徐珊珊，趙清賀，吳長(zhǎng)松，曹梓豪

(河南大學(xué)環(huán)境與規(guī)劃學(xué)院，黃河中下游數(shù)字地理技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，河南 開(kāi)封 475004)

北江干流河岸緩沖帶景觀格局的梯度效應(yīng)分析

徐珊珊，趙清賀，吳長(zhǎng)松，曹梓豪

(河南大學(xué)環(huán)境與規(guī)劃學(xué)院，黃河中下游數(shù)字地理技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，河南 開(kāi)封 475004)

基于2000、2005和2010年的TM遙感影像，結(jié)合GIS和RS技術(shù)，采用緩沖區(qū)分析方法研究了北江干流10 km河岸緩沖帶景觀格局特征及其水平梯度效應(yīng)。結(jié)果表明，10 a間，林地是景觀基質(zhì)，其次是農(nóng)田和水體；農(nóng)田、草地和灌叢呈減少趨勢(shì)，建設(shè)用地和未利用地呈增加趨勢(shì)，林地和水體先增加后減少。在類型水平上，各景觀組分的復(fù)雜度呈下降趨勢(shì)，破碎化呈現(xiàn)先上升后下降狀態(tài)，而連接度呈現(xiàn)增強(qiáng)的趨勢(shì)；在景觀水平上，最大斑塊和凝聚度指數(shù)在0～1 km有明顯的峰值，形狀指數(shù)隨著緩沖區(qū)寬度的增加逐漸上升，而聚集度指數(shù)與凝聚度指數(shù)呈現(xiàn)相反的趨勢(shì)。

河岸緩沖帶；景觀格局；梯度效應(yīng)；北江流域

河岸帶是河流生態(tài)系統(tǒng)中極為重要的部分，是流域景觀中的重要組成元素，同時(shí)也是陸地生態(tài)系統(tǒng)與水生生態(tài)系統(tǒng)連接的紐帶，與河流系統(tǒng)一起構(gòu)成連接整個(gè)流域上下游的廊道[1]，它在為生物提供棲息地的同時(shí)，也在水土保持等方面發(fā)揮著重要的作用[2-3]。從景觀生態(tài)學(xué)的視角來(lái)看，河岸帶由于其結(jié)構(gòu)、功能上的特殊性而成為敏感的生態(tài)交錯(cuò)區(qū)，被視為實(shí)現(xiàn)流域生態(tài)水文功能的熱點(diǎn)區(qū)域[4]。另外，在河岸帶及受河岸帶影響的區(qū)域內(nèi)，人為干擾嚴(yán)重，損害了河流及河流沿線土地的自然屬性，影響了河岸帶生態(tài)功能的發(fā)揮[5-6]，甚至導(dǎo)致更大范圍的生態(tài)環(huán)境的惡化[7,8]，因此河岸帶日益成為流域生態(tài)學(xué)研究的重點(diǎn)。目前，國(guó)外學(xué)者注重河岸帶植被對(duì)流域的生態(tài)意義，主要集中在不同地域的森林、草地、果園等不同立地類型[9-10]，在凈化水體、保持水土、環(huán)境優(yōu)化等發(fā)面的作用[11]。國(guó)內(nèi)研究多側(cè)重于分析河岸植被的組成、群落結(jié)構(gòu)及功能等方面，同時(shí)涉及河岸帶植被的恢復(fù)重建與管理等問(wèn)題[11-12]，多以水文、水利為知識(shí)背景開(kāi)展研究，其中，景觀格局方面的研究受到越來(lái)越多的關(guān)注。景觀格局是自然與人類活動(dòng)在長(zhǎng)期的相互作用下演變而成的，是人類影響生態(tài)系統(tǒng)的重要表現(xiàn)[13]，河岸緩沖帶景觀的變化對(duì)流域生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能具有重要的指示作用[14]。目前，關(guān)于北江流域河岸帶的研究，較多關(guān)注其土壤理化性質(zhì)[15]、水文變化[16]和氣候特征[17]等，而對(duì)河岸緩沖帶景觀格局變化情況的研究較少。因此，本研究以北江干流10 km緩沖區(qū)為研究對(duì)象，分析景觀格局的梯度變化，以期對(duì)河岸帶景觀管理提供一定的理論依據(jù)。

