全 文 ：河北省康保县景观变化研究*
刘 淼1, 2 胡远满1 布仁仓1, 2* * 常 禹1 韩文权1, 2 胡志斌1, 2
( 1 中国科学院沈阳应用生态研究所,沈阳 110016; 2中国科学院研究生院,北京 100039)
摘要 利用 1999年 TM5和 2003 年的 SPOT5 遥感影像辅助 GIS 技术对河北省康保县土地利用景观变
化进行了系统研究, 并用 Log istic逐步回归对驱动因素进行分析; 利用 Kappa 指数对分类结果进行精度评
价 结果表明, 1999 和2003 年分类结果的 Kappa指数分别为 8672%和 8976% . 康保县的旱地大面积减
少,但仍为景观基质.菜地、人工草地、有林地面积和未成林造林地明显增加,主要由旱地、天然草地和改良
草地转化而来 菜地、人工草地的变化速率增加最快, 研究区的景观格局破碎化程度加剧. 其景观变化主
要是退耕政策实施的结果, 坡向因素为主要退耕驱动因素, 而直接的驱动因素是由坡向决定的水热条件和
肥力因素.
关键词 景观变化 遥感影像 退耕 Logistic回归
文章编号 1001- 9332( 2005) 09- 1729- 06 中图分类号 P941 73; Q149 文献标识码 A
Landscape change in Kangbao County of Hebei Province. L IU Miao1, 2 , HU Yuanman1 , BU Renchang1, 2 ,
CHANG Yu1 , HAN Wenquan1, 2 , HU Zhibin1, 2 ( 1 I nstitute of App lied Ecology , Chinese A cademy of Sciences ,
Shengyang 110016, China; 2 Graduate School of Chinese A cademy of Sciences , Beij ing 100039, China) . Chin .
J . A pp l. Ecol . , 2005, 16( 9) : 1729~ 1734.
Based on RS image TM5 of 1999 and SPOT5 of 2003, this paper studied t he landscape change from 1999 to
2003 of Kangbao County, Hebei Pr ovince. Logistic r eg ression was adopted to analy ze the driving factors, and
Kappa index was used to evaluate the accuracy of the landscape classificat ion result, which w as 86. 72% for
1999, and 89. 76% for 2003. The area of cropland in Kangbao County r educed largely, while that of vegetable
field, forestland and artificial gr assland increased sharply, among which, vegetable field and artificial gr assland had
the greatest increasing rate. The landscape fragmentat ion aggr avated in the region. T he landscape change was
mainly caused by the policy o f reducing cult ivated land, with the main driv ing facto r slope, and the direct dr iving
factor w aterheat condition and soil fertility determined by slope aspect.
Key words Landscape change, RS images, Reducing cultivated land, Log istic regression.
* 国家重点基础研究发展规划资助项目( 2002CB111506)
* * 通讯联系人.
2005- 04- 06收稿, 2005- 04- 24接受
1 引 言
景观作为地球表面空间各系统的复合体, 其变
化不仅反应景观的结构与功能随时间的变化过程和
规律,同时也是全球环境变化和土地利用/覆盖变化
研究的重要组成部分[ 13] . 国内这方面工作已有很多
报道, 如王宪礼等[ 15]对辽河三角洲 1986~ 1994 年
景观变化的研究;张惠远等[ 18]对贵州高原喀斯特地
区 1980~ 1990年景观变化的研究;宋冬梅等[ 14]对
甘肃民勤绿洲 1987~ 2001 年景观变化及驱动力的
分析;卢玲等[ 10]对黑河流域中游地区 20世纪 80年
代前期到 90年代后期景观变化的研究等.
以往的研究工作主要基于 TM 遥感影像对景
观数量或格局的分析, 很少对景观结构进行全面分
析,且没有对分类结果进行精度评价[ 2, 5, 8, 14, 18] . 本
文基于遥感( T M5 和 SPOT5)和调查数据, 利用遥
感和地理信息系统的方法,对河北省康保县 1999~
2003年的景观数量、格局和动态变化进行了系统的
研究,并利用 Log ist ic回归法对驱动因素进行分析.
