鞏義市農(nóng)業(yè)景觀異質(zhì)性的多尺度特征分析.pdf

1、景觀異質(zhì)性是由許多基本生態(tài)過(guò)程和物理環(huán)境過(guò)程在空間和時(shí)間尺度上共同作用的產(chǎn)物。本研究從不同空間尺度角度出發(fā)，對(duì)景觀異質(zhì)性特征進(jìn)行多尺度分析。以黃河中下游的鞏義市為研究區(qū)，首先在建城區(qū)、農(nóng)田、丘陵和山地四種不同人為干擾背景下的景觀類(lèi)型中各選一個(gè)4×4km的樣區(qū)，采用移動(dòng)窗口算法，分別以100m、250m、500m、1000m、1250m和1500m為移動(dòng)窗口半徑大小，借用表征景觀組成的均勻度指數(shù)(SHEI)和表征景觀構(gòu)型的蔓延度指數(shù)(CO

2、NT)，分析了鞏義市不同干擾背景下農(nóng)業(yè)景觀異質(zhì)性特征，依次從不同移動(dòng)窗口半徑的景觀組成與構(gòu)型中探尋干擾的差異性;其次，根據(jù)地貌特征的差異性劃分了河川平原區(qū)、丘陵區(qū)和山區(qū)三種不同的地貌分區(qū)，在各類(lèi)地貌分區(qū)中分別選取10個(gè)樣點(diǎn)，以樣點(diǎn)為圓心，分別以100m、250m、500m、750m、1000m、1250m和1500m為圓形緩沖區(qū)半徑，通過(guò)選取的21個(gè)景觀指數(shù)在不同緩沖區(qū)半徑的變化特征，判定研究區(qū)景觀異質(zhì)性的特征尺度為1250m，并在該尺

3、度上進(jìn)行了景觀指數(shù)的篩選，最終剔除相關(guān)性較高(P＜0.01)的指數(shù)，保留了斑塊密度指數(shù)(PD)、面積加權(quán)平均斑塊數(shù)(AREA_AM)、面積加權(quán)平均分維數(shù)(FRAC_AM)、蔓延度指數(shù)(CONT)、聚集度指數(shù)(AI)、分散與并列指數(shù)(IJI)、斑塊豐富度指數(shù)(PR)、香濃多樣性指數(shù)(SHDI)和粘合度指數(shù)(COHESION)共9個(gè)指數(shù)，作為不同地貌分區(qū)景觀異質(zhì)性特征對(duì)比分析的指數(shù)集;最后，基于NDVI統(tǒng)計(jì)數(shù)值隨著不同空間分辨率的變化，借助

4、于半方差函數(shù)曲線(xiàn)來(lái)判定空間分辨率對(duì)景觀異質(zhì)性特征的影響。
　　研究結(jié)果表明:
　　(1)隨著幅度從100m、250m、500m、1000m、1250m和1500m逐漸增大，各景觀類(lèi)型的蔓延度和均勻度指數(shù)的最大值逐漸遞減，而最小值除建成區(qū)外其它三類(lèi)景觀基本呈遞增趨勢(shì);人為干擾強(qiáng)度較大的建成區(qū)和農(nóng)田景觀蔓延度指數(shù)的平均值均大于人為干擾強(qiáng)度較小的丘陵和山地景觀，均勻度指數(shù)的平均值則相反;在建成區(qū)、農(nóng)田、丘陵和山地4種景觀類(lèi)型區(qū)，均

5、勻度指數(shù)和蔓延度指數(shù)都呈顯著相關(guān)關(guān)系，R2都大于0.9，除城市景觀（1000m及以上移動(dòng)窗口半徑）外;擬合曲線(xiàn)的斜率（β值）隨著移動(dòng)窗口半徑的增大基本呈遞增趨勢(shì)。
　　(2)從表征景觀中斑塊復(fù)雜程度的PD、AREA_AM和FRAC_AM指數(shù)值的變化特征來(lái)看，丘陵區(qū)斑塊的類(lèi)型和數(shù)量與其它兩個(gè)區(qū)域相比更為豐富，而山區(qū)景觀中面積比例占優(yōu)勢(shì)的斑塊尤為突出，就斑塊的形狀而言區(qū)域內(nèi)斑塊的形狀都比較規(guī)則;從表征景觀構(gòu)型特征的AI、CONT和IJ

6、I指數(shù)值的變化特征來(lái)看，丘陵區(qū)不同類(lèi)型斑塊的聚集程度較高，而山區(qū)景觀中不同類(lèi)型的斑塊分布比較均勻，且彼此之間的相鄰分布的幾率較高;從表征景觀多樣性特征的SHDI和PR指數(shù)值的變化特征來(lái)看，河川平原景觀中斑塊的類(lèi)型和數(shù)量最多;從表征景觀粘合度的COHESION指數(shù)來(lái)看，山區(qū)中核心類(lèi)型斑塊具有較高的絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。
　　(3)在重采樣的基礎(chǔ)上，分別提取30m、60m和90m三種不同空間分辨率的各種景觀類(lèi)型的NDVI數(shù)值，從不同空間分辨率的N

7、DVI數(shù)值隨著空間分辨的變化的箱線(xiàn)圖中可以看出，同一種景觀類(lèi)型的NDVI數(shù)值隨著空間分辨率變化的幅度較小，空間分辨率影響的差異性并不顯著。根據(jù)半方差函數(shù)曲線(xiàn)的變化特征可知，耕地、河渠和坑塘、建設(shè)用地在各空間分辨率的半方差函數(shù)曲線(xiàn)的變化呈水平波動(dòng)，說(shuō)明景觀的結(jié)構(gòu)和要素組成比較單一;林地景觀格局的表現(xiàn)形式為在不同的空間尺度上均分布有不同類(lèi)型的斑塊且它們的組成結(jié)構(gòu)復(fù)雜，呈現(xiàn)強(qiáng)烈的異質(zhì)性特征;而未利用地的景觀的空間異質(zhì)性特征受空間自相關(guān)性的影響