仲 佳, 潘洪義, 鄭淵博

(1.中國科學(xué)院 水利部成都山地災(zāi)害與環(huán)境研究所, 四川 成都 610041; 2. 四川師范大學(xué) 地理與資源科學(xué)學(xué)院, 四川 成都 610101)

鄉(xiāng)村旅游區(qū)的景觀格局空間演變分析
——以成都市三圣鄉(xiāng)為例

仲 佳1,2, 潘洪義2*, 鄭淵博2

(1.中國科學(xué)院 水利部成都山地災(zāi)害與環(huán)境研究所, 四川 成都 610041; 2. 四川師范大學(xué) 地理與資源科學(xué)學(xué)院, 四川 成都 610101)

以成都市三圣鄉(xiāng)2003年和2015年土地利用數(shù)據(jù)為研究對象,采用GIS技術(shù),并選取12個景觀格局指數(shù),對比研究了三圣鄉(xiāng)不同時間尺度的景觀格局變化.研究結(jié)果表明：近12年間,耕地面積迅速減少,建設(shè)用地和水體面積均呈增長趨勢,到2015年建設(shè)用地已成為最主要的土地利用類型；整個鄉(xiāng)村旅游區(qū)景觀蔓延度指數(shù)降低,香農(nóng)多樣性指數(shù)和均勻度指數(shù)均略有增加,破碎化程度增加顯著,表明人類開發(fā)活動與景觀破碎化呈正相關(guān).景觀格局指數(shù)的變化反映了鄉(xiāng)村旅游的發(fā)展已經(jīng)成為三圣鄉(xiāng)景觀格局變化的主要驅(qū)動因子.

鄉(xiāng)村旅游; 景觀格局演變; GIS; 成都市三圣鄉(xiāng)

隨著工業(yè)化和城市化的進(jìn)程不斷加快,人們的生活壓力不斷增加,越來越多的人們希望遠(yuǎn)離擁擠的交通以及污染的空氣條件,尋找一個能夠重返自然的放松之地,鄉(xiāng)村旅游就在這樣的環(huán)境背景下蓬勃發(fā)展起來.鄉(xiāng)村旅游是現(xiàn)代旅游業(yè)向傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)延伸的新嘗試,通過旅游業(yè)的推動,將生態(tài)農(nóng)業(yè)和生態(tài)旅游業(yè)進(jìn)行了有機(jī)融合,是一種新型的產(chǎn)業(yè)形式[1].目前,鄉(xiāng)村旅游的興起已成為推動我國農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展,改善農(nóng)民生活方式的一個重要手段.

鄉(xiāng)村旅游的發(fā)展,深刻影響著鄉(xiāng)村經(jīng)濟(jì)、社會、文化及環(huán)境的改變,并帶來了鄉(xiāng)村景觀格局的變化.景觀格局變化及其驅(qū)動機(jī)制分析是地理學(xué)和景觀生態(tài)學(xué)領(lǐng)域長期關(guān)注的熱點問題[2-3].目前國內(nèi)外用于計算景觀格局指數(shù)的應(yīng)用軟件包括FRAGSTAS、APACK、Patch Analyst等[4],可以計算上百個景觀指數(shù)[5].

到目前為止,針對鄉(xiāng)村旅游的景觀格局空間演變分析研究并不多見,國內(nèi)外學(xué)者對鄉(xiāng)村旅游的研究主要集中在鄉(xiāng)村旅游快速發(fā)展由此所導(dǎo)致的環(huán)境問題對經(jīng)濟(jì)、社會所帶來的影響,當(dāng)?shù)鼐用駥β糜斡绊懙母兄蛻B(tài)度,鄉(xiāng)村旅游的景觀設(shè)計方面[6-9].本文主要從景觀格局的角度分析成都市三圣鄉(xiāng)鄉(xiāng)村旅游的空間演變,利用GIS和ERDAS技術(shù)研究分析2003年和2015年三圣鄉(xiāng)土地利用景觀格局指數(shù)的變化,將其形成的原因與三圣鄉(xiāng)在2003年實行的特有的土地流轉(zhuǎn)模式聯(lián)系起來,并分析其影響因素.該研究結(jié)果對改善三圣鄉(xiāng)的景觀環(huán)境,保護(hù)三圣鄉(xiāng)的土地資源,提高三圣鄉(xiāng)的土地管理水平,以及對以三圣鄉(xiāng)為代表的鄉(xiāng)村旅游未來的發(fā)展方向具有一定的借鑒意義.

