霍明琳

（哈爾濱師范大學(xué) 黑龍江哈爾濱 150000）

黑龍江省是我國(guó)重要的商品糧基地，自2000年至2018年，耕地的景觀格局動(dòng)態(tài)變化是較為顯著的。作為地形較為豐富的省份，不同地形下耕地的動(dòng)態(tài)變化以及變化的劇烈程度是不同的，根據(jù)地形合理規(guī)劃耕地分布對(duì)于黑龍江省來(lái)說(shuō)十分重要。

1 研究區(qū)概況

黑龍江省位于我國(guó)東北部地區(qū)，東部和北部以烏蘇里江、黑龍江為界河相鄰俄羅斯，全省經(jīng)緯度范圍為43°26′N—53°33′N，121°11′E—135°05′E。黑龍江省地形較豐富，地勢(shì)大致是西北部、北部和東南部高，東北部、西南部低；主要由山地、臺(tái)地、平原構(gòu)成，土地約占全省總面積的20%，丘陵地帶約占全省的21%，臺(tái)地約占25%。中國(guó)面積最大的平原之一——東北平原包含了東北部的三江平原、西部的松嫩平原，約占黑龍江省總面積的34%。

2 數(shù)據(jù)來(lái)源與處理

2.1 遙感景觀數(shù)據(jù)來(lái)源

研究利用的數(shù)據(jù)來(lái)源于中國(guó)科學(xué)院資源環(huán)境科學(xué)數(shù)據(jù)中心（http://www.resdc.cn）[1]的整個(gè)黑龍江省的2000年、2010年、2018年三期1∶100 000的土地利用數(shù)據(jù)，為便于分析，選用的一級(jí)分類系統(tǒng)主要為耕地、林地、草地、水域、居民用地和未利用地，并且主要分析的是耕地的變化。

2.2 地形數(shù)據(jù)來(lái)源

地形數(shù)據(jù)來(lái)源于中國(guó)科學(xué)院資源環(huán)境與科學(xué)數(shù)據(jù)中心（http://www.resdc.cn）的數(shù)據(jù)，在原有數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，為便于分析黑龍江省的各地貌類型下的景觀格局動(dòng)態(tài)而做了相應(yīng)的改動(dòng)，將地形分類合并分為平原、臺(tái)地、丘陵、小起伏山和中起伏山五種類型（見(jiàn)表1）。

表1 地形分類

2.3 研究方法

2.3.1 景觀格局動(dòng)態(tài)變化

景觀類型主導(dǎo)度是揭示某景觀在區(qū)域內(nèi)分布的重要程度，主要體現(xiàn)了該區(qū)域所有景觀變化的重要類型。公式為：

式中，i為景觀變化類型；Pi為i景觀類型在各個(gè)變化中的主導(dǎo)度，值域0%～100%；Ai是景觀類型變化面積；A是區(qū)域景觀變化類型面積之和。Pi越高即i景觀的主導(dǎo)度越高。鑒于景觀變化類型較多，為體現(xiàn)較為重要的變化類型，于是將Pi由大到小排序，并累積求和，選取求和最大值，即得到某區(qū)域景觀變化的主導(dǎo)類型[2]。

景觀格局指數(shù)是能夠高度濃縮景觀格局信息，反映其結(jié)構(gòu)組成和空間配置某些方面特征的簡(jiǎn)單定量指標(biāo)。本文主要選用了斑塊數(shù)量、斑塊密度、最大斑塊指數(shù)等景觀指數(shù)。

2.3.2 景觀格局穩(wěn)定性

景觀穩(wěn)定性指數(shù)是根據(jù)分維數(shù)指數(shù)推導(dǎo)而出的，D是客觀反映分形的主要表現(xiàn)指數(shù)，并能較好反映景觀的復(fù)雜程度。分維數(shù)公式為：

式中，r為空間測(cè)量的尺度大小，A（r）為某斑塊面積大小，P（r）為某斑塊周長(zhǎng)大小，D即分維數(shù)值，C表示常數(shù)。若D=1.5，則表明某一景觀內(nèi)部無(wú)序散亂，即呈最混亂狀態(tài)。故徐建華等提出了景觀類型的穩(wěn)定性指數(shù)：

式中，穩(wěn)定性指數(shù)S可以反映景觀類型結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性狀況，值越大，其景觀內(nèi)部越穩(wěn)定[3]。

