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基于ENVI技术下的蒙山风景区景观格局动态评估与分析

徐梦林 李冠衡 鞠鲤懋

徐梦林, 李冠衡, 鞠鲤懋. 基于ENVI技术下的蒙山风景区景观格局动态评估与分析[J]. 北京林业大学学报, 2019, 41(10): 107-120. doi: 10.13332/j.1000-1522.20190240
引用本文: 徐梦林, 李冠衡, 鞠鲤懋. 基于ENVI技术下的蒙山风景区景观格局动态评估与分析[J]. 北京林业大学学报, 2019, 41(10): 107-120. doi: 10.13332/j.1000-1522.20190240
Xu Menglin, Li Guanheng, Ju Limao. Dynamic evaluation and analysis of landscape pattern of Mengshan Scenic Spot based on ENVI technology[J]. Journal of Beijing Forestry University, 2019, 41(10): 107-120. doi: 10.13332/j.1000-1522.20190240
Citation: Xu Menglin, Li Guanheng, Ju Limao. Dynamic evaluation and analysis of landscape pattern of Mengshan Scenic Spot based on ENVI technology[J]. Journal of Beijing Forestry University, 2019, 41(10): 107-120. doi: 10.13332/j.1000-1522.20190240

基于ENVI技术下的蒙山风景区景观格局动态评估与分析

doi: 10.13332/j.1000-1522.20190240
基金项目: 北京市共建项目(2015BLUREE01),北京市科技计划项目(D171100007217003)
详细信息
    作者简介:

    徐梦林。主要研究方向:植物景观规划设计及景观生态。Email:xumenglin@lyu.edu.cn  地址:276000山东省临沂市兰山区双岭路中段临沂大学农林科学学院

    责任作者:

    李冠衡,博士,副教授。主要研究方向:植物景观规划设计理论。Email:liguanheng@bjfu.edu.cn  地址:100083北京市海淀区清华东路35号北京林业大学园林学院

Dynamic evaluation and analysis of landscape pattern of Mengshan Scenic Spot based on ENVI technology

  • 摘要: 目的风景区景观结构随人类活动不断发生变化,过多人为干扰及不合理用地布局将影响风景区的可持续发展,梳理风景区景观格局动态变化特征对于指导风景区合理规划及促进生态稳定具有重要意义。方法以山东省蒙山风景区为研究对象,在ENVI技术支持下解译其2003、2008、2013、2015年遥感影像并借助景观格局指数分析软件Fragstats栅格版进行定量分析。结果基于2003—2015年蒙山风景区景观格局指数分析结合景观现状评估显示:(1) 研究期间林地、耕地类型缩减与建筑用地扩张是该时期风景区发展的典型特征,林地向耕地转化、耕地向林地转化、耕地向建筑用地转化是风景区景观类型转移最主要的3种方式,转换面积分别为1 760.49、1 197.27和1 497.15 hm2,依次集中于边缘区、边缘区、外围区。(2) 风景区整体破碎化程度呈现波动性变化,其中2008年为风景区破碎度最低的一年,同时也是林地类型破碎度最低的一年。(3) 典型空间结构上,风景区各个分区破碎程度排序为边缘区 > 外围区 > 核心区,边缘区破碎化程度高,生态较为脆弱。(4) 景观各类型均呈波动式变化,其中建筑用地破碎化加剧最为显著。结论风景区研究始末对比破碎度加剧,林地、建筑用地是影响景观格局稳定的关键因子,特别是边缘区林地、建筑用地布局应引起重点关注,同时破碎化程度不是判定景区发展的唯一因子,应结合景观品质的判定综合考量。

     

  • 图  1  蒙山风景区范围、位置及高程分布

    Figure  1.  Range, location and elevation distribution of Mengshan Scenic Spot

    图  2  蒙山风景区不同结构空间位置

    Figure  2.  Location map of different structure space of Mengshan Scenic Spot

    图  3  2003、2008、2013、2015年蒙山风景区景观斑块分类

    Figure  3.  Landscape patch classification of Mengshan Scenic Spot of 2003, 2008, 2013, 2015

    图  4  2003—2015年蒙山风景区土地利用转移图

    Figure  4.  Land-use transfer map of Mengshan Scenic Spot from 2003 to 2015

    图  5  蒙山风景区3大分区景观指数变化趋势图

    Figure  5.  Landscape index dynamic trend diagram of three regions in Mengshan Scenic Spot

