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1、第八章 塔里木河流域五源流景观动态变化特征研究景观斑块的类型、形状、大小、数量和空间组合既是景观功能质量的差异、各种干扰因素互作用的结果，又影响着整个区域的生态过程和边界效应（周秋文等，2010） 。近年来，对于景观动态变化的研究很多（张银辉等，2005；解修平等，2006；白元等，2013） ，但关于塔里木河流域近 10 年流域景观动态变化的研究很少。塔里木河流域是我国最大的内陆河流域，流域内土地利用类型多样。近几十年来， 随着人口增加和经济发展， 流域内 LUCC 及其景观生态效应均十分显著，因此分析塔河流域近 10 年景观格局动态变化特点，对于流域生态环境保护和资源可持续利用具有重要的意
2、义。本文将利用遥感影像资料结合 ArcGIS 软件和 Fragstats3.3 软件重点分析塔里木河流域（耕地、林地、草地、水域）几种土地利用类型的景观动态变化特点以及近 10 年的整体景观动态变化特征。8.1 数据来源与处理8.1.1 数据来源本研究数据来源于，成像时间分别为 2000 年与 2010 年的 7-9 月份 Landsat-TM 数据解译的土地利用覆被数据。8.1.2 数据处理景观格局通过景观统计软件 Fragstats3.3 计算景观格局指数，本文对塔里木河流域土地利用格局进行景观指数分析，在景观类型上选以下 5 个指标: 斑块个数( NP ) 、最大斑块指数( L PI)
3、、面积加权平均形状指数( AWMSI) 、散布与并列指数( IJI) 、聚集度指数 ( AI) 。在整体景观上选以下 6 个指标: 斑块个数( NP) 、最大斑块指数( L PI)、面积加权平均形状指数( AWMSI) 、分离度指数( split)、散布与并列指数( IJI) 、香农多样性指数 ( SHDI) 、香农均匀度指数( SHEI) 。斑块个数( NP) ：一景观类型的斑块总数，其大小与景观的破碎度有很好的正相关性( 李义玲等，2008)。最大斑块指数( LPI)：某一景观类型中最大斑块的面积，用值是最大斑块面积该类景观类型百分比。LPI 值的大小决定着景观中的优势景观类型（李义玲等，
4、2008） 。 面积加权平均形状指数( AWMSI) ：AWMSI 在斑块级别上等于某斑块类型中各个斑块的周长与面积比乘以各自的面积权重之后的和；在景观级别上等于各斑块类型的平均形状因子乘以类型斑块面积占景观面积的权重之后的和。当 AWMSI 值越大说明斑块形状变得更复杂，更不规则(解修平等，2006)。分散与并列指数( IJI )： 表示某一类型与其他几种其他类型相邻接程度（由畅等，2006） 。聚集度指数( AI) ：等于相应类型的相似领结数量除以当类型最大程度上丛生为一个斑块时的最大值，然后乘以百分之百。AI 值增大表示景观类型越集中。分离度指数(Split)：等于景观面积的平方除以所有
5、斑块面积平方的和。Split 值越大表示景观越破碎，分布分散（郭明等,2004） 。香农多样性指数( SHDI) ：SHDI 在景观级别上等于各斑块类型的面积比乘以其值的自然对数之后的和的负值。SHDI=0 表明整个景观仅由一个斑块组成；SHDI 增大，说明斑块类型增加或各斑块类型在景观中呈均衡化趋势分布（郭晋平,2001） 。香农均匀度指数( SHEI)：SHEI 等于香农多样性指数除以给定景观丰度下的最大可能多样性,各斑块类型均等分布(张飞等,2006)。SHEI=0 表明景观仅由一种斑块组成，无多样性；SHEI=1 表明各斑块类型均匀分布，有最大多样性。8.2 和田河流域景观动态变化研究