景观类型分类采用国家土地利用的三级分类标准,
并利用实地调查数据建立了误差矩阵,用 Kappa指
数进行精度评价, 旨在对分类结果进行分类精度评
价.
2 研究地区与研究方法
2 1 研究区域概况
康保县位于河北省张家口市西北部的坝上高原( 114!
11∀21# ~ 114!55∀57#E, 41!25∀24# ~ 42!08∀57#N) , 平均海拔
1 450 m,总面积 3 365 km2, 辖 7 镇 8 乡 327 个行政村、585
个自然村, 总人口 28 万人. 该地区气候属东亚大陆性季风气
候、中温带亚干旱区,年平均日照 3 241 h,年平均气温为 12
∃ ,年均降水量 354 2 mm,全年平均蒸发量 1 7627 mm, 是
应 用 生 态 学 报 2005 年 9 月 第 16 卷 第 9 期
CHINESE JOURNAL OF APPLIED ECOLOGY, Sep. 2005, 16( 9)%1729~ 1734
降水量的 5 倍, 年干燥度达 2 15, 自然灾害频繁; 植被属于
半干旱草原类型,由于近 100 年来农耕文化的影响, 草原生
态系统已为农牧业生态系统所代替, 成为农牧业交错带, 导
致生态系统稳定性差, 土地荒漠化十分严重; 土壤主要为栗
钙土、草甸土和盐土, 其中栗钙土占土壤总面积的 99% 以
上.
从 1998 年开始, 在& 环北京地区退耕还林还草∋政策影
响下,康保县进行了大规模的退耕还林还草工程,因此 1999
~ 2003 年间耕地、草地和林地面积发生了大规模变化.
22 数据获取与处理
本研究收集到遥感 TM5 影像( 1999 年 9 月 27 日 )和
SPOT5影像( 2003 年 10月 24 日) . 将 TM5 影像以 1%10 000
地形图为基准,采用 3 次多项式及最近邻域插值法进行几何
精校正; SPOT5 影像以 1%10 000 地形图和 DEM 图为基准,
用最近邻域插值法进行正射校正. 将 T M5 影像 (分辨率 30
m)、SPOT5 多光谱 (分辨率 20 m)分别与 SPOT5 全色波段
(经 supermode技术处理后, 分辨率 2 5 m)融合,分辨率提高
到 2 5 m. T M 影像以 4、3、2 假彩色合成, SPOT 5 影像以 4、
2、1 假彩色合成作为基本数据源[ 7, 13] , 遥感影像处理在软件
Erdas 中完成.为了配合高分辨率影像, 同时收集到康保县
1%10 000的土地利用图, 2003 年 12 月野外考察实地 GPS 采
集样点 210 个.
景观分类采用全国土地利用 3 级分类标准.由于退耕时
间比较短,退耕还林与退耕还草的部分在遥感影像上较难区
分,无法利用计算机监督分类和非监督分类, 所以采用计算
机监督分类和人工目视判译相结合的分类方法. 以 TM 和
SPOT5遥感影像、1%10 000 土地利用图为基准, 并辅以 210
个野外采样点中随机的 110 个对研究区在遥感软件 ERDAS
中进行解译, 得到 1999 年和 2003 年的土地利用矢量图. 根
据全国土地利用分类标准的 3 级分类标准和研究区的实际
情况将景观划分成水浇地、旱地、菜地、园地、其它园地、有林
地、灌木林地、疏林地、未成林造林地、苗圃、天然草地、改良
草地、人工草地、采矿地、农村宅基地、城镇住宅用地、盐碱
地、沙地、裸岩石砾地、湖泊水面和其它未利用土地共 21 种
类型(图 1) .