1 研究地區(qū)與研究方法

1.1 研究區(qū)概況

北江是珠江流域第二大水系，地理位置在N 23°09’～25°41’，E 111°52’～114°41’。北江發(fā)源于南嶺山系，源頭深入江西、湖南邊境，全長(zhǎng)約582 km，貫穿廣東省北部和中部，在思賢滘與西江相通，注入珠江三角洲河網(wǎng)區(qū)(圖1)。流域面積約4.6×105km2，是廣東最重要的河流之一。流域地形多為山地和丘陵，地勢(shì)北高南低，出飛來(lái)峽后逐漸平坦。流域雨量多、強(qiáng)度大，年降雨量在1 600～1 800 mm，降雨多集中在汛期(4-9月)，占全年降雨量的70%以上。該區(qū)屬亞熱帶季風(fēng)型氣候，季風(fēng)影響顯著，陽(yáng)光充足，熱量豐富。此外，本區(qū)人多地少，人地矛盾突出，坡地開(kāi)墾與利用頻繁，因此水土流失是其主要生態(tài)問(wèn)題。

圖1 研究區(qū)位置示意圖Fig.1 The location of study area

1.2 研究方法

1.2.1 數(shù)據(jù)來(lái)源與處理 采用的數(shù)據(jù)資料主要有2000、2005和2010年的Landsat TM多光譜遙感影像，1∶100000地形圖及2000—2010年該區(qū)域相關(guān)社會(huì)經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計(jì)資料。運(yùn)用Erdas 9.2和ArcGIS 10.2進(jìn)行遙感影像預(yù)處理、輻射糾正、幾何糾正和圖像配準(zhǔn)。參照全國(guó)土地利用分類方法，將景觀類型分為農(nóng)田、建設(shè)用地、林地、水體、草地、灌叢和未利用地等7種景觀類型。在人機(jī)交換方式下目視解譯，得到2000年、2005年和2010年3期土地利用矢量圖，建立土地利用空間數(shù)據(jù)庫(kù)。最后，在ArcGIS 10.2中，以廣東省內(nèi)的北江干流為中心，10 km緩沖區(qū)為研究范圍，采用Buffer命令在10 km內(nèi)每隔1 km生成1個(gè)緩沖區(qū)，并在3期矢量圖的基礎(chǔ)上，采用Clip命令裁剪出研究區(qū)內(nèi)各個(gè)緩沖區(qū)相對(duì)應(yīng)的土地利用數(shù)據(jù)(圖2)。針對(duì)景觀格局的變化，利用ArcGIS 10.2，在Spacial analyst tools模塊中得到3期景觀類型轉(zhuǎn)移矩陣圖，并利用其屬性表結(jié)合Excel 2003做數(shù)據(jù)透視表，得到3期景觀類型轉(zhuǎn)移矩陣。針對(duì)景觀格局指數(shù)的計(jì)算與分析，首先在ArcGIS 10.2環(huán)境下，利用Conversion Tools模塊將各緩沖區(qū)的矢量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為大小為30 m的柵格數(shù)據(jù)，然后采用Fragstats 4.2在類型水平上計(jì)算10 km緩沖區(qū)范圍的景觀指數(shù)；在景觀水平上，計(jì)算每1 km范圍內(nèi)的景觀指數(shù)。最后利用Origin 8.0軟件得到3期景觀指數(shù)的柱狀圖(圖3)和水平梯度效益的散點(diǎn)圖(圖4)。

