北京市1984-1999年景观格局变化分析

1、.北京市1984-1999年景观格局变化分析崔明明摘要：通过运用Fragstats3.3软件对北京市1984年、1999年两个年份的景观指数进行计算，对北京城区景观动态分析结果和土地利用变化进行分析。通过分析得出北京的城市化进程对景观格局的变化影响大，得农田的面积减少，破碎化程度提高；城市用地的增加，零碎斑块聚集成大斑块。北京市的园林绿化程度也有明显的提高。另外，北京在进行城市化的同时，也比较注重水体的保护。关键词：景观动态；土地利用变化；景观格局1、 实验目的通过北京市1984年和1999年的北京城区土地利用图，采用Fragstats对这两个年份土地利用的各项指标进行计算、分析，并观察其变动

2、情况，由此得出北京市1984-1999年间景观格局的变化。同时也通过使用fragstats的使用，对景观生态有一个系统的概念与对于各项指标有一定的熟悉程度。2、 实验用数据和软件2.1实验数据北京地区1984年、1991年、1999年的土地类型的相应景观格局指数2.2实验软件Fragstats3.3软件、EXCEL软件3、实验结果与数据分析3.1景观动态分析3.1.1景观格局分析类型指数表1 北京市1984-1999年景观格局变化指数TYPECAPLANDNPEDAREA_MNSHAPE_MNAI1984年背景342.540.4511.21342.5424.9560.34农田37804.684

3、9.40113581.7033.312.0187.71绿地18381.4224.02239884.127.672.2073.85城市用地18057.1523.59134051.9713.481.9683.65水体1947.872.553858.295.061.7976.09未利用土地0.000.0000.000.000.000.001999年背景342.540.4511.21342.5424.9560.34农田20006.3726.14133744.8614.961.7487.31绿地29589.3938.6697054.9630.501.8389.48城市用地24462.9031.96172

4、679.8314.171.9581.38水体2130.662.784978.274.291.6378.22未利用土地1.800.0020.020.901.9945.161、面积百分比PLAND图1 不同年份面积百分比PLAND比较由图可看出通过比较1984年、1999年北京土地利用类型的面积变化，可以看出背景没有变化，农田的面积显著减少，绿地的面积明显增加，城市用地有所增加，水体的变化不明显。分析原因，应该是北京的城市化进程有所提高，同时也比较重视整个城市的环境绿化，退耕还林等，也比较注重水资源的保护。2、斑块数NP图2 不同年份NP斑块数比较由图可看出通过比较1984年、1999年北京土地利

5、用类型的斑块的增减，可以看出农田、水体、城市用地的斑块数都有不同程度的增加，绿地的斑块数减少了一半多。分析原因，应该是北京的园林绿化、城市绿化程度的加快使得绿地的破碎程度降低。3、边缘密度ED图3 不同年份土地利用类型边缘密度变化由图可看出农田、绿地的边缘密度都有明显的减小，究其原因，绿地的面积增多，破碎化程度减弱。而退耕还林、城市用地增加导致了农田的减少，使其边缘密度减小。城市用地的边缘密度明显增大，景观破碎度增加。4、平均斑块面积AREA_MN图4 不同年份土地利用类型平均斑块面积变化由图可看出农田的平均斑块面积减小，是由于绿地面积被城市用地占用，使得绿地面积减少，破碎化程度加深。绿地的斑

6、块平均面积增多，城市绿化程度增大。5、平均斑块形状指数SHAPE_MN图5 不同年份土地利用类型平均斑块形状指数变化平均斑块形状指数MSI1，无上限。MSI=1时，形状最简单，接近正方形；一般，平均斑块形状指数越大说明斑块形状越复杂。从图中可以看出城市用地、农田、水体、绿地的平均形状指数均在不断减小，说明各类用地的形状都在逐步趋向简单，这也表明了越来越多的散落的不规则小斑块逐渐聚合成形状规则的大斑块。6、聚集度AI图6 不同年份土地利用类型聚集度变化由图中看出，绿地的聚集度有明显提高，说明小的斑块聚集成大斑块，斑块分散程度减低。3.1.2景观格局分析景观指数表2 北京市1984-1999年景观

7、格局变化指数CONTAG SHDI SHEI 1984年38.59 1.13 0.81 1999年51.94 1.21 0.67 1、蔓延度CONTAG图7 不同年份土地利用蔓延度对比有图看出蔓延度有所增加。城市斑块扩大，小斑块聚集成大斑块，斑块的分散程度降低，密集程度提高。2、香农多样性指数SHDI图8 不同年份多样性指数对比由图看出多样性指数增加。香农多样性指数主要反映景观要素的多少及各景观要素所占比例的变化。说明北京市区的各景观类型的分布趋向于均衡。3、香农均匀度指数SHEI图9 不同年份均匀度指数对比由图看出均匀度指数减小，说明原来多个景观类型对整个景观的控制转变为少数几个景观类型占优

