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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

    通讯作者:

    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

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)
    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

    通讯作者: 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

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。

English Abstract

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
  • 伴随着城市的迅速扩张,城市绿地逐渐呈现斑块化、破碎化倾向,促使人类对大型自然景观需求倍增[1]。风景区作为集合自然资源禀赋与人文资源特色的结构单元备受青睐,但人类活动增多势必促进景区开发建设,日益加剧的风景区破碎化倾向成为景区生态发展的瓶颈。如何对发展趋势进行定量分析并通过合理的空间优化达到生态稳定是本文研究的主要目的。

    景观格局是指不同形状、大小和数量的景观斑块在空间上的排列状况,反映了各种生态过程在不同尺度上的作用结果[2],通常用不同的景观格局指数描述对应尺度的空间结构特征[3],故通过对景观格局指数进行定量分析,发现景观格局演变的内在规律[4-6],明确人类活动对区域生态环境的影响。近年来围绕景观格局这一热点,国内外学者进行了许多研究与探讨,特别是针对基于时空变化的景观格局动态分析,从量化分析、模型预测及驱动因子分析等方面进行深入的研究。对景观格局动态变化进行评估与分析,更易于把握景观格局动态变化趋势及发展的一般规律,探寻关键驱动因子,预测未来发展的状态。于泉洲等[7]基于RS和Fragstats技术针对南四湖湿地景观结构和功能变化进行景观格局动态研究与分析,探寻景观类型转化特征及景观指数变化特点;张起鹏等[8]分析了2000—2016年青藏高原东北边缘地段高寒草甸景观格局动态演变特征,并运用Logistic回归模型从空间角度分析重要景观演变的驱动力;刘智丽等[9]通过利用景观指数、转移矩阵分析研究期间宜兴市景观分布的演变过程,采用灰色预测模型估算其未来主要景观类型的变化趋势。以往研究中多以宏观视角关注不同景观类型特征、驱动力分析及未来发展的一般趋势[10-12]等,存在景观格局解析中结合微观现状景观品质判定分析较少的问题。本文以蒙山风景区为例,在ENVI技术支持下解译遥感影像,借助景观格局指数分析软件Fragstats栅格版对2003—2015年蒙山整体景观及各个层次的变化进行定量分析,总体揭示风景区景观动态变化趋势,并结合景观品质的判定综合分析林地、耕地、建筑用地等要素与破碎化的关系,探寻影响景观格局稳定性的关键因子,以期通过合理优化景观结构达到人与自然和谐稳定的目的。

    • 蒙山是鲁中南的生态屏障、山东半岛最大的“绿肺”,其景观格局的动态变化不仅关乎自身生态稳定,更对周边地区乃至山东半岛的生态稳定产生巨大影响。本文研究区域为蒙山风景区(平邑、蒙阴县内景区及其外围部分),是国家5A级风景名胜区,位于山东省中南部,行政范围包含1镇(柏林镇)、1办事处(云蒙办事处),53个行政村(社区)。总面积共313.6 km2,总体定位为以森林景观为核心资源、联动周边村镇协同发展的山岳型风景区(图1)。

      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

    • 蒙山风景区是以森林景观为中心,向外辐射周边村镇形成旅游综合体,景观结构各有不同特点。分析评估蒙山风景区应从水平空间结构进行划分,以风景区二级保护区边界、山地林地外边缘为界,将风景区划分为风景核心区、风景边缘区、外围区(图2)。风景核心区以自然景观为主,以森林景观为主要观赏对象;风景边缘区以过渡型景观为主,属自然景观与人工景观博弈区;外围区以人造景观为主,村镇景观及田园风光为主要景观特色。

      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

    • 基于遥感影像及蒙山地区土地利用调查数据,参考《土地利用现状分类》国家标准以及研究区域现状特征,将土地利用类型分为:林地、耕地、建筑用地、水域、其他未利用地5个大类。在此基础上由景观视角出发,以自然景观及体现人为活动的人造景观为划分依据,进一步将风景区景观类型细化,得到景观类型及各分区特点如表1所示。

      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.
    • 定量分析蒙山风景区景观格局动态变化特征需通过以下3个步骤得到,分别是:(1) 运用ENVI技术解译遥感影像信息,提取景观类型;(2) 通过景观面积变化与类型转化法分析典型景观转化特征及结构发展方向;(3) 通过景观指数选择与计算,得到风景区各个层次景观格局变化状况。