采用 Cow en( 1960)提出的 Kappa指数进行分类精度评
价. Kappa 指数由 Congalto 等介绍, 并用于评判航片或遥感
影像的解译结果与验证数据是否一致[ 3, 4] , 可以消除由于随
机性带来的一致性. 其评价原则是: 75% ~ 100% , 一致性极
好; 40% ~ 75% , 一致性好; 0% ~ 40% , 一致性差. 评价利用
野外210 个 GPS 采样点中 100 个未参加解译的点和 1999 年
和 2003 年的分类结果分别建立误差矩阵频率表.求得 1999
年和 2003 年的解译正确率分别为 8672%和 8976% , 表明
分类结果与实地考察具有很好的一致性. 在 GIS 软件 AR
CVIEW 中对两期分类结果进行叠加分析, 发现分类误差主
要集中在退耕还林地和退耕还草地之间.这是因为退耕时间
较短, 退耕还林地上的林木还很小, 在影像上很难与退耕还
草地相区别.
图 1 康保县 1999年和 2003年景观分类结果图
Fig. 1 Landscape classif icat ion map of Kangbao.
a) 1999; b) 2003 下同 The same below113:水浇地 Irrigated farm
land; 114:旱地 Unirrigated farmland; 115:菜地 Vegetable f ield; 121:园
地 Fruit f ield; 125:其它园地 Other fruit f ield; 131:有林地 Forestland;
132:灌木林地 Shrub land; 133:疏林地 Open forest land; 134:未成林造
林地 Tending artif icial forestland; 136: 苗圃 Nersery; 141: 天然草地
Natural grassland; 142: 改良草地 Improved grassland; 143: 人工草地
Art ificial grassland; 222:采矿地 Mineland; 251:农村宅基地 Rural set
tlement; 253: 城镇住宅用地 Urban set tlement ; 312: 盐碱地 Saline
land; 314:沙地 Sand land; 316:裸岩石砾地 Rock land; 322 湖泊水面
Lake area; 318:其它未利用土地Other land
2 3 景观变化分析
2 3 1 景观数量变化分析 借用土地利用/覆盖变化研究中
的转移矩阵, 直观提示每种景观斑块类型的减少面积及分别
来自或转变为哪些景观斑块类型. 利用 1999 年和 2003 年的
分类结果图在 ARCVIEW 中( cell为 30 m ( 30 m)生成转移
矩阵(表 1) .
2 3 2 景观格局分析 采用景观指数法, 根据各景观指数的
意义和实用性[ 6, 9, 17] ,选取: 1)总斑块数( NP) : 景观中斑块的
总数; 2)斑块密度( PD) :每平方千米的斑块数, NP 和 PD 都
是景观破碎化程度的重要指标; 3) Shannon 多样性指数( SH
DI) :当景观中只有一种斑块类型时 SHDI= 0,当斑块类型增
加或面积比趋于平均时 SHDI 增加; 4)平均斑块分维数
( MPFD) : 表示斑块边界的复杂程度, 值范围1) MPFD ) 2,
1730 应 用 生 态 学 报 16卷
表 1 康保县景观类型之间转移矩阵( 1999~ 2003)
Table 1 Transferring matrix of landscape between classes in Kangbao county
2003
113 114 115 121 125 131 132 133 134 136 141 142 143 222 251 253 312 314 318 322
合计
Total
1 999 113 617 302 239 0 0 38 13 0 38 0 38 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1285
114 0 138082 10710 13 0 6997 50 1007 1 5870 0 6947 440 2492 0 340 13 667 13 0 25 183666
115 0 76 604 0 0 25 0 0 0 0 25 0 0 0 13 0 0 0 0 0 743
121 0 38 0 13 0 13 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 64
125 0 0 0 0 13 13 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 26
131 0 1233 252 0 0 8180 50 1258 755 0 894 13 50 0 113 13 38 13 0 0 12862
132 0 214 13 0 0 25 5185 0 38 0 101 0 0 0 0 0 13 0 0 0 5589
133 0 63 0 13 0 189 25 1208 201 0 88 0 13 0 0 0 0 0 0 0 1800
