辽宁浑河源头生态功能区土地利用景观格局变化分析

摘 要：以辽宁省浑河源头生态功能区为研究区域，利用2000年、2005年、2010年、2015年4期遥感影像为数据源，借助RS和GIS技术，对研究区2000—2015年间的土地利用景观格局变化进行分析。结果表明：浑河源头生态功能区景观要素类型以林地、耕地和建设用地为主，其中以林地面积最大;2000—2015年间，林地、水域、建设用地面积均有所增加，而耕地面积持续减少;15a来，耕地是主要转出类型，林地、水域和建设用地是主要转入类型;土地利用景观破碎度逐渐减少，景观完整性相对较好。

关键词：生态功能区;土地利用;景观格局;动态变化;浑河源头区

中图分类号：S181

文献标识码：A

DOI：10.19754/j.nyyjs.20200915044

收稿日期：2020-08-05

作者简介：高晓宁（1982-），女，博士，高级工程师。研究方向：景观生态学与区域生态规划。

重点生态功能区是保障国家生态安全、扩大绿色生态空间的重要区域，是人与自然和谐相处的示范区[1]。浑河源头区地处辽东山区，作为辽宁省重点生态功能区，其主要生态服务功能为水源涵养与生物多样性保护，在保障辽宁省生态安全方面具有举足轻重的地位。土地利用由各种类型的斑块组成，是自然基础上人类活动的直接反映，具有显著的时空特征[2，3]。土地利用方式在时空上的长期积累会影响土地利用结构的演化，又会进一步对区域的景观生态格局造成影响，进而改变生态系统服务功能[4]。因此，本文利用RS和GIS技术手段，以浑河源头重点生态功能区为研究对象，定量分析了浑河源头区土地利用景观格局变化，以期为持续稳定地发挥重点生态功能区的服务功能提供理论依据。

1 研究区概况与研究方法

1.1 研究区概况

浑河源头区地处辽宁省的东部地区，位于哈达岭南麓龙岗山地，包括清原县全部、新宾县大部，面积为7172km2。该区域主要山脉为龙岗山余脉，主要水系为浑河上游及主要支流苏子河，主要地貌为中低山、切割谷地，地表起伏较大。气候冷凉，湿润。年均气温5～6℃，年均降水800～900mm，无霜期130～140d。自然植被覆盖率约为80%，为全省地势较高地区。该区域人口密度低、耕地短缺、经济欠发达，但水资源和生物资源丰富，区内主导产业以林业、中药材、林特产业、旅游业为主。

1.2 研究方法

1.2.1 数据来源与处理

选取2000年、2005年、2010年、2015年4个时相Landsat TM/ETM遥感影像数据，经过大气校正、正射校正和几何校正等处理，以及对影像的时相、云量、波段、噪音、变形、条带、像元大小等检查后，通过遥感解译判读获得土地利用/覆被数据。为提高基础数据的精度，对研究区域进行野外现场核查，使解译数据满足85%以上的精度要求。根据中国科学院土地利用/覆被标准，结合研究區域实际情况，将土地利用类型分为耕地、林地、水域、建设用地和未利用地5种。

1.2.2 景观指数选择与计算

景观指数是对景观格局信息进行高度浓缩的定量反映指标，是现阶段最为常用的一种定量研究景观格局的手段，体现了各类景观要素的组成和空间分布的特点[5]。本文选取斑块数目（NP）、边界密度（ED）、平均斑块面积（MPS）和聚集度指数（CONT）等4个景观格局指数进行分析，并通过Fragstats 4.2软件计算完成。

2 结果与分析

2.1 土地利用景观要素组成及其变化特征

浑河源头生态功能区土地利用景观要素类型主要以林地、耕地和建设用地为主。其中2000年、2005年、2010年、2015年浑河源头生态功能区均以林地面积最大，面积分别为5572.50km2、5572.97km2、5572.46km2和5631.15km2，占总面积的77.23%、77.24%、77.23%和78.05%;耕地面积第2，分别为1494.24km2、1492.72km2、1484.23km2和1359.87km2，占总面积的20.71%、20.69%、20.57%和18.85%;建设用地面积第3，分别为99.95km2、101.2km2、110.31km2和159.89km2，占总面积的1.39%、1.40%、1.53%和2.22%;未利用地面积最小，均为0.02km2。2000—2015年浑河源头生态功能区土地利用类型面积变化见图1。

