【摘 ?要】文章選擇2017年的Landsat8 OLI數(shù)據(jù),經(jīng)對數(shù)據(jù)預處理后通過監(jiān)督分類得出成都市土地利用分類圖,根據(jù)分類結(jié)果進一步得出綠地景觀分布圖。運用景觀生態(tài)學原理,選取了最大斑塊面積、斑塊平均面積、破碎化程度指數(shù)及整體綠地景觀的多樣性指數(shù)等指標,使用Fragstats軟件得出了它們的數(shù)值,分別為5858.523 km2、35.98 ha、933.41 ind/hm2、0.77,然后進行綠地景觀格局分析,得出結(jié)論并且提出建議。
【關鍵詞】監(jiān)督分類;景觀空間格局;綠地景觀;景觀指數(shù);Fragstats
【中圖分類號】P901 ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文獻標識碼】A
引言
景觀是指由一組以類似方式重復出現(xiàn)的、相互作用的生態(tài)系統(tǒng)所組成的異質(zhì)性陸地區(qū)域[1]。景觀格局是景觀在空間結(jié)構(gòu)分布上有規(guī)律的表現(xiàn),是在不同尺度上各種生態(tài)過程作用的結(jié)果,其最終表現(xiàn)為景觀的異質(zhì)性。因此,景觀空間格局研究一直是景觀生態(tài)學家所關注的重點[2],通過景觀格局的分析,對了解生態(tài)過程、自然狀況和社會經(jīng)濟活動它們之間的關系具有重大意義[3-4]。
研究運用景觀生態(tài)學原理,借助遙感和GIS技術,選取了最大斑塊面積、斑塊平均面積、破碎化程度指數(shù)及整體綠地景觀的多樣性指數(shù)等指標,對成都市綠地景觀構(gòu)成及空間格局進行研究,旨在分析成都市景觀斑塊構(gòu)成及空間結(jié)構(gòu)特征,為進一步提高綠化質(zhì)量,更好滿足綠化的環(huán)境需求提供必要的指導。
1研究區(qū)概況
成都市地處四川盆地西部,青藏高原東緣,東北與德陽市、東南與資陽市毗鄰,南面與眉山市相連,西南與雅安市、西北與阿壩藏族羌族自治州接壤;地理位置介于東經(jīng)102°54′~104°53′、北緯30°05′~31°26′之間。
2研究方法
2.1數(shù)據(jù)來源
研究主要使用Landsat8 OLI數(shù)據(jù),Landsat8衛(wèi)星是2013年2月11日發(fā)射升空,攜帶有載荷陸地成像儀。數(shù)據(jù)選擇了2017年5-10月份之間的無云或少云數(shù)據(jù)。
2.2綠地景觀空間格局分析指標
景觀空間格局變化的定量分析可以從景觀指數(shù)的變化上反映出來,景觀指數(shù)高度濃縮了景觀空間格局和景觀動態(tài)信息,能夠很好地了解景觀空間格局的組成成分、空間配置和動態(tài)變化過程[5]。選擇最大斑塊面積、斑塊平均面積及整體綠地景觀的多樣性指數(shù)進行成都市綠地景觀空間格局分析,計算公式如下[6]:
2.2.1最大斑塊面積
最大斑塊面積為綠地種類中最大的斑塊的面積,單位km2。
2.2.2斑塊平均面積(MPS)
反映城市綠地斑塊的大小,用來描述景觀粒度,在一定意義上可以揭示景觀的破碎化程度。斑塊平均面積為綠地總面積與綠地斑塊總數(shù)之比。單位:ha,范圍:MPS>0。
2.2.3整體綠地景觀的多樣性指數(shù)
多樣性指數(shù)是指景觀元素或生態(tài)系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)、功能以及隨時間變化方面的多樣性,它反映了綠地景觀類型的豐富度和復雜度。計算公式如下:
式中,H為多樣性指數(shù);Pi是景觀類型i所占面積的比例;m為景觀類型數(shù)目。H值越大,表示景觀多樣性越大。
2.3數(shù)據(jù)預處理及監(jiān)督分類
2.3.1數(shù)據(jù)預處理
數(shù)據(jù)預處理包括幾何校正、輻射定標大氣校正、圖像鑲嵌、圖像裁剪等。
2.3.2監(jiān)督分類
對預處理后的數(shù)據(jù)進行去云去陰影處理,利用人機交互式目視解譯,按照耕地、草地、林地、濕地、建設用地和裸地,選擇訓練樣本,使用最大似然分類進行監(jiān)督分類。
