蚌埠市土地利用及景观格局动态分析

-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 1 蚌埠市土地利用及景观格局动态分 析 摘要：指出了安徽省蚌埠市是省 内三大中心城市之一，近年来，蚌埠市 经济发展与城市建设迅速，生态环境受 到了一定程度的破坏，为了充分了解城 市建设与土地利用和生态环境之间的动 态变化，利用遥感（RS）及地理信息系 统（GIS） ，以安徽省蚌埠市 2000 年和 2005 年两年的 TM 遥感影像为数据源， 在 ENVI 以及 FRAGSTAT 景观格局分 析软件的支持下，分析了蚌埠市土地利 用变化信息以及其景观格局的动态特征。 结果表明：5 年来，从土地变化总体来 说，城乡居民及工矿用地和耕地增加， 未利用地减少，研究区受人为活动影响 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 2 剧烈。 中国论文网 /7/view-12990223.htm 关键词：遥感；土地利用；景观 格局；蚌埠市 中图分类号：F301.2 文献标识码：A 文章编号： 16749944（2017）16014504 1 引言 随着社会经济的迅猛发展，城市 扩张，生态环境的破坏也越来越严重。 遥感技术能够快速、宏观、实时、动态 地监测生态变化的需求，而土地利用 （LUCC）是研究生态环境的重要方面 之一，是全球环境研究的热点。大量研 究表明，土地利用对全球自然环境产生 了深远的影响。景观格局分析是研究景 观结构组成特征及空间配置的方法1。 蚌埠市作为安徽省的三大中心城市之一， 是淮河第一大港。蚌埠市更是全国性交 通枢纽之一，合徐、界阜高速公路、京 沪高速铁路、宁西铁路等在此交汇。目 前已有许多专家对安徽土地利用进行了 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 3 较全面的研究， 也形成了比较成熟的 理论体系， 但对蚌埠地区的土地利用 和生态环境的研究还比较缺乏。笔者结 合遥感以及景观格局， 分析了蚌埠市 2000- 2005 年的土地利用变化，对城市 规划和土地资源的可持续利用具有一定 的参考价值。 2 研究区概况及数据处理 2.1 研究区概况 蚌埠市位于安徽省北部，北纬 32433330之间，东经 116 4511804 之间，四季分界显著，季 风明显，日照充足，降雨量适中。蚌埠 市是安徽省第一个设立市的地级市、省 辖市，有 4 个市辖区，管辖 3 个县，总 面积达到了 5952 km2，人口 367.81 万 人。蚌埠境内大部分是平原地区，土质 良好营养肥沃，水分充裕灌溉条件好， 有良好的农业生产条件，为江淮商品粮 食产量提供了巨大的粮食产量，奠定了 在江淮商品粮基地中的重要位置之一。 2.2 数据处理 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 4 （1）数据来源：遥感数据选取 了研究区 2000 年和 2005 年的 Landsat- TM 影像两个时相的数据、研究区行政 区划矢量数据。 （2）数据处理：野外调查与室 内解译相Y 合2 ，3，首先对 TM 数 据进行预处理并结合地形图确定土地利 用类型的特征。然后用 ENVI 以及 ArcGIS 软件对两个时相的 TM 数据做 了辐射定标、校正与融合等预处理，结 合政区划矢量数据做了拼接裁剪等处理， 得到蚌埠市两个时期的土地利用类型图。 3 研究方法 3.1 土地利用类型的确定 参考土地利用现状分类国家 标准，结合安徽省蚌埠市土地利用特点 及研究目的， 将该研究区土地利用类 型分为城乡居民及工矿用地、林地、水 域、耕地、未利用地和草地 6 类。 3.2 土地利用变化研究 土地利用转移矩阵来源于系统分 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 5 析中对系统状态与状态转移的定量描述 4。按照土地利用类型 6 个类别，分别 对蚌埠市 2000 年 TM 影像和 2005 年 TM 影像进行监督分类，运用转移矩阵 对 2000 年蚌埠市土地利用信息和 2005 年蚌埠市土地利用信息进行定量分析， 对土地利用数据进行计算与统计，得到 了 2000-2005 年蚌埠市土地利用类型之 间的转移矩阵（表 1、2） 。 在表 1、表 2 中， 行表示 2000 年蚌埠市土地类型的转移方向， 列表 示 2005 年蚌埠市的土地类型来源方向。 由表 2 可知，从 20002005 年，城乡 居民及工矿用地增加较为明显，主要来 源于草地和未利用地。草地显著减少， 大部分转变为城乡居民及工矿用地和耕 地。56.792%的林地变为耕地，10.353% 的林地变为城乡居民及工矿用地；草地 中，25.667%变为城乡居民及工矿用地， 50.819%变为耕地。 3.3 景观格局变化研究 基于研究目的，结合蚌埠市的景 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 6 观格局特征，从 FRAGSTATS 软件中选 取了能够确保计算精度的 6 个指标 58，类别水平上选取了斑块个数 （NP） 、斑块密度（PD ）和最大斑块指 数（ LPI） 3 个指标；景观水平上 9 选取了景观面积（TA） 、平均最近距离 （MNN）和斑块聚合度（AI）3 个指标。 