空間粒度變化對縣域農(nóng)村居民點(diǎn)景觀指數(shù)的影響——以江蘇省大豐市為例
發(fā)布時(shí)間:2019-11-12 07:56
【摘要】:[方法]以江蘇省大豐市2013年度土地利用變更調(diào)查數(shù)據(jù)為基本數(shù)據(jù)源,利用arcgis10.0將其分別轉(zhuǎn)化為50~500m以內(nèi)以50m為間隔的10組柵格數(shù)據(jù),利用fragastats3.4對9個(gè)景觀指數(shù)進(jìn)行計(jì)算,[目的]分析其農(nóng)村居民點(diǎn)景觀格局特征及其粒度效應(yīng)。[結(jié)果]研究表明:研究區(qū)農(nóng)村居民點(diǎn)小斑塊所占比例較大,面積在1hm2以下的斑塊占總斑塊數(shù)的80%以上,整體分布呈現(xiàn)出"大分散、小集中"的特點(diǎn)。農(nóng)村居民點(diǎn)景觀指數(shù)具有明顯的粒度效應(yīng),其中隨粒度增大而增加的有平均斑塊面積、景觀面積和最大斑塊指數(shù),隨粒度增大而降低的有斑塊個(gè)數(shù)、斑塊密度、形狀指數(shù)、聚集度指數(shù)、結(jié)合度指數(shù)和分離度指數(shù)。粒度響應(yīng)最敏感的指數(shù)為斑塊個(gè)數(shù)和斑塊密度,具有中等敏感性的指數(shù)為平均斑塊面積、分離度指數(shù)和聚集度指數(shù),結(jié)合度指數(shù)、最大斑塊指數(shù)、斑塊形狀指數(shù)和景觀總面積對粒度響應(yīng)的敏感性較低。[結(jié)論]綜合各個(gè)景觀指數(shù)的變化特點(diǎn)發(fā)現(xiàn),粒度的增大最終將導(dǎo)致研究區(qū)居民點(diǎn)景觀斑塊形狀更加規(guī)則,最大斑塊的優(yōu)勢度上升,景觀破碎度降低,景觀斑塊間連通性降低且分布趨向分散。該研究可為農(nóng)村居民點(diǎn)規(guī)劃與生態(tài)評價(jià)提供依據(jù)。
【圖文】:
2.2農(nóng)村居民點(diǎn)景觀格局的粒度效應(yīng)2.2.1數(shù)量與規(guī)模指數(shù)的粒度效應(yīng)分析數(shù)量與規(guī)模景觀指數(shù)由景觀面積(TA)、斑塊個(gè)數(shù)(NP)、平均斑塊面積(AREA)、斑塊密度(PD)來表征。其中,景觀面積指研究區(qū)所有居民點(diǎn)景觀斑塊總面積,是計(jì)算其它景觀指數(shù)的基礎(chǔ);斑塊個(gè)數(shù)、斑塊密度指示了農(nóng)村居民點(diǎn)在數(shù)量規(guī)模上的變化;平均斑塊面積指示了景觀的破碎度,其值越小,景觀越破碎[18-19]。分析結(jié)果見圖1。圖1數(shù)量與規(guī)模特征指數(shù)的粒度效應(yīng)由圖1可知,在50~500m的粒度范圍內(nèi),隨著粒度的增加,景觀面積呈波浪式變化,但其變化的幅度較校其中,當(dāng)空間粒度為450m時(shí),景觀面積最大,當(dāng)空間粒度為150m時(shí),景觀面積最小,其與景觀總面積的相對誤差分別為4.1%和0.9%,總體上對各指數(shù)的計(jì)算結(jié)果影響不大。粒度由50m增大至500m的過程中,斑塊個(gè)數(shù)和斑塊密度顯著下降,其與粒度的變化關(guān)系可用冪函數(shù)進(jìn)行擬合,決定系數(shù)R2分別為0.9920和0.9912,均達(dá)到極顯著水平。尤其在50~150m的粒度范圍內(nèi),其下降率超過30%;當(dāng)粒度自150m繼續(xù)增加時(shí),其下降的速率趨于緩和?傮w上說,斑塊個(gè)數(shù)和斑塊密度對粒度的變化響應(yīng)較為敏感,尤其在粒度較小時(shí),斑塊數(shù)隨粒度增加而快速減少,說明研究區(qū)居民點(diǎn)較為破碎,小面積斑塊所占比例較多[20]。平均斑塊面積隨粒度的增大而增加,二者函數(shù)關(guān)系可用二次多項(xiàng)式進(jìn)行擬合,決定系數(shù)R2=0.9988,達(dá)到極顯著水平。在粒度由50m變化到500m的過程中,平均斑塊面積由1.1hm2逐漸增大至42.2hm2且沒有出現(xiàn)拐點(diǎn),說明隨著粒度的增加,平均斑塊面積變化比較緩和,景觀的破碎化程度隨粒度增大而逐漸降低[20]。2.2.2形狀指數(shù)的粒度效應(yīng)分析該文用斑塊周長除以同面積的圓周長的平均數(shù)表示斑塊的形狀指數(shù)(SHAPE)[21],它描述了斑?