6、利用和田河流域 2000 和 2010 年的土地利用/覆被遥感影像，结合相关软件得到该流域 2000 和 2010 年景观指数变化表（见表 8.1 和表 8.2 所示） 。本节将利用表 8.1 和表 8.2 数据对流域景观类型变化特征和整体景观的变化特征进行分析。（1）景观类型分析由表 8.1 可知，和田河流域在 2000-2010 年间水域斑块个数增加了0.14%，最大斑块指数增加了 0.016%，聚集度指数减小了 0.014%，说明在研究时段和田河流域水域斑块分布趋于分散破碎度升高，景观优势度增加；水域面积加权平均形状指数不断减小，2010 年比 2000 年减小了 4.26%，说明斑块形
7、状越来越简单；散步与并列指数减小了 0.13%，说明水域与其它景观类型之间的关系简单。草地斑块个数增加了 0.44%，最大斑块指数没有波动，聚集度指数没有波动，说明在研究时段和田河流域草地斑块分布趋于不变破碎度升高，景观优势度不变；草地面积加权平均形状指数不断增加，2010 年比 2000 年增加了2.87%，说明斑块形状越来越复杂；散步与并列指数增加了 1.72%，说明草地与其它景观类型之间的关系复杂。表 8.1 和田河流域斑块景观类型指数NP LPI SHAPE_AM IJI AI2000水域 722 3.0349 11.8303 53.9047 96.29草地 1594 5.299 8.
8、1374 56.236 96.9176耕地 189 0.8619 14.1847 84.1898 94.5179城乡、工矿、居民用地1078 0.0159 1.8266 29.9907 78.9635未利用土地 565 41.6914 31.171 49.329 98.4111林地 536 0.0259 2.5689 82.666 87.61952010水域 723 3.0354 11.3268 54.3331 96.3033草地 1601 5.299 8.3707 57.2015 96.9176耕地 214 0.8879 13.8626 84.0179 94.5751城乡、工矿、居民用地11
9、05 0.017 1.8106 32.0588 79.2669未利用土地 552 41.6725 31.1973 49.7007 98.4188林地 552 0.0408 2.6713 83.0615 88.2382耕地斑块个数增加了 13.23%，最大斑块指数增加了 3.02%，聚集度指数增加了 0.06%，说明在研究时段和田河流域耕地斑块分布趋于集中破碎度升高，景观优势度增加；草地面积加权平均形状指数不断增加，2010 年比 2000 年增加了 2.27%，说明斑块形状越来越复杂；散步与并列指数减小了 0.20%，说明耕地与其它景观类型之间的关系并不复杂。城乡、工矿、居民用地斑块个数减小了
10、 2.50%，最大斑块指数减小了6.92%，聚集度指数减小了 0.38%，说明在研究时段和田河流域城乡、工矿、居民用地斑块分布趋于集中破碎度降低，景观优势度减小；城乡、工矿、居民用地面积加权平均形状指数不断减小，2010 年比 2000 年减小了 0.88%，说明斑块形状越来越简单；散步与并列指数增加了 6.90%，说明城乡、工矿、居民用地与其它景观类型之间的关系复杂。未利用土地斑块个数减小了 2.30%，最大斑块指数减小了 0.05%，聚集度指数减小了 0.008%，说明在研究时段和田河流域未利用土地斑块分布趋于分散破碎度降低，景观优势度减小；城乡、工矿、居民用地面积加权平均形状指数不断减小
11、，2010 年比 2000 年减小了 0.08%，说明斑块形状越来越简单；散步与并列指数增加了 0.75%，说明城乡、工矿、居民用地与其它景观类型之间的关系复杂。林地斑块个数增加了 2.99%，最大斑块指数增加了 1.49%，聚集度指数增加了 0.71%，说明在研究时段和田河流域林地斑块分布趋于集中破碎度升高，景观优势度增加；林地面积加权平均形状指数不断增加，2010 年比 2000 年增加了 3.99%，说明斑块形状越来越复杂；散步与并列指数增加了 0.48%，说明林地与其它景观类型之间的关系复杂。（2）整体景观分析从表 8.2 中可以看出：在研究区域整体指数分析上， 和田河流域在20002
