1995—2015年长江中下游流域景观格局时空演变

doi:10.3969/j.issn.1000-2006.201903079

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南京林业大学学报（自然科学版） ›› 2020, Vol. 44 ›› Issue (3): 185-194.doi: 10.3969/j.issn.1000-2006.201903079

1995—2015年长江中下游流域景观格局时空演变

贾艳艳¹(), 唐晓岚¹^,²(), 唐芳林³(), 杨阳¹

^1.南京林业大学风景园林学院，江苏南京 210037
^2.南京林业大学中国特色生态文明建设与林业发展研究院，江苏南京 210037
^3.国家林业和草原局国家公园规划研究中心，云南昆明 650216

收稿日期:2019-03-31 修回日期:2019-08-31 出版日期:2020-05-30 发布日期:2020-06-11
通讯作者: 唐晓岚,唐芳林
作者简介:贾艳艳（jiayanyan1011@163.com），博士生。
基金资助:
国家自然科学基金项目(31270746);国家社会科学基金项目(12&ZD029);江苏省六大人才高峰计划(2013-JZ-014);住房和城乡建设部科学技术项目(2016-R2-068);中国学位与研究生教育学会农林学科工作委员会2019年研究生教育管理课题(2019-NLZX-ZD15);2018年南京林业大学专业学位研究生课程案例库建设项目(2018AL07);2018年南京林业大学高等教育研究课题(2018B22)

Spatial⁃temporal evolution of landscape pattern in the middle and lower reaches of the Yangtze River basin from 1995 to 2015

JIA Yanyan¹(), TANG Xiaolan¹^,²(), TANG Fanglin³(), YANG Yang¹

^1.College of Landscape Architecture, Nanjing Forestry University, Nanjing 210037, China
^2.NFU Academy of Chinese Ecological Progress and Forestry Development Studies, Nanjing 210037, China
^3.Plan and Research Center for National Park, National Forestry and Grassland Administration, Kunming 650216, China

Received:2019-03-31 Revised:2019-08-31 Online:2020-05-30 Published:2020-06-11
Contact: TANG Xiaolan,TANG Fanglin

摘要/Abstract

摘要： 目的

定量揭示长江中下游流域景观格局时空演变特征，为进一步优化景观格局和保护长江生态环境提供依据。

方法

以1995年、2005年和2015年土地利用数据为数据源，采用景观动态度、转移矩阵和景观指数等方法，结合地貌特征对长江中下游流域景观格局变化进行分析。

结果

1995—2015年，长江中下游流域景观结构变化明显，耕地、林地、草地的面积减少，湿地、建设用地的面积增加；长江下游建设用地和耕地的变化率显著高于中游。地貌类型上，平原地区集中了研究区43%以上的耕地、82%以上的湿地和64%以上的建设用地，人类活动最剧烈，人地矛盾突出；丘陵山地以林地、草地等自然景观主导，但人类活动的影响也在逐渐加深。耕地、林地、建设用地和湿地动态变化明显；1995—2005年，耕地流向建设用地和湿地分别为3 440.15 和1 705.11 km²；2005—2015年，5 747.13 km²的耕地和1 432.52 km²的林地转变为建设用地。耕地、林地破碎度增强，湿地和建设用地破碎度减弱，建设用地连通性增强，趋于集聚连片分布；整体上景观异质性增强，景观格局趋向复杂化。

结论

近20年长江中下游流域景观格局变化显著，地域差异明显，人类干扰不断增强，必须有针对性地管控人类活动强度。

关键词: 景观格局, 景观指数, 时空演变, 长江中下游地区

Abstract: Objective

Revealing the spatial-temporal evolution characteristics of landscape pattern in the middle and lower reaches of the Yangtze River basin quantitatively could provide a basis for further optimizing the landscape pattern and protecting the ecological environment of the Yangtze River.

Method

Utilizing the land-use data for 1995, 2005 and 2015, supported by ArcGIS10.2, Fragstats 4.2 and other software, landscape index, landscape dynamic degree, and transfer matrix were comprehensively applied to analyze the landscape pattern changes of the middle and lower reaches of the Yangtze River at different spatial-temporal scales in combination with geomorphic features.

Result

From 1995 to 2015, the landscape structure of the middle and lower reaches of the Yangtze River changed significantly. The area of cultivated land, forest land and grass land in the study area decreased, while the area of wetland and construction land increased. However, forest land and cultivated land were the dominant landscapes, accounting for more than 49% and 33%, respectively. The change rate of construction land and cultivated land in the lower reaches of the Yangtze River was significantly higher than that in the middle reaches. In terms of geomorphic types, more than 43% cultivated land, more than 82% wetland, and more than 64% construction land in the study area were concentrated in the plain; on the plain, human activities were the most intense and the contradiction between human and land was prominent. The hilly and mountainous areas were dominated by forest land, grass land and other natural landscapes, but the impact of human activities was also gradually deepening. The dynamic changes of cultivated land, forest land, construction land and wetland were obvious. From 1995 to 2005, the area of cultivated land transformed into construction land and wetland was 3 440.15 km² and 1 705.11 km², respectively, mainly concentrated in the plains. From 2005 to 2015, 5 747.13 km² of cultivated land and 1 432.52 km² of forest land were converted into construction land, mainly concentrated in the plain, platform and hilly areas. The analysis of landscape pattern index showed that the degree of landscape fragmentation of cultivated land and forest land increased, and that of wetland and construction land decreased. The connectivity of construction land increased, tending to gather and spread together. Between 1995 and 2015, the contagion index (CONTAG) and aggregation index (AI) of the study area decreased, while the edge density (ED), Shannon’s diversity index (SHDI) and Shannon’s evenness index (SHEI) increased continuously, indicating that the landscape heterogeneity increased and landscape pattern tended to be complicated.

