林国敏, 蔡宏, 康文华, 吴愈锋, 王跃跃

赤水河中上游坡景观特征动态变化研究

林国敏, 蔡宏, 康文华, 吴愈锋, 王跃跃

贵州大学矿业学院, 贵阳 550000

近十多年来, 随着退耕还林政策的实施, 喀斯特地区坡地景观特征发生了重大变化。以典型喀斯特流域赤水河中上游为研究区, 选用覆盖研究区2003年及2016年Landsat系列数据, 使用面向对象的分类方法及GIS的空间分析功能等, 分别探讨了研究区的景观组成、景观利用强度及景观格局的演变特征。结果表明: 经过十多年的发展, 研究区的坡景观特征发生了很大的变化。1)坡建设用地增加了30 km²。坡耕地转出量为498 km², 其中82.93%转为坡林地和11.85%转为坡灌草, 而仅有5.22%转为坡建设用地, 陡坡耕地减少了40.66%, 其中有36 km²转为陡坡林地, 46 km²转为陡坡灌草; 2)在该时间段, 坡地景观的土地利用强度大于陡坡景观, 且2003年的坡地景观及陡坡景观的景观利用强度均大于2016年; 3)在景观水平上, 陡坡景观及坡景观的邻接性增强, 多样性减小, 陡坡景观连通性增强, 破碎程度减小, 坡景观趋于破碎, 斑块形状复杂。在类型水平上, 陡坡耕地及坡耕地斑块形状变得复杂且破碎, 连通性差, 坡建设用地破碎程度减小, 斑块形状变的简单, 连通性变好。

景观组成; 景观利用强度; 景观格局; 赤水河中上游

0 引言

在“人多地少”的喀斯特山区, 耕地少, 贫困人口基数大, 经济不发达, 陡坡土地已成为土地资源的重要组成部分而被加以开发利用[1–2], 土地的不合理开发使得坡地景观面临严峻的生态环境。另一方面, 西部大开发以来, 退耕还林政策实施后, 流域自然生态环境退化趋势得到遏止, 农业基础设施建设投资增加, 水土流失面积减少, 同时伴随着人口的增多、城镇化面积的不断扩大, 区域内景观格局发生了极大的变化。学者在关于土地利用方面的研究主要集中在从土地利用动态度, 转移矩阵, 景观格局等方面研究区域内土地利用动态变化, 然而却忽略了不同坡度尺度下, 人类对景观的干扰程度不同[3-5], 特别是在喀斯特地区, 若过度的开发坡地景观, 加剧了区域的水土流失、土壤侵蚀和生态环境恶化等问题, 由此对坡地景观的开发行为和建设活动加以规范和管理显就得尤为重要, 如何全面了解近年来人类活动对喀斯特流域坡地景观造成的变化一直是人们的关注热点[6]。

坡度因子是水土保持、植被生长、景观形态的重要地形因子, 不同坡度的景观格局是人类对景观干扰强度与频度的现实情景, 奚晖表明坡度是限制人类土地利用方式与管理实践选择的客观条件[7], 这一特点在喀斯特地区人们对土地利用的管理表现得更为明显。赤水河中上游喀斯特地貌广泛发育, 山地和丘陵面积分布广泛, 地表坡降大, 较大的坡降容易造成水土流失、土壤侵蚀、水质污染等问题[7], 再加上研究区人多地少, 石漠化严重, 传统农业生产无地可耕, 因此造成了人类对坡地掠夺式的开发, 形成了特有的坡地景观, 同时经过十多年的发展, 随着退耕还林政策的实施加上经济的飞速发展, 使得区域内特有的坡地景观发生了较大的变化。故本文选取典型的喀斯特地貌区—赤水河中上游为研究区, 从不同坡度尺度出发, 从景观组成、坡地景观利用强度及景观格局等方面探讨赤水河中上游近年来坡地地表景观特征的时空演变规律, 其研究成果对赤水河中上游坡景观的合理开发及管理可以提供数据参考。

