馬曉勇, 黨晉華, 李曉婷, 趙 娜

(山西省環(huán)境科學(xué)研究院, 山西 太原 030027)

景觀空間格局是指大小和形狀不一的景觀斑塊在空間上的排列[1]，是景觀異質(zhì)性的重要體現(xiàn)，也是各類生態(tài)變化處于不同尺度下產(chǎn)生的結(jié)果[2]。隨著人類活動(dòng)的增強(qiáng)、工業(yè)化和城市化進(jìn)程的加快，城市景觀格局特征越來(lái)越復(fù)雜[3]，呈現(xiàn)出“高度破碎化”的顯著特征[4]，致使原本自然景觀由連續(xù)的地帶性分布變?yōu)椴贿B續(xù)的混合斑塊鑲嵌體[5]，直接影響生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、功能和動(dòng)態(tài)[6]，甚至造成城市生物多樣性減少和棲息地破壞[7-8]、環(huán)境污染[9]、熱島效應(yīng)[10]等一系列的生態(tài)環(huán)境問(wèn)題。這些問(wèn)題的出現(xiàn)已經(jīng)成為制約城市健康發(fā)展的重要因素，也將成為我國(guó)今后建設(shè)小康社會(huì)、實(shí)現(xiàn)區(qū)域可持續(xù)發(fā)展所面臨的重大挑戰(zhàn)[8]。目前我國(guó)正處于城市化進(jìn)程中，人類對(duì)建設(shè)用地的需求還將持續(xù)增長(zhǎng)，城市景觀格局還將受到日益增強(qiáng)的干擾，系統(tǒng)研究城市化過(guò)程中景觀格局的時(shí)空變化特征及其驅(qū)動(dòng)力，不僅成為理解中國(guó)快速城市化生態(tài)環(huán)境效應(yīng)的先導(dǎo)環(huán)節(jié)[11]，還能為城市管理部門制定可持續(xù)的土地規(guī)劃策略以及生態(tài)城市的建設(shè)提供科學(xué)依據(jù)。

自《太原市城市總體規(guī)劃(1998—2010年)》以來(lái)，城市建成區(qū)面積不斷擴(kuò)張，城鄉(xiāng)景觀格局也發(fā)生著激烈的變化。單一景觀尺度下，對(duì)城市景觀格局動(dòng)態(tài)研究的研究有諸多文獻(xiàn)報(bào)道，但在城市景觀中，不同尺度下的格局可能完全不同，也可能自相似[4]。近年來(lái)，以太原市為例的研究成果不多，王滿等[12-13]分別以太原市杏花嶺區(qū)和婁煩縣兩期的土地利用現(xiàn)狀為基礎(chǔ)，定量分析了其景觀格局的動(dòng)態(tài)變化特征；劉艷紅等[14]以太原市1986，1995，2001年3個(gè)時(shí)相的TM/ETM數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，分析了城市化過(guò)程中綠地景觀格局及其與熱環(huán)境的變化特征；雒峰等[15]以太原市2006，2015年TM遙感影像為數(shù)據(jù)源，分析了太原市城區(qū)綠地景觀格局動(dòng)態(tài)變化特征。但均未對(duì)太原市整體的景觀格局特征進(jìn)行分析，也未從不同尺度來(lái)比較分析太原市景觀格局的動(dòng)態(tài)變化特征，更未進(jìn)一步分析引起太原市景觀格局變化的驅(qū)動(dòng)因素。近期，國(guó)務(wù)院批復(fù)的《太原市城市總體規(guī)劃(2011—2020年)》對(duì)太原市未來(lái)的規(guī)劃有了新定位，全市域的景觀變化和主城區(qū)的景觀變化可能存在很大差異。因此，本文選取太原市全市域和主城區(qū)兩個(gè)不同尺度的區(qū)域?yàn)檠芯繉?duì)象，利用GIS，SPSS及景觀生態(tài)學(xué)的方法，比較和分析2000—2015年太原市不同尺度下城市景觀格局特征的差異性，并進(jìn)一步探討其城市景觀格局變化的驅(qū)動(dòng)力，以期為解釋城市化進(jìn)程中景觀格局演變的時(shí)空規(guī)律、評(píng)估社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)其的影響提供重要的科學(xué)依據(jù)。