134 0 404 101 0 0 1296 0 390 1 1001 113 48 13 88 0 38 0 25 0 0 0 13517
136 0 13 0 0 0 0 0 25 13 13 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 64
141 0 444 982 0 0 1384 0 214 1 0115 0 62887 415 982 0 730 13 1460 13 0 264 79903
142 0 0 176 0 0 38 0 0 1058 0 793 4782 654 0 13 0 76 0 0 13 7603
143 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 63 50 403 0 0 0 13 0 0 0 529
222 0 76 0 0 0 25 0 0 0 0 13 0 0 214 0 0 0 0 0 13 341
251 0 201 113 0 0 88 0 13 38 0 289 0 0 0 6041 76 13 0 0 0 6872
253 0 0 0 0 0 13 13 0 0 0 0 0 0 0 38 491 0 0 0 0 555
312 0 164 38 0 0 38 13 0 63 0 378 50 0 0 25 0 2391 0 0 214 3374
314 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 13 0 0 13
318 0 25 0 0 0 25 0 0 13 0 76 0 0 0 63 0 0 25 189 0 416
322 0 13 25 0 0 13 0 0 13 0 101 0 0 0 13 0 113 0 0 2190 2481
合计 Total 617 141348 13253 39 13 18400 5349 4115 3 9216 126 72741 5763 4682 214 7427 606 4809 77 189 2719
1 13:水浇地 Irrigated farmland; 114: 旱地Unirrigated farmland; 115:菜地Vegetable field; 121:园地 Fruit field; 1 25:其它园地Other fruit field; 131:有林地 Forestland; 132:灌木林地 Shrub land; 133:疏
林地Open forestland; 134:未成林造林地 Tending artificial forestland; 136:苗圃Nersery; 141:天然草地N atural grassland; 142:改良草地 Improved grassland; 143:人工草地A rtificial grassland; 222: 采
矿地Mineland; 251:农村宅基地 Rural settlement; 253: 城镇住宅用地U rban settlement; 312:盐碱地 Saline lan d; 314:沙地 Sand land; 316:裸岩石砾地 Rock land; 322:湖泊水面 Lake area; 318:其它
未利用土地Other land 下同 The same below
值越大边界越复杂; 5)聚集度( CONT ) : 度量同一类型斑块
的聚集程度 ,其值还受到类型总数和均匀程度的影响, 范围
为 0< CONT ) 100; 6)景观形状指数( LSI ) : 当景观中只有一
个正方形斑块时 LSI= 1,斑块越不规则值越大, 范围为 LSI
∗1. 根据各指数的生态学意义和指数值变化进行分析, 指数
计算过程在软件 FRAGSTATS3 3 中以 grid 文件( cell为 30
m ( 30 m)进行运算.
233 景观动态分析 借用土地利用/土地覆盖变化研究中
的指数反应景观动态变化. 1)单一景观动态度指数[ 3, 14] : 某
研究区一定时间范围内某种土地利用类型的数量变化情况,
表达式为:
K =
U b- Ua
Ua
( 1
T
( 100%
式中, K 为研究时段内某一景观类型动态度; Ua、Ub 分别为
研究期初及研究期末某一种景观类型的数量; T 为研究时段
长,当 T 的时段设定为年时, K 值是该研究区某种景观类型
年变化率.
2) 综合景观动态度指数[ 12, 16] : 某一研究样区的综合景
观动态度
L C =
n
i= 1
L Ui- j
2 n
i= 1
L Ui
( 1
T
( 100%
式中, L Ui 为监测起始时间第 i 类景观类型面积; L U i- j 为
监测时段内第 i 类景观类型转为非 i 类景观类型面积的绝对
值; T 为监测时段长度. 当 T 的时段设定为年时, L C 值是该
研究区景观年变化率.
24 景观变化驱动因素分析
采用 Logistic逐步回归[ 1, 11] :
Lo g(
P i
1- P i
) = 0 + 1X 1, i+ 2X 2, i + ++ nX n, i
式中, P i表示空间上每个栅格可能出现某一地类 i的概率, X
表示各候选驱动因素.
