景观格局研究为区域格局优化和生态环境管理提供参考,已成为景观生态学研究的核心之一。该文选取了厦门市翔安区1989年,1993年,1997年和2004年四个时期遥感影像解译数据作为基本信息源。结合遥感影像和区域特点,确定了景观分类系统。在遥感和GIS技术支持下,建立了翔安区景观数据库,并处理各种属性数据、图形数据等信息。利用景观空间格局指数等分析方法,对过去16年间翔安区的景观格局的时空变化过程和演变趋势进行了研究。结果表明:从1989～2004年,农田面积大量减少,主要转变为村镇建设用地。原来占据优势的农业用地、林地等景观组分的面积比重不断下降,村镇用地等人工景观斑块面积增大,并趋向集中。养殖业发展迅速,滩涂和近岸海域也被大面积围垦用于养殖业。整个区域景观结构日趋破碎,景观多样性指数与破碎度指数不断增加,表明人为干扰因素逐渐加强。研究区景观格局演化的主要趋势为人工化趋势,目前该区域已被改造成为混合型景观。
In this paper,three Landsat TM images(obtained in 1989,1993 and 1997) and SPOT5 image(in 2004)were interpreted as basic information sources.With the support of remote sensing and GIS techniques,the classification system of landscape of the region was established; this study area was divided into 3 primary landscape types and 10 secondary landscape types.Spatial information database of landscape was created,and the basic data including properties and graph were analyzed.Selective indexes reflecting the spatial pattern were chosen based on the theory of landscape ecology,by calculation and analysis of these indexes,the dynamic change characteristics of landscape spatial pattern over the past 16 years were studied.The results show that the spatial pattern of landscape in Xiang‘an District has been obviously changed.From 1989 to 2004,cultivated land seriously decreased,and the landscape pattern,which was dominated by agriculture and forest in 1989,gradually transformed to artificial landscape,such as residential area and construction land.The patch area of artificial landscape such as land for towns and villages has been increasing,and their patches have been congregating.Aquaculture industry was rapidly expanding,a great of silt beach and shallow sea shore were reclaimed.The regional landscape was becoming more fragmental,diversity index and fragmentation index increased continuously,it was due to the increase of human disturbance.The regional landscape develops towards artificialization,at present the study area has been changed to mixed landscape.Meanwhile,the change of regional landscape pattern has caused a series of landscape ecological effects,such as environmental quality degradation,landscape patch fragmentation,etc.