3 不同地形特征下耕地景觀格局動(dòng)態(tài)分析

表2所示是各個(gè)地形下以耕地為主的主要變化類型，2000―2010年平原變化最大的是林地，其主要變化類型為林地轉(zhuǎn)耕地，中起伏山主要變化類型為耕地轉(zhuǎn)林地。

表2 耕地土地利用變化主要類型

2010―2018年平原的主導(dǎo)變化類型為草地轉(zhuǎn)為耕地，臺(tái)地的主要變化類型為耕地轉(zhuǎn)為林地，中起伏山、小起伏山均為林地轉(zhuǎn)為耕地。

在研究時(shí)間段2000―2018年內(nèi)平原的主要變化類型為林地轉(zhuǎn)耕地，中起伏山為耕地轉(zhuǎn)為林地。

如表3所示，從斑塊數(shù)量（NP）上來(lái)說(shuō)，平原地區(qū)2000―2010年增加較為明顯，2010―2018年開(kāi)始減少，整體呈現(xiàn)先增加后減少的趨勢(shì)，臺(tái)地和丘陵地區(qū)研究時(shí)間段內(nèi)均為增加的趨勢(shì)，丘陵地區(qū)增加較多。斑塊數(shù)量可顯示研究區(qū)的破碎程度，斑塊數(shù)量增多表示景觀破碎化程度增加，景觀更為破碎。整體來(lái)看，丘陵地區(qū)耕地破碎化增加情況最為嚴(yán)重。

表3 不同地形下耕地景觀格局指數(shù)

平原與臺(tái)地的斑塊密度（PD）基本相同，且均處于最低處，可以看出雖然平原、臺(tái)地的斑塊數(shù)量多，但是卻并沒(méi)有表現(xiàn)出破碎化的現(xiàn)象，而丘陵以及中起伏山、小起伏山的耕地破碎化現(xiàn)象較為明顯，特別是山地地區(qū)，斑塊數(shù)量較少，破碎化較為嚴(yán)重。

從最大斑塊指數(shù)（LPI）上看，平原地區(qū)變化較大，人為干擾較強(qiáng)，三個(gè)時(shí)間段變化幅度也較大，表明人為干擾的強(qiáng)度也在增強(qiáng)。其余各地區(qū)臺(tái)地LPI數(shù)值雖然較為明顯，但是三個(gè)時(shí)間段幾乎沒(méi)有變化，而丘陵山地地區(qū)LPI數(shù)值幾乎相同，而且八年來(lái)并沒(méi)有明顯變化。

4 不同地形特征下耕地景觀格局穩(wěn)定性分析

如表4所示，丘陵、小起伏山地區(qū)穩(wěn)定性指數(shù)普遍較低，穩(wěn)定性指數(shù)最高的地區(qū)是中起伏山地區(qū)，其次是平原、臺(tái)地地區(qū)，平原與臺(tái)地地區(qū)耕地景觀格局基本穩(wěn)定變化不大，中起伏山地由于人為干預(yù)較少耕地景觀格局變化也較為穩(wěn)定，丘陵、小起伏山地耕地變化較不穩(wěn)定的原因除了地形因素外，更多的是人為干擾。

表4 穩(wěn)定性指數(shù)分析

5 結(jié)論與討論

本文基于2000年、2010年、2018年的土地利用數(shù)據(jù)以及黑龍江地形分類數(shù)據(jù)，通過(guò)主導(dǎo)度、景觀格局指數(shù)的方法研究各地形下的耕地景觀格局動(dòng)態(tài)變化，得出的主要結(jié)論：在研究時(shí)間段內(nèi)，平原、臺(tái)地、丘陵、中起伏山、小起伏山地各地形下耕地與林地是變化的主導(dǎo)類型；從各個(gè)景觀格局指數(shù)可以得出，丘陵地區(qū)耕地景觀最為破碎且在加重，山地的耕地?cái)?shù)量較少，但耕地的破碎化程度也較大；丘陵地區(qū)景觀不規(guī)則性增加，山地地區(qū)耕地景觀規(guī)則性較大，且研究時(shí)間段內(nèi)變化不大；平原、臺(tái)地地區(qū)耕地景觀受人為影響較大，但臺(tái)地在研究時(shí)間段內(nèi)變化不大，丘陵山地地區(qū)耕地受影響較少。

通過(guò)穩(wěn)定性指數(shù)分析各景觀變化穩(wěn)定性得出：丘陵和小起伏山地區(qū)穩(wěn)定性較差，平原、臺(tái)地和中起伏山地區(qū)穩(wěn)定性較強(qiáng)。