1.2.2 分析方法 通過(guò)轉(zhuǎn)移矩陣來(lái)反映各土地利用類型間相互轉(zhuǎn)移的定量關(guān)系，從而對(duì)各個(gè)時(shí)期不同景觀類型的面積變化、動(dòng)態(tài)流向進(jìn)行對(duì)比分析，得出2000—2010年10 a間景觀類型面積的變化情況。

景觀格局通常指空間格局，是不同景觀要素在空間上的排列關(guān)系[18]。景觀指數(shù)是景觀格局信息的高度集中體現(xiàn)，是反映景觀結(jié)構(gòu)組成和空間格局特征的簡(jiǎn)單定量指標(biāo)。本研究中，根據(jù)研究區(qū)特點(diǎn)及實(shí)際情況，選取了4個(gè)景觀指數(shù)，分別是：最大斑塊指數(shù)(LPI)、形狀指數(shù)(LSI)、凝聚度指數(shù)(COH-ESION)和聚集度指數(shù)(AI)。LPI指最大斑塊占景觀的面積，用來(lái)測(cè)定景觀優(yōu)勢(shì)度；LSI主要反映斑塊形狀的復(fù)雜程度，其值越高，說(shuō)明景觀中不同斑塊類型的集合程度越低，復(fù)雜度越高；COHESION是定義景觀中某種斑塊之間物理連接度的指數(shù)，其值越高，說(shuō)明該類別的景觀連通性越強(qiáng)；AI指景觀中不同生態(tài)系統(tǒng)的團(tuán)聚程度，反映景觀的破碎化，其值越高代表景觀由少數(shù)團(tuán)聚的大斑塊組成，破碎化程度越小。

圖2 2000—2010年北江10 km河岸緩沖帶景觀類型空間分布 Fig.2 The spatial distribution of landscape types within 10 km riparian buffer zone of Beijiang River during 2000—2010

本研究通過(guò)計(jì)算類型水平上各時(shí)期的景觀指數(shù)，并結(jié)合轉(zhuǎn)移矩陣對(duì)各類型的景觀指數(shù)進(jìn)行對(duì)比分析，從而探討不同類型景觀格局的變化趨勢(shì)及原因。為了分析10 km緩沖區(qū)內(nèi)景觀格局的梯度效應(yīng)，計(jì)算了景觀水平上每隔1 km區(qū)域內(nèi)的景觀指數(shù)，分析了距河道不同距離范圍內(nèi)不同時(shí)期的景觀格局演變情況。

2 結(jié)果與分析

2.1 北江干流河岸緩沖帶景觀轉(zhuǎn)移分析

轉(zhuǎn)移矩陣是對(duì)土地利用特征進(jìn)行的定量分析，它反映了一定時(shí)期內(nèi)土地變化的情況。研究區(qū)內(nèi)2000—2010年的景觀數(shù)量結(jié)構(gòu)表現(xiàn)出以下特征(表1和表2)：

表1 北江10 km河岸緩沖帶2000—2005年景觀轉(zhuǎn)移矩陣Table 1 Landscape change matrix from 2000 to 2005 within 10 km riparian buffer of Beijiang river km2

(1)林地、農(nóng)田是優(yōu)勢(shì)景觀類型。10 a間農(nóng)田面積持續(xù)下降，降幅達(dá)91.78 km2，年均變化9.18 km2；2000—2005年，林地面積增加了7.75 km2，而2005—2010年林地面積又急劇下降了52.7 km2；其次是灌叢和草地，分別下降21.76 km2和1.49 km2。建設(shè)用地2000—2005年增加了75.48 km2，2005—2010年增加了65.49 km2，10 a間增幅高達(dá)41.68%；然后是未利用地和水體，面積分別增加了12.01 km2和8.10 km2。

