游位置。

图1 锦州市各景观类型的斑块数比例

3.3 综合评价

通过计算和比较分析发现，锦州市土地利用结构的景观多样性较好，各斑块地类均有分布，其均匀性和复杂性较强。但其优势土地类型和均匀度一般，景观斑块类型在景观中所处的位置和重要性不明显。破碎化指数较高，即景观空间结构的复杂性和人类活动对景观结构的干扰程度大。生态环境指数较低，则生态环境质量低。

锦州市生态环境质量与邻近沿海城市相比较差，尽管位于渤海湾，但旱地景观占很大部分比例，储水能力较弱，灌溉设施不够完善，大多数只能种植旱地作物。很有可能是人为破坏，干扰了其景观空间结构的复杂性，影响了自我调节能力，以至于没能发挥出其作为沿海城市靠近水源的区域优势，需要进一步改善环境。存在如下问题。

3.3.1 景观水平上，锦州市因自然或人为干扰而导致的景观空间异质性越高，对原有生态系统的结构、功能及稳定性的扰动就越大，环境的脆弱性与敏感性则越强，相应的环境变化的幅度就越大。应提高土地利用景观中可利用、更有价值的土地类型。

3.3.2 斑块水平上，锦州市耕地、林地和未利用地面积比其他沿海城市少，斑块数目多，破碎化程度也大，则连通性降低；城镇用地、农村居民点及交通工矿用地面积显著增加，连通性强。很有可能是人口增加和社会经济的迅猛发展，使得公路铁路等基础建设投资的扩大对景观空间结构有着强烈的影响，使景观破碎化程度加深。

因此在着重发展沿海经济的同时，更要注意景观镶嵌结构的组成，提高自然环境约束力，做到全面、均衡和可持续发展。

[1]刘贤赵，王巍.烟台沿海地区土地利用景观格局演变研究[J].农业工程学报，2007（10）.

[2]张华，丁亮，苗苗.科尔沁沙地景观空间格局及其生态环境效应分析[J].水土保持学报，2007，21（2）：192-196.

[3]陈文波，肖笃宁，李秀珍.景观空间分析的特征和主要内容[J].生态学报，2002，22（7）：1135-1142.

[4]肖笃宁，李秀珍.当代景观生态学的进展和展望[J].地理科学，1997，17（4）：356-363.

[5]卢玲，李新，程国栋，等.黑河流域景观结构分析[J].生态学报，2001，21（8）：1217-1223.

[6]杨述河，闫海利，郭丽英.北方农牧交错带土地利用变化及其生态环境效应—以陕北榆林市为例[J].地理科学进展，2004，23（6）：49-55.

[7]战金艳，邓祥征，岳天祥，包玉海，赵涛，马胜男.内蒙古农牧交错带土地利用变化及其环境效益[J].资源科学，2004，26（5）：80-88.

[8]金凤君，张晓平，王长征.中国沿海地区土地利用问题及集约利用途径[J].资源科学，2004，26（5）：53-60.

Landscape pattern and ITS Eco-environmental benefit analysis in Jinzhou City

PEI Qian
(College of Urban and Environment,Liaoning Normal University, Liaoning Dalian 116029,China)

Basing on the sketch date of land use in the year of 2005,using the more explicit landscape metrics wequantify and analyze the landscape spatial pattern in Jinzhou and in term of plate scale and landscape scale to reflect the affect of landscape pattern on regional eco-environmental.The result shows:(1)Dry land landscape is the biggest in area,the most extensive in distribution,and the strongest in consecution substrate landscape in Jinzhou.Wood land landscape is the second biggest in area, which is the biggest.(2)That located in the Bohai sea fishing area,the landscape pattern on the regional reflects the feature of mosaic of substrate landscapes ofdry land,woodland landscape type.Offshore position paddy field,swamp and other waters landscape.(3)The man-made destruction,interfere with the landscape spatial structure complexity,influence the self-adjustment ability that you can't play it as coastal cities close to the water source conversation area advantage,it is necessary to further improve the environment.

Landscape metrics;Landscape pattern; Plaque separation degree;Waters landscape

F301.24

B

裴倩（1991-），女，辽宁师范大学，研究生，研究方向为城市规划。

（2016-10-17收稿刘晓佳编辑）

1003-7853（2016）06-0001-03