1 區(qū)域概況和研究方法

1.1區(qū)域概況成都市錦江區(qū)三圣鄉(xiāng)位于成都市東南部,距離市區(qū)僅7 km[7],是“國家4A級旅游景區(qū)”.該區(qū)域優(yōu)越的地理位置及其實行的獨特的土地流轉(zhuǎn)模式,使得三圣鄉(xiāng)鄉(xiāng)村旅游成為全國鄉(xiāng)村旅游的主要的示范基地,是“首批全國農(nóng)業(yè)示范點”.研究區(qū)域的面積為2 135.579 hm2(圖1),主要包括以“花鄉(xiāng)農(nóng)居”“幸福梅林”“江家菜地”“荷塘月色”“東籬菊園”為代表的5個主題景點,其區(qū)域種花歷史悠久,但是這種種植僅是自發(fā)性的,并沒有形成產(chǎn)業(yè)規(guī)模,而在2003年進(jìn)行土地流轉(zhuǎn)以后,在政府的幫助下先后打造了“5朵金花”,并以商務(wù)、度假、鄉(xiāng)村旅游為主要功能,成為了成都市及其周邊居民近郊旅游的首選之地.

1.2數(shù)據(jù)來源和研究方法

1.2.1數(shù)據(jù)來源 本文所用的數(shù)據(jù)是成都市三圣鄉(xiāng)2003年和2015年空間分辨率為0.6 m的兩期Quick Bird高分影像數(shù)據(jù)以及實地考察后廣泛收集的有關(guān)成都市三圣鄉(xiāng)的研究資料.

1.2.2研究方法 使用ArcGIS和ERDAS軟件,對兩期影像信息進(jìn)行了處理和分析.首先對Quick Bird高分影像進(jìn)行幾何校正,然后進(jìn)行光譜特征分析,結(jié)合影像、相關(guān)地圖、三圣鄉(xiāng)相關(guān)資料[10],以及實地調(diào)查結(jié)果,對遙感影像進(jìn)行目視解譯和監(jiān)督分類.景觀類型的劃分是進(jìn)行景觀格局和動態(tài)分析的首要步驟,確定適宜的基本分類單元對景觀生態(tài)研究十分關(guān)鍵[11].根據(jù)本研究區(qū)域土地和景觀類型的特點以及研究的目的,將三圣鄉(xiāng)劃分為耕地、建設(shè)用地、未利用地、水體、草地、林地6種類型(圖2).為了使分類更加精確,在相關(guān)的影像圖件的基礎(chǔ)上還進(jìn)行了實地考察,最終運用ERDAS軟件對三圣鄉(xiāng)2003年和2015年的遙感影像進(jìn)行監(jiān)督分類,2003年和2015年兩期遙感影像的分類解譯精度分別為95.50%和90.00%；總的Kappa檢驗值分別為92.74%和86.15%.

采用Fragstats 4.2軟件來計算三圣鄉(xiāng)景觀的景觀指數(shù).由于各景觀指數(shù)所研究的重點不同,同時也存在著一定的相關(guān)性,結(jié)合本研究區(qū)域的特征和研究的目的,選取了斑塊數(shù)量(NP)、斑塊密度(PD)、最大斑塊指數(shù)(LPI)、平均斑塊面積(MPS)、周長-面積分維數(shù)(PAFRAC)、聚集度(AI)、蔓延度指數(shù)(CONTAG)、香農(nóng)均勻度指數(shù)(SHEI)、香農(nóng)多樣性指數(shù)(SHEI)、斑塊類型面積(TA/CA)、景觀形狀指數(shù)(LSI)、景觀豐度(PR)等12個指數(shù)進(jìn)行分析.