全 文 ： 万方数据
502 生态科学 25卷
内厝镇、大嶝镇和大帽山农场等五镇一农场，陆域辖
区面积350．5km2，海域面积130km2。
为使研究数据和分析结果具有可比性和连续性，
区域整体景观格局分析分为两个部分。一是以翔安区
陆域边界内的区域作为研究范围(包括大帽山农场、
新圩、马巷、内厝、新店、大嶝六镇，而鳄鱼屿、小
嶝、角屿不在此范围内，研究区域面积350．5km2)，
采用景观格局指数法对陆域的景观整体格局、景观组
分的结构特征及其在研究时段内的动态变化情况进行
研究。二是以翔安130km2海域作为研究范围，运用
GIS技术统计和分析各景观类型的面积动态变化和空
间分布情况。
2研究方法
2．1数据来源
本次研究选用了1989年，1993，1997年的三个
时相的LandsatTM影像(分辨率30m×30m)以及2004
年SPOT5的影像(多光谱波段和全色波段融合，分辨
率2．5m×2．5m)，作为基础信息源。TM数据的波段范
围较宽、图像组合能力强、成图精度高、几何校正能
力强、分类精度较高、且价格合适，是景观尺度生态
环境研究的较好数据源，而SPOT影像具有分辨率高，
解译数据精度高的优点。数据处理过程中，使用到的
辅助数据包括：(1)2004年厦门市行政区数字化图，
包括市、区、乡镇的行政界线、地名点、主要道路等
图层，用于定义研究区；(2)2004年厦门市l：4万
海湾区域地图，数字化其中的等深线；(3)1980年的
比例尺为l：5万地形图和2000年的厦门市1：l万地
形图，主要用于数据校正。
2．2景观分类
景观生态分类以人与景观的相互关系为着眼点，
即特别注重景观系统的功能特，征【3’41。对于研究区域的
景观分类划分为一级景观类型3种，二级景观类型lO
种。(1)自然景观：林地(L1)、滩涂(L2)、海域(L3)；
(2)半自然半人工景观：农田(L4)、园地(L5)、
水体(L6)；(3)人工景观：村镇用地(L7)(居民点
和建设用地)、交通道路(L8)、养殖(L9)、盐田(LlO)。
2．3数据处理和景观制图
数据处理应用的相关遥感和GIS软件为Erdas8．6，
ArcGIS9．O，Arcview3．2。采用基于知识和景观分区的
半自动分类方法，具体工作过程包括：(1)野外调查、
收集资料；(2)基础数据库建库：包括地形图、行政
区图、地名点等图层的数字化、编码等；(3)建立遥
感解译样地数据库。将影像特征与野外考察结合；(4)
根据整个研究区的景观基质特征，将研究区分别用不
同的模板进行分类；(5)在初步分类的基础上，进行
人工目视判读；(6)创建GIS数据库并编制区域景观
格局分布图(图1)，利用GIS进行叠加分析和空间数
据统计分析，为景观格局分析做好数据准备工作。
2．4景观指数方法
景观指数用于描述景观格局及变化，建立格局与
过程之间的联系，是景观生态学常用的空问分析手段。
近年来，已经有较为成熟和丰富的空间格局分析方法
应用于景观生态学的研究中【5母】。
2．4．I空间格局指数本文结合研究区域的特点主要
选取相关空间格局指标，包括(1)斑块基本统计指标，
如斑块面积、斑块个数，斑块破碎度和斑块分离度等；
(2)景观格局指数，如景观多样性、优势度、破碎度
和均匀度等指数。
2．4．2景观格局演变趋势三角图法为了在宏观层次
上分析景观结构特征及其演化趋势，也就是研究自然、
人工以及半自然半人工3个一级景观的变化，分别利
用3个组合指数，即自然景观指数(^咒，)、人工景观
指数(彳U)以及半自然半人工景观指数(爿：lⅣALI)
来表示各自在区域生态系统中的百分比【10】(表1)。自
然景观指数、半自然半人工景观指数和人工景观指数
的计算公式如下：
舰，=∑(舭S／s)×100，
f=I
表l景观格局类型及其特征
!堡垒!!!￡璺丝g壁!i壁!璺坠堕!塾曼i!!塾璺!璺!!!!i!!i竖!壁!!璺望堕!!璺巳!巳垒笪!婴
耋型代主 耋型名称——耄蒺蓦冀誓凳篆重垦÷誓言亲篆笺呈善葛蒹曩}竺坐芙呈等
竺：：竺 竺：竺 丝曼鱼型塑 丝型
A 自然景观NaturaII卸dscape 50～loo O～50 0～50
一 半自然半人工景观Half-natural 0～50 50～100 o～50
B
&halfanificiallandscape
C 人工景观Anificiall锄dscapeO～50 0～50 50～loo
D 混合型景观MixedlandscaDe O～50 0～50 0～50
万方数据
6期 陈国强：海湾城市新区景观格局动态演变研究 503
图l翔安区景观格局空间分布
Fig．1SpatiaIdistributiOnofIandscapep tterninXiang’anDistrict
删Ⅱ=∑(删三■／s)×100，
』=l
彳U=>’(么朋；／S)×100
‘一、 ^
七=l
式中，舰S表示第f个自然景观的面积，删￡S