    图  6  景观类型的斑块个数、斑块平均面积、斑块密度、最大斑块指数动态变化

    Figure  6.  Dynamic changes of NP, MPS, PD, LPI

    图  7  蒙山风景区用地现状图及核心区景观现状

    Figure  7.  Current situation of land use in Mengshan Scenic Spot and landscape of core area

    图  8  蒙山边缘区景观现状

    Figure  8.  Landscape status of Mengshan marginal area

    图  9  退耕还林后蒙山边缘区景观分布图

    Figure  9.  Landscape distribution map of Mengshan marginal area after returning farmland to forest

    表  1  景观分类

    Table  1.   Landscape classification

    景观分区
    Landscape partition
    景观特征
    Landscape
    feature
    景观分类
    Landscape classification
    景观资源大类
    Landscape
    resources
    景观资源小类
    Landscape branch
    resource
    风景核心区
    Core area
    以森林景观为核心特色
    Taking the forest landscape as
    the core characteristic
    自然景观
    Natural landscape
    林地 Woodland
    其他未利用地
    Other unused land
    赤松景观林、油松景观林、阔叶景观林、灌木景观林等
    Pinus densiflora landscape forest, Pinus tabuliformis landscape forest, broadleaved landscape forest, shrubland landscape forest, etc.
    裸岩、裸土地 Bare rock, bare land
    人造景观
    Artificial landscape
    建筑用地 Building land
    水体 Water area
    耕地 Farmland
    传统建筑用地 Traditional building site
    现代建筑用地 Modern building site
    坑塘沟渠 Pits or ditches
    园地 Garden land
    风景边缘区
    Marginal area
    自然景观与人工景观博弈
    区,内有传统文化村落
    The game area of natural landscape and artificial,landscape contains traditional cultural villages
    自然景观
    Natural landscape
    林地 Woodland
    其他未利用地
    Other unused land
    赤松景观林、油松景观林、阔叶景观林、灌木景观林等
    Pinus densiflora landscape forest, Pinus tabuliformis landscape forest, broadleaved landscape forest, shrubland landscape forest, etc.
    裸土地、裸岩 Bare land, bare rock
    人造景观
    Artificial landscape
    林地 Woodland
    建筑用地 Building land
    水体 Water area
    耕地 Farmland
    果园 Orchard
    传统建筑用地 Traditional building site
    现代建筑用地 Modern building site
    坑塘沟渠 Pits or ditches
    旱地、园地、水浇地等
    Dry land, garden land, irrigated land, etc.
    外围区
    Peripheral area
    以人造景观为主,耕地及
    现代性建筑为核心类型
    Mainly artificial landscape, farmland and modern architecture as the core type
    自然景观
    Natural landscape
    其他未利用地
    Other unused land
    裸土地 Bare land
    人造景观
    Artificial landscape
    林地 Woodland
    建筑用地 Building land
    水体 Water area
    耕地 Farmland
    公益林地 Public welfare forest
    现代建筑用地 Modern building site
    水库、坑塘沟渠 Reservoir, pits or ditches
    旱地、园地、水浇地等
    Dryland, garden land, irrigated land, etc.
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    表  2  景观格局指数及其生态学意义

    Table  2.   Landscape indices and their ecological meaning

    景观指数 Landscape index缩写 Abbreviation生态含义 Ecological meaning
    斑块个数 Number of patch NP 某一景观或斑块类型中所有相关斑块的数目
    The number of all relevant patches in a landscape or patch type
    类型比例 Percentage of landscape PLAND 某类斑块面积占总面积的比例
    The proportion of a certain type of plaque area to the total area
    斑块密度 Patch density PD 单位面积上的斑块数量
    The number of patches per unit area
    斑块平均面积 Mean patch area MPS 某一斑块类型的总面积除以该类型的斑块数目
    A total area of the block type divided by the number of block type
    最大斑块指数 Largest patch index LPI 某一斑块类型中的最大斑块占据整个景观面积的比例
    The proportion of the largest patch in a patch type to the total landscape area
    景观形状指数 Landscape shape index LSI 通过计算区域内某斑块形状与相同面积的圆或正方形之间的偏离程度来测量其形状复杂程度
    The shape complexity was measured by calculating the deviation degree between the shape of a patch in the region and the circle or square with the same area
    蔓延度 Contagion index CONTAG 景观中不同斑块类型的团聚程度或延展趋势
    Degree of agglomeration or extension of different block types in the landscape
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    表  3  2003—2015年蒙山风景区景观类型面积及比例

    Table  3.   Landscape type area and proportion of Mengshan Scenic Spot from 2003 to 2015