1 研究区概况

赤水河是长江上游南岸最重要的一级支流, 中上游位于川、滇、黔三省交界地带, 地跨云南省镇雄县、威信县, 贵州省七星关区, 大方县、仁怀市, 四川叙永县、古蔺县8个县(市), 河长263.5 km。该河段内泉、井、岩穴、伏流甚多, 岩溶地貌非常发育, 属于典型的喀斯特地貌景观[8-10], 上游是中国西南部生态型贫困区域, 水源涵养区生态环境修复任务重, 贫困人口集中, 产业发展基础差[11]; 中游地区工业化程度低, 农业生产落后, 且长期陡坡开垦, 导致水土流失严重, 据统计2010年贵州部分现有耕地中25°以上的应退耕还林的陡坡耕地占总耕地的15.03%[12]。其中造成赤水河中上游环境问题的人为因素长期存在, 使得研究区地表原生植被被破坏, 喀斯特石漠化面积不断扩大, 严重威胁流域的生态环境[7]。

2 数据的预处理及研究方法

2.1 数据的预处理

本次研究采用的数据源包括两景覆盖赤水河中上游区域的Landsat系列卫星影像, 分别为2003年09月25日的Landsat TM 5及2016年07月26日的landsat8 OLI, 空间分辨率均为30m, 同时还有同区域的DEM, 2000年及2010年的土地利用现状图(来源于西部数据网、地理信息专业知识服务系统)。预处理包括对研究区的两景卫星影像分别在ENVI5.4软件进行辐射定标、大气校正和几何配准, 然后选用信息量最为丰富的SWIR1、NIR、Red波段组合配以红、绿、蓝三种颜色生成假彩色合成影像(landsat8 OLI : 654、Landsat TM : 543), 这种合成能够充分的显示各种地物的影像差别, 适合于目视解译。

2.2 地表景观结构的提取

随着人类活动的直接介入, 土地利用方式的变化趋于复杂[13]。土地利用状态转移矩阵具体地刻画区域土地利用变化的结构特征, 反映出人类活动所引起的土地利用类型的变化方向[14]。该方法来源于系统分析中对系统状态与状态转移的定量描述, 其反映在一定时间间隔下, 一个亚稳定系统从时刻向+1 时刻状态转化的过程, 从而可以更好地揭示土地利用格局的时空演化过程[15], 其数学表达形式为:

图1 赤水河中上游行政区域图

Figure 1 The administrative region map in the middle and upper reaches of Chishui river

2.3 不同坡度级别下地表景观开发强度

2.4 不同坡度级别下地表景观格局指数的提取

景观格局决定着资源和环境的分布形式, 与景观中的各种生态过程密切相关, 对于抗干扰能力、恢复能力、系统稳定性和生物多样性有着深刻的影响[18]。赤水河中上游喀斯特地貌发育, 石漠化问题严重、垦殖率高、地表坡降大、地形复杂且景观破碎。鉴于此, 本文选取能反映研究区景观斑块形状、异质性、多样性以及破碎度的5个景观指数, 并根据每个指数的含义和值的大小来分析赤水河中上游坡景观格局空间结构特征, 具体景观指数的含义如表2:

表1 土地利用程度分级赋值表

表2 地表景观格局指数

3 结果与分析

研究显明, 不同坡度等级下人类对地表景观的干扰程度不一样, 同时表现出来的景观特征也不同, 其中《土地利用现状调查规程》显示坡度小于6°被认为是无水土流失现象或者可发生轻度土壤侵蚀; 《土地利用现状调查规程》表明坡度介于6°至 25°为中度至重度水土流失, 同时随着坡度增大土壤侵蚀面积也相应增加, 其侵蚀临界坡度为25°左右[2]; 鉴于以上规程及前期研究基础, 本文以6°和25°为坡度分界点, 根据第二次全国土地调查中的《全国土地分类标准(实行)》(《GB/T21010—2007》)一级分类, 结合云贵川三省地物在假彩色遥感影像上的特征和野外调查建立解译标志, 并采用坡度、归一化建筑物指数(NDBI)及归一化植被指数(NDVI)等指数, 利用阈值法进行土地利用分类, 将研究区的土地利用类型分为水体、未利用地、平地建设用地、坡建设用地、平地耕地、坡耕地、陡坡耕地、平地灌草、坡灌草、陡坡灌草、平地林地、坡林地、陡坡林地。其中0°至6°为平地, 6°至25°为坡地, 大于25°的为陡坡, 由于大于25°的建设用地较少, 本文将大于6°以上的建设用地均称为坡建设用地, 然后用2000年土地利用规划图辅以修正2003年的分类结果, 用2010年的土地利用规划图辅以修正2016年的分类结果, 最后采用Google Earth等高分别率影像和野外采集的验证点对分类结果进行精度评价, 经评价2003年及2016年分类结果的kappa系数分别为83.04%及87.1%, 能够满足大范围中尺度研究, 从而得到本研究中研究区两期的不同坡度级别的土地利用类型图。

图2 2003、2016年研究区土地利用类型图

Figure 2 The type of land use in 2003 and 2016

3.1 不同坡度级别下地表景观组成的变化

由于平地景观、水体非本文的研究重点, 另外未利用地占地面积较少, 所以在做景观转移分析的时候, 未将这几类景观纳入转移矩阵的计算。在像贵州省这样典型的喀斯特地区, 山地和丘陵占全省面积的92.5%生态系统对抵抗外界干扰的能力弱, 容易发生石漠化, 当面临人口压力大, 农村人口数量多同时依靠农业生产发展等问题时, 极少的平地耕地加上高度集中的贫困人口, 人们对土地的需求便指向了坡地及陡坡地, 很多山体被从山脚直接开垦到山顶, 形成了特有的坡地景观, 这种特有的坡地景观经过十年的发展, 各景观类型均出现一定程度的变化。表3记录了各类坡地景观及陡坡景观的面积及所占面积百分比, 从表中可以研究区林地、灌草及耕地所占比例相对较高, 为研究区的优势景观类型。其中坡灌草、坡耕地、陡坡建设用地面积减少, 坡建设用地、坡林地及陡坡灌草面积增加。2003年坡耕地及陡坡耕地的百分比为11.75%, 2016年坡耕地及陡坡耕地的百分比为9.96%, 耕地面积减少了1.79%, 其中坡耕地减少了11.68%, 陡坡耕地减少了40.66%, 这说明经过十年的发展, 陡坡耕地的退耕力度大于坡耕地, 表明退耕力度随着坡度的增高而增强, 这一结论与张跃红对贵州省喀斯特山区陡坡土地利用变化的研究结果相一致。从空间分布上来看, 耕地的减少主要体现在古蔺县的双沙镇、摩尼镇, 镇雄县, 清池镇及长石镇, 以及仁怀市的部分地区耕地的减少。随着的发展及人口增长, 人们对建设用地的需求也随之增大, 其中近十多年以来研究区的坡建设用地的面积增加了30 km², 建设用地的扩张主要是在威信县, 茅台镇, 双沙镇及五马镇从中心对外的扩张, 另外交通要道等建设用地的面积增加得也很明显, 如: 夏蓉高速及茅台镇附近的公路用地。为了了解土地利用变化的速度, 本文还计算各坡地景观的单一土地利用动态度, 它表示某一时段内某种土地利用类型的年变化率, 从单一土地利用动态度来看, 坡建设用地的单一土地利用动态度最大, 值为3.91。

现分别从表4及表5来仔细了解研究区坡地景观及陡坡景观中各地类之间的转移方向及转移量, 具体特征如下:

坡耕地转为其他地类的面积为498 km², 减少的耕地主要转为82.93%的坡林地和11.85%的坡灌草, 而仅有5.22%转为了坡建设用地, 最终坡耕地面积减少了75 km²。建设用地的面积增加了30 km², 主要来自26 km²的坡耕地及26 km²的坡林地转化, 另外有29 km²来自坡灌草的转化。坡灌草和坡林地之间的转化较为明显, 2016年坡林地的转入量1369 km², 其中有925 km²来自于坡灌草的转化, 另外来自413 km²坡耕地的转化, 而也有部分264 km²的林地转为灌草, 同时也有59 km²的耕地转为灌草, 最终灌草的面积减少了786 km²。林地面积增加了831 km²。耕地减少的原因可能是由于农业内部结构的调整及现代农业技术的进步更加有效地保证以往毁林开荒得到遏制, 人们生存的方式从依靠农业到其他方式的转变, 如: 人们选择外出打工(2011年, 毕节市常住人口653多万, 户籍人口830多万)、开辟果园或发展渔业、旅游业等; 另一方面, 由于国家政策的实施和人们环保意识的提高, 退耕还林还果的面积也在不断的扩大, 如: 仁怀市的植树造林等绿化工程等, 这些都使得坡耕地的面积减少。灌丛面积的减少及林地面积的增加, 这可能主要得益于土地开发的合理管理和石漠化的综合治理以及植被自然的生长规律。建设用地的增长主要受人类活动干扰程度大, 据2000年第五次人口普查资料计算, 昭通市城镇化水平为17.07%, 在云南省排列倒数第二, 毕节地区城镇化水平16.5%、遵义市城镇化率为20%, 流域各县(市)的城镇化率均低于贵州省平均水平(27%), 更低于全国36.92%的平均水平。然而随着社会经济增长及政策的引导, 赤水河中上游城镇化速率每年以1%的速度增加, 国务院《关于促进贵州经济社会又好又快发展的若干意见》指出: 国家层面上加大力度支持贵州发展, 在贵州省重点实施工业强省战略和城镇带动化战略, 研究区内大批的公路、工业园区及其他工程项目相继开工建设, 另外人口的增长也伴随着建设用地的扩张, 据全国第五次及第六次人口普查数据显示, 2000至2010年, 研究区内威信县常住人口从32.81万增加到38.58万, 镇雄县人口从109.71万增加到152.66万, 毕节市人口从632.75增加到653.64, 其中城镇人口比值上升13.59%, 仁怀市人口从52.07万增加到66.30万。

表3 2003、2016年各景观类别面积及单一土地利用动态度

(2)在喀斯特山区中成土母质为碳酸盐沉积, 土壤特征表现为图层薄且土壤肥力弱, 这种相对恶劣的生长环境植被主要以灌木树种, 矮化成灌木型的乔木树种及杂灌草组成, 因此研究区的陡坡景观中除了林地, 灌草也为主要的植被。2003年及2016年陡坡林地的面积分别占了55.71%、44.43%, 陡坡灌草及坡灌草的面积分别占了39.26%、28.53%, 经过十多年的发展, 陡坡林地转为其他地类的面积为440 km², 其中有418 km²转为了陡坡灌草, 剩余的转为陡坡耕地, 同时也有290 km²的陡坡耕地及陡坡灌草一同转为陡坡林地, 最终使得陡坡林地减少了150 km²; 陡坡灌草的面积增加了148 km², 陡坡灌草的转入量为464 km², 其中由418 km²的林地转化而来, 46 km²来源于陡坡耕地的转化。陡坡耕地的转出量为82 km², 其中有22 km²转为陡坡林地, 23 km²转为陡坡灌草, 陡坡耕地的减少与国家对陡坡耕地实行退耕还林还草的政策是相符合的, 但是从表3及图2可以看出, 2016仍然有一定数量的陡坡耕地分布在研究区的各个地区, 同时经过计算, 陡坡耕地减少了40.66%, 坡耕地减少了11.68%, 这说明对陡坡耕地的退耕强度大于坡耕地的退耕强度, 那么在研究区接下来的发展中要持续实施陡坡退耕还林并且要加强坡耕地的退耕力度。

表4 赤水河流中上游2003、2016年坡景观土地利用转移矩阵 (km²)

表5 赤水河流中上游2003、2016年陡坡景观土地利用转移矩阵(km²)