1 研究區(qū)概況和研究方法

1.1 研究區(qū)概況

太原市位于山西省境中央，太原盆地的北端，瀕臨汾河，地理坐標(biāo)為111°30′—113°09′E，37°27′—38°25′N。太原市現(xiàn)轄6個(gè)市轄區(qū)、3個(gè)縣，代管1個(gè)縣市級(jí)，區(qū)域輪廓呈蝙蝠形，東西橫距約144 km，南北縱約107 km，全市面積為6 904.52 km2，其中主城區(qū)面積約1 416.28 km2。區(qū)域海拔最高點(diǎn)為2 702 m，最低點(diǎn)為749 m，相對(duì)高差1 953 m，地形以山地、丘陵為主，東、西、北三面環(huán)山，中南部為汾河沖擊扇平原，整個(gè)地形北高南低呈簸箕形。太原屬北溫帶大陸性氣候，夏季炎熱多雨，冬季寒冷干燥，年平均氣溫9.6 ℃，1月份最冷，平均溫度6.8 ℃，7月份最熱，平均溫度23.5 ℃。年均降水量580.2 mm，主要集中在7，8，9月，占全年降雨量的65%～75%。太原工業(yè)發(fā)展迅速，是一個(gè)以冶金、機(jī)械、化工、煤炭為主的重工業(yè)城市，在快速的城市化進(jìn)程中，隨著城市景觀格局的變化產(chǎn)生了一系列城市生態(tài)環(huán)境問(wèn)題[14]。

1.2 數(shù)據(jù)來(lái)源及處理

研究所使用的覆被分類系統(tǒng)和DEM數(shù)據(jù)均來(lái)源于2000，2010，2015年3個(gè)時(shí)期空間分辨率為30 m的Landsat TM影像數(shù)據(jù)和高分辨率的高分1，2號(hào)遙感影像在Erdas 9.2和ArcGIS 10.0中進(jìn)行監(jiān)督分類和目視修改，獲得太原市各地類土地利用類型，進(jìn)行實(shí)地驗(yàn)證后，對(duì)解譯結(jié)果進(jìn)行精度判定與修正，確保覆被數(shù)據(jù)的精確度[16]，將景觀類型分為耕地、林地、草地、水域、城鄉(xiāng)、工礦、居民用地以及未利用地等，獲得不同時(shí)期景觀類型分類圖后，在ArcGIS 10.0中進(jìn)行計(jì)算和分析。

太原市全市域和主城區(qū)內(nèi)地區(qū)總?cè)丝凇⑥r(nóng)業(yè)人口、地區(qū)生產(chǎn)GDP總值、第一、二、三產(chǎn)業(yè)值、城鎮(zhèn)從業(yè)人員、固定資產(chǎn)投入等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)全部來(lái)源于2001，2011，2016年3 a的山西統(tǒng)計(jì)年鑒。

1.3 研究方法

1.3.1 景觀類型構(gòu)成及變化分析 采用ArcGIS 10.0軟件分別統(tǒng)計(jì)太原市全市域和主城區(qū)不同類型景觀的面積，計(jì)算2000，2010，2015年不同景觀類型的面積比例。為了解不同景觀類型之間的轉(zhuǎn)化情況，通過(guò)對(duì)研究區(qū)2000，2010，2015年3 a的景觀類型數(shù)據(jù)的疊加，計(jì)算出2000—2015年太原市全市域和主城區(qū)各景觀類型的轉(zhuǎn)移矩陣。

1.3.2 景觀格局分析 采用Fragstats 3.4軟件，從類型水平和景觀水平兩個(gè)層次對(duì)太原市全市域和主城區(qū)的景觀格局進(jìn)行分析。在類型水平上選取的指數(shù)有斑塊密度(PD)、邊緣密度(ED)、最大斑塊指數(shù)(LPI)、景觀形狀指數(shù)(LSI)；在景觀水平上選取香農(nóng)多樣性指數(shù)(SHDI)、香農(nóng)均勻度指數(shù)(SHEI)、蔓延度指數(shù)(CONTAG)、分布聚合性指數(shù)(AI)，共計(jì)8個(gè)指標(biāo)[1,12]。