    • ENVI是完整的遥感影像处理平台,能够快速、准确提取遥感信息[13]

      研究区域选取Landsat5、Landsat8遥感影像,影像分辨率为30 m。无云层遮盖得到的遥感影像适合进行中/大尺度景观格局分析。数据来源于中国科学院计算机网络信息中心的地理空间数据云平台。选取2003、2008年10月的Landsat5影像和2013、2015年10月的Landsat8影像,以上4期影像已经通过系统辐射校正、几何校正且卫星视角近于天顶观测,其后通过ENVI 5.1进行辐射定标、大气校正等操作。采用支持向量机(SVM)的监督分类方法,结合人机互译对上述遥感影像进行分类,经过多次对比实验发现将影像以5、4、3波段合成的方法对于本研究区域地物区分效果最佳。为解决地物呈现状态多样性导致样本分离度达不到标准的问题,采取增加ROI样本数量的方法,各个样本可分离性达到1.8以上。采用同一影像、不同样本的分类图对分类结果进行精度验证,4个时间段Kappa系数均大于90%,满足制图精度的需求。为提高数据的准确性并排除校验数据与分析数据之间相同错误分类的偶然性,对照2003、2008、2013、2015年卫星影像及蒙山景区土地利用数据对个别错分地物进行修正,最终得到2003、2008、2013、2015年蒙山风景区景观斑块分类图(图3)。

      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

    • 由于单纯景观斑块面积变化分析只能推算起始时间到终止时间段内景观类型面积的变化趋势,无法表达景观斑块不同时空的变化特征,因此引入单一景观类型动态度(K)来定量分析一定时段内某种类型景观斑块面积的变化速度。

      $$ K = {U_{\rm{b}}} - {U_{\rm{a}}}/{U_{\rm{a}}} \times 1/T \times {\rm{ }}100 \% $$

      式中:K表示研究时间段内某种景观类型的动态度,Ua表示研究初始时间某种景观类型的面积,Ub表示研究终止时间某种景观类型的面积,T表示研究时间段[14]

    • 土地利用转移矩阵可以揭示不同时间段景观类型的相互转移情况,集中反映研究区域内空间结构的发展方向[15]。通过ENVI的Change Detection/Change Detection Statistics工具得出前后时间段土地利用类型面积的转移数量及转移方向。

    • 景观指数是一种拥有高度浓缩景观格局信息并反映结构组成的定量化方法[16],在ENVI提取景观斑块分类基础上运用Fragstats软件计算,综合分析得到景观破碎化程度、连通性等景观格局特征信息,其中破碎化程度是反映景观格局稳定性的重要参考。

      本文将研究内容分为两部分:(1) 分析不同时空蒙山风景区景观格局变化特征;(2) 研究蒙山风景区内部各个景观类型动态演变规律。因此,景观格局指数分别从景观水平(Land Level)、类型水平(Class Level)两个层面选择。

    • 景观水平主要针对风景区整体。景观指数选取了生态学中用来衡量破碎度的几个重要指标:斑块个数(NP)、斑块密度(PD)、斑块平均面积(MPS),一般来说NP、PD越大、MPS越小,景观破碎化越剧烈。选取蔓延度指数(CONTAG)对风景区连通性进行分析,用来描述景观内不同斑块类型的团聚程度或延展趋势,取值为0 ≤ CONTAG ≤ 100,指数越趋近于100表明景观连通性越高,并存在优势类型。具体生态含义见表2

      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
    • 类型水平主要针对各个景观类型。景观指数除了选择用来分析破碎度的斑块个数(NP)、斑块密度(PD)、斑块平均面积(MPS)外,同时选取了最大斑块指数(LPI)、景观形状指数(LSI)等从斑块结构等方面进行分析,对破碎化分析起到辅助作用。具体生态含义见表2

    • 研究蒙山风景区典型景观的面积动态变化及类型转化情况主要通过两个方面进行研究:(1) 景观类型面积变化幅度及变化速率;(2) 景观类型相互转移情况。

    • 研究期间蒙山风景区内各个景观类型面积及变化速率均发生了不同程度的改变。林地作为区域核心类型,面积占比46.8%,却削减最多,减少557.73 hm2;耕地、水体面积下降;建筑用地面积显著增加,由1 425.78 hm2增至2 475.18 hm2;其他未利用地面积变化不大(表3)。

