黑龙江省不同地形特征下的耕地景观格局动态及稳定性

霍明琳

（哈尔滨师范大学 黑龙江哈尔滨 150000）

黑龙江省是我国重要的商品粮基地，自2000年至2018年，耕地的景观格局动态变化是较为显著的。作为地形较为丰富的省份，不同地形下耕地的动态变化以及变化的剧烈程度是不同的，根据地形合理规划耕地分布对于黑龙江省来说十分重要。

1 研究区概况

黑龙江省位于我国东北部地区，东部和北部以乌苏里江、黑龙江为界河相邻俄罗斯，全省经纬度范围为43°26′N—53°33′N，121°11′E—135°05′E。黑龙江省地形较丰富，地势大致是西北部、北部和东南部高，东北部、西南部低；主要由山地、台地、平原构成，土地约占全省总面积的20%，丘陵地带约占全省的21%，台地约占25%。中国面积最大的平原之一——东北平原包含了东北部的三江平原、西部的松嫩平原，约占黑龙江省总面积的34%。

2 数据来源与处理

2.1 遥感景观数据来源

研究利用的数据来源于中国科学院资源环境科学数据中心（http://www.resdc.cn）[1]的整个黑龙江省的2000年、2010年、2018年三期1∶100 000的土地利用数据，为便于分析，选用的一级分类系统主要为耕地、林地、草地、水域、居民用地和未利用地，并且主要分析的是耕地的变化。

2.2 地形数据来源

地形数据来源于中国科学院资源环境与科学数据中心（http://www.resdc.cn）的数据，在原有数据的基础上，为便于分析黑龙江省的各地貌类型下的景观格局动态而做了相应的改动，将地形分类合并分为平原、台地、丘陵、小起伏山和中起伏山五种类型（见表1）。

表1 地形分类

2.3 研究方法

2.3.1 景观格局动态变化

景观类型主导度是揭示某景观在区域内分布的重要程度，主要体现了该区域所有景观变化的重要类型。公式为：

式中，i为景观变化类型；Pi为i景观类型在各个变化中的主导度，值域0%～100%；Ai是景观类型变化面积；A是区域景观变化类型面积之和。Pi越高即i景观的主导度越高。鉴于景观变化类型较多，为体现较为重要的变化类型，于是将Pi由大到小排序，并累积求和，选取求和最大值，即得到某区域景观变化的主导类型[2]。

景观格局指数是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特征的简单定量指标。本文主要选用了斑块数量、斑块密度、最大斑块指数等景观指数。

2.3.2 景观格局稳定性

景观稳定性指数是根据分维数指数推导而出的，D是客观反映分形的主要表现指数，并能较好反映景观的复杂程度。分维数公式为：

式中，r为空间测量的尺度大小，A（r）为某斑块面积大小，P（r）为某斑块周长大小，D即分维数值，C表示常数。若D=1.5，则表明某一景观内部无序散乱，即呈最混乱状态。故徐建华等提出了景观类型的稳定性指数：

式中，稳定性指数S可以反映景观类型结构的稳定性状况，值越大，其景观内部越稳定[3]。

3 不同地形特征下耕地景观格局动态分析

表2所示是各个地形下以耕地为主的主要变化类型，2000―2010年平原变化最大的是林地，其主要变化类型为林地转耕地，中起伏山主要变化类型为耕地转林地。

表2 耕地土地利用变化主要类型

2010―2018年平原的主导变化类型为草地转为耕地，台地的主要变化类型为耕地转为林地，中起伏山、小起伏山均为林地转为耕地。

在研究时间段2000―2018年内平原的主要变化类型为林地转耕地，中起伏山为耕地转为林地。

如表3所示，从斑块数量（NP）上来说，平原地区2000―2010年增加较为明显，2010―2018年开始减少，整体呈现先增加后减少的趋势，台地和丘陵地区研究时间段内均为增加的趋势，丘陵地区增加较多。斑块数量可显示研究区的破碎程度，斑块数量增多表示景观破碎化程度增加，景观更为破碎。整体来看，丘陵地区耕地破碎化增加情况最为严重。

表3 不同地形下耕地景观格局指数

平原与台地的斑块密度（PD）基本相同，且均处于最低处，可以看出虽然平原、台地的斑块数量多，但是却并没有表现出破碎化的现象，而丘陵以及中起伏山、小起伏山的耕地破碎化现象较为明显，特别是山地地区，斑块数量较少，破碎化较为严重。

从最大斑块指数（LPI）上看，平原地区变化较大，人为干扰较强，三个时间段变化幅度也较大，表明人为干扰的强度也在增强。其余各地区台地LPI数值虽然较为明显，但是三个时间段几乎没有变化，而丘陵山地地区LPI数值几乎相同，而且八年来并没有明显变化。

4 不同地形特征下耕地景观格局稳定性分析

如表4所示，丘陵、小起伏山地区稳定性指数普遍较低，稳定性指数最高的地区是中起伏山地区，其次是平原、台地地区，平原与台地地区耕地景观格局基本稳定变化不大，中起伏山地由于人为干预较少耕地景观格局变化也较为稳定，丘陵、小起伏山地耕地变化较不稳定的原因除了地形因素外，更多的是人为干扰。

表4 稳定性指数分析

5 结论与讨论

本文基于2000年、2010年、2018年的土地利用数据以及黑龙江地形分类数据，通过主导度、景观格局指数的方法研究各地形下的耕地景观格局动态变化，得出的主要结论：在研究时间段内，平原、台地、丘陵、中起伏山、小起伏山地各地形下耕地与林地是变化的主导类型；从各个景观格局指数可以得出，丘陵地区耕地景观最为破碎且在加重，山地的耕地数量较少，但耕地的破碎化程度也较大；丘陵地区景观不规则性增加，山地地区耕地景观规则性较大，且研究时间段内变化不大；平原、台地地区耕地景观受人为影响较大，但台地在研究时间段内变化不大，丘陵山地地区耕地受影响较少。

通过稳定性指数分析各景观变化稳定性得出：丘陵和小起伏山地区稳定性较差，平原、台地和中起伏山地区稳定性较强。