圖2斑塊形狀指數(shù)的粒度效應(yīng)從圖2可以看出,研究區(qū)斑塊形狀指數(shù)隨粒度的變化大體呈3次多項(xiàng)式變化,其擬合方程的決定系數(shù)R2為0.9705,也達(dá)到極顯著水平。在50m≤粒度≤300m范圍內(nèi),其指數(shù)值隨粒度增加呈降低的趨勢,在粒度較小時(shí)變化尤為劇烈;當(dāng)300m≤粒度≤450m時(shí),隨粒度增加其緩慢增大,當(dāng)粒度>450m后又開始降低。說明粒度變化對斑塊形狀指數(shù)的影響較為復(fù)雜,粒度變化對小斑塊形狀指數(shù)影響較大,而對大斑塊形狀指數(shù)影響相對較小,這可能與大小斑塊間形狀特征相似程度較高有關(guān)?傊,該研究區(qū)農(nóng)村居民點(diǎn)隨著粒度的增加,斑塊形狀趨于規(guī)則。2.2.3空間構(gòu)型特征指數(shù)的粒度效應(yīng)分析反映景觀空間構(gòu)型的指數(shù)由聚集度指數(shù)(AI)、結(jié)合度指數(shù)(COHESION)和分離度指數(shù)(SPLIT)來表征[22],3個(gè)指標(biāo)綜合描述了景觀的空間結(jié)構(gòu)特征及其分布狀態(tài)。其中,,聚集度指數(shù)表示了整體景觀中某一類斑塊的聚集與分散狀態(tài),其值越大表示同類斑塊的分布越集中,值越小表示同類斑塊分布越分散,是景觀斑塊空間規(guī);植汲潭鹊姆从;結(jié)合度指數(shù)是對各斑塊的物理連通性的描述,其值越大說明景觀同類斑塊之間連通性越強(qiáng),一般來說,較高的結(jié)合度值說明景觀中的某種優(yōu)勢斑塊類型在空間上形成了良好的連接性;分離度指數(shù)指某一景觀類型中斑塊個(gè)體分布的離散程度,分離度指數(shù)越大,說明居民點(diǎn)的分布越零碎或離散[19-21],分析結(jié)果見圖3。圖3聚集度指數(shù)、結(jié)合度指數(shù)和分離度指數(shù)的粒度效應(yīng)由圖3可知,聚集度指數(shù)、結(jié)合度指數(shù)與分離度指數(shù)隨粒度增大均呈二次多項(xiàng)式的方式遞減,擬合函數(shù)的決定系數(shù)R2分別為0.9866、0.9655和0.963。但當(dāng)粒度≥350m時(shí),聚集度指數(shù)與結(jié)合度指數(shù)不再下降,而分離度指數(shù)除在350m時(shí)出現(xiàn)上升外,仍保持下降的趨勢。說明隨著粒度的增大,?