8、势。城市、绿地对景观的控制占优势，农田对景观的控制占优势。3.2景观格局分析土地利用3.2.1土地利用变化幅度区域土地利用变化包括土地利用类型的面积变化、空间变化和质量变化。其中，面积变化首先反映在不同类型的总量变化上，通过分析土地利用类型的总量变化，可了解土地利用变化总的态势和土地利用结构的变化。研究土地利用变化幅度，就是研究各类型的土地面积变化量。表3 北京城区84-99年土地利用变化分类面积表土地利用类型1984年1999年面积变化面积/hm2比例/%面积/hm2比例/%面积/hm2比例/%背景342.540.4476342.540.447600农田37804.6849.39612000

9、6.3726.1406-17798.3-23.2555绿地18381.4224.017429589.3938.661911207.9714.6445城市用地18057.1523.593724462.931.96366405.758.3699水体1947.872.54512130.662.784182.790.2389未利用土地001.80.00241.80.0024合计76533.6699.999976533.66100.000100.0002图10 各土地类型面积百分比由图可看出，农田的面积在显著减少，城市用地、绿地的比重增加，水体的变化不太明显。由此可以看出，北京的城市化大发展，多数农田向

10、城市用地转变，园林绿化程度加深。3.2.2土地利用变化速度表4 北京城区土地利用动态度分析表(1984年-1999年)耕地绿地水域城市未利用土地1984-1999年间面积变化/hm2-17798.3111207.97182.796405.751.8年变化率/%-3.144.060.632.36年综合变化率/%1.572.030.311.18由于各种土地利用类型的面积基数不同，因此上述结果中，年变化率高的土地利用类型只是变化快的类型，而并不一定是区域变化的主要类型。此外，上述结果忽略了土地利用变化的内在过程，只反映了土地利用数量上的变化速度。所以，土地利用变化分析一定要结合速度和幅度来分析。有表

11、格可见，在1984-1999年，耕地面积的变化幅度最大，但是速度的变化却不及绿地；绿地和城市用地变化的幅度和速度都较大,两者的比重大幅度上升，说明了北京的城市化和园林绿化程度的提高。3、 主要结论 通过对1984年和1999年北京城区景观动态分析和土地利用变化分析可以看出，北京的城市化建设的程度高，使得农田的面积减少，破碎化程度提高。农田的减少主要用于城市用地的增加和北京市的园林绿化方面；水体的变化只是小范围的有所增加，说明北京在进行城市化的同时，也比较注重水体的保护。景观的多样性不断增加，北京各城区的发展都比较迅速，景观类型分布均匀；由于各城区的城市化，城市用地、绿地的大幅度提高导致整个景观

12、的均匀度降低。 参考文献1 何鹏,张会儒. 常用景观指数的因子分析和筛选方法研究J. 林业科学研究,2009 , 22( 4): 470 4742 冯湘兰, 李际平.景观空间格局指数的相关性研究.中南林业调查规划, 2010 (2).3 林孟龙,曹宇.基于景观指数的景观格局分析方法的局限性. 应用生态学报, 2008,19 (7).4 布仁仓胡远满. 景观指数之间的相关分析. 生态学报,2005.5 陈文波.景观指数分类、应用及构建研究.应用生态学报,2002 年1 月.附件:Fragstats栏目对应的景观指数缩写英文全称中文全称TYPE-类型CACATotal (Class) Area总面

13、积PLANDPLANDPercentage of Landscape面积百分比NPNPNumber of Patches斑块数PDPDPatch Density斑块密度LPILPILargest Patch Index最大斑块指数EDEDEdge Density边缘密度LSILSILandscape Shape Index景观形状指数AREA_MNMPSPatch Area Distribution平均斑块面积SHAPE_MNMSIPerimeter-Area Ratio Distribution平均斑块形状指数FRAC_MNFRACFractal Dimension Index平均斑块分维数

14、PARA_MNMPFDPerimeter-Area Ratio Distribution周长面积比PAFRACPAFRACPerimeter-Area Fractal Dimension周长面积分维数ENN_MNMNNEuclidean Nearest Neighbor Distance Distribution平均最近邻体距离PLADJPLADJPercentage of Like Adjacencies邻近百分比IJIIJIInterspersion and Juxtaposition Index散布与并列指数AIAIAggregation Index聚集度CONTAGCONTAGContagion Index蔓延度COHESIONCOHESIONPatch Cohe