(2)農(nóng)田與林地之間相互轉(zhuǎn)化頻繁。2000—2005年，25.07 km2的農(nóng)田轉(zhuǎn)化為林地，18.48 km2的林地轉(zhuǎn)化為農(nóng)田；2005—2010年，轉(zhuǎn)化為林地的農(nóng)田面積為3.93 km2，轉(zhuǎn)化為農(nóng)田的林地面積為17.22 km2?？偟膩?lái)說(shuō)，農(nóng)田面積的增加主要是通過(guò)占用林地實(shí)現(xiàn)的。

(3)建設(shè)用地面積變化較大且呈現(xiàn)增加趨勢(shì)。從建設(shè)用地的占地情況來(lái)看，主要源于農(nóng)田和林地。2000—2005年55.76 km2的農(nóng)田和9.53 km2的林地轉(zhuǎn)化為建設(shè)用地，2005—2010年，建設(shè)用地占用農(nóng)田和林地的面積為26.58 km2和21.45 km2。農(nóng)田和林地對(duì)建設(shè)用地的貢獻(xiàn)比較大，導(dǎo)致農(nóng)田和林地面積的下降。

(4)2000—2005年，水體面積有所增加，主要是因?yàn)椴糠洲r(nóng)田轉(zhuǎn)化為水體，而2005—2010年，水體轉(zhuǎn)化為農(nóng)田和建設(shè)用地的面積有所增加，導(dǎo)致水體面積呈下降趨勢(shì)。

(5)灌叢面積在2000—2010年有所下降，主要被農(nóng)田和建設(shè)用地以及林地所占用；草地總體呈下降狀態(tài)，但由于其初始面積很小，因此實(shí)際面積變化不大。

(6)10 a間，未利用地面積一直在增加，主要來(lái)源于林地。

表2 北江10 km河岸緩沖帶2005—2010年景觀轉(zhuǎn)移矩陣Table 2 Landscape change matrix from 2005 to 2010 within 10 km riparian buffer of Beijiang river km2

2.2 北江干流河岸緩沖帶景觀格局動(dòng)態(tài)

2.2.1 優(yōu)勢(shì)度分析 通過(guò)優(yōu)勢(shì)度分析，可得出景觀由少數(shù)主要景觀類型控制的程度。由圖3-A可知，與其他景觀類型的最大斑塊指數(shù)相比，林地LPI最高，在景觀中占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，主體地位最為明顯，這與表1和2中景觀類型分布所顯示的結(jié)果一致。農(nóng)田L(fēng)PI呈下降趨勢(shì)，這與農(nóng)田面積逐年遞減相吻合；建設(shè)用地指數(shù)由2000年的0.18變?yōu)?010年的0.46，表明其優(yōu)勢(shì)度是在逐年上升且幅度較大，這與大部分的農(nóng)田被建設(shè)用地所占用有關(guān)；灌叢、水體和未利用地的變化趨勢(shì)總體上相同，變化不明顯；草地未發(fā)生變化，10 a間草地與其他景觀類型相互轉(zhuǎn)化也很少發(fā)生。

2.2.2 復(fù)雜度分析 景觀形狀的變化對(duì)景觀生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能有重要影響。圖3-B中，各種景觀形狀指數(shù)總體上呈下降趨勢(shì)。農(nóng)田斑塊復(fù)雜度最高，其次是水體、建設(shè)用地和林地，說(shuō)明農(nóng)田雖然面積較大，但其分布不集中；林地呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，這與北江水源涵養(yǎng)林和護(hù)岸林的建設(shè)有關(guān)，使林地集中成片分布降低了其復(fù)雜度；灌叢和未利用地的景觀形狀指數(shù)呈現(xiàn)明顯下降，說(shuō)明由于人類活動(dòng)的影響，部分未利用地和灌叢被林地、農(nóng)田等其他景觀類型代替，使其形狀變得規(guī)則；建設(shè)用地的復(fù)雜度逐年下降，表明建設(shè)用地面積在逐年增加的同時(shí)分布更加規(guī)則；草地變化不明顯，其復(fù)雜度最低；水體雖呈現(xiàn)規(guī)則分布，但由于被其他景觀類型分散占用，其復(fù)雜度較高。

