全 文 ：应 用 生 态 学 报 年 月 第 卷 第 期
, 呀 , 一
沈阳市东部土地利用格局变化 关
常 禹 苏文贵 高瑞平 忡国科学院沈阳应用生态研究所沈阳 ‘
摘要 】 以沈阳市东部 一 年的历史航空像片为基础 , 以地理信息系统 以 技
术为手段 , 分析土地利用的空间格局及其变化 结果表明 , 针叶林 、水田平均嵌块体大小增
加 早地 、落叶林 、 灌丛平均嵌块体大小减少 分数维值略有增加 预示嵌块体形状逐步复
杂化 多样性指数 、均匀性指数增加 优势度和蔓延度指数由原来的 和 分
别减少到 和 , 说明景观嵌块体的空间分布趋于均匀 嵌块体的聚集分布状
况将随时间的推移逐步分散化 此外 , 本文对沈阳东部土地利用格局变化的原因进行了剖
析
关键词 土地利用格局 分数维 嵌块体
以 , 创 山
乃魂 “ 为咧妞 及城妙
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,
引 言
的变化 , 对于研究区土地利用方式的优化
具有一定的现实意义
嵌块体是外观上不同于周围环境的非
线性区域〔 , 是景观生态学中的一个重要
概念 , 嵌块体的分布格局将会影响许多生
态现象 , 例如动物的迁移
· ‘ 〕、 地表水的
径流和侵蚀 、 干扰的传播〔‘, ‘ 等 因此 , 空
间格局变化研究具有深远的意义 目前 , 国
际上 有 关 景观 格 局 研 究方 面 的报道 较
多 ,
, 一‘’·‘ , 且 已经 深人到景观格局 和
生态过程的关系研究方面 , ‘ 在我 国 ,
在这方面的报道不多 , 〕, 本文从格局分
析的不同角度 , 阐述 了沈 阳东部景观格局
研究区自然概况与研究方法
研究区 自然概况
沈阳位于 ’一 ’
’ , ‘ 一 ‘
, 地处长白山余脉与辽河冲击平原过渡带 , 在东
北大平原的南部 沈阳地势平坦 , 大都在海拔
以下 , 由东北向西南倾斜 沈阳气候属于温带
半湿 润 大 陆性 季 风气 候 , 年 平均 气 温 一
℃ , ℃积温 一 ℃ , 无霜期
一 , 年平均降雨量 一 年
‘ 中国科学院“ 八五 ”重点预研究项 目
年 月 日收稿 , 年 月 日接受
应 用 生 态 学 报 卷
平均蒸发量 一 , 年平均干燥度
一 , 年日照总时数 一 , 年平
均辐射总量 一
· 一
沈阳地区土壤 以 草甸棕壤 、 草甸土 、 草甸盐
演土为主 , 土地肥沃 , 水资源条件较好 是我 国的
重要商品粮基地之一 , 农作物主要是水稻 、 玉米 、
大豆 、蔬菜等 , 粮食产量可达 ’ 一 以上
研究方法
航片解译 利用 个不同历史时期的黑白
航空象片 和 及
和 的地形图 , 以沈阳市及其近
郊 东陵区 、 兴城子 区 、 于洪 区 和苏家屯区 为研
究对象 , 其土地 总面积 利 用
的地形图作为航片解译转绘的工作底 图 ,
并选择 的地形图 地理基础底 图 作为
结果图件的编绘底图 , 在航片的转绘过程 中 , 实
行严格平差 , 从而保证了转绘精度
在航 片解译 的过程 中 , 首先编制航 片索引
图 , 即以 地形图为底图 按航线取隔号航
片 根据其覆盖面积标于地形图上 , 再按摄影航
线上的航线号和象片号 统一编号 , 编绘出航片
索引图 , 供解译和转绘使用 然后 以 目视解译为
主 , 进行单张航片解译 , 逐条带按象对进行立体
观察和分析 , 将解译结果勾绘在塑脂薄膜上 , 绘
制成单张航片的土地利用解译图 , 通过蒙绘转绘
法进行航片纠正 , 并转绘成 的土地利用
图 最后将转绘成的土地利用 图缩成 ,
据此进行景观格局的研究
在对航 片进行解译时所使用的土地利用分
类是根据 中华人 民共和 国土地利用调查 规程 中
的分类系统来划分的 共划分出 类 针叶林