选取的指标及涵义如表 3 所示。 表 3 景观格局指数及其生态涵义 景观指数公式公式描述生态涵义 景观面积（TA）等于一个景观 的总面积除以 10000 以后转化为公顷景 观面积决定景观的范围以及研究和分析 的最大尺度，同时它还是计算其它指标 的基础斑块个数（NP）NP=n 在类型级 别上等于景观中某一拼块类型的斑块总 个数；在景观级别上等于景观中所有的 斑块总数描述整个景观的异质性， 斑 块个数的大小与景观的破碎度具有正相 关性：通常来说 NP 大， 破碎度高； NP 小， 破碎度低 斑块密度（PD）PD=NP/ANP -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 7 斑块数量 A景观面积反映某类型和景 观总体的破碎化程度和空间异质性程度 最大斑块指数（ LPI）等于某一 斑块类型中的最大斑块占整个景观面积 的比例有助于确定景观优势类型 平均最近距离（MNN）MNN0 景观级别上等于所有类型在斑块级别上 的 MNN 之和除以景观中具有最近距离 的斑块总数通常来说 MNN 值大，同类 型拼块间相隔距离远，分布较离散； MNN 值小，说明同类型拼块间相距近， 呈团聚分布，拼块间距离的远近对干扰 很有影响 斑块聚合度（AI）AI=gijmax-gij- 10gij相应景观类型的相似邻接斑块数 量 AI 基于同类型斑块像元间公共边界 长度来计算。某类型中所有像元间不存 在公共边界的时候，该类型的聚合程度 最低；当类型中所有像元间存在的公共 边界达到最大值的时候，具有最大聚合 指数 4 土地利用及其景观格局变 化分析 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 8 4.1 土地利用变化分析 表 4 为蚌埠市土地利用类型像元 总数和斑块数量对照表，从表中可以看 出，20002005 年间，蚌埠市城乡居民 及工矿用地明显增多，但斑块数减少， 因 5 年内蚌埠市的城镇化建设明显，一 些小地块扩大合并成更大的地块，导致 斑块数减少10 。未利用地和草地的像 元数和斑块数都明显减少，因为在城镇 化建设过程中，很多未利用地和草地得 到利用11，转化为其他类型用地。林 地的像元数变化不大，而斑块数增多， 是由于在城区内，增加了很多小地块的 人工绿化地12 。水域和耕地的像元数 和斑块数没有明显变化。 从统计数据中能够看出， 20002005 年期间，蚌埠市几种土地利 用类型中，各个类型的面积的变化程度 都很大，而且各个类型的面积之间的转 化也都很频繁，其中，城乡居民及工矿 用地、未利用地和草地的变化最为明显， 有 94.646%的未利用地和 25.667%的草 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 9 地转化为城乡居民及工矿用地。与此同 时，耕地的变化也较为明显，分别有 56.792%的林地和 50.819%的草地转化 为耕地，又有少量耕地转化为城乡居民 及工矿用地。蚌埠市土地利用各类型总 变化的面积由大到小依次是城乡居民及 工矿用地、未利用地、耕地、林地、水 域、草地；变化方式上13，未利用地 和草地转为其他土地类型的面积大于转 入的面积，各土地类型转为城乡居民及 工矿用地和耕地远大于城乡居民及工矿 用地和耕地转为其他土地类型的面积， 林地和水域面积有少量增加。 4.2 景观格局变化分析 利用 FRAGSTATS 软件分析，得 到了研究区各土地类型的景观指数（表 5，表 6） 。 在表 5，表 6 中，由斑块个数 （NP）可以看出，城乡居民及工矿用地 的斑块数减少，这是由于城乡居民及工 矿用地大量增加，多个小斑块合并为一 个大斑块，由于斑块破碎化13，林地 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 10 和水域的斑块数增多，未利用地和草地 的斑块数减少，这是由于未利用地和草 地的开垦导致面积大量减少的结果。 5 结论与讨论 （1）采用遥感技术与景观生态 学的原理， 能够较好地分析研究区蚌 埠市土地利用及生态环境的变化。该研 究结果可为蚌埠市的土地管理，土地可 持续利用，生态环境整治与恢复等提供 必要的依据。 （2）在研究中发现，已有许多 专家对安徽的土地利用进行了较全面的 研究， 也形成了比较成熟的理论体系。 而结合遥感以及景观格局分析土地利用 的方法也在许多地区有应用。但用此种 方法对蚌埠地区的土地利用和生态环境 分析的研究还比较缺乏。 （3）蚌埠市土地利用变化剧烈。 总体来说，城乡居民及工矿用地增加， 未利用地以及草地的面积有很大程度的 减少，林地、水域的面积有少量的增加。 全市土地利用程度处于缓慢快速期。 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 11 （4）蚌埠市土地利用变化主要 是受到了城市化和社会经济发展的影响。 导致这种情况产生的原因可能是城镇化 建设明显，人口流动性较大14，15。 通过查阅蚌埠市两年人口统计结果，了 解到 5 年中蚌埠市人口确实有所增加， 有从社会经济方面可以了解到 5