Conclusion

In the past 20 years, the landscape pattern of the middle and lower reaches of the Yangtze River basin has changed significantly, with obvious regional differences and increasing human interference. Therefore, the intensity of human activities must be controlled in a targeted way.

Key words: landscape pattern, landscape index, spatial-temporal evolution, the middle and lower reaches of the Yangtze River

中图分类号:

X171.1

贾艳艳,唐晓岚,唐芳林,等. 1995—2015年长江中下游流域景观格局时空演变[J]. 南京林业大学学报（自然科学版）, 2020, 44(3): 185-194.

JIA Yanyan, TANG Xiaolan, TANG Fanglin, YANG Yang. Spatial⁃temporal evolution of landscape pattern in the middle and lower reaches of the Yangtze River basin from 1995 to 2015[J].Journal of Nanjing Forestry University (Natural Science Edition), 2020, 44(3): 185-194.DOI: 10.3969/j.issn.1000-2006.201903079.

图/表 7

图1

表1

表2

表3

表4

表5

表6

参考文献 25

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年份 year	景观类型 landscape pattern	中游 midstream		下游 downstream		中下游流域 the middle and lower reaches
年份 year	景观类型 landscape pattern	面积/km² area	占比/% proportion	面积/km² area	占比/% proportion	面积/km² area	占比/% proportion
1995	耕地cultivated land	202 436.71	30.99	69 225.20	56.19	271 661.91	34.99
	林地forest land	355 887.50	54.49	26 885.25	21.82	382 772.75	49.31
	草地grass land	52 265.91	8.00	5 164.45	4.19	57 430.36	7.40
	湿地wetland	28 174.11	4.31	11 758.82	9.54	39 932.93	5.14
	建设用地construction land	14 257.56	2.18	10 131.89	8.22	24 389.45	3.14
	未利用地unutilized land	105.23	0.02	29.20	0.02	134.43	0.02
2005	耕地cultivated land	200 978.65	30.77	66 375.62	53.88	267 354.27	34.44
	林地forest land	355 440.14	54.42	26 837.25	21.78	382 277.39	49.24
	草地grass land	52 179.66	7.99	5 138.76	4.17	57 318.42	7.38
	湿地wetland	28 813.81	4.41	12 126.98	9.84	40 940.79	5.27
	建设用地construction land	15 613.80	2.39	12 684.67	10.30	28 298.47	3.65
	未利用地unutilized land	100.98	0.02	31.51	0.03	132.49	0.02
2015	耕地cultivated land	198 362.03	30.37	62 923.35	51.08	261 285.38	33.66
	林地forest land	354 067.76	54.21	26 718.34	21.69	380 786.10	49.05
	草地grass land	52 195.37	7.99	5 174.49	4.20	57 369.86	7.39
	湿地wetland	28 995.15	4.44	12 157.14	9.87	41 152.29	5.30
	建设用地construction land	19 405.35	2.97	16 184.60	13.14	35 589.95	4.58
	未利用地unutilized land	101.37	0.02	36.88	0.03	138.25	0.02

地貌类型 geomorphic type	占流域面积比例/% area proportion of geomorphic type	年份 year	景观类型面积占比/% area proportion of landscape type
地貌类型 geomorphic type	占流域面积比例/% area proportion of geomorphic type	年份 year	耕地 cultivated land	林地 forest land	草地 grass land	湿地 wetland	建设用地 construction land	未利用地 unutilized land
平原 plain	24.31	1995	63.79	8.86	1.53	17.34	8.46	0.01
		2005	61.96	8.82	1.53	17.76	9.93	0.01
		2015	59.85	8.73	1.52	17.85	12.05	0.01
台地 platform	17.37	1995	55.95	33.10	3.53	3.00	4.39	0.03
		2005	55.43	32.91	3.50	3.07	5.07	0.03
		2015	54.14	32.48	3.47	3.09	6.79	0.04
丘陵 hill	15.37	1995	27.94	63.70	5.83	1.36	1.15	0.02
		2005	27.86	63.60	5.79	1.42	1.31	0.02
		2015	27.62	63.22	5.83	1.43	1.88	0.02
小起伏山地 low?relief mountain	17.98	1995	15.56	74.37	9.07	0.56	0.42	0.01
		2005	15.55	74.30	9.08	0.60	0.46	0.01
		2015	15.50	74.12	9.13	0.61	0.63	0.01
中起伏山地 middle?relief mountain	19.57	1995	11.65	73.17	14.82	0.18	0.17	0.01
		2005	11.63	73.16	14.83	0.19	0.18	0.01
		2015	11.60	73.14	14.81	0.19	0.24	0.01
大起伏山地 high?relief mountain	5.40	1995	7.83	73.64	18.32	0.11	0.09	0.02
		2005	7.80	73.74	18.23	0.11	0.10	0.02
		2015	7.77	73.72	18.21	0.10	0.17	0.02