本文編號:2559680
【圖文】:
2.2農(nóng)村居民點(diǎn)景觀格局的粒度效應(yīng)2.2.1數(shù)量與規(guī)模指數(shù)的粒度效應(yīng)分析數(shù)量與規(guī)模景觀指數(shù)由景觀面積(TA)、斑塊個(gè)數(shù)(NP)、平均斑塊面積(AREA)、斑塊密度(PD)來表征。其中,景觀面積指研究區(qū)所有居民點(diǎn)景觀斑塊總面積,是計(jì)算其它景觀指數(shù)的基礎(chǔ);斑塊個(gè)數(shù)、斑塊密度指示了農(nóng)村居民點(diǎn)在數(shù)量規(guī)模上的變化;平均斑塊面積指示了景觀的破碎度,其值越小,景觀越破碎[18-19]。分析結(jié)果見圖1。圖1數(shù)量與規(guī)模特征指數(shù)的粒度效應(yīng)由圖1可知,在50~500m的粒度范圍內(nèi),隨著粒度的增加,景觀面積呈波浪式變化,但其變化的幅度較校其中,當(dāng)空間粒度為450m時(shí),景觀面積最大,當(dāng)空間粒度為150m時(shí),景觀面積最小,其與景觀總面積的相對誤差分別為4.1%和0.9%,總體上對各指數(shù)的計(jì)算結(jié)果影響不大。粒度由50m增大至500m的過程中,斑塊個(gè)數(shù)和斑塊密度顯著下降,其與粒度的變化關(guān)系可用冪函數(shù)進(jìn)行擬合,決定系數(shù)R2分別為0.9920和0.9912,均達(dá)到極顯著水平。尤其在50~150m的粒度范圍內(nèi),其下降率超過30%;當(dāng)粒度自150m繼續(xù)增加時(shí),其下降的速率趨于緩和?傮w上說,斑塊個(gè)數(shù)和斑塊密度對粒度的變化響應(yīng)較為敏感,尤其在粒度較小時(shí),斑塊數(shù)隨粒度增加而快速減少,說明研究區(qū)居民點(diǎn)較為破碎,小面積斑塊所占比例較多[20]。平均斑塊面積隨粒度的增大而增加,二者函數(shù)關(guān)系可用二次多項(xiàng)式進(jìn)行擬合,決定系數(shù)R2=0.9988,達(dá)到極顯著水平。在粒度由50m變化到500m的過程中,平均斑塊面積由1.1hm2逐漸增大至42.2hm2且沒有出現(xiàn)拐點(diǎn),說明隨著粒度的增加,平均斑塊面積變化比較緩和,景觀的破碎化程度隨粒度增大而逐漸降低[20]。2.2.2形狀指數(shù)的粒度效應(yīng)分析該文用斑塊周長除以同面積的圓周長的平均數(shù)表示斑塊的形狀指數(shù)(SHAPE)[21],它描述了斑?
圖2斑塊形狀指數(shù)的粒度效應(yīng)從圖2可以看出,研究區(qū)斑塊形狀指數(shù)隨粒度的變化大體呈3次多項(xiàng)式變化,其擬合方程的決定系數(shù)R2為0.9705,也達(dá)到極顯著水平。在50m≤粒度≤300m范圍內(nèi),其指數(shù)值隨粒度增加呈降低的趨勢,在粒度較小時(shí)變化尤為劇烈;當(dāng)300m≤粒度≤450m時(shí),隨粒度增加其緩慢增大,當(dāng)粒度>450m后又開始降低。說明粒度變化對斑塊形狀指數(shù)的影響較為復(fù)雜,粒度變化對小斑塊形狀指數(shù)影響較大,而對大斑塊形狀指數(shù)影響相對較小,這可能與大小斑塊間形狀特征相似程度較高有關(guān)?傊,該研究區(qū)農(nóng)村居民點(diǎn)隨著粒度的增加,斑塊形狀趨于規(guī)則。2.2.3空間構(gòu)型特征指數(shù)的粒度效應(yīng)分析反映景觀空間構(gòu)型的指數(shù)由聚集度指數(shù)(AI)、結(jié)合度指數(shù)(COHESION)和分離度指數(shù)(SPLIT)來表征[22],3個(gè)指標(biāo)綜合描述了景觀的空間結(jié)構(gòu)特征及其分布狀態(tài)。其中,,聚集度指數(shù)表示了整體景觀中某一類斑塊的聚集與分散狀態(tài),其值越大表示同類斑塊的分布越集中,值越小表示同類斑塊分布越分散,是景觀斑塊空間規(guī);植汲潭鹊姆从;結(jié)合度指數(shù)是對各斑塊的物理連通性的描述,其值越大說明景觀同類斑塊之間連通性越強(qiáng),一般來說,較高的結(jié)合度值說明景觀中的某種優(yōu)勢斑塊類型在空間上形成了良好的連接性;分離度指數(shù)指某一景觀類型中斑塊個(gè)體分布的離散程度,分離度指數(shù)越大,說明居民點(diǎn)的分布越零碎或離散[19-21],分析結(jié)果見圖3。圖3聚集度指數(shù)、結(jié)合度指數(shù)和分離度指數(shù)的粒度效應(yīng)由圖3可知,聚集度指數(shù)、結(jié)合度指數(shù)與分離度指數(shù)隨粒度增大均呈二次多項(xiàng)式的方式遞減,擬合函數(shù)的決定系數(shù)R2分別為0.9866、0.9655和0.963。但當(dāng)粒度≥350m時(shí),聚集度指數(shù)與結(jié)合度指數(shù)不再下降,而分離度指數(shù)除在350m時(shí)出現(xiàn)上升外,仍保持下降的趨勢。說明隨著粒度的增大,?
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