2.2.3 連接度分析 凝聚度指數(shù)一定程度上反映著景觀的連接程度。總體上，林地的凝聚度最高，其次是農(nóng)田、水體、灌叢和建設(shè)用地。灌叢和未利用地以及建設(shè)用地COHESION指數(shù)逐年增加，說(shuō)明在人為干擾下，灌叢、未利用地和建設(shè)用地分布較集中，連通性增強(qiáng)；與2005—2010年相比，草地在2000—2005年間與其他景觀類型轉(zhuǎn)化頻繁，受干擾較嚴(yán)重，分布不集中，使其COHESION指數(shù)在2000—2005年呈下降趨勢(shì)，在2005—2010年有所升高(圖3-C)。

2.2.4 破碎化分析 破碎化是指景觀由單一的連續(xù)整體趨于向異質(zhì)的不連續(xù)的鑲嵌體轉(zhuǎn)變。圖3-D表明除草地和水體外，其他景觀類型的AI值均呈逐年上升趨勢(shì)。林地聚集度最高，3個(gè)時(shí)期AI值均在97%以上；其次為農(nóng)田，10 a間AI值較高且較穩(wěn)定，保持在93%左右；林地和農(nóng)田是該流域的優(yōu)勢(shì)景觀類型，面積大且分布規(guī)則，因此其聚集度相對(duì)較高。未利用地、灌叢和建設(shè)用地的AI值逐年升高，隨著人口的增加，人類活動(dòng)的加劇，使未利用地和建設(shè)用地面積不斷擴(kuò)張，連通性增強(qiáng)，破碎化下降；灌叢雖然面積有所下降，但其分布的集中程度有所增強(qiáng)，使其聚集度增強(qiáng)；水體的AI值與其面積的變化相一致，隨面積的增加而升高，隨面積的減少而降低；草地的破碎化最為明顯，說(shuō)明其分布不集中，被其他類型的景觀交叉占用。

FL、CL1、UL、SL、CL2、WA、GL分別代表林地、農(nóng)田、未利用地、灌叢、建設(shè)用地、水體、草地。 FL, CL1, UL, SL, CL2, WA, GL indicate forest land, cultivated land, unused land, shrub land, construction land, water area, and grass land, respectively.

2.3 北江干流河岸緩沖帶景觀格局的水平梯度效應(yīng)

梯度分析能夠顯示景觀在時(shí)空上的分布規(guī)律，有利于分析景觀格局的時(shí)空特征。由圖4-A可知各緩沖區(qū)內(nèi)最大斑塊指數(shù)的變化呈現(xiàn)如下規(guī)律：0～1 km內(nèi)最大斑塊值最高，因?yàn)? km內(nèi)水體為主要景觀類型，3個(gè)時(shí)期最大斑塊指數(shù)分別為10.10%、10.06%、10.19%，所以此范圍內(nèi)景觀優(yōu)勢(shì)度最大；在1～4 km緩沖區(qū)內(nèi)，景觀優(yōu)勢(shì)度大幅度下降，這與河岸緩沖帶寬度增加，景觀類型逐漸增多有關(guān)；5～7 km有所回升，7～8 km內(nèi)再次呈下降趨勢(shì)，這可能是由于各類景觀轉(zhuǎn)換頻繁，最大斑塊面積有所波動(dòng)引起的；8～10 km內(nèi)又呈上升狀態(tài)，這是由于隨距河道距離的增加，建設(shè)用地開(kāi)發(fā)強(qiáng)度增加，使其面積不斷擴(kuò)大造成的?？傮w上，景觀優(yōu)勢(shì)度在各緩沖距離內(nèi)波動(dòng)較大，各年間，最大斑塊指數(shù)趨勢(shì)基本一致，沒(méi)有明顯差異。