1.3.3 驅(qū)動(dòng)力分析 景觀格局變化驅(qū)動(dòng)力研究為問(wèn)題導(dǎo)向型，還未形成固定的研究方法。城市景觀動(dòng)態(tài)變化的驅(qū)動(dòng)因子主要包括自然和人文兩方面的因素，在較小的時(shí)空尺度下，比較穩(wěn)定的自然因子對(duì)景觀格局變化起到約束作用，而經(jīng)常變化的人為驅(qū)動(dòng)因子則是景觀變化的直接驅(qū)動(dòng)力[17]。本研究采用定量和定性的綜合方法，從社會(huì)經(jīng)濟(jì)因素、政策因素、城市規(guī)劃與發(fā)展理念等方面來(lái)分析景觀格局變化的驅(qū)動(dòng)力。參照其他學(xué)者的研究[1,18]，選取該地區(qū)2000，2010，2015年3個(gè)年份10個(gè)區(qū)/縣的總?cè)丝?X1)、農(nóng)業(yè)人口(X2)、地區(qū)生產(chǎn)GDP總值(X3)、第一、第二、第三產(chǎn)業(yè)值(X4—X6)、城鎮(zhèn)從業(yè)人員(X7)、固定資產(chǎn)投入(X8)等8個(gè)指標(biāo)，在SPSS 21.0軟件中，利用主成分分析法篩選引起景觀格局變化的因素。

2 結(jié)果與分析

2.1 景觀類型構(gòu)成及變化

2.1.1 景觀類型構(gòu)成 對(duì)比全市域尺度上的景觀類型分布格局圖(附圖8)以及景觀類型構(gòu)成(表1)可以發(fā)現(xiàn)，2000年太原市主要景觀類型為林地、耕地和草地，分別占總面積的33.60%，31.80%和27.47%，合計(jì)92.87%；2015年其主要景觀類型仍為林地、耕地和草地，但三者的比例有所變化，分別占總面積的35.18%，27.97%和25.49%，合計(jì)88.64%。2000—2015年，全市域各景觀類型的面積發(fā)生了不同程度的改變，其中變化最為明顯的是城鄉(xiāng)、工礦、居民用地，占總面積的比例由5.86%增至10.27%，總量增加4.41%，且2010年之后的增長(zhǎng)速度為2010年之前增長(zhǎng)速度的9倍；耕地、草地的比例大幅減少，尤其是耕地的比例呈單調(diào)的下降趨勢(shì)，由31.80%下降到27.97%，總量減少3.83%，耕地、草地成為城鄉(xiāng)、工礦、居民用地?cái)U(kuò)展的主要來(lái)源；林地的比例在2010年之前變化較小，隨著城市對(duì)環(huán)境改善的需求增加，林地面積在2010—2015年期間呈上升趨勢(shì)，由33.94%增至35.18%，總量增加1.24%。

表1 太原市2000-2015年全市域景觀類型構(gòu)成

對(duì)比主城區(qū)尺度上的景觀類型分布格局圖(附圖8)以及景觀類型構(gòu)成變化(表2)可以發(fā)現(xiàn)，2000年太原市主城區(qū)面積最大的景觀類型為耕地，其次為城鄉(xiāng)、工礦、居民用地，二者分別占總面積的37.54%和21.65%；而2015年主城區(qū)面積最大的景觀類型為城鄉(xiāng)、工礦、居民用地，其次為耕地，二者分別占總面積的33.82%和27.04%，說(shuō)明主城區(qū)城市化進(jìn)程較快，耕地成為城鄉(xiāng)、工礦、居民用地?cái)U(kuò)展的主要來(lái)源。主城區(qū)是太原快速城市化的典型區(qū)域，隨著其社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，土地利用強(qiáng)度逐年加大。表2分析結(jié)果表明，主城區(qū)城鄉(xiāng)、工礦、居民用地的增長(zhǎng)在研究時(shí)段內(nèi)一直保持較高的增長(zhǎng)率，總量增加8.96%，與全市域的增長(zhǎng)趨勢(shì)類似，在2010年之后的增長(zhǎng)速度要明顯快于2010年之前，約為2010年之前增長(zhǎng)速度的5.6倍；與之對(duì)應(yīng)的耕地、草地的比例則明顯下降，總量分別減少7.15%和5.61%，隨著城市化進(jìn)程的加快，城市耕地、草地都呈現(xiàn)出明顯縮小的變化趨勢(shì)[1,5,18]；林地總量在2010年之后呈現(xiàn)明顯的增加趨勢(shì)，占總面積的比例由19.93%增至23.66%，總量增加3.74%；水域景觀類型保持了下降的趨勢(shì)，與相關(guān)研究類似[18]，即隨著城市化進(jìn)程的加快，城市水體都呈現(xiàn)縮小的變化趨勢(shì)。