将 2003年的景观分类图以及坡度、坡向、道路交通、城
镇和居民点分布组成的空间数据, 转换成 30 m ( 30 m 栅格
图. 运用 Logist ic逐步回归对每一栅格可能出现某一地类的
概率进行诊断, 筛选出对景观格局影响较为显著的因素, 并
确定其间的定量关系和作用.
3 结果与分析
31 康保县景观数量变化
对旱地、菜地、有林地、灌木林地、疏林地、未成
林造林地、天然草地、改良草地和人工草地 8种主要
变化景观类型 1999和 2003年的面积进行统计(图
2) . 结果表明, 旱地在该地区为最主要景观类型, 为
研究区的基质. 1999 ~ 2003 年旱地面积减少了
2514% ,天然草地、改良草地有所减少, 菜地、未成
林造林地大幅增加, 有林地、疏林地、人工草地有所
增加.进一步分析 8种景观类型间相互转化关系,计
算其概率转移矩阵(表 2) .
由表 1和表 2可以发现: 1) 1999~ 2003 年间旱
地面积明显减少, 主要转化为未成林造林地、菜地,
其次转化为天然草地和人工草地, 但旱地面积比重
17319 期 刘 淼等:河北省康保县景观变化研究
图 2 康保县 1999和 2003年主要景观类型面积
Fig. 2 Area of major landscape types
A: 旱地 Unirrigated farmland; B: 菜地 Vegetable f ield; C: 有林地
Forestland; D:疏林地Open forest land; E:未成林造林地T ending art if i
cial forest land; F:天然草地 Natural grasslan d; G:改良草地 Improved
grasslan d; H:人工草地 Art ificial grassland 下同 The sam e below
表 2 康保县主要景观变化类型的概率转移矩阵(%)
Table 2 Percentage transferring matrix between 8 major classes ( 1999
~ 2003)
2003
114 115 131 133 134 141 142 143
1999 114 7486 581 379 055 860 377 024 135
115 1017 8136 339 000 000 339 000 000
131 955 195 6335 975 585 692 010 039
133 347 000 1042 6667 1111 486 000 069
134 348 074 953 287 8086 083 009 065
141 051 122 172 027 1256 7805 052 122
142 0 231 050 000 1280 1040 6271 858
143 000 000 000 000 000 1190 952 7619
仍占绝对优势, 仍为景观基质; 菜地、有林地、疏林
地、未成林造林和天然草地也有少量向旱地转化. 这
说明旱地及其它类型间的相互转化很频繁, 但旱地
面积不断减少为主要趋势. 2)菜地面积明显增加, 绝
大部分由旱地转化而来, 同时少部分菜地转化为旱
地和未成林造林地.这是由于康保县近年来大力发
展蔬菜种植业, 同时由于水源和退耕一小部分菜地
转变成其它类型. 3)有林地、疏林地和未成林造林地
面积均有所增加(主要由旱地转化) ,其中未成林造
林地面积增加最大(一部分由天然草地和改良草地
转化) ,并且其间存在着相互转化. 4)天然草地、改良
草地面积呈减少趋势,主要转化为未成林造林地, 改
良草地有一部分转化为天然草地. 5)人工草地增加
迅速,主要由旱地转化, 一部分由天然草地转化. 这
些主要是退耕还林还草政策实施的结果.
32 康保县景观格局变化
由表 3可以看出, 1999~ 2003年斑块数和斑块
密度有所增加, 表明研究区的破碎化程度增加.其原
因是 1999年景观的基质为旱地,在景观中占有绝对
优势,并且聚集度很高,由于退耕还林还草政策的实
施导致旱地转化为林地和草地,镶嵌在旱地内,使斑
块的数量和密度增加. 多样性指数增加反应景观中
斑块的复杂度增加, 说明研究区的破碎化程度增加.