圖4-B顯示，景觀復(fù)雜度隨著距河道距離的增加而下降，說(shuō)明隨著距離的增大，不同景觀類型的集合程度增強(qiáng)，景觀形狀趨于規(guī)則。LSI最高值出現(xiàn)在1～2 km處，該范圍內(nèi)，農(nóng)田、水體、森林以及灌叢等景觀類型分布較廣且不規(guī)則，致使復(fù)雜度達(dá)到最大。

圖4-C顯示凝聚度指數(shù)總體上呈先下降后上升的趨勢(shì)。3個(gè)時(shí)期該指數(shù)在0～1 km范圍出現(xiàn)峰值，分別為98.91%、98.94%、98.90%，這與該緩沖區(qū)內(nèi)水體是主要的景觀類型，景觀連通性最強(qiáng)，而其他景觀所占比例較小有關(guān)；1～3 km緩沖區(qū)內(nèi)凝聚度急劇下降，在該緩沖區(qū)內(nèi)，景觀類型的增多使水體的主體地位被削弱，景觀連通性下降；4～10 km內(nèi)COHESION逐漸上升，表明在人類活動(dòng)的影響下，不同類型的景觀雖相互轉(zhuǎn)換但分布更加集中化、規(guī)則化。

圖4-D表明，景觀聚集度指數(shù)隨著距河道距離的增加而上升，表明在人類活動(dòng)的影響下，景觀分布較集中，聚集程度增強(qiáng)。3個(gè)時(shí)期聚集度指數(shù)沒(méi)有明顯的波動(dòng)。3～6 km范圍內(nèi)，2005年值略高于2010年，說(shuō)明2005—2010年在此緩沖區(qū)范圍內(nèi)人類活動(dòng)程度增強(qiáng)，建設(shè)用地、林地、水體等主要景觀類型分布更規(guī)則。

圖4 2000—2010年北江干流河岸緩沖帶景觀格局的梯度分析Fig.4 Gradient variations in landscape pattern during 2000—2010 along the Beijiang riparian buffer zone

2.4 北江干流河岸緩沖帶景觀變化驅(qū)動(dòng)力

梯度分析能夠顯示景觀在時(shí)空上的分布規(guī)律，不僅有利于分析景觀格局的時(shí)空特征，而且也有助于對(duì)景觀格局發(fā)生變化的驅(qū)動(dòng)因子進(jìn)行分析。本研究通過(guò)資料收集與現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，從自然因子、人口增長(zhǎng)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展和政府政策等4個(gè)方面總結(jié)了北江干流河岸緩沖帶景觀格局變化的驅(qū)動(dòng)因子。

首先是自然因子驅(qū)動(dòng)，北江流域降雨量大，光照熱量豐富，足夠的光能與濕熱條件有利于自然植被及各種林木和農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)作物的生長(zhǎng)繁殖，加之流域大部分是山地和丘陵，為林地發(fā)展提供了空間，因此研究區(qū)內(nèi)林地所占面積最大，是優(yōu)勢(shì)景觀類型；受地形影響，部分地區(qū)以山地梯田耕作為主(如韶關(guān)市仁化縣扶溪鎮(zhèn)；清遠(yuǎn)市連山太保歐家村)，從而導(dǎo)致農(nóng)田斑塊形狀指數(shù)最高，斑塊復(fù)雜度較高，分布不規(guī)則。