整體而言，相比2000年，2015年城鄉(xiāng)、工礦、居民用地的比例增加了近9%，相應(yīng)的耕地景觀類型的比例下降了約7%，城鄉(xiāng)、工礦、居民用地的耕地占比相比全市域而言更為顯著。

表2 太原市2000-2015年主城區(qū)景觀類型構(gòu)成

2.1.2 景觀格局變化 從2000—2010年和2010—2015年2個(gè)時(shí)段分析太原市全市域和主城區(qū)景觀格局的轉(zhuǎn)移方向。由表3可知，耕地景觀類型的縮減面積主要轉(zhuǎn)換為草地和城鄉(xiāng)、工礦、居民用地，并在2010—2015年期間轉(zhuǎn)移面積最大，分別達(dá)到250.28和196.88 km2，尤其是耕地向城鄉(xiāng)、工礦、居民用地的轉(zhuǎn)移在短短5 a內(nèi)增長(zhǎng)了3倍多；除耕地向其他景觀類型的轉(zhuǎn)換外，草地向耕地、林地的轉(zhuǎn)移也較為激烈，其中草地向耕地的轉(zhuǎn)換最為明顯，2010年之后草地向林地的轉(zhuǎn)換面積為210.36 km2，也呈現(xiàn)出近5 a轉(zhuǎn)移速率大幅增長(zhǎng)的趨勢(shì)?？傮w來(lái)看，全市域景觀類型的轉(zhuǎn)化主要為耕地向城鄉(xiāng)、工礦、居民用地以及草地向林地的轉(zhuǎn)移，并在2010—2015年期間轉(zhuǎn)移面積最大(圖1)，說(shuō)明耕地成為太原市城鄉(xiāng)、工礦、居民用地?cái)U(kuò)張的主要來(lái)源，且隨著城市化進(jìn)程的發(fā)展，人們對(duì)生態(tài)環(huán)境保護(hù)的意識(shí)增強(qiáng)，大面積植樹造林，尤其是在2010年之后林地面積大幅度增加。

由表4可知，研究時(shí)間段內(nèi)主城區(qū)尺度上的景觀類型變化主要為耕地向城鄉(xiāng)、工礦、居民用地的轉(zhuǎn)移，2010年之前轉(zhuǎn)移46.63 km2，2010年之后轉(zhuǎn)移量遠(yuǎn)大于2010年之前，為107.23 km2，說(shuō)明近5 a來(lái)太原市主城區(qū)城市化進(jìn)程明顯加快，耕地成為城鄉(xiāng)、工礦、居民用地?cái)U(kuò)張過(guò)程中減少最快、最多的景觀類型，這與陽(yáng)文銳的研究結(jié)果相吻合[18]。

注：景觀類型代碼：1耕地轉(zhuǎn)林地； 2耕地轉(zhuǎn)草地； 3耕地轉(zhuǎn)城鄉(xiāng)、工礦、居民用地； 4林地轉(zhuǎn)耕地； 5林地轉(zhuǎn)草地； 6草地轉(zhuǎn)耕地； 7草地轉(zhuǎn)林地。

