空间粒度变化对县域农村居民点景观指数的影响——以江苏省大丰市为例
发布时间：2019-11-12 07:56
【摘要】：[方法]以江苏省大丰市2013年度土地利用变更调查数据为基本数据源,利用arcgis10.0将其分别转化为50~500m以内以50m为间隔的10组栅格数据,利用fragastats3.4对9个景观指数进行计算,[目的]分析其农村居民点景观格局特征及其粒度效应。[结果]研究表明:研究区农村居民点小斑块所占比例较大,面积在1hm2以下的斑块占总斑块数的80%以上,整体分布呈现出"大分散、小集中"的特点。农村居民点景观指数具有明显的粒度效应,其中随粒度增大而增加的有平均斑块面积、景观面积和最大斑块指数,随粒度增大而降低的有斑块个数、斑块密度、形状指数、聚集度指数、结合度指数和分离度指数。粒度响应最敏感的指数为斑块个数和斑块密度,具有中等敏感性的指数为平均斑块面积、分离度指数和聚集度指数,结合度指数、最大斑块指数、斑块形状指数和景观总面积对粒度响应的敏感性较低。[结论]综合各个景观指数的变化特点发现,粒度的增大最终将导致研究区居民点景观斑块形状更加规则,最大斑块的优势度上升,景观破碎度降低,景观斑块间连通性降低且分布趋向分散。该研究可为农村居民点规划与生态评价提供依据。
【图文】：
2.2农村居民点景观格局的粒度效应2.2.1数量与规模指数的粒度效应分析数量与规模景观指数由景观面积(TA)、斑块个数(NP)、平均斑块面积(AＲEA)、斑块密度(PD)来表征。其中，景观面积指研究区所有居民点景观斑块总面积，是计算其它景观指数的基础;斑块个数、斑块密度指示了农村居民点在数量规模上的变化;平均斑块面积指示了景观的破碎度，其值越小，景观越破碎［18-19］。分析结果见图1。图1数量与规模特征指数的粒度效应由图1可知，在50～500m的粒度范围内，随着粒度的增加，景观面积呈波浪式变化，但其变化的幅度较校其中，当空间粒度为450m时，景观面积最大，当空间粒度为150m时，景观面积最小，其与景观总面积的相对误差分别为4.1%和0.9%，总体上对各指数的计算结果影响不大。粒度由50m增大至500m的过程中，斑块个数和斑块密度显著下降，其与粒度的变化关系可用幂函数进行拟合，决定系数Ｒ2分别为0.9920和0.9912，均达到极显著水平。尤其在50～150m的粒度范围内，其下降率超过30%;当粒度自150m继续增加时，其下降的速率趋于缓和。总体上说，斑块个数和斑块密度对粒度的变化响应较为敏感，尤其在粒度较小时，斑块数随粒度增加而快速减少，说明研究区居民点较为破碎，小面积斑块所占比例较多［20］。平均斑块面积随粒度的增大而增加，二者函数关系可用二次多项式进行拟合，决定系数Ｒ2=0.9988，达到极显著水平。在粒度由50m变化到500m的过程中，平均斑块面积由1.1hm2逐渐增大至42.2hm2且没有出现拐点，说明随着粒度的增加，平均斑块面积变化比较缓和，景观的破碎化程度随粒度增大而逐渐降低［20］。2.2.2形状指数的粒度效应分析该文用斑块周长除以同面积的圆周长的平均数表示斑块的形状指数(SHAPE)［21］，它描述了斑?
图2斑块形状指数的粒度效应从图2可以看出，研究区斑块形状指数随粒度的变化大体呈3次多项式变化，其拟合方程的决定系数Ｒ2为0.9705，也达到极显著水平。在50m≤粒度≤300m范围内，其指数值随粒度增加呈降低的趋势，在粒度较小时变化尤为剧烈;当300m≤粒度≤450m时，随粒度增加其缓慢增大，当粒度＞450m后又开始降低。说明粒度变化对斑块形状指数的影响较为复杂，粒度变化对小斑块形状指数影响较大，而对大斑块形状指数影响相对较小，这可能与大小斑块间形状特征相似程度较高有关。总之，该研究区农村居民点随着粒度的增加，斑块形状趋于规则。2.2.3空间构型特征指数的粒度效应分析反映景观空间构型的指数由聚集度指数(AI)、结合度指数(COHESION)和分离度指数(SPLIT)来表征［22］，3个指标综合描述了景观的空间结构特征及其分布状态。其中，，聚集度指数表示了整体景观中某一类斑块的聚集与分散状态，其值越大表示同类斑块的分布越集中，值越小表示同类斑块分布越分散，是景观斑块空间规模化分布程度的反映;结合度指数是对各斑块的物理连通性的描述，其值越大说明景观同类斑块之间连通性越强，一般来说，较高的结合度值说明景观中的某种优势斑块类型在空间上形成了良好的连接性;分离度指数指某一景观类型中斑块个体分布的离散程度，分离度指数越大，说明居民点的分布越零碎或离散［19-21］，分析结果见图3。图3聚集度指数、结合度指数和分离度指数的粒度效应由图3可知，聚集度指数、结合度指数与分离度指数随粒度增大均呈二次多项式的方式递减，拟合函数的决定系数Ｒ2分别为0.9866、0.9655和0.963。但当粒度≥350m时，聚集度指数与结合度指数不再下降，而分离度指数除在350m时出现上升外，仍保持下降的趋势。说明随着粒度的增大，?
