成都市近15年景观格局演变特征及其影响因素

摘要 基于成都市2005—2020年土地利用、城镇化率、绿化覆盖数据，利用景观格局指数、回归分析等方法探究成都市近15年景观格局演变及其影响因素。结果表明：以耕地、森林和人工建设用地为主要景观类型，三者面积变化较显著；耕地景观是最大优势景观但面积有所减小，破碎化程度不断上升；森林景观面积逐年增大，破碎化程度降低；人工建设用地面积显著增加，破碎化程度上升，景观优势度逐渐增大；城市景观总体呈破碎化趋势，优势景观类型连接度逐渐降低，团聚度下降、复杂性增加，各类型景观所占比例趋于均衡。城镇化率与景观蔓延度、多样性指数显著相关，随着城市化水平的上升，成都市各类景观团聚程度下降；政策因素对景观格局演变起到重要作用，受“公园城市”政策的影响，2018年绿化覆盖率明显增加，森林、灌木和草地面积增长；土地利用政策是影响人工建设用地和耕地面积变化的主要因素，未来土地利用规划应重视对耕地的保护。

关键词 景观格局；演变特征；城市化；影响因素；景观格局指数；成都市

中图分类号 TU984 文献标识码 A 文章编号 0517-6611（2023）19-0080-06

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2023.19.016

Characteristics and Influencing Factors of Landscape Pattern Evolution in Chengdu in the Past 15 Years

XU Jing-lin，ZHANG Jun-mei，CHEN Fan et al

（Faculty of Geography，Yunnan Normal University，Kunming，Yunnan 650500）

Abstract Based on the data of land use， urbanization rate and green cover in Chengdu from 2005 to 2020， landscape pattern index and regression analysis were used to explore the evolution of landscape pattern and its influencing factors in Chengdu in the past 15 years. The results showed that arable land， forest and artificial construction land were the main landscape types， and the area of the three landscape types changed significantly.Arable land landscape was the most dominant landscape， but its area decreased and the degree of fragmentation increased. The area of forest landscape increased year by year， and the degree of fragmentation decreased. The area of artificial construction land increased significantly， the degree of fragmentation increased， and the landscape dominance gradually increased. The overall trend of urban landscape fragmentation was that the connection degree of dominant landscape types gradually decreased， the degree of agglomeration decreased and the complexity increased， and the proportion of each type of landscape tended to be balanced.Urbanization rate was significantly correlated with landscape spread and diversity index. With the increase of urbanization level， the agglomeration degree of various landscapes in Chengdu decreased. Policy factors played an important role in the evolution of landscape patterns.Influenced by the “Park City” policy， the green coverage rate and the area of forest， shrub and grassland increased significantly in 2018. Land use policy was the main factor affecting the change of artificial construction and cultivated land area. The future land use planning should pay attention to the protection of cultivated land.

Key words Landscape pattern;Evolutionary characteristics;Urbanization;Influencing factors;Landscape pattern index;Chengdu City

景观格局表征了景观元素的空间布局特征，定量分析景观格局的时空演变不仅是格局与过程相互关系研究的基础，也可以揭示生态过程的驱动机制和发展趋势［1］。20世纪80年代以来，我国逐步进入城市化快速发展时期，城市景观呈现出高度破碎化的显著特征，并趋向于复杂、异质和不连续的混合斑块镶嵌体，且随着城市建设规模的不断扩大，景观格局还将受到日益增强的干扰，其演变将更加复杂化，由此带来的社会与生态环境影响将更为突出［2-5］。为了促进城市的可持续发展，从景观格局的角度理解和解决快速城市化进程中因景观格局变化带来的一系列城市问题已经成为生态学与地理学研究领域的热点之一［6］。

快速城市化背景下，景观格局动态变化特征、过程及其影响因素已受到国内外学者的普遍关注。国外学者多侧重于城市景观格局动态变化对生态效应的影响［7-8］，分析表明城市化是景观格局动态变化的主要影响因素［4，9］。我国学者从区域［10］、城市［3，11］、城市群［12-13］等不同空间尺度，采用景观格局指数法［14-15］、转移矩阵法［16-17］等方法来分析城市景观格局的演变特征，并运用相关分析法［18］、Binary Logit回归模型［3］等方法定性定量地研究了景观格局演变的影响因素，认为城市景观格局演变受到地理条件、人口、社会经济、国家政策等方面的影响［19-20］；也有学者侧重于分析生态格局演变［21］及其所带来的生态效应［22-24］。目前，国内学者的研究区域多关注东部高速发展的城市，对于中西部城市的研究成果较少。