      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

      2003—2008年林地、耕地、水体面积减少,建筑用地、其他未利用地面积呈现正增长态势,其中建筑用地增长速率最为突出,为48.84%/a;2008—2013年,林地、水体面积依旧减少,建筑用地、其他未利用地面积显著增加,这一时期建筑面积增长速率依旧明显;2013—2015年,各景观类型变化速率较之前年份更加趋于稳定,林地、建筑用地、其他未利用地面积呈现正增长态势。不同时期林地、耕地面积变化各有增减,但总体而言减少面积大于增加面积,因此两者面积均减少;建筑面积速率一直处于正增长状态,水体变化与之相反,呈现负增长状态贯穿研究始末(表4)。

      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

      综合来看,林地、耕地、水体面积削减,建筑用地、其他未利用地面积增加。

    • 景观类型面积变化虽对研究区域内景观总体格局情况有一定的参考价值,但是未能很好地反映景观内各类型面积的转化情况。通过土地利用转移矩阵,可以更好地掌握景观类型转化状况及转移特征。由表5图4可知:2003—2015年,就风景区整体而言,土地利用转移矩阵中转出面积以林地和耕地为主,分别为2 053.44和2 728.53 hm2,转入面积以耕地和建筑用地为主,分别为2 327.58和1 713.87 hm2。林地向耕地转化、耕地向林地转化、耕地向建筑用地转化是蒙山风景区景观类型转移3种主要方式,转换面积分别为1 760.49、1 197.27和1 497.15 hm2。林地向耕地转化位置主要集中于风景边缘区东北侧、西侧、西南侧的山脚位置及山谷谷地区域;耕地向林地转化主要集中于风景边缘区山谷谷地及景区南入口附近;耕地向建筑用地转化主要集中于外围区及边缘区山谷谷地。

      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

      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
    • (1) 2003—2015年,林地、耕地、水体面积削减,建筑用地、其他未利用地面积增加。其中,林地面积削减最多,建筑用地面积增加最为显著,表明人类开发建设对景区的影响加剧。

      (2) 林地与耕地相互转换主要集中于风景边缘区,该区域属于自然景观与人工景观博弈的林农交错地带,是整个风景区景观类型转化较为剧烈的区域[17]。林地转向耕地的转化位置多发生于该区域东北侧、西侧、西南侧的山谷及山脚位置,这3部分区域的共同特点为均与村民居住点、耕地相邻,表明周边村民开林种田,边缘林地遭到破坏,人类生产活动介入自然景观之中。

      (3) 耕地向建筑用地的转换主要位于外围区及边缘区山谷谷地。外围区耕地转化为建筑用地集中分布于蒙山旅游服务中心片区、各行政村外围,可以说明两个问题:一是近年来,蒙山旅游集群效益增强,以成熟景区为核心辐射周边地区,促使乡村快速扩张;二是随着风景区的快速开发,旅游服务配套建筑用地增多,其中以龟蒙服务中心片区最为突出。此外边缘区山谷谷地多聚集小型村落随地形呈线状布设,部分建筑为沂蒙地区传统民居建筑且富含人文历史特色。传统村落的扩张虽然会在一定程度上加剧边缘区破碎化,但对于景区特色景观资源的提升及特色景点的打造具有一定意义。

      综合来看,在2003—2015年风景区快速发展及旅游规模扩展过程中,基础设施建设对土地需求倍增促使风景区部分林地及耕地转换与削减,传统建筑扩张及特色景观扩张应综合评定。

    • 对风景区空间结构进行分析时,除研究景观类型面积及转移特征外,还应分析风景区各个层次景观格局的变化,通过景观指数定量解析景观破碎化状态。根据风景区层次特征将内容分为两部分:(1) 景观水平上破碎化分析;(2) 类型水平上破碎化分析。

    • 景观水平上的格局指数能够反映风景区整体景观格局情况,主要分析两个层面的内容:(1) 时间维度上,2003—2015年风景区破碎化动态变化特征;(2) 空间结构上,风景区典型空间分区破碎化情况。