本文编号：2559680
【图文】：
2.2农村居民点景观格局的粒度效应2.2.1数量与规模指数的粒度效应分析数量与规模景观指数由景观面积(TA)、斑块个数(NP)、平均斑块面积(AＲEA)、斑块密度(PD)来表征。其中，景观面积指研究区所有居民点景观斑块总面积，是计算其它景观指数的基础;斑块个数、斑块密度指示了农村居民点在数量规模上的变化;平均斑块面积指示了景观的破碎度，其值越小，景观越破碎［18-19］。分析结果见图1。图1数量与规模特征指数的粒度效应由图1可知，在50～500m的粒度范围内，随着粒度的增加，景观面积呈波浪式变化，但其变化的幅度较校其中，当空间粒度为450m时，景观面积最大，当空间粒度为150m时，景观面积最小，其与景观总面积的相对误差分别为4.1%和0.9%，总体上对各指数的计算结果影响不大。粒度由50m增大至500m的过程中，斑块个数和斑块密度显著下降，其与粒度的变化关系可用幂函数进行拟合，决定系数Ｒ2分别为0.9920和0.9912，均达到极显著水平。尤其在50～150m的粒度范围内，其下降率超过30%;当粒度自150m继续增加时，其下降的速率趋于缓和。总体上说，斑块个数和斑块密度对粒度的变化响应较为敏感，尤其在粒度较小时，斑块数随粒度增加而快速减少，说明研究区居民点较为破碎，小面积斑块所占比例较多［20］。平均斑块面积随粒度的增大而增加，二者函数关系可用二次多项式进行拟合，决定系数Ｒ2=0.9988，达到极显著水平。在粒度由50m变化到500m的过程中，平均斑块面积由1.1hm2逐渐增大至42.2hm2且没有出现拐点，说明随着粒度的增加，平均斑块面积变化比较缓和，景观的破碎化程度随粒度增大而逐渐降低［20］。2.2.2形状指数的粒度效应分析该文用斑块周长除以同面积的圆周长的平均数表示斑块的形状指数(SHAPE)［21］，它描述了斑?
图2斑块形状指数的粒度效应从图2可以看出，研究区斑块形状指数随粒度的变化大体呈3次多项式变化，其拟合方程的决定系数Ｒ2为0.9705，也达到极显著水平。在50m≤粒度≤300m范围内，其指数值随粒度增加呈降低的趋势，在粒度较小时变化尤为剧烈;当300m≤粒度≤450m时，随粒度增加其缓慢增大，当粒度＞450m后又开始降低。说明粒度变化对斑块形状指数的影响较为复杂，粒度变化对小斑块形状指数影响较大，而对大斑块形状指数影响相对较小，这可能与大小斑块间形状特征相似程度较高有关。总之，该研究区农村居民点随着粒度的增加，斑块形状趋于规则。2.2.3空间构型特征指数的粒度效应分析反映景观空间构型的指数由聚集度指数(AI)、结合度指数(COHESION)和分离度指数(SPLIT)来表征［22］，3个指标综合描述了景观的空间结构特征及其分布状态。其中，，聚集度指数表示了整体景观中某一类斑块的聚集与分散状态，其值越大表示同类斑块的分布越集中，值越小表示同类斑块分布越分散，是景观斑块空间规模化分布程度的反映;结合度指数是对各斑块的物理连通性的描述，其值越大说明景观同类斑块之间连通性越强，一般来说，较高的结合度值说明景观中的某种优势斑块类型在空间上形成了良好的连接性;分离度指数指某一景观类型中斑块个体分布的离散程度，分离度指数越大，说明居民点的分布越零碎或离散［19-21］，分析结果见图3。图3聚集度指数、结合度指数和分离度指数的粒度效应由图3可知，聚集度指数、结合度指数与分离度指数随粒度增大均呈二次多项式的方式递减，拟合函数的决定系数Ｒ2分别为0.9866、0.9655和0.963。但当粒度≥350m时，聚集度指数与结合度指数不再下降，而分离度指数除在350m时出现上升外，仍保持下降的趋势。说明随着粒度的增大，?
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