成都市作为长江经济带上游的中心城市［21］、中西部核心发展城市［25］和全国公园城市示范区［26］，其城市的高质量发展在区域经济发展和生态环境的保护方面占据重要地位。肖况等［27］、罗艳等［28］关注成都市的景观时空变化、植被景观格局，欧定华等［29］基于粒子群算法对成都市郊区景观格局优化进行研究，隆世良等［30］、周爽等［31］侧重研究成都市景观安全格局、生态系统服务关联效应。以上研究多侧重于分析成都市景观格局的生态效应，在影响因素研究的层面上，注重自然和人文因素对成都市景观格局演变的影响，而对城市化进程的关注较少，尤其是政策因素的影响鲜少涉及。因此，笔者采用景观格局指数、回归分析等方法对成都市2005—2020年城市景观格局演变特征及其影响因素进行研究，以定量和定性相结合的方法分析了包括城市化水平、政策因素与景观格局之间的相关关系；最后，讨论了在城市化进程中城市发展政策对景观格局合理优化及其生态功能发挥的积极作用。

1 资料与方法

1.1 研究区概况

成都市（30°05′～31°26′N，102°54′～104°53′E）位于四川省中部，全域总面积约为13 930 km2。地势西北高、东南低，西部属于四川盆地边缘地区，以丘陵和山地为主；东部位于四川盆地腹心地带，以平原和低山丘陵为主，全域海拔1 000～3 000 m，成都市属亚热带湿润季风气候，夏季高温多雨，冬季温和少雨，四季分明。2020年年末常住人口约2 094万人，城镇化率78.77%，是成渝双城经济圈的重要一极。

1.2 数据来源

该研究采用成都市2005、2010、2015、2020年共4期土地利用数据，划分为耕地、森林、草地、灌木、冰雪、水体、荒地、人工建设用地8种景观类型，景观类型时序图如图1所示，该数据来源于武汉大学黄昕教授团队，为30 m分辨率年度土地利用数据（annual China land cover dataset，CLCD，https：//engine.piesat.cn/），分类精度为79.31%。城镇化率和绿化覆盖率数据均来源于《四川省统计年鉴》（2005—2020年）。

1.3 景观指数选取与分析方法

使用ArcGIS 10.7将土地利用数据转化为tiff格式，导入到Fragstats 4.2软件计算景观格局指数，景观指数类型及其意义如表1所示。根据研究地区的实际地理情况和景观指数所代表的实际意义，同时在借鉴现有的城市景观格局研究［2，6，21，31］的基础上，该研究从类型水平和景观水平2个方面选取指数。类型水平上选取斑块类型面积（CA）、斑块数量（NP）、斑块密度（PD）、平均斑块面积（AREA_MN）、最大斑块指数（LPI）；景观水平上选取斑块数量（NP）、平均斑块面积（AREA_MN）、斑块密度（PD）、最大斑块指数（LPI）、聚合度指数（AI）、分离度指数（DIVISION）、蔓延度指数（CONTAG）、香农多样性指数（SHDI）。

1.4 回归分析法

有研究表明，城市化会阶段性地增加或降低城市中心的景观多样性和破碎化程度［3，6，19，33］。蔓延度指数可以描述景观斑块类型的破碎化程度、团聚程度或延展趋势，景观多样性指数能够反映景观组分数量和各景观组分所占比例的差异。因此，该研究以蔓延度指数和多样性指数作为因变量来表征景观格局的演变特征，以城镇化率作为自变量来表征城市化水平。景观多样性指数和蔓延度指数由成都市2005—2020年的土地利用数据计算得出，结合15年城镇化率数据，利用SPSS软件对二者进行回归分析，得到线性回归模型以进一步分析相关性。

2 结果与分析

2.1 成都市景观格局演变特征

2.1.1 各景观类型的时间变化特征。

从成都市15年间各类景观总体构成的变化情况（表2）可以看出，耕地、森林和人工建设用地占比较大，是成都市主要的景观类型。其中，耕地面积占比最大，但斑块面积（CA）逐年减小，占比从61.47%下降至52.05%，说明成都市在发展过程中对耕地保护的重视程度有所下降；同时森林面积明显增加，占比从27.86%增加至30.37%，可见其景观优势度逐步增强，说明成都市对于绿地保护的持续重视；人工建设用地面积在15年间变化最为显著，占比从7.17%增长至13.50%，相比其他用地类型增幅较大，反映出成都市在发展过程中对建设用地需求的持续增大；灌木、草地面积增加；荒地、冰雪景观占比较小，变化幅度不大。