由图1可以看出，2000—2010年，浑河源头生态功能区林地、水域和未利用地面积均无明显变化;而建设用地面积有所增加，增加了10.36km2，变化率为10.37%;耕地面积有所减少，减少了10.01km2，变化率为0.67%。2010—2015年，浑河源头生态功能区土地利用变化显著，其中林地、水域、建设用地面积均有所增加，且以林地和建设用地面积增加最大，分别增加了58.69km2和49.58km2，增加率分别为1.05%和44.95%;而耕地仍呈减少趋势，减少了124.34km2，变化率为8.38%。

2.2 土地利用景观要素转移特征

土地利用变化不仅体现在各土地利用类型的面积变化上，还表现在各土地利用类型的相互转化中。通过分析研究区土地利用景观要素移矩阵得出，2000—2005年，浑河源头生态功能区土地利用类型转化不明显;2005—2010年，土地利用转化主要发生在耕地和建设用地之间，耕地是主要的转出类型，向建设用地转出8.70km2;2010—2015年，土地利用转化主要发生在耕地和林地、耕地和水域、耕地和建设用地之间，其中耕地是主要的转出类型，分别向林地、水域和建设用地转出70.03km2、14.73km2和39.60km2。总体来说，2000—2015年这15a间，研究区耕地向建设用地共转出了49.23km2，主要原因是随着经济和人口的快速增长，工业及城镇化进程加快，建设占用了大量耕地;耕地向林地和水域分别转出了70.16km2和14.98km2，这与研究区实施的退耕还林还湿政策以及农业发展方式的转变有关。

2.3 景观格局指数变化特征

从表1可以看出，随着时间的推移，浑河源头生态功能区景观斑块的数量逐渐减少，由2000年的6861个减少到2015年的5472个，且边界密度也逐渐减少，说明研究区景观斑块的破碎化程度逐渐减小。2000—2015年，聚集度指数平均值为74.9%，说明景观内优势斑块的分布有着较好的连通性，景观聚集程度高于破碎程度，研究区景观较为完整[6]。

3 结论与建议

3.1 主要结论

浑河源头生态功能区以林地、耕地和建设用地为主，其中又以林地面积最大。2000—2015年，林地、水域、建设用地面积均有所增加，而耕地面积则持续减少。其中耕地是主要转出类型，向建设用地共转出了49.23km2，尤其是2010—2015年转出最多，说明经济快速增长、城镇化扩张和人类活动增加，导致建设用地迅猛扩大，挤占了大量耕地;向林地和水域分别转出了70.16km2和14.98km2，这与退耕还林还湿政策、生产方式密切相关。随着时间的推移，浑河源头生态功能区景观破碎度逐渐减少，景观完整性相对较好。

3.2 保护建议

近年来，浑河源头生态功能区通过实施公益林和天然林保护工程、开展林地造林和退耕还林工程、落实河长责任制、调整产业布局结构、加强周边污染源整治、推进生态建设等措施，浑河源头区生态环境保护取得了明显成效。为此，进一步提出以下保护建议：科学划定生态保护红线，实施严格保护，同时建立和完善生態补偿机制;加强人工封育建设和水土保持人工林建设，提高森林涵养水源功能;实施天然林保护工程和退耕还林工程，禁止采伐天然林，增加森林系统功能;加强自然保护区的建设与管理，严格控制开发建设，保持重要生物栖息地的完整性;严格控制外来物种入侵，提高生物安全管理水平和公众生物安全意识，有效保护生物多样性;加强农田保护，合理耕作，减少农业面源污染;集约使用土地，提高城镇化质量，发展生态城镇。

参考文献

[1] 黄麟，曹巍，吴丹，等.2000—2010年我国重点生态功能区生态系统变化状况[J].应用生态学报，2015，26（09）：2758-2766.

[2]唐秀美，陈百明，路庆斌，等.城市边缘区土地利用景观格局变化分析[J].中国人口资源与环境，2010，20（08）：159-163.

[3]孙恺，杨延征，赵鹏祥，等.基于遥感技术的西安城市景观格局时空演变及分析[J].西北林学院学报，2015，30（02）：180-185.

[4]鲁亚楠，姚顺波，邓元杰，等.陕北地区土地利用及景观格局变化对生态服务价值的影响——基于退耕还林（草）背景[J].中国农业资源与区划，2019，40（11）：180-192.

[5]李蓉.塔河县森林景观格局及其动态变化研究[J].林业勘察设计，2020，49（01）：6-11.

[6]张晨，赵安玖.基于Fragstats技术的荣县土地利用景观格局分析[J].农业与技术，2018，38（04）：16-18.

（责任编辑 周康）