12、000 年斑块数目呈不断增加趋势，斑块数增加了 9.66%；最大斑块指数不断降低 2010 年比 2000 年降低了 0.0053%，分离度指数不断增大 2010 年比2000 年增大了 0.064%，说明在 20002010 年和田河流域整体景观趋于破碎化，景观的优势表 8.2 和田河流域整体景观指数NP LPI SHAPE_AM IJI SPLIT SHDI SHEI2000 4329 41.6747 21.7241 59.2419 5.3098 1.0719 0.59822010 4747 41.6725 21.9691 59.7801 5.3132 1.0744 0.5996度下降；面
13、积平均形状指数增加了 0.59%， 说明景观形状变得复杂；散布于并列指数总体上呈增加趋势，说明各景观类型的相互关系更为复杂；景观多样性指数由 1.0719 增加到 1.0744 表明流域景观多样性增加，景观均匀性指数总体呈增加趋势，说明流域整体均匀度增大，流域景观格局的异质性越来越高。（3）本节结论通过对研究，发现和田河流域在 20002010 年的 10 年里水域斑块分布趋于集中破碎度升高，景观优势度增加。草地斑块分布趋于集中破碎度升高，景观优势度增加。耕地斑块分布趋于集中破碎度升高，景观优势度增加。城乡、工矿、居民用地斑块分布趋于集中破碎度降低，景观优势度减小，与其它景观类型之间的关系复杂
14、。未利用土地斑块分布趋于集中破碎度降低，景观优势度减小，与其它景观类型之间的关系复杂。林地斑块分布趋于集中破碎度升高，景观优势度增加。就整体景观而言，和田河流域在 20002010 年整体景观趋于破碎化，各景观类型的相互关系越来越复杂，景观多样性和景观异质性越来越高。8.3 阿克苏河流域景观动态变化研究利用阿克苏河流域 2000 和 2010 年的土地利用/覆被遥感影像，结合相关软件得到该流域 2000 和 2010 年景观指数变化表（见表 8.3 和表 8.4 所示） 。本节将利用表 8.3 和表 8.4 数据对流域景观类型变化特征和整体景观的变化特征进行分析。（1）景观类型分析由表 8.3
15、 可知，阿克苏河流域在 2000-2010 年间水域斑块个数减小了23.60%，最大斑块指数减小了 0.016%，聚集度指数减小了 0.06%，说明在研究时段阿克苏河流域水域斑块分布趋于分散破碎度降低，景观优势度减小；水域面积加权平均形状指数不断减小，2010 年比 2000 年减小了 0.73%，说明斑块形状越来越简单；散步与并列指数增加了 2.09%，说明水域与其它景观类型之间的关系复杂。草地斑块个数增加了 11.31%，最大斑块指数减小了 23.92%，聚集度指数减小了 0.07%，说明在研究时段阿克苏河流域草地斑块分布趋于分散破碎度增加，景观优势度减小；草地面积加权平均形状指数不断减小
16、，2010 年比 2000 年减小了 17.99%，说明斑块形状越来越简单；散步与并列指数增加了 1.40%，说明草地与其它景观类型之间的关系复杂。表 8.3 阿克苏河流域斑块景观类型指数NP LPI SHAPE_AM IJI AI2000水域 661 3.0925 12.964 64.8525 95.1299草地 1482 35.5587 21.6208 76.9224 97.8979未利用地 1221 17.7037 10.1955 60.1182 98.061林地 742 0.7874 6.3435 64.7876 93.3694耕地 642 2.258 12.8237 78.6538 95.5836城乡、工矿、居民用地831 0.0373 1.7523 35.397 83.78362010水域 505 3.092 12.8699 66.2075 95.0765草地 1671 27.0517 17.7518 77.9984 97.8311未利用地 1108 15.5039 8.2152 62.7297 98.2