圖1太原市全市域和主城區(qū)主要景觀類型變化對(duì)比

與全市域尺度相比，主城區(qū)尺度上主要景觀類型的變化趨勢(shì)相類似，均呈現(xiàn)2010年之后翻倍增長(zhǎng)的趨勢(shì)(圖1)。主城區(qū)尺度上耕地與林地、耕地與草地間相互轉(zhuǎn)化的比例較小，且兩類景觀類型間相互轉(zhuǎn)化的轉(zhuǎn)化量差別較?。恢鞒菂^(qū)尺度上草地與林地相互轉(zhuǎn)化的差別相對(duì)較大，由草地向林地的轉(zhuǎn)移量明顯高于林地向草地的轉(zhuǎn)移量，這種現(xiàn)象在2010年之后更為明顯；主城區(qū)尺度上耕地向城鄉(xiāng)、工礦、居民用地轉(zhuǎn)移的比例占到全市域的1/2以上，是整個(gè)研究區(qū)面積增長(zhǎng)最快的景觀類型，與胡東雪等的研究結(jié)果相吻合[1]。相比周邊地區(qū)，主城區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展更為迅速，城市化進(jìn)程更快，土地利用強(qiáng)度更大，人們對(duì)城鄉(xiāng)、工礦、居民用地的需求量更高，而主城區(qū)內(nèi)土地利用緊張，因而耕地成為主城區(qū)內(nèi)城市化擴(kuò)張的基本來(lái)源。

表3 太原市2000-2015年全市域各時(shí)段景觀類型轉(zhuǎn)移矩陣 km2

表4 太原市2000-2015年主城區(qū)各時(shí)段景觀類型轉(zhuǎn)移矩陣 km2

2.2 景觀格局變化特征分析

2.2.1 類型水平 斑塊密度(PD)、邊緣密度(ED)和景觀形狀指數(shù)(LSI)可以很好地反映景觀的破碎化程度。

從圖2可以看出，各景觀類型在全市域尺度與主城區(qū)尺度略有差別，全市域尺度上耕地和草地的PD，ED和LSI指標(biāo)均為最大，表明耕地和草地的斑塊數(shù)量最大，斑塊邊界較長(zhǎng)且不規(guī)則，景觀破碎化程度較高，城鄉(xiāng)、工礦、居民用地的PD，ED和LSI指標(biāo)正在逐年上升，景觀破碎化程度正在逐年增加；在主城區(qū)尺度上城鄉(xiāng)、工礦、居民用地和未利用地的ED和LSI指標(biāo)顯著上升，說(shuō)明相較于全市域，在主城區(qū)的城市化進(jìn)程更快，其景觀破碎化程度更高。從最大斑塊指數(shù)(LPI)的動(dòng)態(tài)特征來(lái)看，在研究時(shí)段內(nèi)，耕地、林地一直是全市域尺度上的優(yōu)勢(shì)景觀，但城鄉(xiāng)、工礦、居民用地的優(yōu)勢(shì)度正逐年上升，其最大斑塊的比例不斷增加，說(shuō)明在城市化進(jìn)程中城鄉(xiāng)、工礦、居民用地增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì)；在主城區(qū)尺度上，優(yōu)勢(shì)景觀為耕地和城鄉(xiāng)、工礦、居民用地，城鄉(xiāng)、工礦、居民用地的LPI指標(biāo)增長(zhǎng)趨勢(shì)十分明顯，說(shuō)明其小型斑塊向大型斑塊整合，更趨向于大型化和集中化，優(yōu)勢(shì)度不斷增加，而耕地和草地的最大斑塊比例不斷減少。

