全 文 ：2 7 ～ 。
第l9卷第3期
1 999年5月
生 态 学 报
ACTA ECOLOG1CA S1NICA
Vo1．19，No．3
M ay，l999
东莞市风岗镇景观人工改造活动的空间分析
喻 红
(北京大学城市与环境学系 北京 100871)
7； ．
， JI毁
摘要 在风岗镇多时段景观结构遥感研究的基础上 ，根据人工改造活动与景琨组分之间的对应关系，构造 丁
凡为影口向指数这样 一十定量描述凡工改造活动强度的空间变量。借助^为影响指数，利用 系统网格采样方法
和地统计学分析方法 ．研究丁风岗镇过去10a中的景观人工改造 活动 ，揭示丁它 的空间变异和强度分市特
征 ，井根据该镇社会经济生产活动的空间特点 ，特别是城市、农韭、新经济开发区等用地类型的开发和分布情
况，对人工改造活动的空间特征盎行丁成 固分析 。
关键词 景观 ，人工影响，空间分析 ，珠江三角洲
SPATIAL ANALYSIS 0F ARTIFICIAL LANDSCAPE TRAN—
SFoRM IN FENGGANG ToW N ，DoNGGUAN CITY
ZENG Hui GUO Qing—Hua，YU Hong
Depa~memt ofUrban andEnvir~ menta[Scieme， i．in~ ．iver．fity，Belting，100871．Ch~a)
Abstract Besed on the multi—temporal landscape remote sensing study in Fenggang
Town·Zhujiang River Delta．The analyzed the relations between transforming activities
and landscape elements．A spatial variance，Human Impact Index，was raised tD express the
spatial distribution of artificial transforr．．． g trength．Using this index，ruesh sampling
method，and geostatistics tool，we studied the landscape human impact conditions during
the past 10 yeas，and revealed the spatial characteristics of artificial transforming strength
and their relations with the regional sociaI and economic development．
The results indicated that the spatial characteristics of artificial transforming had
strong relations with the economic activities in Fenggang Town．In 1988，when agricultural
production was the main human impact of Fenggang landscape，the semivariagram of im—
pact index was very low and in short ranges．In 1992 and 1 994，both agricultural production
and non—argicultural land exploitation were equally important types of human disturbance，
the semivariagram was high and in long ranges．Because the north—south belt area were the
main exploiting region，the semivariagram was anisotropic from 1986 to 1 994，but when the
east—west new developing belt area began to be constructed from 1992，it became more and
more isotropic．
* 国家 自{}!l科学基盘(48871070)和北京太学 自然科学青年基金资助项 目
收稿日期：1997—05-30，修改稿收到 日期：1998—05—18。
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3期 曾 辉等 ：东莞 市风岗镇景现人工改造活动的空间分析 299