    • 表6可知:2003—2008年风景区内总斑块个数、斑块密度下降,斑块平均面积指数增大,表明该时期景观破碎化程度降低,生态格局趋于稳定,其中2008年景观斑块个数为1 480,斑块密度为4.72个/hm2,低于其他年份,斑块平均面积为21.19 hm2,高于平均值及其他年份,则该时段景观破碎化程度最小,生态环境最为稳定;2008—2013年景观变化突出,总斑块个数由1 480骤增至2 048,斑块密度明显提高,斑块平均面积指数下降,蒙山风景区破碎度程度大幅度升高,破碎化最为剧烈;2013—2015年总体景观格局处于较缓和的变化之中,总斑块个数、斑块密度均有所下降,斑块平均面积指数增大,破碎化程度较上一个时期有所下降。总的来说,2003—2015年研究期间,景观破碎化程度呈波动式发展,研究末期景区的破碎化程度要高于研究初期。

      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

      2003—2015年研究区域的蔓延度指标均大于61,指标数值虽稍有下降但变化不大,说明存在优势类型,景观形成良好的连接性,且保持稳定状态。

      结合以上数据可知,2003—2015年蒙山风景区破碎程度明显加剧,2008年、2013年分别是破碎度最低和最高的时间段。虽然整体破碎度加剧,生态稳定性受到一定破坏,但景区内存在优势类型维持整个风景区的稳定。

    • 由上文总体分析可知蒙山风景区不同时空景观格局发展的状态,继而对3大分区(风景核心区、风景边缘区和外围区)进行分析,探索影响风景区景观格局变化的关键区域,并以此做出针对性空间规划、管控。

      蒙山风景区在不同结构分区上具有较大的差异性(图5)。

      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

      (1) 同一时期,核心区、外围区、边缘区斑块密度依次增大,斑块平均面积指数依次减小,因此边缘区的破碎化程度最高,生态较为敏感,受到人为活动干扰大;其次为外围区;核心区破碎化程度最低。

      (2) 2003—2015年,研究末期与研究初期相比3个区域的斑块个数、斑块密度均上升,斑块平均面积均下降,边缘区斑块个数增加123个,斑块密度增幅17.5%,斑块平均面积减少14.9%;外围区斑块个数增加118个,斑块密度增幅12.1%,斑块平均面积减少10.8%;核心区斑块个数增加137个,斑块密度增幅92.6%,斑块平均面积减少48.8%。以上数据表明3大区域破碎程度均加剧,其中核心区加剧程度尤为突出。

    • 通过不同时期风景区各个层次景观格局定量分析,综合可知:

      (1) 2003—2015年,风景区整体斑块个数增多,景观格局破碎化程度加大,表明人为干扰对风景区的影响呈加剧趋势。2008、2013年分别是风景区破碎化程度最低和最高的一年,何种因素起到关键作用需要进一步探讨。从行政政策方面来讲,2012年为整合蒙山旅游资源成立“蒙山旅游区管理委员会”,将原蒙山内各分散景区(原平邑龟蒙景区、蒙阴云蒙景区、沂蒙山国家钻石公园)进行合并,组成统一的蒙山旅游区。在该委员会支持下李家石屋、大洼百花峪、旅游服务中心等一系列以建筑为主的景区进入集中建设阶段,人工建筑景观斑块的增多以及2011年蒙山井筒峪集体林地山火事件导致的林地破碎化等因子的综合叠加是2013年风景区破碎化加剧的重要因素。

      (2) 同一时期相比,核心区、外围区、边缘区破碎化程度依次升高,其中边缘区生态环境最为脆弱。究其原因在于核心区内斑块个数少,以风景林为主的自然景观类型呈现大斑块、团聚状态分布;外围区以连片耕地及聚合型村落为主要特征,斑块数量虽多但主体斑块连片分布;边缘区处于自然景观与人造景观过渡区域,过多人类生产和游赏活动造成林地、耕地和建筑用地转换、穿插严重,斑块呈现不规则化、破碎化倾向。