景观分维数无变化且接近 1, 说明景观斑块的边界
简单,接近于直线.这是因为康保县处于河北坝上地
区,地势平坦,起伏很小,农业发达,旱地形状十分规
则并且聚集,因此占绝对优势.聚合度和聚集度数值
较大, 但 2003年有所减小,说明研究区景观仍主要
由少数很聚集的斑块类型组成, 但研究区的景观类
型面积有趋于平均、聚集程度下降的趋势.这是由于
退耕还林还草政策实施,以致林地和草地面积增加、
旱地面积减小的结果.
表 3 景观指数计算结果
Table 3 Resul t of landscape index
年份
Year
斑块数
Number
of patch
斑块密度
Pat ch
density
Shannon
多样性指数
Shannon, s
diversity
index
平均斑块
分维数
Fractal
dimension
index
聚集度
Contag ion
景观形状
指数
Landscape
shape
index
1999 18065 536 149 107 7070 9015
2003 22531 669 181 107 6502 102 94
33 景观动态变化
由表 4和图 3可以看到, 1999~ 2003 年间, 旱
地平均每年以 461%的速度减少, 由于研究区内旱
地为基质,所以其变化的绝对数量很大( 8 366 hm2−
yr- 1) ;菜地变化十分迅速, 平均每年以 41422%的
速度增加,是大力发展蔬菜种植业的结果; 有林地、
疏林地和未成林造林地每年分别平均以 1083%、
3286%和 2920%的速度增加, 是退耕还林大力实
施的结果;天然草地、人工草地都在减少, 是在草地
上植树造林的结果. 整个研究区除研究的 8种景观
类型发生较大变化,其它景观类型基本无变化, 景观
仍保持相对稳定( LC= 322% ) .
图 3 康保县主要景观类型面积变化
Fig. 3 Area change map of major landscape types.
表 4 K 和LC指数结果
Table 4 Resul t of index K and LC
类型 Type K LC
旱 地 Cropland - 461
菜 地Vegetable f ield 41422
有林地 Forestry 1083
疏林地 Open forest ry 3286
未成林造林地 Plant ing f ield 2920
天然草地 Natural grassland - 135
改良草地 Ameliorat ive grassland - 596
人工草地 Artif icial grassland 20183
322
1732 应 用 生 态 学 报 16卷
表 5 Logistic逐步回归结果( Exp()值)
Table 5 Logistic regression resul ts ( Exp() )
类型
T ype
坡向
Aspect
平地
Flat
北坡
North
东坡
East
南坡
S outh
西坡
West
坡度
Slope
< 5! > 5!
到居民点距离
Distance to set t lement
0~ 200 200~ 400 > 400
到道路的距离
Distance to road
< 100 > 100
114 058 129 107 094 086 100 100 116 100 100 000 100
115 088 250 180 175 113 100 100 441 000 000 000 000
131 085 167 125 123 097 100 100 092 000 000 000 000
132 039 153 105 086 077 000 000 009 100 100 000 000
134 072 152 124 113 109 100 100 056 000 100 000 100
141 065 142 114 111 100 100 100 075 000 100 000 100
142 047 100 095 133 103 100 000 014 000 000 000 000
311 060 125 101 294 079 100 100 089 000 100 000 000
312 049 141 089 077 073 100 100 065 000 100 000 100
如果继续按这种趋势发展下去,理论上 11年后
景观的林地面积(有林地、疏林地、未成林造林地之
合)将超过旱地面积, 并最终成为景观基质. 菜地面
积增加速度最快,但是不可能发展成为景观的基质.
这是研究区的经济和气候条件决定的. 研究区最终
将形成以林地为基质,草地、旱地、水浇地为主要景
观类型的景观格局,但是研究区植被属于半干旱草
原类型,林地能否成为景观的基质和景观变化的合
理性还有待于进一步研究.
34 景观类型分布驱动因素
以2003年景观类型图为基础, 利用 Log ist ic 逐
步回归方法确定主要驱动因素.为了方便运算,将原
有的景观分类合并为耕地、菜地、有林地、灌木林地、
退耕地、天然草地、改良草地和盐碱地. 候选的驱动
因素包括地形等生物物理因素和道路交通、城镇和
居民点分布等社会经济因素. 研究区内只有两条较
小河流,且海拔变化很小, 所以没有作为候选因素,
社会经济因素通过距离来反映.