Key words landscape，human impact，spatial analysis，Zhujiang Delta
近年来 ·随着对受 人工影响显著的景观类型研究的不断深入．』、工改造 活动引起景观结构、功能和动
态变化的规律性不断被揭示出来。。 ’。人工管理和开发强度及类型的空间差异 ，无疑是受影响景观结构
、功
能空间差异的主要因素 ，特别是那些人为活动 占绝对优势的景观 中，二者之 间的因果关系更加显著瑚 本
文以广东省东莞市风岗镇为倒 ，在景观结构遥感分析基础上 ，探讨该地 区过去1 Oa中景观人工改造活动的
空间特征。
1 工作区基本概况及景现结构特点
1．1 工作区基本概况
风岗镇位于珠江三角洲的东部 ．东莞市的东南部地 区，是东莞市距深蛳I市距离最近的镇(圄1)。改革开
放以来 ，全镇国民经济保持持续 、快速 、健康发展 ．社会经济的活动密度不断增加 ．对原有的景观形成强烈
的改造作用 (表1)。
1．2 工作区景观结构的基本特点
利用 TM 卫 星遥 感 CCT磁带 数 据和 G1S软 件
M1CSIS，对风岗镇进行 了人工监 督下的机助最大似然
法景观组分遥感分析 研究中将风岗镇的景观组分棼
为9类：即建成 区(完成建设工作的城镇地 区)、新开发
区(完成三通一平的新增城镇建设用地 )、水体(面积较
大的水库和河流等)、稻 田、旱地(丘 陵和低山地 区的旱
作 农 业 用地 )、林地 (丘陵 和低山 地 区的各 种 天然植
被)、果园 (丘陵和低 山的荔枝和柑橘园)、裸地 (各种建
筑取土场所和火烧山)和菜地(居住区附近的集约化菜
田)。在进行景观组分 的特征信 息提取时 ，为减少一些
小面积不规则图斑 的不确定性 ，采取八方 向4×4的众
图l 工作区位置图
Fig·1 The iOCXt~On Of working ar
值面积过滤法 ，将小图斑剔除 ．处理后风岗镇的景观特征结果如表2所示 。
表1风崩镇社会经济密度变i七情况
Table 1 The changing of econom ic densities in Fenggang Town
从表2可知，1986年风 岗镇景观的总体特色为农业景观 ．主要景观组分为林地 、稻田和果 园等少数几种
农业用地类 型·面积均 占垒镇总面积的1／4以上 1992年该镇比较典型的农业景观被 改造成为城 乡交错景
观，大面积的农田、果园变 为开发区．城镇用地规模大 幅度增加 原来占据绝对优势的林地
、农 田和果园等
景观组分 的面积比重不断下降 ，城镇建设用地面积则显著上升。1994年该镇仍维持城 乡交错景观特色．稻
田、果园、开发区等组分的面积不断减少．城镇、菜地面积则持续增多．但景观变化速度遥渐减慢。
2 研究方法
2、1 人工影响指数
人工改造活动作用的结果是·景观组分的原始 自然属性不断降低 ．不同类型的景观组分代表 着不
同的人工改造强度特征·据此本文利用不同景观组分的面积比重，构造了一十』、工影响指数、用于描述一
}
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3O0 生 态 学 报 19卷
定区域内的景观人工改造活动强度，计算公式如下 ：
DT 一 砉
式 中DT 为人工改造活动指数 ．N 景观组分类型的数量，A 为第 i种景现组分 的总面积，P．为第 i种景现
组分所反映的工人影响强度参数．TA为景观 (样地 )总面积。
表2 东莞市束风崩镶景现参数统计结果
Table 2 Statistical results of the landscape indices in Fenggang Town·Donggaan City
人工影响强度参数 P．主要依据不同组分的人工管理强度和属性 特征，通过专家评估的办法确定 (表
3)。由人工影响指数计算公式的结构可知，DT值在o～1之间。某一地区的 DT值大 ，表明城镇建设用地等
人为活动占优势的景现组分构成 比例大 ，人工改造活动强度也大 ，DT值小则意味着景观的人工改遣活动
强度也小 。
2．2 地统计学方法
人工影响指数本身是 一种空 间变量，可以利用地
统计学方 法进行 空间特征分析 地统计 学方法是在经
典统计方法的基础 上，充分 考虑到空间变 量的空间变
化特征 (相关性和随机性)，并 以变 异函数作为工具，来
研究空间变量的有关问题 。变 异函数为区域变量 z( )
和 z( + )增量平方的数学期望，即 区域化变量的方
差。其通式为 ：
27(h，1)一EEZ( )一 z( 4-h)]
一 VAR[Z(x)一 Z(x+ )^]
上式 中有 2这个 因子，因此常把 7(h)称为半变异函数
(semivariagram)，式 中的 z( )和 z( + )^分别是变量
z在空间位置 和 + 上的取值 ，半变异函数在应用
时的计算公式为：
一 Ⅳ (^ )