2 三圣鄉(xiāng)景觀格局分析

2.1景觀類型的面積轉(zhuǎn)移變化分析成都市三圣鄉(xiāng)景觀整體結(jié)構(gòu)變化如圖3所示.從各景觀類型的面積來看,在2003年,景觀類型面積最大的是耕地(包括旱地、水田和菜地),其次是建設(shè)用地和林地;而2015年,耕地面積迅速下降,建設(shè)用地面積快速增長,超過了耕地面積,成為了三圣鄉(xiāng)最主要的土地利用類型.

水體、未利用地(包括荒地和待建用地)和草地所占比重很小,三者之和在2003年時不到3%,在2015年也僅為10%左右,這3種景觀類型面積都有所增加,增加的幅度都較小,反映了三圣鄉(xiāng)發(fā)展的鄉(xiāng)村旅游對當(dāng)?shù)鼐坝^類型結(jié)構(gòu)的深刻影響.

為了進(jìn)一步探討成都市三圣鄉(xiāng)各景觀類型之間的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系,利用ArcGIS 10.2的空間分析中的交叉列表統(tǒng)計功能[12],得到景觀類型轉(zhuǎn)移矩陣(表1).從表1中可以看出,2003—2015年,耕地面積迅速下降,主要轉(zhuǎn)化為建設(shè)用地和林地.與此相反,建設(shè)用地面積有了較大幅度的增加,主要是由耕地轉(zhuǎn)化而來,林地和未利用地也有一定的貢獻(xiàn)率,但建設(shè)用地保持不變的面積僅占總面積的30.96%.說明由于三圣鄉(xiāng)鄉(xiāng)村旅游的不斷發(fā)展,需要在原有的耕地和林地上進(jìn)行較大規(guī)模的建設(shè),在這十余年里,新增了農(nóng)家樂、鄉(xiāng)村酒店、旅游景點、游樂場、停車場以及其他旅游設(shè)施等人工建筑,并且增加了交通網(wǎng)的建設(shè),由此來改善三圣鄉(xiāng)的基礎(chǔ)設(shè)施條件,以滿足三圣鄉(xiāng)鄉(xiāng)村旅游發(fā)展的需要.

2003—2015年未利用地的面積雖然有所增加,但值得注意的是在2003年的未利用地主要是荒草地,而2015年的未利用地中主要是待建設(shè)用地,在不久就會開發(fā)為建設(shè)用地,從而進(jìn)一步推動三圣鄉(xiāng)鄉(xiāng)村旅游的發(fā)展.

水體面積也有了大幅度的增加,主要是由耕地和林地轉(zhuǎn)化而來的,這說明為了提高三圣鄉(xiāng)鄉(xiāng)村旅游的審美性和娛樂性,需要開發(fā)較大規(guī)模的水體,如在較大的農(nóng)家樂中就會設(shè)置池塘等形式的水體,以吸引消費者,其中水體變化最顯著的便是幸福梅林區(qū)域,水體面積有了大幅度增加,提高了景區(qū)的整體環(huán)境.

表 1 2003—2015年成都市三圣鄉(xiāng)景觀類型面積轉(zhuǎn)移矩陣

注:元素Aij代表從2003年到2015年三圣鄉(xiāng)景觀類型i轉(zhuǎn)化為j的面積.

草地的面積雖然總體所占比重低,但是2003—2015年草地的面積也有了快速增加,主要是由耕地、林地和建設(shè)用地轉(zhuǎn)化來的,這說明三圣鄉(xiāng)鄉(xiāng)村旅游發(fā)展過程中為了更好地促進(jìn)其經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,優(yōu)化景區(qū)和環(huán)境質(zhì)量,進(jìn)行了大規(guī)模生態(tài)環(huán)境的綠化,以吸引更多的消費者.