值为 Log ist ic方程的解释变量系数, 确定了各
地类与驱动因素的定量关系. 它的影响可用 的自
然幂指数表示, 即 Exp( )衡量. Exp( )表示事件的
发生频数与不发生频数之比, Exp( ) < 1,发生比减
少; Exp() = 1,发生比不变; Exp( ) > 1, 发生比增
加.
由表 5 可见, 耕地出现在南坡的比率较高
( 194) ,距居民点200 m 的比率也较高( 116) ;菜地
出现在距居民点 200 m 内的比率最高( 441) , 其次
是南坡( 175) ; 有林地、退耕地出现在北坡的比率
高;坡度和到道路的距离对各地类分布几乎没有影
响.
耕地和菜地出现在南坡和居民点附近, 主要是
便于耕作和水源的原因, 而有林地、灌木林地、天然
草地、改良草地、盐碱地都是未利用土地出现在水热
条件较差的北坡. 但退耕地按退耕还林还草政策的
要求应是大于一定坡度的耕地进行退耕, 以减少水
土流失.然而研究区内退耕部分与坡度关系不明显,
而与坡向有明显关系. 这是由于研究区内的地形平
缓(坡度大于 5!的面积占总面积的 1557% , 大于
10!的面积只占总面积的 515%) , 所以在退耕的规
划中并未完全依据坡度因素.结合实地调查可知,退
耕地出现在北坡的比率较高( 152) , 是因为在退耕
规划时主要考虑的是耕地的水热条件或肥力,而不
是地形因素.综上可见,研究区景观变化的驱动因素
主要为坡向因素, 而直接因素是由坡向决定的水热
条件和肥力因素.
4 讨 论
1999~ 2003年间,康保县景观发生了较大的变
化,旱地大面积减少,林地、草地面积相应增加. 景观
的破碎化程度有所加剧, 这是由于退耕地分布在作
为基质的旱地间. 这些变化的主要原因是由于退耕
还林还草工程实施的结果.如果按这种趋势发展下
去,理论上林地最终会成为景观的基质,但其合理性
还有待于进一步研究. 退耕还林还草工程的实施是
康保县景观变化的最主要的驱动力因素, 由于研究
区地形平坦, 在退耕规划中主要考虑的是由坡向决
定的水热条件和肥力因素.
以往对于景观变化的研究多采用 TM 影像进
行土地利用二级分类, 并且很少对分类结果进行评
价,景观变化分析采用的方法多为转移矩阵和景观
指数[ 10, 14, 15, 18] .本研究利用了 T M 影像与高分辨率
的 SPOT 影像采用全国土地利用三级分类标准进行
景观分类,并且应用了 Kappa指数对分类结果进行
评价.景观变化分析方法除了采用传统的转移矩阵
和景观指数,还借用了土地利用/土地覆盖变化研究
中的指数对景观的数量、动态、格局变化进行了系统
17339 期 刘 淼等:河北省康保县景观变化研究
的研究, 并且应用了 Log ist ic 方程对研究区景观变
化驱动力进行了分析.研究结果表明,用高分辨率遥
感影像结合大比例尺土地利用图和实地考察记录作
为辅助信息对遥感影像进行解译的景观分类方法具
有很高的精度.
研究区在 1999~ 2003年内的景观变化主要是
退耕还林还草政策实施的结果. 退耕还林还草地需
要一定的时间才能发生态作用, 对研究区应进行连
续的景观变化监测.关于景观动态变化指数的研究
还有待于进一步深入.