m )一 ∑[Z(t)一 ．+ )^]
式 中 Ⅳ(^)是在分离距离为 h时的样本总数 _6]
半变异函数计算主要有3种模型 ：线性模型
型的计算条件，其定义为 ：
(h)一 C + (6
( )一 b
(O)一 0
表3 不同景现组分人工影响聋度参数
TaW e 3 The strength indexes of hum an im pa~
for different landscape elements
景琨
Landscape
建成区 Developed area
承体 Water㈣
稻 田 Paddy
旱 田 Upland
果 园 0rchard
菜田 Vegetable land
林地 Forest
开发 区 De veloping
人工影响强度参数
Strength indexes of
8
0．14
0．55
0．46
0 45
0 59
0．08
O．68
指数模型和球型模型 。本研究的数据结构符台球型模
C。)E1．5(^／a)一 0．5(^／a)。]
b> a
式 中 (^)是半变异函数，Co为块垒．d为变程 ，b为基台值 。
利用地统计学分析方法 ，可以清晰地描述人工影响指数的空间结构特征。从而有助于深入了解景观人
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3期 曾 辉等 ：东莞市风岗镇景观人工改造活动的空问分析 301
工改造括动的空 间分布、梯度变化和方 向性特点。利用地统计学分析结果，通过空间插值方法还 可以将工
作区内的人工影响状况直观定量表进 出来 ，这对于提高景观定量化研究水平具有重要的意义 。
2．3 采样方法
为使地统计学计算中各点 的人工影响指数能够代表一定区域人 工改造活动的综台状况 ，本文利用覆
盖全部工作区的阿格进行 系统采样 ，每个样地 (网格)的人工改造活动强度计算结果作 为样地中，C-点的值 ：
0’nell在关于景观格局指数研究中认为，景观样地的面积应当为斑块平均面积的2～5倍 ，才能够综合反映
采样地点周 围景观 的格局信息 根 据风岗镇 景观斑块 的面积情况 (不同时段平均 斑块面积在o 04～
o．06km )，本研究确定采样同格的面积为0．36km (0．6×0．6km )。
3 结果殛讨论
在忽略地形起伏影响的情况下，通过系统网格采样法得出了各个采样单元中心点的人工改造活动强
度值=人工改造活动强度的空间结构特征可以通过实验 半变 异函数计算和理论半变 异函数拟 台进行研究
(图2)，函数本身的结掏特征可以清晰地反映出风岗镇人工影响 指数的空间分布形式与 区域分异规律 由
图2可见拟台 的结 果相当好，说 明风岗镇景观人工影 响指数有 明显的结构特征 ．即存在着显著的空间自相
关关 系啪
0
0
jn
n
0．o 2 0 4．0 6．o 8．0 L0．0l2．0
图2 人工影响指数的实验(-)与理论半变异函数(一)
Fig．2 The experimental(·)and theoretical帅 i grarns( )。f humaa impact indexes
a．b，c分别为1986、1992、1994年人工彩响指数的理论和实验半窭鼻函数 a，b、c regresent the theoretlcal aⅡd㈣pe i-
mem al semivariagrams of landscape artificial transforming activities in 1986，1992 and 1994
3．1 人工影响指数的空间结椅分析
表4是风岗镇3个时段人工影响指数理论半变异函数 的结构参数 ，从中不难发现 ，该镇1986年 的人工影
响特 征与1992、1994年相 比，出现了质 的变 化，半变质函数 的结椅特征均有显著的差异 而1992年与1994年
相 比，差异则比较小。半变 异函数的这种变化 ，一方面反映了该镇1986年的农业景观和1992~1994年的城
乡混合景观之间的驱动力方面的机制性差异 ；另一方面也体现 了两种景观中人工改造括动作用的方式明
显不同。
基台值的大小反映了人工影响指数在空 间的变化快 慢“ 。1986年的基台值 只有0．016，说明 当时的人
工改造括动强度在空间的变化非常缓慢 ，这是 由于1986年风岗镇 还保持着比较传统的农业景观特色，人工
改造活动 的主要方式是农业经营 ，因此不同采样 阿格之间的人工影响强度差 异比较小。1992～1994年期间
基台值 显著增加 ，表明干扰指数在空间出现急剧变 化，意昧着空间不同地点的人工改造括动强度差异性程
度增加，这无疑体现了城 乡混合景观的特色。在这类景观中，人工改造括动有两种主要方式 ，即农业经营括
动和城镇建设括动 。由于该镇 1992~ 1994年期间的城 乡混合景观中同时存在着高、中、低强度人工改造括