表示第，个半自然半人工景观的面积，彳￡＆为第七个
人工景观的面积，S为研究区域总面积。
上述3个指数的相互关系可用三角图表示(图5)，
图中所示为等边三角形，3个顶点分别是3个组合指
数，其中自然景观指数为右顶点，半自然半人工景观
指数为上顶点，人工景观指数为左顶点；X，Y和Z
轴分别为NLI、HNALI和ALI，每个轴按逆时针方向
从0到100％等分，表示Ⅻ呵ALI、ALI和NLI的相对
百分比。该三角图进一步划分为A、B、C、D四个区
域，分别对应四种景观结构类型，即自然景观、半自
然半人工景观、人工景观和混合型景观。根据3个景
观指数的相对变化，在三角图中可以辨别出T1～T66
种演化趋势，分别是自然化一人工化趋势、自然化趋
势，自然化一半自然半人工化趋势、半自然半人工化
趋势、半自然半人工一人工化趋势和人工化趋势。根
万方数据
504 生态科学 25卷
据不同地区或不同时间的数据点在三角图中的位置和
变化趋势，就可以定量评价区域景观格局的特征及其
变化，进而判断人类活动对区域景观格局的影响。
3研究结果
3．1景观组分特征变化
(1)斑块面积和数量
斑块是景观的基本单元，景观斑块的变化可以反
映一个地区景观格局的变化。1989～2004年研究区景
观的斑块数量从648块增加到ll13块，总体呈增加
趋势，尤其以园地、养殖和水体斑块数量变化较大(表
2)。从斑块的面积变化来看，农业用地面积减少最多，
1989～2004年分别减少了29．919km2，其次为林地和
盐田(15．094km2和13．604km2)：而村镇用地面积增
加最多(28．347km2)，其次为养殖区面积和园地面积
(22．97lkm2和12．828km )；滩涂、水体的面积变化
不明显(图2)。
(2)斑块破碎程度和分离度的变化
斑块破碎度指数通常用于反映各景观类型的破碎
化程度。村镇、养殖的破碎度不断增加，反映了这两
种类型的景观在整个区域蔓延扩大的趋势，而农用地、
林地、盐田的破碎度不断下降，反映了其萎缩的过程。
斑块分离度的变化与人类活动强度相关，村镇和养殖
区的分离度不断减少，一则说明其范围的扩大已渐形
成连片规模，另则反映了由于人为干扰活动的加强，
导致人工景观在研究区域不断扩展、扩大。农田从最
初在面积和数量都具有优势的景观逐渐演变为重要性
下降、斑块间距离增加，连通性减小，呈现为消失趋
势。林地的分离度不断减少也说明林地内部生境面积
不断缩小，林地斑块彼此被隔离。随着城市化进程，
人为干扰的加强造成对森林景观的切割和蚕食。
3．2景观格局指数
30
0 25
载
西
0
O
L4 L5 Ll L7 L2 L9 L6 L10
景观类型(1andscapety s)
图2 陆域各景观组分面积变化幅度
Fig．2Changerange0fdi仃erentpatchareaofterrestriaI
landscape
景观多样性、优势度、均匀度、破碎度指数是一
组相关的用于揭示景观组分构成的格局指示参数。图
3为翔安区1989～2004年景观格局指数变化图。就多
样性指数而言，1989～2004年景观多样性明显上升，
从1989年的1．699上升到2004年的1．84。景观多样
性指数主要与组分类型和面积比重有关，多样性指数
不断增加表明区域景观中富集了相对较多的信息量，
景观成分变得混杂。
优势度经历了升高、降低再升高的变化过程。反
映出景观格局中控制性的景观组分不断处于变化中，
未来的发展方向仍然不稳定。
均匀性指数表示在构成方面的面积比例分配是否
均匀，从1989～2004年间，均匀度指数有较大的变化，
说明区域内各个景观类型面积处于消涨过程中，各类
型所占面积比例一直处于不断变化之中，其变化过程
与整体景观的变化过程一致，景观中各景观类型所占
比例差异减少。
破碎化指数反映景观的整体破碎化程度，1989～
2004年呈现不断增加的趋势，反映了村镇和开发区建
表2 1989．2004年陆域景观斑块要素动态分析
!!坠!!兰坠!翌璺坐i!!塾璺坠g!!垒!!呈!冀!!!i璺!!璺旦堕!!璺巳!巳璺!!塾鱼Q堕12墨21壁兰QQ璺
怒 怒 L4 L5． Ll L7 L2 L9 L6 L10
万方数据
6期 陈国强：海湾城市新区景观格局动态演变研究
1．50
1．45
1．40
1．35
1．30
1．25
1．20
5·6『
5．4
5．2
5．O
4．8
1989199319972004(芝竺)
b
0．210
0．205
0．200
0．195
O．190
，98。嘲sMz叫。怒
0．04
O．03
0．02
0．01
0．00
C
198919931997
2004(Y年份ear)
年份
1989199319972004(Year)
(a：多样性指数Landscapediversityindex；b：均匀性指数CVI：qlllC$$index；c：优势度指数Dominanceindex；d：破碎度指数Fragmentationindex)