3.2 不同坡度级别下景观利用强度的变化

从图3研究区两年的土地利用综合程度指数变化值来看, 随着坡度的增大, 土地利用综合指数降低, 这说明坡度大的地方土地利用程度低, 景观利用强度弱, 即平地土地利用程度>坡地土地利用程度>陡坡地土地利用程度。2016年坡地景观的土地利用综合指数为216.83, 2003年坡地景观的土地利用综合指数的值为217.17, 土地综合利用指数的值减少了 0.34, 2003年土地利用程度高, 对坡地景观的干扰程度大, 2016年陡坡景观的土地利用综合指数值为202.98, 2003年的值为205.02, 土地利用综合指数的值减少了2.04, 2003年人们对陡坡景观的干扰仍然比2016年大, 结合景观的转移方向来看, 这段时间人们对陡坡景观的干扰主要表现为林地的增加和耕地的减少, 对坡景观的干扰主要是林地, 建设用地的增加, 耕地的减少。

3.3 不同坡度级别下景观格局变化分析

(1)坡景观格局变化分析

陡坡景观类型主要以林地、灌草等为主。本文将从景观水平和景观类型水平分别来探究研究区景观整体水平和各类型水平景观的斑块特征。从表6表示陡坡景观在景观水平上的景观格局指数的值可以看出, 经过十多年的发展, IJI指数值及COHE­SION增大, 景观之间的邻接性增强, 斑块在逐渐连城一片, 连通性增大; 另一方面, ED值及SHDI值减小, 景观的破碎程度及多样性降低。

结合图4表示在景观类型水平上的陡坡景观指数的值可知: 景观的破碎程度降低主要是占据陡坡景观高覆盖面积的林地和灌草的破碎程度降低, 同时表3中显示陡坡耕地面积减少了37 km², 也使得陡坡景观的景观多样性降低。陡坡耕地的IJI值来看, 2016年耕地的IJI值为76.2723, 2003年耕地的IJI值为98.195, IJI值的降低说明耕地与别的景观的邻接性减弱, 混杂程度减小, 2003年研究区的耕地不仅分布在缓坡, 也有一部分在崇山峻岭之中, 耕地面积不断减少, 使得其邻接性减小, 虽然耕地的IJI值降低了, 但是林地和灌草的IJI值增大, 特别是陡坡灌草的IJI值增幅为35.6377, 所以导致了景观水平上2016年的景观之间的邻接性增强, 陡坡林地及陡坡灌草的斑块形状变得简单, 且连通性有所增强。此外陡坡耕地的COHESION值减小, PAFRAC值及ED增大, 景观的连通性变低, 斑块形状变得复杂, 破碎。

图3 赤水河中上游2003、2016年土地利用综合程度指数变化图

Figure 3 The change map of land use integration index in 2003 and 2016

Figure 6 The steep slope landscape pattern index on the landscape level in 2003 and 2016

表6 2003、2016景观水平上陡坡景观格局指数

(2)坡景观格局变化分析

从表7研究区两年坡景观水平上的景观格局指数的变化值可以看出, 2016年IJI的值为68.9008, 2003年IJI的值为58.4948, 这表明研究区经过十三年的发展坡景观类型之间的邻接性增强, 同时ED值及PAFRAC值均增大, 坡景观破碎且斑块形状复杂, 另一方面, COHESION的值降低了2.4692, SHDI值降低了0.1949, 这说明在坡景观斑块趋于破碎、复杂的同时, 坡景观的连通性及多样性也随着降低。

从图5景观类型水平的坡景观格局指数来看, 在该坡度等级下, 2016年景观的破碎主要来源于坡林地和坡耕地较为破碎, 同时这两类景观的PAFRAC值的增大也表明坡林地和坡景观的斑块形状变得更加复杂, 坡林地的IJI值减小, 邻接性减弱,这表明坡林地与其他几类景观的分布关系变得简单, 但是坡耕地的IJI值增大, 这说明坡耕地与别的几类景观邻接性增强, 另外随着时间的推移坡耕地的COHESION值从94.2436减小到71.1534, 坡灌草的COHESION值从89.7186减小到59.6116, 说明坡耕地及坡灌草的连通性均降低, 这可能与坡耕地和坡灌草的面积减少有关, 同时与陡坡耕地相比, 2016年坡耕地更为破碎, 斑块形状更为复杂。另外坡建设用地的ED值和PAFRAC值减小COHESION值及IJI值增大, 这表明经过十多年的发展, 坡建设用地的破碎程度减小、斑块形状变得简单, 随着城镇化建设的加快, 城区在不断的往外扩张, 建设用地在不断的连接成块, 分布变得集中, 这使得坡建设用地的连通性增强, 同时坡建设用地面积的增加也使得坡建设用地与别的景观的邻接性增强。