动斑块类型，且高强度人工改造括动斑块类型(城镇建设用地和开发区等)的面积比重逐渐增大，导致基台
值显著增高。1992年和1994年 的基台值未 出现明显变化，说 明这期间 的人工改造括动在方式和强度上均未
发生显著变化。其中1994年的基台值有轻微减少，表明全区人为改造活动的整体水平提高，空间强度分布
趋于均 匀。
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生 态 学 报 19卷
表4 人工影响指数的理论半变异函数
Table 4 Theoretical sem ivarlagrams of hum im —
pact indexes
变 程 反映 了 人工 改 造 活 动作 用 在 空 间的 相关
性 ]，这种 相关性 尤其受到 不同行政区为单元 的特
定行政 管理 工作的强烈约束。1986年风 岗镇的 凡工改
造活动主要是农业经营活 动，低层 次行政单元 的农 业
经营活动即可以显示出局部特征差异 ，因此 3．5km的
变程大致相当于一个管理区(村 )级行政单元的管理范
围。1992~1994期 间的大规模非农业用地开发建设活
动 ，使管理区级行政单 元的景观 』、工改造活动 的差异
减小 ，对于景观结构 产生显著约束 作用 的主要是 中尺
度的地 形差异或经济发展轴 心的走 向等，因此 人工改
造活动空间相关性距离急剧增 加到6．3～6．7km，表明
全镇的景观人工改造活动不断趋于均匀化
3-v时段人工影 响指数的半变 异函数 中都 存在块
盒现象 ，说明风 岗镇景 观人工改造 活动强度 的空问分
布还存在着细尺度 的结构 ，这种特 征是 目前这种分析
尺度所无法揭示的。
3．2 人工影响指数的异向性特征分析
由于景观人工改造活动受地形 、城镇中心区、道路
和行政边界等因素的影响，因此 ，人工影响指数在空间
的分布也会随着上述条件的变化而出现显著的异向性
特征。本研究分别计算了 N—S与w—E两个方 向的半变
异函数 (／t5)。
由表5可知，1 986～1994年人工影响指数半变异函
数的长轴方 向均 为 N—S走向 ，但异向性程度不断降低。
景观人工改造活动一般是由居民点开始 向外部逐渐扩
教 ，强度不断递减 ，人工影响指数半变异函数的上述异
向性特征 ，恰好反映出风岗镇过去10a来景观人工改造
活动的变化情 况。风 岗镇传统的社会经济发展轴 心是
N—S方向的东深公路沿线地 区，受深港地区社会经济
％ st m
发展的带动作扇，这一轴心地带不断得到强化，因而成 图。 凡工影响指数的空间分布
为景观人工改造活动分布的长轴方向 但是从1 992年 F g·。 The Ⅲ bu 。 hu⋯ 肺p nd。
开始，沿 E-W 方向另一条干 线公路发育起来的新开发 ( 。。 ‘ 、 。。 ‘b)、 。。 ‘ ))
带成为风岗镇社会经济活动 的另一个次级轴带 。到1 994年该带状该区域的开发规模与 N—S向开发带规模
基本相当，致使整个风岗镇景观人工改造活动空间分布的均匀性不断增加 ，半变异函数的异向眭特征不断
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3胡 曾 辉等 东莞市风岗镇景观人工改造活动的空间分析 303
年代 基台 长轴方向 长轴变程(kin) 短轴变程(kin) 异向性
Yeurs Sill Direction o long axis Range of long axis Ra nge of short axls Variab ty of direction
3．3 景观人工改造活动强度的空同分 异
根据人工影响指数半变异函数的计算结果，利用插值法得到的风岗镇景观人工改造活动的空间分布
情况如图3所示 ，从中可以清晰地看 出风岗镇南北向和东西 向两 个带状开发区域的发育进程 。
4 结论
本研究可以得到 下几个结论 ：
1)过 去l0a来．风岗镇的景观特征发生了显著变化．1986年 为较典型的农业景观，1992～1994年期间
为城乡混合景观类型
2)l986年该镇景观人工改造活动的方式主要是各种农业经营活动．主要特点是改造强度的空间差异
比较小；1992年以后农业经营活动和城镇开发建设 活动同时成为景观改造的主要类 型．改造活动的空间强
度差异显著增加。
3)行政管理单元的太小、地形条件和经济发展轴带的走 向对 于景观人工改造强度的空闻分异和相关
性特征有显著影响；由于管理区级行政单元对于该镇景观人工改造活动的约束作用不断降低，加上东西向
新经济开发带的不断发展．风岗镇景观人工改造活动的均匀性不断增加
4)地统计学分析方法 ．可 很好地说 明空间变量的内在结构规律 本研究表 明．如能够台理地将景观
特征变量空闻化 ，就可以利用该方法半定量地揭示景观的探 层次规律性。
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