      (3) 3大区域景观格局破碎程度均呈现加剧趋势,其中风景核心区加剧程度最为剧烈。结合土地利用转移矩阵综合分析可知,景观开发建设过程中部分建筑用地延伸至核心区主体景观林,面积扩张的同时建筑分布亦呈现零散斑块状,核心林地出现孔洞致使破碎度增幅剧烈。

      综上可知,风景核心区是维持风景区格局稳定的关键区域,破坏核心区稳定性的零散建筑应集中搬离或统一安置;风景边缘区破碎度最大,如何规划该区域是风景区未来发展的重点。

    • 类型水平上的景观格局分析是以景观类型为研究对象,结合风景区总体景观格局变化特征综合考量,对于如何优化景观类型并指导风景区建设具有较好参考价值。

    • 林地、耕地、建筑用地作为风景区主要景观类型,研究末期面积占比分别为46.13%、44.68%、7.89%,水体及其他未利用地占比均不足1%。其中,林地面积占比最高,最大斑块指数最大,属于研究区域的优势类型,斑块平均面积相对较大,斑块个数不多,聚合度指数远高于其他类型,因此破碎程度低于其他类型,主体林地作为生态屏障保持整体格局的稳定。

      2003—2015年,林地、耕地、建筑用地等类型景观格局发生了不同程度的变化。

      (1) 2003—2008年,林地的斑块数量减少,斑块平均面积增加,斑块密度减少,破碎化程度降低,生态稳定性良好,其中2008年其破碎化程度达到最低,说明人为活动对其干扰最小,林地景观达到最优状态;水体景观格局变化趋势与林地相似,破碎度降低;耕地、其他未利用地斑块个数、斑块密度均缓慢增加,斑块平均面积减少;建筑用地破碎度加剧。综合来说,该时期的林地、水体破碎化程度下降并达到研究期间最低值,其余类型破碎化程度均加剧。

      (2) 2008—2013年各类型景观格局发生剧烈变化。林地总面积下降,斑块个数由352增至428,斑块平均面积由42.19 hm2削减至33.58 hm2,斑块密度由0.52个/hm2增加至0.63个/hm2,增幅21.6%,破碎化程度加剧;建筑用地面积增加,斑块个数由660骤增至1 025,斑块密度由0.98个/hm2骤增至1.52个/hm2,增幅为55.3%,斑块平均面积由3.22 hm2逐步递减到2.35 hm2,破碎化程度显著加剧;耕地面积扩张,斑块个数、斑块密度上升,斑块平均面积下降,破碎化亦加剧;水体、其他未利用地斑块个数、斑块密度增大,斑块平均面积下降,较上一时期相比破碎化加剧。综合来看,2008—2013年各个景观类型的破碎化程度均加剧,其中建筑用地破碎度达到历年最高。

      (3) 2013—2015年,林地、耕地破碎度持续加剧,但变化程度不大;建筑用地、水体、其他未利用地较上一时期破碎化程度降低(图6)。

      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

    • 结合以上数据可知,2003—2015年风景区各个类型景观格局也呈现波动式变化。

      (1)2003—2008年,林地、水体破碎化程度下降并达到研究期间最低值,其余类型破碎化程度均加剧。2008年是整个风景区破碎化程度最低的一年,且水体类型占比不足1%,说明林地是推动景观格局稳定的关键因子。

      (2)2008—2013年,建筑用地斑块个数及斑块密度骤增近一倍,表明该时期蒙山风景区开发强度增强,耕地面积增多,破碎化加剧。结合土地转移矩阵可知,该时期耕地边缘呈现不规则扩张状态,农林交界处以牺牲边缘林地为代价发展生产,对林地的干扰性加剧。

    • 基于2003—2015年蒙山景观格局动态变化特征可以分析景区发展一般规律及影响因素,以蒙山景区现状景观为实例,印证景观发展的规律、特征,以此探索景区未来发展的可行规划与适用景观模式,合理架构发展目标和资源,使蒙山风景区的发展实现良性循环。

    • 风景核心区是景观格局最为稳定的区域,而该区域内零散建筑用地及附属园地的扩张对连片林地造成孔洞是影响核心区生态稳定的关键因素。由现状景区平面(图7−1)可知,核心区内林地相对集中、完整,建筑用地多数集中分布于此区域林地外围,零星建筑斑块穿插于连片林地之中且数量减少。通过景观格局指数计算可知,核心区总体斑块数量、斑块密度下降,斑块平均面积上升,表明总体破碎度下降,景观格局趋于稳定。