4 结论

赤水河中上游流域内坡地耕地比重大, 水土流失严重, 生态环境建设面临巨大威胁, 流域内耕地占流域土地面积的27.90%, 面临着布局不合理, 陡坡垦殖严重等问题[20], 本文利用RS和GIS技术, 从不同坡度等级出发, 借助土地利用转移矩阵、土地利用程度综合指数及景观指数深入的研究了赤水河中上游坡景观特征动态变化。结果表明: 经过十多年的发展, 研究区的景观组成的分布、景观利用强度及景观格局得到了发生了一系列的变化, 具体结论如下:

Figure 4 The steep slope landscape pattern index on the class level in 2003 and 2016

Figure 7 The sloping landscape pattern index on the landscape level in 2003 and 2016

表7 2003、2016景观水平上坡景观格局指数

(1)随着时间的推移, 坡耕地及陡坡耕地面积减少, 陡坡耕地减少了40.66%, 坡耕地减少了11.68%, 这说明对陡坡耕地的退耕强度大于坡耕地的退耕强度。耕地逐渐的向自然生态环境过渡, 主要转为林地和灌草, 这与王成在浅丘带坝区不同坡度下耕地景观格局中的结论一致[21]。另外随着人口的增长、经济的发展及城镇化扩张的需求, 使得建设用地面积不断增加, 增加的坡建设用地主要来源于坡灌草、坡林地及坡耕地的转化, 同时坡建设用地的年变化率最大。

(2)坡度越大的地方土地利用程度越低, 即景观利用强度越低。在该时间段, 坡地景观的土地利用强度大于陡坡景观, 且2003年的坡地景观及陡坡景观的景观利用强度均大于2016年, 人们对陡坡景观的干扰主要表现为林地的增加和耕地的减少, 对坡景观的干扰主要是林地, 建设用地的增加, 耕地的减少。

(3)在景观水平上, 陡坡景观的邻接性及连通性增强, 破碎程度及多样性减小, 坡景观邻接性增强, 景观变得破碎且斑块形状变得复杂, 连通性及多样性降低; 在类型水平上, 陡坡林地及陡坡灌草破碎程度减小, 斑块形状变得简单, 陡坡耕地及坡耕地破碎程度增大, 斑块形状变得复杂且连通性降低, 坡建设用地破碎程度降低, 斑块形状变得简单, 连通性变得更好, 其中坡耕地比陡坡耕地更为破碎, 斑块形状更为复杂。

综上所述, 研究区随着退耕还林政策实施以来, 其坡地景观特征发生了很大的变化, 坡建设用地显著增加, 陡坡耕地的退耕力度较大, 人们对坡景观的干扰程度相对比陡坡景观的干扰程度大。另随着时间的推移, 研究区坡地景观比陡坡景观更加破碎, 斑块形状更为复杂, 而坡地景观的破碎化, 坡地耕种以及坡地景观城镇用地的扩张等极易造成水土流失, 这必须引起人们对研究区坡地景观管理开发的重视, 建议在耕地条件良好的农耕区发展生态经济, 提升农业产业化效益, 同时对陡坡耕地实行退耕还林, 增加坡林地及陡坡林地斑块数目和增强林地的连通程度。

图5 2003、2016类型水平上坡景观格局指数

Figure 5 The sloping landscape pattern index on the class level in 2003 and 2016

[1] 奚晖. 宝兴县森林景观时空动态变化分析及其生态价值评估[D]. 成都: 四川师范大学, 2014:11.