2.3.3土地利用分類
對監(jiān)督分類的結(jié)果,分別進行Majority/Minority分析過濾細小斑塊,土地利用分類按建設用地、林地、耕地、濕地、草地及裸地六類進行了分類。
3 結(jié)果與分析
3.1斑塊數(shù)量及面積
使用遙感軟件統(tǒng)計出研究工作區(qū)與綠地的的斑塊總數(shù)及面積,統(tǒng)計如下,研究工作區(qū)斑塊總數(shù)為39834個,綠地斑塊總數(shù)為33584個;工作區(qū)面積為14,312.6352 km2,綠地總12,086.7606km2。統(tǒng)計出綠地各項(林地、草地、耕地及濕地)的斑塊個數(shù)、面積及面積占比,顯示如表。
3.2最大斑塊面積
使用遙感軟件統(tǒng)計出,最大斑塊面積為林地的一個斑塊,面積為5858.523 km2,在斑塊整體連續(xù)性方面,相對而言,林地的整體連續(xù)性高于草地、濕地及耕地。
3.3斑塊平均面積
通過Fragstats軟件計算出成都市的斑塊平均面積為35.98 ha。斑塊的平均面積數(shù)值,體現(xiàn)出綠地斑塊的大小偏小的較多,景觀粒度比較豐滿。
3.4整體綠地景觀的多樣性指數(shù)
運用Fragstats軟件計算出成都市的整體綠地景觀的多樣性指數(shù)為0.77,景觀的多樣性指數(shù)的這個數(shù)值較大,說明成都市的景觀多樣性比較豐富多樣。
4 結(jié)論與建議
4.1結(jié)論
(1)成都市斑塊平均面積分析結(jié)果:成都市的斑塊平均面積為35.98 ha。這個數(shù)值顯示在綠地斑塊的大小方面,斑塊偏小的較多。從區(qū)域方面來看,成都市西北區(qū)域及西南區(qū)域為成都市所轄的幾個縣及縣級市,這個區(qū)域的綠地斑塊,斑塊整體性、連貫性較強,斑塊偏向于較大的斑塊;成都市中部區(qū)域為成都市主城區(qū)及所轄區(qū),這個區(qū)域的綠地斑塊大小方面,斑塊偏小細碎化較明顯,說明綠地景觀受人為干擾因素影響較大。成都市西北區(qū)域及西南區(qū)域為成都市所轄的幾個縣及縣級市斑塊的大小情況介于上面兩個區(qū)域之間。
(2)成都市整體綠地景觀的多樣性指數(shù)分析結(jié)果顯示:成都市2017年多樣性指數(shù)值為0.77,從得出的數(shù)值來看,成都市所轄范圍內(nèi)的景觀多樣性還是比較豐富,體現(xiàn)了綠地景觀類型的豐富度和復雜度。
4.2建議
為優(yōu)化成都市綠地景觀空間格局,提高城市綠地生態(tài)功能,文章提出如下建議:(1)通過綠地景觀空間格局的分析,希望為成都市以后的綠地規(guī)劃和建設方面提供些借鑒。成都市在以后綠地規(guī)劃和建設中,除了對現(xiàn)有的綠地加強管理外,應該再進一步提高現(xiàn)有的綠地質(zhì)量。
(2)結(jié)合整體綠地景觀的多樣性指數(shù),加強各類斑塊的連通性,可以考慮采取降低綠地景觀斑塊密度來增加城市綠地的景觀生態(tài)功能。
參考文獻:
[1]郭晉平,周志翔.景觀生態(tài)學[M].北京:中國林業(yè)出版社,2007.
[2]頡耀文,袁春霞,史建堯.近15年甘肅民勤湖區(qū)景觀格局動態(tài)變化分析[J].蘭州大學學報:自然科學版,2008,44(1):11-16.
[3]馮異星,羅格平,周德成,等.近50 a土地利用變化對干旱區(qū)典型流域景觀格局的影響[J].生態(tài)學報,2010,30(16):4295.
[4]鄔建國.景觀生態(tài)學——格局、過程、尺度與等級(第二版)[M].北京:高等教育出版社,2007.
[5]烏日汗,宋麗萍,溫小榮,等.深圳特區(qū)城市綠地景觀格局現(xiàn)狀分析[J].南京林業(yè)大學學報,2008,32(3):79-82.
作者簡介:
李光輝,男,研究生學歷,地圖學與地理信息系統(tǒng)專業(yè)畢業(yè)。主要研究方向:遙感地質(zhì)。
基金項目:
國家自然科學基金資助項目(41901289);中國科學院青年創(chuàng)新促進會(2019130)。