      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

      基于景观现状对核心区未来发展进行规划及决策:(1) 严格控制核心区建筑面积及分布状态,将必要性旅游服务建筑集中分布。(2) 保护林地集中分布的态势,有序移除穿插于连片林地的零散居民建筑,此外龟蒙顶等必要旅游服务建筑及蒙山人家传统文化建筑可以保留(图7−2图7−3),但不宜继续扩张。(3) 建筑移除空间转化为有序种植空间,以种植斑块为“点”与核心区连片林地穿掇为绿地网络;靠近保留建筑外围应设置明确种植边界,种植形式可由建筑—绿篱—散点树—群树过渡至核心林地,综合两种种植方式消除区域内建筑再扩张、再建设的威胁。

    • 林地、耕地的耦合关系及建筑用地扩张是干扰边缘区稳定的重要因子,严格划定区域边界及林地边界,抑制耕地、建筑用地对林地的侵袭是边缘区域规划设计的重点。

      现状景观中山谷谷地位置的建筑用地布局显示出明显的聚集效应,且建筑风格多为传统沂蒙民居特色,其余建筑用地呈现分散有余而集中不足的景观格局。林地与耕地、建筑用地缺少必要界线划分及宽度界定,蒙山西南麓林地、耕地存在部分界桩,山体北麓无明显界桩,林地、耕地、建筑用地相互穿插(图8)。由景观格局指数计算可知,现状边缘区总体破碎化加剧,其中林地、耕地破碎度下降,建筑用地破碎化加剧,但建筑用地骤增导致的破碎化并不代表风景区景观品质的下降。

      图  8  蒙山边缘区景观现状

      Figure 8.  Landscape status of Mengshan marginal area

      边缘区主要功能之一为维护核心区域稳定、缓冲外来干扰,基于边缘区现状提出以下建议:(1) 构建以生态防护林地为主的绿色屏障。以原有生态林地为基础,严格保障防护林地宽度并划定界桩。对尚未划定林地边界区域(山体北麓)进行统一定桩,界限内严格控制耕地、建筑用地类型对防护林地系统的侵袭,发挥边缘区屏障作用。(2) 对坡度 > 25°的耕地实行退耕还林,消除零散林地孔洞,还林后部分零散斑块可与周边种植斑块连片规划,保障边缘区林地连片性、完整性(图9)。通过退耕前、退耕后林地、耕地景观格局指数比较可知,退耕后林地斑块个数、斑块密度下降,斑块平均面积上升,说明破碎度降低(表7);耕地变化亦是如此,区域生态格局更加稳定。(3) 完善线性建筑廊道,保留传统文化建筑斑块,弱化现代建筑斑块。虽然破碎度削减有利于景观稳定,但品质景观规划对风景区可持续发展同样重要,特别是传统文化建筑用地的整合与发展,对于景区特色景观打造及良性发展大有裨益。边缘区山谷谷地中的建筑用地呈线性态势延伸至景区内部,已经形成以不同文化氛围为主题的美丽乡村景观,其中以传统古村落文化为主的蒙山人家景区、以佛教文化为主的金三峪明光寺景区、以兵家文化为主的鬼谷子景区及百花峪景区等尤为突出。后期规划应在此基础上进行集中布局,与核心区山谷谷地的建筑风格协调统一,串联为一体化线性建筑廊道。边缘区非景观、服务性建筑面积及布局应予以重点控制,杜绝小型化、零散化分布状态。

      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

      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

    • 影响外围区破碎化的关键因子为耕地及建筑用地,保证耕地分布的连续性,整合建筑用地分布形式是促进区域稳定发展的主要方式。现状外围区建筑用地比例升高,扩张过程中集群分布的居住点聚集性增强,但斑块形状趋于复杂化,同时小型零散居住点增多,穿插于连片耕地之中。外围区内龟蒙景区的服务区打造虽然融合周边景观资源形成轴线序列,但周边村庄布局松散,尚未形成一体化联动网络(图7−1)。基于现状外围区斑块分布进行定量分析可知,外围区整体破碎化加剧,其中建筑用地、耕地均破碎度加剧。