林地面積有了小幅度的減少,林地主要轉(zhuǎn)為建設(shè)用地和耕地,這說明在鄉(xiāng)村旅游的發(fā)展過程中對生態(tài)環(huán)境造成了一定程度的破壞.經(jīng)實地調(diào)查,得知轉(zhuǎn)化為的建設(shè)用地主要用于發(fā)展鄉(xiāng)村旅游所需要的基礎(chǔ)設(shè)施,轉(zhuǎn)化為的耕地主要用于花卉產(chǎn)業(yè)的種植,以供應(yīng)鄉(xiāng)村旅游發(fā)展對花卉的大量需求.由表1也可知,2003—2015年有較大面積的耕地轉(zhuǎn)化為林地,這是因為三圣鄉(xiāng)“五朵金花”之一的幸福梅林在擁有一定的梅花的基礎(chǔ)上加大了投資的力度,在原有的耕地上進(jìn)行了大規(guī)模的梅花的種植,如今,“幸福梅林”景區(qū)面積已位于中國四大梅花勝地之首,梅花品種位居全國第二,所以從總體上來看林地的面積基本保持不變.

2.2景觀組分水平格局變化分析

2.2.1景觀斑塊的面積和結(jié)構(gòu)特征 整個三圣鄉(xiāng)研究區(qū)范圍內(nèi),2003年耕地和建設(shè)用地在面積上占有支配地位,兩者相加占總面積的80%,其它幾個類型的面積比例不超過20%.而2015年耕地面積急劇減少,基本上轉(zhuǎn)化為建設(shè)用地、林地,形成耕地、建設(shè)用地、林地3種類型鼎立的景觀格局,三者面積之和約占總面積的90%.三圣鄉(xiāng)景觀斑塊面積和結(jié)構(gòu)在組分水平格局上的變化趨勢(圖4)表明：在斑塊數(shù)量上,2003—2015年間,各景觀類型均呈增加趨勢,其中耕地、建設(shè)用地增加顯著,分別增加了133 137和264 571個,林地、水體、草地增加相對平穩(wěn)；耕地、建設(shè)用地、林地對應(yīng)的平均斑塊面積均呈減少趨勢,草地、未利用地對應(yīng)的平均斑塊面積呈增加趨勢,其中未利用地的平均斑塊面積增加最多；斑塊密度的變化趨勢與斑塊數(shù)量的發(fā)展趨勢基本一致(圖4(a)、圖4(b)),由此可知,耕地、建設(shè)用地破碎化程度呈增強(qiáng)的趨勢.

在最大斑塊指數(shù)方面,2003年研究區(qū)的最大斑塊指數(shù)為10.67%,屬于建設(shè)用地類型,而2015年的最大斑塊指數(shù)為19.73%,依然為建設(shè)用地類型.這個變化說明了景觀類型間的演替正好與三圣鄉(xiāng)2003年開始在政府的支持下進(jìn)行鄉(xiāng)村旅游發(fā)展的效果相吻合.建設(shè)用地、林地、水體、草地對應(yīng)的最大斑塊指數(shù)呈增加趨勢,耕地和未利用地的最大斑塊指數(shù)則呈減少趨勢(圖4(c)、圖4(d)),但其比重并不大,而建設(shè)用地到2015年的最大斑塊指數(shù)則是急劇升高,甚至超過了耕地,說明在2003—2015年間,研究區(qū)基質(zhì)發(fā)生了變化,由耕地變?yōu)榱私ㄔO(shè)用地.

2.2.2景觀斑塊的形狀特征 采用周長-面積分維數(shù)來分析三圣鄉(xiāng)各景觀類型的形狀特征(圖5).可以看出,12年以來,周長-面積分維數(shù)呈波動增長趨勢,變化幅度較小,說明隨著人類干擾程度的增加,斑塊間相似性增強(qiáng),形狀趨于簡單.2003年和2015年各景觀類型中的周長-面積分維數(shù)都以耕地最大,而周長-面積分維數(shù)增加最大的景觀組分是建設(shè)用地,由1.34增加到1.39.水體的周長-面積分維數(shù)略有增加,由1.37增加到1.42.6種景觀類型中,只有林地的周長-面積分維數(shù)有微小的減少.