天然的和 人工种植的各种针叶树种 阔叶林
天然的和人工种植的各种阔叶树种 灌丛 天
然的和人工种植的各种灌丛 草地 天然草地
和弃耕地 果园 各种人工种植的经济植物园
苗圃 人工育苗地 菜地 以种植蔬菜为主的
耕地 早地 没有固定的灌溉设施 , 靠天然降水
生长作物的耕地 水 田 有 良好的水源和灌溉
设施 , 用 以种植水稻 的耕地 城镇 、 农村居 民
点及工矿用地 农村 、 城镇人 口 居住用地 以及工
厂 、采矿用地 石砾地 没有植被生长的地段 ,
包括采石场 水库 、 湖泊 天然湖泊 以 及人工
养鱼池和水库
空间格局分析方法 通常 , 土地利用格局
可以通过 以下几个方面来量度 嵌块体数量
和平均嵌块体的大小 嵌块体的分数维
嵌块体的平均周长 嵌块体周长与面积的比
值 多样性 、 均匀性 、 优势度和蔓延度指数
各类嵌块体的总面积
利用地理信息系统 , 首先将沈阳
东部 和 年 个时段的土地利用图输人
计算机 , 建立拓扑关系之后 , 产生与土地利用图
相联系的属性数据库 嵌块体边缘的复杂性用分
数维 、嵌块体平均周 长和 周长 与面积之 比来量
度 景观破碎度反 映景观空 间结构的复杂性 , 取
决于土地覆盖类型的多样性和复杂性 用嵌块体
总数 、单位面积上的嵌块体数目来度量
基于信息理论的几个指标也用来描述景观
的空间格局
·
多样性指数 , 计算公式为
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式中 , 是土地利用类型 所占的面积比例 , 切
土地利用类型数
均匀性指数 , 计算公式为 月 月
式中 , 为多样性指数 , 为最大多样性指
数 , 计算式为 月
优势度指数 , 计算式为
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式中 , 是土地利用类型 所占的面积比例 ,
土地利用类型数 , 衬 为最大多样性指数 , 计算
式为 月
蔓延度指数 计算式为
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二 , ‘
式中 代表最大可能邻接度 ,
其含义是 当景观 中不 同的土地利用类型的邻接
概率相等时 , 吼 的绝对值之和
·
结果与分析
嵌块体面积变化
各土地利用类型嵌块体面积随时间的
变化很大 , 除了灌丛和旱地面积有所减少
期 常 禹等 沈阳市东部土地利用格局变化
外 , 其它土地类型的面积都有所增加 其中
阔叶林 、果园 、 苗圃 、 菜地 、 旱地 、 水 田和石
砾地的变化幅度较大 图 大面积旱地
被改造成水田 , 是使旱地面积减少 , 水田面
积增加的主要原因 一年一度的植树造林 ,
使得针叶林 、 阔叶林面积增加 而为了适应
植树造林的规模 , 提供足够的苗木 , 则必须
增加苗圃面积 有些耕地被荒弃 , 使草地面
积有所增加 多种经营的发展 , 使果 园 、 菜
地增长很快 建筑业的发展 , 需要大量的石
料 , 从而又使石砾地面积增加
幅度最大的是早地 嵌块体总数从 增
至 单 位 面 积 上 嵌块体数 目则 从
个
· 一 增至 个
· 一 , 反
映景观破碎程度随时间变化在不断增大
﹄劣日,级
。
土地利用类型 切 ,
图 嵌块体数皿的变化
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图 嵌块体面积的变化
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针叶林 冶 , 落叶林 沈 ,
灌丛
, 草地 , 水域
果 园 , 苗 圃 ,
, 菜地 昭
早地 , 水田 ,
城镇 、 居 民点及工矿 , 渭 ,