景观类型 landscape type	1995—2005		2005—2015		1995—2015
景观类型 landscape type	面积变化/km² area change	动态度/% dynamic degree	面积变化/ km² area change	动态度/% dynamic degree	面积变化/ km² area change	动态度/% dynamic degree
耕地cultivated land	-4 307.64	-0.16	-6 068.89	-0.23	-10 376.54	-0.38
林地forest land	-495.36	-0.01	-1 491.29	-0.04	-1 986.65	-0.05
草地grass land	-111.94	-0.02	51.44	0.01	-60.50	-0.01
湿地wetland	1 007.86	0.25	211.50	0.05	1 219.37	0.31
建设用地construction land	3 909.02	1.60	7 291.48	2.58	11 200.50	4.59
未利用地unutilized land	-1.94	-0.14	5.76	0.43	3.82	0.28

年份 year	景观类型 landscape type	耕地 cultivated land	林地 forest land	草地 grass land	湿地 wetland	建设用地 construction land	未利用地 unutilized land
1995—2005	耕地cultivated land	266 096.24	372.53	209.09	1705.11	3 440.15	0.89
	林地forest land	510.97	381 657.04	184.39	123.66	401.45	6.07
	草地grass land	192.60	284.07	56 863.88	48.36	32.87	0.63
	湿地wet land	627.20	53.01	50.87	39 029.22	142.21	0.01
	建设用地construction land	52.24	6.37	1.18	15.10	24 080.56	0.38
	未利用地unutilized land	1.12	3.89	1.00	1.79	2.36	123.61
2005—2015	耕地cultivated land	260 774.73	325.57	111.79	508.29	5 747.13	12.69
	林地forest land	287.96	380 139.19	448.29	64.49	1 432.52	4.10
	草地grass land	45.53	362.33	56 733.81	33.10	133.42	1.88
	湿地wet land	132.79	22.95	50.07	40 514.95	202.18	0.14
	建设用地construction land	117.11	23.29	13.66	13.21	27 931.42	0.91
	未利用地unutilized land	1.51	1.14	3.54	2.16	5.47	117.75

年份 year	景观类型 landscape type	斑块数 NP	平均斑块面积/ km²MPS	斑块密度/ （个·km^-2） PD	最大斑块指数/% LPI	景观形状指数 LSI	斑块结合度指数 COHESION
1995	耕地cultivated land	224 911	1.207 9	0.289 7	4.542 5	827.161 5	99.812 7
	林地forest land	76 444	5.007 2	0.098 5	11.381 6	563.490 2	99.942 7
	草地grass land	51 997	1.104 5	0.067 0	1.753 1	517.765 1	99.682 9
	湿地wetland	56 497	0.706 8	0.072 8	2.266 1	283.481 6	99.668 3
	建设用地construction land	206 151	0.118 3	0.265 5	0.067 3	531.829 1	86.665 2
	未利用地unutilized land	883	0.152 2	0.001 1	0.003 8	38.991 4	92.026 8
2005	耕地cultivated land	221 255	1.208 3	0.285 0	4.511 8	832.133 4	99.807 6
	林地forest land	76 294	5.010 6	0.098 3	11.343 5	562.704 4	99.942 5
	草地grass land	50 864	1.126 9	0.065 5	1.752 2	514.991 0	99.682 6
	湿地wetland	50 930	0.803 9	0.065 6	2.332 3	281.683 0	99.680 1
	建设用地construction land	196 460	0.144 0	0.253 1	0.105 3	513.614 3	90.936 9
	未利用地unutilized land	859	0.154 2	0.001 1	0.003 8	38.515 2	92.122 9
2015	耕地cultivated land	228 565	1.143 2	0.294 4	4.410 8	842.025 9	99.791 8
	林地forest land	78 995	4.820 4	0.101 8	11.322 5	565.345 2	99.942 0
	草地grass land	51 982	1.103 6	0.067 0	1.759 7	515.533 7	99.682 9
	湿地wetland	49 520	0.831 0	0.063 8	2.301 6	281.234 1	99.666 3
	建设用地constructionland	173 865	0.204 7	0.224 0	0.135 2	503.493 4	93.934 1
	未利用地unutilized land	791	0.174 8	0.001 0	0.003 7	38.025 4	92.151 0

1995—2015年长江中下游流域景观格局时空演变

Spatial⁃temporal evolution of landscape pattern in the middle and lower reaches of the Yangtze River basin from 1995 to 2015

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