2.2.3景觀的空間構(gòu)型變化 此處選取聚集度指數(shù)(AI)描述斑塊類型內(nèi)部的聚集程度.由圖6可知,除草地,耕地、建設(shè)用地、林地、水體、未利用地的AI值都較高,均超過80%,表明同一類型的斑塊聚集度很高.12年有小幅度減少,表明草地分布越來越集中,但與其他景觀類型相比,其聚集程度還是較低.在這6種景觀類型中,耕地、未利用地AI值相對最高,表明這2個景觀集中連片分布,破碎度低,建設(shè)用地、水體、林地次之.

2.2.4景觀整體水平格局變化分析 研究區(qū)域選取Shanno多樣性指數(shù)和均勻度指標(biāo)及其他們的修正公式來度量景觀鑲嵌圖的特點[13].與2015年相比,2003年三圣鄉(xiāng)總體格局的景觀指數(shù)除蔓延度出現(xiàn)下降外(表2),其他各指數(shù)都有所增加.2015年景觀的多樣性和均勻度均高于2003年,景觀的多樣性指數(shù)和均勻度指數(shù)分別由1.43和0.74增加到1.59和0.82,即12年間,三圣鄉(xiāng)在景觀類型分布更加均勻的同時,景觀多樣性也得到比較大的提升,較好地實現(xiàn)了景觀類型的演替更新.

表 2 三圣鄉(xiāng)整體景觀格局指數(shù)

均勻度指數(shù)值越來越趨近于1,其增加說明不同土地景觀類型分配越來越均勻,結(jié)構(gòu)越來越合理.

研究區(qū)域的蔓延度指數(shù)值都小于60,且變化很小,說明研究區(qū)內(nèi)的景觀均比較破碎,小斑塊較多[14],且主要受到少數(shù)幾種大的景觀類型(主要有耕地、建設(shè)用地、林地等)控制,12年來的整體景觀蔓延度指數(shù)從55.74下降到48.98,它的直接表現(xiàn)是斑塊數(shù)目的增加和斑塊平均面積的減小,從而反映出三圣鄉(xiāng)土地的大規(guī)模開發(fā)與利用程度.

3 結(jié)論與討論

3.1結(jié)論本文研究結(jié)果表明,在進(jìn)入21世紀(jì)初期的12年中,三圣鄉(xiāng)土地總的景觀格局的演變特征是因鄉(xiāng)村旅游的發(fā)展而帶來的景觀在不同區(qū)域逐漸分異.

1) 三圣鄉(xiāng)在12年間,建設(shè)用地、草地、水體以及未利用地的面積均有所增加,而耕地和林地的面積有所減少,其中耕地的面積減少的幅度較大,而林地只是略微的減少,面積基本保持不變.

2) 建設(shè)用地到2015年的最大斑塊指數(shù)急劇升高,甚至超過了耕地,說明在2003—2015年間,研究區(qū)基質(zhì)發(fā)生了變化,由耕地變?yōu)榱私ㄔO(shè)用地.這種變化主要與人為活動密切相關(guān),三圣鄉(xiāng)于2003年開始發(fā)展鄉(xiāng)村旅游,推動了集體土地的流轉(zhuǎn),越來越多的耕地和未利用地被人類開發(fā)利用為建設(shè)用地、林地、水體和草地.

3) 2003—2015年間,周長-面積分維數(shù)增加最大的景觀組分是建設(shè)用地,說明這12年間三圣鄉(xiāng)鄉(xiāng)村旅游的發(fā)展推動了當(dāng)?shù)氐缆?、商業(yè)建筑等基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè),受人類活動影響,建設(shè)用地更為集中,形狀趨于簡單化.水體的周長-面積分維數(shù)也有所增加,但增幅小,這與12年以來“幸福梅林”的快速發(fā)展、人類活動的增加是分不開的.

4) 2003—2015年間,三圣鄉(xiāng)土地景觀的多樣性、均勻度和蔓延度指數(shù)均有所增加,研究區(qū)多樣性指數(shù)增加而研究區(qū)的土地類型數(shù)量基本維持不變,說明各土地類型所占比例差異增加,2003—2015年,耕地、建設(shè)用地、林地、草地等所占的比例發(fā)生了很大的變化.研究區(qū)斑塊數(shù)量和斑塊密度都明顯增加,景觀斑塊的分布變得并不均勻,破碎化程度增加,景觀類型中各類嵌塊體的復(fù)雜程度趨于增加.