其次是人口增長(zhǎng)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展驅(qū)動(dòng)，2000—2010年，北江流域人口從841萬(wàn)人增加到1 258萬(wàn)人[19]，增長(zhǎng)快且增幅高，人口快速增長(zhǎng)產(chǎn)生了糧食、住房等一系列問(wèn)題，造成建設(shè)用地面積持續(xù)增加。由于北江流域?qū)儆谏蕉嗟厣佟⑷说孛芡怀龅牡貐^(qū)，因此農(nóng)田與林地之間的轉(zhuǎn)化較頻繁。為了改變當(dāng)?shù)芈浜蟮慕?jīng)濟(jì)面貌，轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)、加快工業(yè)化發(fā)展成為人們的迫切需求。1980年后，北江流域乃至整個(gè)珠江三角洲地區(qū)，經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)由原來(lái)的以農(nóng)業(yè)為主，逐步向工、農(nóng)、住宅等綜合性經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)發(fā)展，工業(yè)化和城市化的快速發(fā)展，建設(shè)用地不斷增加，農(nóng)田、林地、灌叢等面積持續(xù)下降。在人口增長(zhǎng)和區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展的驅(qū)使下，為了形成經(jīng)濟(jì)互補(bǔ)，發(fā)達(dá)地區(qū)技術(shù)落后的產(chǎn)業(yè)逐漸向韶關(guān)、清遠(yuǎn)等地轉(zhuǎn)移，一來(lái)可以利用農(nóng)村豐富的土地以及水資源，二來(lái)利用農(nóng)村廉價(jià)的勞動(dòng)力來(lái)促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展(如韶關(guān)武江造紙廠的建立)，這就使建設(shè)用地面積逐漸增加，以滿足經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求。除此之外，北江旅游業(yè)(清遠(yuǎn)段集北江河鮮飲食文化和漁家風(fēng)情于一體，是廣東省著名的旅游區(qū)之一)、工礦業(yè)(韶關(guān)段有豐富的自然資源，素有“有色金屬之鄉(xiāng)”的美譽(yù))以及水利水電(北江干流大堤建設(shè)、飛來(lái)峽水利樞紐以及大量的攔砂壩建設(shè))的發(fā)展都是促使北江河岸緩沖區(qū)景觀格局發(fā)生變化的重要因素。

最后是政策驅(qū)動(dòng)，受國(guó)家退耕還林政策以及北江流域水源涵養(yǎng)林、護(hù)岸林等生態(tài)公益林的保護(hù)和建設(shè)等政策文件的影響，2000—2005年，林地面積有所增加，該區(qū)域內(nèi)大于25°坡耕地基上實(shí)現(xiàn)了退耕還林[20]，但由于人地矛盾嚴(yán)重，依然有部分林地被用于種植農(nóng)作物，此外，在經(jīng)濟(jì)發(fā)展、區(qū)域經(jīng)濟(jì)合作影響下，建設(shè)用地增加，致使林地和農(nóng)田面積相對(duì)減少。

總之，在北江流域人口增長(zhǎng)，經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的背景下，對(duì)該地區(qū)景觀的干擾增強(qiáng)，使河岸緩沖帶的景觀格局和橫向梯度效應(yīng)發(fā)生了一定的變化。其中，建設(shè)用地面積變化最為明顯，逐年大幅增加以滿足人口經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需求；在人類活動(dòng)的干擾下，隨著至河道距離的增加，景觀分布趨于規(guī)則化，復(fù)雜度下降，聚集度上升，凝聚度逐漸增強(qiáng)。在今后對(duì)河岸帶進(jìn)行開(kāi)發(fā)利用時(shí)，要更加注重河岸帶的管理與保護(hù)，使其經(jīng)濟(jì)效益、生態(tài)效益和社會(huì)效益得以最大發(fā)揮，促進(jìn)河流生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展。

3 結(jié)論

本研究采用緩沖區(qū)分析方法，研究了北江干流河岸緩沖帶景觀格局的變化特征及其水平梯度效應(yīng)，結(jié)論如下：

(1)10 a間，林地是該區(qū)域的優(yōu)勢(shì)景觀類型，農(nóng)田面積持續(xù)下降且下降較明顯，灌叢和草地面積有所下降，建設(shè)用地逐年增加，未利用地面積呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，水體面積變化不明顯。