圖2 太原市各類型水平的景觀指數(shù)變化

2.2.2 景觀水平 香農(nóng)多樣性指數(shù)(SHDI)和香農(nóng)均勻度指數(shù)(SHEI)均為反映景觀多樣性的指標(biāo)，但前者強(qiáng)調(diào)稀有斑塊類型對(duì)信息的貢獻(xiàn)，反映景觀異質(zhì)性，后者可以與優(yōu)勢(shì)度指標(biāo)相互轉(zhuǎn)換，反映出景觀受到一種或少數(shù)幾種優(yōu)勢(shì)拼塊類型所支配的程度。近15 a間，太原市全市域尺度與主城區(qū)尺度的SHDI與SHEI指數(shù)變化趨勢(shì)相似，均呈現(xiàn)出全市域尺度上先增加后減少而主城區(qū)尺度持續(xù)增加的趨勢(shì)(圖3)。整體而言，全市域尺度上SHDI和SHEI指數(shù)均低于主城區(qū)尺度，說(shuō)明相較于全市域尺度，主城區(qū)尺度各斑塊類型在景觀類型所占比例呈均衡化趨勢(shì)分布。從時(shí)間角度而言，全市域尺度上SHDI和SHEI指數(shù)一直上升，尤以2010—2015年上升明顯，說(shuō)明這段時(shí)間內(nèi)太原市土地利用豐富，破碎化程度逐漸增加，各景觀類型所占比例呈均衡化趨勢(shì)分布；而在主城區(qū)尺度上，2000—2010年呈現(xiàn)與全市域尺度相似的趨勢(shì)，但在2010—2015年SHDI和SHEI指數(shù)略有下降，說(shuō)明主城區(qū)尺度上有明顯小型斑塊向大型斑塊整合的趨勢(shì)，景觀逐漸受到一種或少數(shù)幾種優(yōu)勢(shì)拼塊類型所支配，景觀豐富度呈降低趨勢(shì)。

蔓延度指數(shù)(CONTAG)和分布聚合性指數(shù)(AI)均為反應(yīng)景觀斑塊類型團(tuán)聚程度的指標(biāo)。整體而言(圖3)，全市域尺度的CONTAG指數(shù)高于主城區(qū)尺度，而AI指數(shù)低于主城區(qū)尺度，說(shuō)明相較于全市域尺度，主城區(qū)尺度上景觀中存在較多小斑塊，且各景觀類型斑塊的集中程度較高，而全市域尺度上景觀中有連通度較高優(yōu)勢(shì)斑塊類型存在。從時(shí)間角度而言，2000—2010年，全市域尺度和主城區(qū)尺度的CONTAG和AI指數(shù)變化相對(duì)較小，且呈現(xiàn)相似的趨勢(shì)，說(shuō)明這段時(shí)間內(nèi)，不同斑塊類型的分散度略有降低；在2010—2015年，全市域尺度和主城區(qū)尺度的AI指數(shù)均呈現(xiàn)降低趨勢(shì)，而CONTAG指數(shù)卻呈現(xiàn)出不同的變化趨勢(shì)，說(shuō)明主城區(qū)尺度上景觀類型斑塊的分布更為分散，小斑塊逐步向大型斑塊整合，景觀中的某種優(yōu)勢(shì)拼塊類型形成了良好的連接性，優(yōu)勢(shì)度不斷增大。

圖3 太原市各景觀水平的景觀指數(shù)變化

2.3 太原市景觀格局變化驅(qū)動(dòng)因素

2.3.1 社會(huì)經(jīng)濟(jì)因素 對(duì)3個(gè)年份的數(shù)據(jù)進(jìn)行主成分分析后，均提取出2個(gè)主成分，第一主成分中總?cè)丝?、地區(qū)生產(chǎn)總值、第二產(chǎn)業(yè)值、第三產(chǎn)業(yè)值、城鎮(zhèn)從業(yè)人員和固定資產(chǎn)投入這6個(gè)指標(biāo)的系數(shù)較大(其中總?cè)丝凇⒌貐^(qū)生產(chǎn)總值的系數(shù)最大)，第二主成分中農(nóng)業(yè)人口和第一產(chǎn)業(yè)值的系數(shù)較大(表5)。

進(jìn)一步分析總?cè)丝凇⒌貐^(qū)生產(chǎn)總值對(duì)景觀格局變化的影響，可以發(fā)現(xiàn)太原市總?cè)丝诔什粩嘣鲩L(zhǎng)的趨勢(shì)，由2000年的334.4萬(wàn)人增長(zhǎng)至2015年的431.87萬(wàn)人，增長(zhǎng)率為29.15%；農(nóng)業(yè)人口反而呈不斷減少的趨勢(shì)，由2000年的104.83萬(wàn)人減少至2015年的67.35萬(wàn)人，減少率為35.75%(圖4a)?？?cè)丝诘拇蠓黾雍娃r(nóng)業(yè)人口的大幅減少，一方面會(huì)導(dǎo)致部分耕地因無(wú)人管理而逐漸荒蕪，最終演替為草地；另一方面，城市人口必然大量增加，從而導(dǎo)致居住地面積的增加，但太原市大部分為耕地、林地、草地所覆蓋，可利用地有限，這使得人口增長(zhǎng)所致的土地壓力加大，進(jìn)而引起城市范圍的擴(kuò)大，進(jìn)一步加劇城市化的進(jìn)程。由此可見(jiàn)，人口增加和人口結(jié)構(gòu)的變動(dòng)是引起太原市景觀格局變化的原因之一。