      针对外围区现状存在的问题提出以下建议:(1) 建立集中性村镇,弱化松散居住点,建立村镇网络。外围区村镇性质建筑用地的发展应当将松散的居民点有效集中,集中后村镇之间串联成廊道,穿掇为有机整体,使其最大斑块指数提升,斑块数量降低,从而降低破碎度。外围区风景区服务性建筑用地布局时,亦是如此。(2) 旅游服务片区应联动周边村镇协调规划。旅游服务区建设是在利用村镇资源的同时联动周边村落形成一体化结构布局,针对龟蒙景区服务性建筑用地布局应以蒙阳湖为中心融合周边村镇打造一体化、组团式蒙山服务片区,效果更佳。

    • 本文主要以蒙山风景区为例,以ENVI为主要技术手段,通过Fragstats软件定量分析风景区景观格局动态变化趋势,结合风景区现状揭示风景区格局变化与人类活动之间的关系,为未来规划提出可行性建议。

      (1) 林地的锐减及建筑用地的骤增是研究期间面积变化的主要特征。各类景观类型中,林地面积减少最多,位置主要发生在边缘区及外围区。建筑用地呈持续增长态势,面积增加最多,主要表现为外围区行政村域扩张及外围区、边缘区山谷地带风景区旅游服务建筑增加,但以牺牲优质景观林资源为代价的建筑用地扩张,应予以重点关注。

      (2) 林地向耕地转化、耕地向林地转化及耕地向建筑用地转化是蒙山风景区景观类型转移的主要趋势。根据土地利用转移矩阵分析可知,该3类景观类型转移面积相对较多,分别集中于边缘区、外围区,其中林地向耕地转移面积最多。林地、耕地的博弈从另一个方面表现为自然景观与人造景观的角逐,因此位于边缘区的林地、耕地应引起重点关注。耕地、建筑用地等是展现人工景观的重要载体,其面积变化反映人类活动的强弱。

      (3) 3大区域中边缘区对风景区破碎化程度影响显著,景观类型中林地、建筑用地是影响景观格局稳定的关键因子。根据景观指数定量计算可知,研究期间风景区内3大分区——核心区、边缘区、外围区破碎化程度均加剧,其中:同时期内边缘区破碎化最为剧烈,该区域土地利用类型转换也最为突出;核心区破碎化程度最低,区域内部存在连片主体林地作为生态屏障保持整体格局的稳定;同时期内林地面积占比最高而破碎化程度最低,建筑用地面积变化及破碎化剧烈,因此合理调控林地、建筑用地关系,特别是处理位于边缘区林地、建筑的相互关系显得尤为关键。

      (4) 基于蒙山风景区景观格局动态评估与分析,风景区规划应综合各个区域景观格局特征综合考量。针对核心区域,建议消除穿插于林地的零散建筑斑块,适度保留传统特色建筑,但不宜继续扩张,维护主体林地的连续性及稳定性。针对边缘区,如何处理林地、耕地的耦合关系及林地、零散建筑穿插关系是亟待解决的问题。退耕还林并严格划定林地红线,避免人工景观的侵袭,同时现状的古村落风貌建筑顺应地势规划为传统建筑景观廊道。外围区建立村镇联动系统,形成统一规划,消除零散建筑斑块,维护耕地连片分布的态势。此外,虽然建筑用地等人造景观类型扩张易加剧景观破碎化程度,但高破碎化并不代表景区发展的不可持续性及景观品质的下降,需要结合具体区域景观格局特征及建筑类型进行综合判定。

      (5) 本研究基于ENVI技术及景观格局指数定量分析风景区破碎化程度,针对风景区各个层次特征,结合现状景观品质判定进行综合评估与分析,但本文对评估后敏感等级划分及防护区域宽度界定尚需要进一步探讨。因此,如何结合现状景观划定敏感等级是今后研究的方向。可以结合游动分割窗技术等判定敏感位置及宽度的相关模型进行进一步研究,对指导风景区合理规划及可持续发展具有重要意义。

      低破碎化不是风景区良性发展的唯一标准,兼具功能性和生态性是风景区可持续发展的方向,需要结合现状景观功能,并融入景观品质判定、综合考量,方能得到规划设计的最优解,为未来景区发展提供良好的规划建议。

参考文献 (17)

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