(2)在類型水平上，林地LPI最大，表明該區(qū)域的優(yōu)勢(shì)景觀類型是林地，農(nóng)田和水體次之；各種景觀類型的形狀指數(shù)呈現(xiàn)如下順序：農(nóng)田>水體>建設(shè)用地>林地>灌叢>未利用地>草地，農(nóng)田顯示出最高的復(fù)雜度；水體、林地和農(nóng)田均表現(xiàn)出較高的凝聚度，10 a間，各景觀類型連通性均呈上升趨勢(shì)；除草地外，其他景觀類型聚集度均接近或大于90%，且破碎化逐年降低。

(3)在景觀水平上，隨距河道距離的增加，最大斑塊指數(shù)波動(dòng)較大、形狀指數(shù)呈下降型、凝聚度先下降后上升、聚集度指數(shù)呈上升趨勢(shì)。隨著人類干擾的增強(qiáng)，景觀格局發(fā)生了一定的變化，不同景觀之間相互轉(zhuǎn)換，引起景觀格局的變化。但是整體上各類景觀分布趨于規(guī)則化，破碎化下降，連通性增強(qiáng)。由于該區(qū)域部分坡耕地被農(nóng)田占用，流域內(nèi)種植旱作物的坡耕地的面積占總耕地面積比例較大。此外該區(qū)地形以丘陵山地為主，所以易造成一定程度的水土流失。為了更好地實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，還需進(jìn)一步對(duì)河岸帶進(jìn)行恢復(fù)和重建，減少對(duì)林地的占用，并保護(hù)河岸帶植被。雖然灌叢、草地所占比重較小，但其對(duì)保水固土、河岸帶恢復(fù)有一定作用，且很容易受到外界干擾，故也應(yīng)給與一定的重視。

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(責(zé)任編輯：朱秀英)

Gradient effect analysis for landscape pattern of the Beijiang River riparian buffer zone

XU Shanshan, ZHAO Qinghe, WU Changsong, CAO Zihao

(College of Environment and Planning, Henan University, Key Laboratory of Geospatial Technology for the Middle and Lower Yellow River Regions, Ministry of Education, Kaifeng 475004, China)

Based on three sets of TM images (2000, 2005 and 2010), GIS and RS techniques, we studied the characteristics of landscape pattern and its gradient effect within 10 km buffer zone along the Beijiang River using the method of buffer analysis. The results showed that in the period of 2000～2010, forest land was the landscape matrix of the study area, followed by cultivated land and water area. Cultivated land, grass land and shrub land presented the tendency of decreasing, while the construction land and unused land presented the tendency of creasing; forest land and water area decreased first and then increased.In terms of landscape types, the complexity of different kinds of landscape declined, while connectivity was in adverse. Fragmentation increased first and then decreased. At the landscape scale, values of the largest patch index (LPI) and COHESION showed distinctive peaks because water area occupied dominant position within 1 km buffer zone and the landscape type was simple. Landscape shape index (LSI) increased with the increasing width of the buffer zone, while the aggregation index (AI) presented a completely reverse tendency.

riparian buffer zone; landscape pattern; gradient effect; Beijiang River basin

2016-05-01

國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(41301197)；中國(guó)博士后科學(xué)基金資助項(xiàng)目(2015T80766,2014M550382)；河南省高?？萍紕?chuàng)新團(tuán)隊(duì)支持計(jì)劃“農(nóng)業(yè)資源開(kāi)發(fā)與可持續(xù)利用”(1bIRTSTHN12)；廣東省省級(jí)科技計(jì)劃項(xiàng)目(2013B030700003,2014A020216026)

徐珊珊(1990-)，女，河南平頂山人，碩士研究生，主要從事流域景觀格局與生態(tài)過(guò)程方面的研究。

趙清賀(1982-)，男，河南開(kāi)封人，講師，博士。

1000-2340(2017)01-0101-07

P901

A