, 采石场 下同 , 旋
景观破碎化分析
从嵌块体的数量来看 图 , 除针叶
林 、水库和湖泊嵌块体数量减少外 , 其它景
观类型嵌块体数量增加 , 其中阔叶林 、 果
园 、 菜地 、 旱地的增加幅度较大 从嵌块体
的平均大小来看 图 , 针叶林 、 水田 、 城
镇居民点及工矿 、 石砾地 、水库和湖泊嵌块
体平均大小增加 , 其中石砾地的增加幅度
较大 , 其余类型嵌块体平均大小减少 , 减少
土地利用类型 肠 , 卿
图 嵌块休平均大小的变化
孙
嵌块体的复杂性
由表 可见 , 一 年各种土地
利用类型的平均分数维略有增加 , 分数维
最高的是旱地 , 最低 的是苗 圃
, 其次是水体 由于旱地
是该地区农业景观中的基质 , 其他土地利
用类型与早地在边界上发生着强烈的相互
作用 , 使早地嵌块体形状非常复杂 , 从而使
旱地分数维较高 而苗圃 、水体的形状较为
规则 , 因此其分数维也较低 由于 面积增
应 用 生 态 学 报 卷
勇
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土地利用类型
图 嵌块休周长与面积比的变化
昭
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加 , 针叶林 、 阔叶林 、水田 、城镇居民点及工
矿 、采石场 、水库和湖泊平均周长增加 表
, 其它类型平均周长减少 , 其原因是 由于
旱地和灌丛面积减少 , 草地 、 果 园 、 苗圃和
菜地面积虽有所增加 , 但其嵌块体数量增
加较之面积增加幅度大 , 因而使其平均周
长减少 嵌块体周长和面积 比 图 , 针叶
林 、水田 、城镇 、 居 民点及工矿 、 石砾地 、 水
库和湖泊嵌块体周长与面积 比减少 , 其原
表 沈阳东部各土地利用类型嵌块体平均周长
一 钾 详 》
因是嵌块体平均面积增加幅度大于平均周
长增加幅度 , 其余类型嵌块体周长与面积
比增加 , 则是 由于其嵌块体平均面积减少
所致
表 沈阳市东部主要土地利用类型的分救维
一 一 回 一砒 尸 川 灿 僻 附
肠
土地利用类型 年 年
哭 又 ,
针叶林 冶
, 花
阔叶林 天 一
, 曰
灌丛 ,
草地 、
果园
苗圃 守
菜地
早地 一
水田
居民点及工矿
采石场
,
水域 记
平均
土地利用类型 年 年
周长
针叶林 。
阔叶林
灌丛
草地
果园
苗圃 仪
菜地
早地
水田
居民点及工矿 , 叮
采石场
水域 同
嵌块体空间分布
多样性指数和均匀性指数 由
和 分别增加到 和 ,
优势度和蔓延度指数由 和
分别减少到 和 , 说明景观
嵌块体的空 间分布趋于均匀 , 嵌块体的聚
集分布状况将随时间的推移逐步分散化
标准差 周长 标准差
刁
结 论
由于人类活动的影响 , 沈阳市东部城
郊型景观破碎程度随时间的变化增大
·
沈阳市东部土地利用嵌块体空何分
布趋于均匀 , 嵌块体聚集分布状况将旅时
间的推移逐步分散化
期 常 禹等 沈阳市东部土地利用格局变化
受人类活动影响越强烈的土地利用
类型 , 其嵌块体形状越简单
参考文献
肖笃宁 景观空间结构的指标休系和研究方
法 见 最观生态学理论方法及应用 北京 中国林
业出版社 ,
肖笃宁 、赵 异 、 孙中伟等 沈阳西郊景观格
局变化的研究 应用生态学报 , 一
徐 岚、赵 异 利用马尔可夫过程预洲东陵
区土地利用格局的变化 应用生态学报 ,
诫 , , 段日
, 加灯 嗯
妙 谈。 , ‘
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袱 , 诫 乙沈级粉护,
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