    土地利用类型
    Land use type
    2003200820132015
    斑块面积/hm2
    Patch area/ha
    比例
    Proportion/%
    斑块面积/hm2
    Patch area/ha
    比例
    Proportion/%
    斑块面积/hm2
    Patch area/ha
    比例
    Proportion/%
    斑块面积/hm2
    Patch area/ha
    比例
    Proportion/%
    林地 Woodland 15 023.25 47.91 14 851.53 47.36 14 371.74 45.83 14 465.52 46.13
    耕地 Farmland 14 411.25 45.96 13 987.80 44.61 14 149.80 45.13 14 010.30 44.68
    建筑用地
    Building land
    1 425.78 4.55 2 122.20 6.77 2 410.74 7.69 2 475.18 7.89
    水体 Water area 333.00 1.06 221.13 0.71 219.96 0.70 190.80 0.61
    其他未利用地
    Other unused land
    162.63 0.52 173.25 0.55 203.67 0.65 214.11 0.68
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    表  4  2003—2015年蒙山风景区景观类型面积变化率

    Table  4.   Analysis of dynamic change of landscape patch area in Mengshan Scenic Spot from 2003 to 2015

    土地利用类型
    Land use type
    景观类型年变化率(动态度)
    Landscape type annual change rate(dynamic attitude)/(%·a− 1
    面积变化/hm2
    Area change/ha
    2003—20082008—20132013—20152003—20082008—20132013—2015
    林地 Woodland − 1.14 − 3.23 0.65 − 171.72 − 479.79 93.78
    耕地 Farmland − 2.94 1.16 − 0.99 − 423.45 162.00 − 139.50
    建筑用地 Building land 48.84 13.60 2.67 696.42 288.54 64.44
    水体 Water area − 33.59 − 0.53 − 13.26 − 111.87 − 1.17 − 29.16
    其他未利用地 Other unused land 6.53 17.56 5.13 10.62 30.42 10.44
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    表  5  2003—2015年蒙山风景区土地利用转移矩阵情况                hm2

    Table  5.   Land use transfer matrix of Mengshan Scenic Spot in 2003−2015 ha

    20152003
    林地
    Woodland
    耕地
    Farmland
    建筑用地
    Building land
    水体
    Water area
    其他未利用地
    Other unused land
    面积增加
    Area addition
    林地 Woodland 1 197.27 161.55 65.43 71.46 1 495.71
    耕地 Farmland 1 760.49 499.68 56.70 10.71 2 327.58
    建筑用地 Building land 170.28 1 497.15 36.27 10.17 1 713.87
    水体 Water area 4.05 11.79 1.17 0.00 17.01
    其他未利用地 Other unused land 118.62 22.32 2.07 0.81 143.82
    面积减少 Area reduction 2 053.44 2 728.53 664.47 159.21 92.34 5 697.99
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    表  6  2003—2015年蒙山风景区景观水平格局相关指数

    Table  6.   Index of landscape level pattern of Mengshan Scenic Spot from 2003 to 2015

    年份
    Year
    斑块个数
    Patch number (NP)
    斑块密度/(个·hm− 2
    Patch density (PD)/(patch number·ha− 1
    蔓延度
    Contagion(CONTAG)/%
    斑块平均面积/hm2
    Mean patch size (MPS)/ha
    2003 1 597 5.093 1 64.01 19.63
    2008 1 480 4.720 0 62.77 21.19
    2013 2 048 6.531 5 61.07 15.31
    2015 1 915 6.107 3 61.27 16.37
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    表  7  退耕还林前后边缘区林地、耕地景观指数变化

    Table  7.   Changes of landscape index in marginal areas before and after returning farmland to forest

    项目
    Item
    景观类型
    Landscape classification
    斑块类型面积/hm2
    Patch class area (CA)/ha
    斑块个数
    NP
    斑块密度/(个·hm− 2
    PD/(patch number·ha− 1)
    最大斑块指数
    LPI/%
    斑块平均面积/hm 2
    MPS/ha
    退耕还林前
    Before returning farmland to forest
    林地 Woodland 6 007.86 162 2.696 5 7.44 37.09
    耕地 Farmland 2 651.58 265 9.994 0 0.79 10.01
    退耕还林后
    After returning farmland to forest
    林地 Woodland 6 136.2 156 2.542 3 7.61 39.33
    耕地 Farmland 2 523.24 183 0.46 0.79 13.79
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出版历程
  • 收稿日期:  2019-05-28
  • 修回日期:  2019-09-11
  • 网络出版日期:  2019-09-17
  • 刊出日期:  2019-10-01

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