2000—2015年，太原市經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速，地區(qū)生產(chǎn)總值由2000年的346.53億元增長(zhǎng)至2015年的2 479.61億元，增長(zhǎng)率為615.55%。從各產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值來(lái)看，第一產(chǎn)業(yè)發(fā)展相對(duì)緩慢，15 a間產(chǎn)值增加150.04%；第二產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，但近5 a發(fā)展速度明顯下降，15 a間產(chǎn)值增加457.12%；第三產(chǎn)業(yè)呈高速發(fā)展的態(tài)勢(shì)，占據(jù)主導(dǎo)地位，15 a間產(chǎn)值增加825.90%，形成了“三、二、一”的產(chǎn)業(yè)格局(圖4b)。第二、三產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展吸引了大量就業(yè)人口，引起城鄉(xiāng)、工礦、居民用地面積的增加和未利用地的減少，所以經(jīng)濟(jì)因子也是引起景觀格局變化的因素。

表5 太原市各年份主成分分析結(jié)果

圖4 太原市人口與各產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值

2.3.2 政策因素 政策因素對(duì)太原市景觀格局最直接的影響表現(xiàn)為林地面積的增加、耕地面積的減少。2010年，山西省提出“推進(jìn)城鄉(xiāng)生態(tài)化”，林業(yè)生態(tài)建設(shè)被擺在了全省轉(zhuǎn)型跨越發(fā)展基礎(chǔ)和前提的突出位置。2010年太原市造林面積為18 979 hm2，建城區(qū)綠化覆蓋率36.8%，綠地率32.0%，人均公園綠地面積9.59 m2；2015年造林面積為17 880 hm2，建成區(qū)綠化覆蓋率41.00%，綠地率36.07%，人均公園綠地面積11.56 m2。耕地面積的減少除了受“退耕還林”政策的影響外，還受到農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、糧食收購(gòu)等政策的影響[1]，2000年太原市糧食播種面積為999.60 km2，到2010年下降為847.82 km2，2015年持續(xù)下降為755.71 km2；再加上城市化進(jìn)程的加速發(fā)展，城市經(jīng)濟(jì)得到飛速發(fā)展，促使大量農(nóng)村勞動(dòng)力向城市轉(zhuǎn)移，城市人口增長(zhǎng)、工業(yè)及服務(wù)業(yè)的飛速發(fā)展對(duì)城鄉(xiāng)、工礦、居民用地需求的增加，由于城市土地利用緊張，耕地成為城鄉(xiāng)、工礦、居民用地?cái)U(kuò)張的主要來(lái)源，大量耕地被占用，導(dǎo)致耕地面積急劇下降。