参考文献
1 Gobin A, Campling P, Feyen J. 2002.Logistic modelling to derive a
gricultural land use determinants: A case study f rom southeastern
Nigeria. Agr ic Ecosyst Env ir on , 89: 213~ 228
2 Bron dizio ES, Moran EF, Mausel P, et al . 1994. Land use change in
the Amazon estuary: Pat terns of Caboclo set tlement and landscape
management . H uman Ecol , 22: 69~ 78
3 Bu RC( 布仁仓 ) , Li XZ(李秀珍) , Hu YM ( 胡远满 ) , et al .
2004. Analyzing the agreement of maps through spat ial aggrega
t ions. Acta Ecol S in(生态学报) , 24( 4) : 659~ 665( in Chinese)
4 Congalton RG, Mead RA. 1983. A quant itat ive method to test for
the consistency and correctness in photointerpretation. Photog Eng
Remote S ensing , 49( 1) : 69~ 74
5 Fernando AP, Arturo RL, John T, et al . 2003. Land cover changes
and impact of shrimp aquaculture on th e landscape in the Ceuta
coastal lagoon system, Sinaloa, Mexico. Ocean Coastal Man , 46:
583~ 600
6 Forman RT T, Godron M. 1986. Landscape Ecology. New York:
W illey.
7 Gong P, How arth PJ. 1992. Landuse classif icat ion of SPOT HRV
data using a coverf requency method. I nt J R emote Sensing E nv i
r on , 13( 8) : 1459~ 1471
8 MartnezCasasnovas JA, Ramos MC, Poesen J. 2004. Assessment
of sidewall erosion in large gullies using mult it emporal DEMs and
logist ic regress ion analysis. Eomorp hology , 58: 305~ 321
9 Li XZ(李秀珍 ) , Bu RC ( 布仁仓) , Chang Y (常 禹) , et al .
2004. The response of landscape met rics against pat tern scenarios.
Acta Ecol S in (生态学报) , 24( 1) : 123~ 134( in Chinese)
10 Lu L(卢 玲) , Cheng GD(程国栋) , Li X(李 新) . 2001. Land
scape change in middle Heihe river basin. Chin J App l Ecol (应用
生态学报) , 12( 1) : 68~ 74( in Chinese)
11 Luque S. 2000. Evaluat ing temporary changes using mult ispectral
scanner and themat ic m apper data on the landscape of a natural re
serve: T he new jersey pine barrens, a case study. I nt J Remote
S ensing , 21(14) : 589~ 611
12 Meng P(孟 平) , Jia BQ( 贾宝全 ) , Zhang JS (张劲松) . 2004.
Characterization of landscape changes in Taihang M ountain in Ch i
na: A cae studies of J iyuan City, Henan Provin ce. Acta Ecol Sin (生
态学报) , 24( 4) : 826~ 830( in Chinese)
13 Mey WB, Turner BL. 1994. Changes in Land Use and Land Cover:
A Global Perspect ive. Cambridge, UK: Cambridge University
Press.
14 Song DM(宋冬梅) , Xiao DN(肖笃宁) , Zhang ZC(张志诚 ) , et
al . 2003. Landscape changes of M inqin oasis in Gansu Province and
it.s driving force. Chin J App l Ecol (应用生态学报 ) , 14( 4) : 535
~ 539( in Chinese)
15 Wang XL(王宪礼) ,Hu YM(胡远满) , Bu RC(布仁仓 ) . 1996.
Analysis of w et land landscpae changes in Liaohe delta. A cta Geog r
S in (地理学报) , 16( 3) : 256~ 260( in Chinese)
16 Wang XL(王秀兰) , Bao YH(包玉海) . 1999. Study on the meth
ods of land use dynamic change research. Prog Geogr (地理科学进
展) , 18( 1) : 81~ 87( in Chinese)
17 Wu JG(邬建国 ) . 2000. Landscape Ecology. Beijing: H igher Edu
cat ion Press. 100~ 115( in Chinese)
18 Zhang HY(张惠远) , Cai YL (蔡运龙) , Wan J (万 军) . 2000.
The study on the landscape change in karst m ountain area using
TM image. J Moun t Sci (山地学报) , 18( 1) : 18~ 25( in Chinese)
作者简介 刘 淼, 男, 1979 年生,博士生. 主要从事景观生
态学和 3S 应用方面的研究. Email: liumiaolandscape @
sinacom
1734 应 用 生 态 学 报 16卷