图3陆域景观格局指数变化图
Fig．3Indicesdynamicofterrestriallandscapep ttern
设用地以及养殖等人工景观对区域景观的割裂作用增
强，整体上斑块之间的连通性降低，导致破碎度指数
不断增大。
3．3景观格局变化过程及其现状分析
1989年翔安景观的总体特色为农业景观，主要景
观组分为农业用地、林地、盐田等。1989～2004年间，
村镇等建设用地不断增加，养殖业发展迅速，原来占
据优势的农业用地、林地等景观组分的面积比重不断
下降。目前该区域已经被改造成为城乡交错带景观，
大面积的农田变为村镇开发建设用地，林地转变为园
地，滩涂也被围垦用于养殖业(图4)。
3．4景观格局演变趋势分析
由图5可以看出，翔安区整体以及所属6镇景观
结构及其演化特征：
(1)景观结构类型在空间上存在差异。翔安区整
体在1989～,1997年为半自然一半人工景观，2004年
发展为混合型景观：大嶝在1989～1997年为混合型景
观，2004年发展为人工型景观；马巷、新店、内厝为
半自然半人工景观；新圩从1989～2004年，由自然景
观发展为为混合型景观；大帽山为自然型景观。
(2)翔安区景观结构演化的主要趋势为T6，即人
工化趋势，主要包括区域整体、大嶝、马巷，表明
自然景观比例减少，而人工景观比例增加；大帽山景
观结构的演变趋势为T5，即半自然半人工化一人工化
趋势：新圩、内厝和新店在1989～1997年间趋势为
T5，1997～2004年趋势转为T6。
图4陆域各景观组分变化情况
Fig．4Dynamicchangesofterrestriallandscapetypes
图5翔安区域及所辖六镇景观结构特征及其变化趋势
Fig．5Dynamictrendsoflandscapep tternatsixtownsin
Xiang’anDistrict
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生态科学 25卷
3．5海域范围内景观类型动态变化
海域范围内主要的景观类型包括海域、滩涂和
养殖区。从1989～2004年问海域和滩涂总共减少
了6．666km2，其中滩涂减少5．947km2，海域减少
O．719km2，而养殖区增加了5．341km2(图6)。养殖
区主要是由围滩或者围海发展而来，约有1．325km2
的海域和滩涂转化成了其他用途用地。
80
60
蓬i。o
20
0
1989 1993 1997 2004
-"(P"-12--41---19—1卜I．10
图6 1989～2004年海域范围内各类型景观组分变化情况
Fig．6Dynamicchangesofmaritimelandscapetypesfrom1989
t02∞4
2004年海域面积中，浅海海域面积占61．705km2，
深海海域面积为10．792km2，深海海域主要是作为
翔安区仅有的深水航道预留海域，应该加以保护和
合理利用深水航道资源。现存的滩涂土地资源有
48．56km2。
4结论
(1)翔安区域景观格局的演变过程中，政策因素
起着决定性的作用。不同时期社会经济发展导向不断
调整和变化，区域景观格局也在不同阶段演替。80～
90年代翔安区域处于城市边缘区位置，以农业、养殖
业为主；而在海湾城市空间布局中，翔安区将发展为
厦漳泉都市圈的核心区域，成为新兴制造业基地、物
流基地、对台交流交往基地和现代化滨海新城区。在
此过程中，区域自然生态系统和自然地貌单元将受到
强烈丁扰。
(2)城镇建设用地快速增长，借助道路网络，不
断向农地和林地区域延伸扩展，在一定程度上影响区
域自然生态格局的稳定性；近岸养殖业占滩、占海现
象明显，规模不断扩大。在快速城市化过程中，区域
景观格局人工化趋势将进一步得到加强。因此一方面
要维护作为生态屏障的山地林和滨海海域的景观生态
功能得到充分稳定和发挥，另一方面也要对人工景观
对区域产生的消极生态影响进行有效预防和控制。
(3)随着工业化和城市化加速，厦门城市建设的
土地紧缺已经成为制约发展的瓶颈，这种压力必然向
岛外区域快速转移。从土地资源利用的角度，翔安区
为未来的海湾型城市建设留有充足的海域土地资源
(滩涂和浅海)，但是在未来近岸海域的开发建设中，
应该做到科学论证，合理开发利用。
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万方数据
海湾城市新区景观格局动态演变研究
作者： 陈国强， CHEN GUO-qiang
作者单位： 厦门市集美大学理学院,厦门,361021
刊名： 生态科学
英文刊名： ECOLOGIC SCIENCE
年，卷(期)： 2006,25(6)
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本文链接：http://d.g.wanfangdata.com.cn/Periodical_stkx200606006.aspx