3.2討論本研究分別從景觀組分水平格局以及整體景觀格局進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)2003—2015年,三圣鄉(xiāng)土地的斑塊數(shù)量增加,破碎化程度不斷增加.基于經(jīng)濟(jì)角度，這種變化并不能說明三圣鄉(xiāng)在向壞發(fā)展,相反,近12年來,人類的一系列活動比如農(nóng)田開墾、水體利用、樹木種植、人工建筑等都對三圣鄉(xiāng)的鄉(xiāng)村旅游的發(fā)展起了極大的推動作用.2003年時期三圣鄉(xiāng)主要以耕地為主,景觀均勻度高；但隨著五朵金花逐步打造完成,“花鄉(xiāng)民居”以種植花卉為主、“幸福梅林”以種植梅樹為主、“江家菜地”以種菜為主、“荷塘月色”以濕地景觀為主、“東籬菊園”以種植和觀賞菊花為主,因此整體景觀的破碎化程度較高.而多樣性指數(shù)、均勻度指數(shù)和蔓延度呈增加趨勢,表明三圣鄉(xiāng)土地景觀類型并未有大的改變,但是斑塊類型呈多樣化,12年間,占明顯優(yōu)勢的土地景觀類型相互轉(zhuǎn)化率較高且在景觀中分布均勻.

縱觀各位學(xué)者對三圣鄉(xiāng)鄉(xiāng)村旅游及其土地流轉(zhuǎn)的發(fā)展研究[10,15-18],再基于本次所研究的三圣鄉(xiāng)景觀格局的分析結(jié)果可以看出,自從2003以來,三圣鄉(xiāng)耕地與建設(shè)用地之間面積轉(zhuǎn)化劇烈,主要是由人類活動造成的,因此在今后的鄉(xiāng)村旅游的發(fā)展中,應(yīng)注重在完善景區(qū)基礎(chǔ)設(shè)施的同時,也應(yīng)該注意與保護(hù)生態(tài)環(huán)境相結(jié)合,嚴(yán)格防止進(jìn)一步毀林毀草毀耕種植,防治無序的開發(fā)和亂建,適時退林還濕還草,合理利用水體資源,從而防止生態(tài)環(huán)境平衡失調(diào),在促進(jìn)三圣鄉(xiāng)鄉(xiāng)村旅游進(jìn)一步發(fā)展的同時注重生態(tài)環(huán)境的保護(hù).

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(編輯 李德華)

Landscape Pattern Evolution Analyses for Rural Tourism Planning:a Case Study of Sansheng Town in Chengdu

ZHONG Jia1,2, PAN Hongyi2, ZHENG Yuanbo2

(1.InstituteofMountainHazardsandEnvironment,ChineseAcademyofScience,Chengdu610041,Sichuan;2.CollegeofGeographyandResourceSciences,SichuanNormalUniversity,Chengdu610101,Sichuan)

With the support of GIS technology, this paper selects 12 landscape pattern indexes to study the changes of landscape pattern of Sansheng town in Chengdu, based on the data of land-use of Sansheng town in Chengdu in 2003 and 2015. The results show that the farm land area has a sharp reduction in the past 12 years, while the construction land and water all increase. By 2015, the construction land has been the dominant land use type; contagion index are lower and the Shannon’s diversity index, evenness index all slightly increase, landscape fragmentation index has an obvious increase. It shows that human activities and landscape fragmentation have a significant correlation. The change of landscape pattern index reflects the fact that the rural tourism has become the main driving factor for landscape pattern changes of Sansheng town in Chengdu.

rural tourism; landscape pattern evolution; GIS; Sansheng town in Chengdu

K903

A

1001-8395(2017)06-0817-07

10.3969/j.issn.1001-8395.2017.06.018

2016-05-18

四川省教育廳自然科學(xué)重點基金(16ZB0061)

*通信作者簡介：潘洪義(1980—),男,副教授,主要從事土地利用與評價的研究,E-mail:panhongyi80@163.com