2.3.3 城市規(guī)劃與發(fā)展理論 城市總體規(guī)劃是根據(jù)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展規(guī)劃制定的一定時(shí)期內(nèi)各項(xiàng)用地安排和綜合部署，而城市景觀格局的變化與城市總體規(guī)劃的實(shí)施是緊密相關(guān)的[18]。在太原快速城市化進(jìn)程中，全市域尺度的城市擴(kuò)展與主城區(qū)尺度的城市擴(kuò)展存在差異性，主城區(qū)以城鄉(xiāng)、工礦、居民用地向外推進(jìn)延伸為主，而全市域尺度則呈現(xiàn)跳躍式擴(kuò)展為主。城市總體規(guī)劃對(duì)于產(chǎn)業(yè)發(fā)展和布局的引導(dǎo)，促進(jìn)城鄉(xiāng)、工礦、居民用地大幅增加。2000—2010年，城鄉(xiāng)、工礦、居民用地面積變化相對(duì)較小(圖2)，大多分布在主城區(qū)尺度上，其城鄉(xiāng)、工礦、居民用地面積增長(zhǎng)45.43 km2，占全市域面積變化的82.58%，這與《太原市城市總體規(guī)劃(1998—2010)》中“主城區(qū)充分發(fā)揮對(duì)外輻射功能，以區(qū)帶鄉(xiāng)，促進(jìn)城鄉(xiāng)共同發(fā)展”的理念相吻合；2010—2015年，城鄉(xiāng)、工礦、居民用地面積變化明顯，但主城區(qū)尺度上的變化面積僅為全市域尺度上的50.84%，即非主城區(qū)地區(qū)的城鄉(xiāng)、工礦、居民用地面積大幅增加，且增加幅度近于主城區(qū)的變化，這與新一輪總體規(guī)劃《太原市城市總體規(guī)劃(2011—2020年)》中“城市規(guī)劃范圍包括太原市轄6城區(qū)、清徐縣全部行政區(qū)劃范圍和陽(yáng)曲縣侯村鄉(xiāng)等地區(qū)、引黃工程輸水管兩側(cè)20 m以及汾河一、二庫(kù)周圍500 m(后將范圍調(diào)整為太原市市域范圍)”相吻合，即在主城區(qū)飛速發(fā)展的同時(shí)，加大對(duì)其周邊地區(qū)的建設(shè)和發(fā)展，且周邊地區(qū)與主城區(qū)在職能上緊密銜接，但在空間上保持相對(duì)分離，因而出現(xiàn)全市域景觀格局變化與主城區(qū)不同的態(tài)勢(shì)。

3 結(jié) 論

在全市域和主城區(qū)尺度上，太原市的景觀格局呈現(xiàn)一定的差異性?？傮w上，二者呈現(xiàn)較為一致的趨勢(shì)，即在全市域和主城區(qū)尺度上，林地、耕地、草地始終是占比較大的景觀類型，城鄉(xiāng)、工礦、居民用地呈現(xiàn)較為明顯的增加趨勢(shì)，且耕地和草地的減少成為城鄉(xiāng)、工礦、居民用地?cái)U(kuò)展的主要來(lái)源；但主城區(qū)尺度上，2010年之前面積最大的景觀類型為耕地，到2015年變?yōu)槌青l(xiāng)、工礦、居民用地，作為太原快速城市化的典型區(qū)域，主城區(qū)土地利用的強(qiáng)度逐年加大，城鄉(xiāng)、工礦、居民用地的耕地占比相比全市域而言更為顯著，這與付剛等[5]的研究結(jié)果相一致。景觀格局指數(shù)的分析進(jìn)一步表明，全市域尺度和主城區(qū)尺度的景觀格局變化表現(xiàn)出不同的特征。全市域尺度上耕地、林地斑塊破碎化程度高，景觀蔓延度下降，景觀多樣性增加，但城鄉(xiāng)、工礦、居民用地的優(yōu)勢(shì)度正逐年上升，反映了隨著城市化進(jìn)程的加快，太原市土地利用豐富，城鄉(xiāng)、工礦、居民用地面積不斷加大，景觀破碎化程度逐漸增加；在主城區(qū)尺度上，城鄉(xiāng)、工礦、居民用地斑塊破碎化程度顯著升高，城市化進(jìn)程更快，但其小型斑塊逐漸向大型斑塊整合，優(yōu)勢(shì)度不斷增加，因而景觀蔓延度呈先下降后上升的趨勢(shì)，景觀多樣性卻呈先上升后下降的趨勢(shì)。

在景觀格局演變的驅(qū)動(dòng)力方面，社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、政策因素以及城市規(guī)劃與發(fā)展理論的實(shí)施的是太原市城市景觀格局演變的主要驅(qū)動(dòng)力，這與胡冬雪和陽(yáng)文銳等[1,18]的研究結(jié)果相一致。城市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整、政策以及城市規(guī)劃與發(fā)展理論的實(shí)施對(duì)城市發(fā)展的引導(dǎo)，引起人口規(guī)模和人口結(jié)構(gòu)的變動(dòng)，進(jìn)而引起城鄉(xiāng)、工礦、居民用地面積的增加和耕地等其他景觀類型的減少，生態(tài)空間出現(xiàn)不同程度的萎縮，進(jìn)而改變城市的景觀格局。