[2] 张跃红, 安裕伦, 马良瑞, 李雪. 1960—2010年贵州省喀斯特山区陡坡土地利用变化[J]. 地理科学进展, 2012, 31(7): 878–884.

[3] 蔡宏, 何政伟, 安艳玲, 等. 基于RS和GIS的赤水河流域植被覆盖度与各地形因子的相关强度研究[J]. 地球与环境, 2014, 42(4): 518–524.

[4] Ding Jiao, JiangYuan, Liu Qi , et al. Influences of the land use pattern on water quality in low-order streams of the Dongjiang River basin, China: A multi-scale analysis[J]. Science of the Total Environment,2016,551–552

[5] 陆君, 刘亚风, 黄洪辉, 等. 黄山市太平湖流域土地利用结构与河流水质相关性分析[J]. 复旦学报(自然科学版), 2014(6):731–736.

[6] 张志明, 罗亲普, 王文礼, 等. 2D与3D景观指数测定山区植被景观格局变化对比分析[J]. 生态学报, 2010, 30(21): 5886–5893.

[7] 马良瑞, 梅再美. 基于“3S”技术的贵州省喀斯特地区坡耕地资源研究[J]. 安徽农业科学研究学, 2012, 40(3): 1897–1898.

[8] 蔡宏, 林国敏, 康文华. 赤水河流域中上游坡地景观特征对河流水质的影响[J].地理研究, 2018,37(4):704–716..

[9] 任晓冬, 黄明杰. 赤水河中上游产业状况与综合流域管理策略[J]. 长江流域资源与环境, 2009, 18(2): 97–103.

[10] 耿金, 陈建生, 张时音. 赤水河上游流域水化学变化与离子成因分析[J]. 水文, 2013, 33(1): 44–50.

[11] 蔡宏. 茅台酒水源地生态环境变化对水质的影响研究[D]. 成都: 成都理工大学, 2015:4–5.

[12] 黄真理. 论赤水河中上游资源环境的开发与保护[J]. 长江流域资源与环境, 2003, (4): 332–339.

[13] 艾文, 任晓冬. 赤水河中上游生态可持续发展的对策[J]. 贵州农业科学, 2010, 38(10): 241–243.

[14] 翟可, 刘茂松, 徐驰, 等. 盐城滨海湿地的土地利用/覆盖变化[J]. 生态学杂志, 2009, 28(6): 1081–1086.

[15] 管珍. 三河源区土地利用/土地覆被变化分析及其驱动机制研究[D]. 西宁: 青海师范大学, 2011:32.

[16] 吴琳娜, 杨胜天, 刘晓燕, 罗娅, 周旭, 赵海根. 1976年以来北洛河流域土地利用变化对人类活动程度的响应[J]. 地理学报, 2014, 69(1): 54–63.

[17] 邓清海, 张丹丹, 张丽萍, 等. 日照市土地利用变化遥感监测及驱动力分析[J]. 水土保持研究, 2015, 22(2): 184–188.

[18] 刘纪远.国家资源环境遥感宏观调查与动态监测研究[J].遥感学报,1997(3): 225–230.

[19] 孙才志, 闫晓露, 钟敬秋, 等. 下辽河平原景观格局脆弱性及空间关联格局[J]. 生态学报, 2014, 34(2): 247–257.

[20] 赵卫权, 杨振华, 苏维词, 等. 基于景观格局演变的流域生态风险评价与管控——以贵州赤水河中上游为例[J]. 长江流域资源与环境, 2017, 26(8): 1218–1227.

[21] 安艳玲,吕婕梅,吴起鑫,罗进,蒋浩,彭文博,于霞.赤水河流域上游枯水期水化学特征及其影响因素分析[J].环境科学与技术, 2015, 38(8):117–122

[22] 王成, 袁敏, 魏朝富, 等. 浅丘带坝区不同坡度下耕地景观格局分析[J]. 生态学杂志, 2007, 26(9): 1424–1431.

The study on dynamic change of the hillsides landscape feature in the middle and upper reaches of Chishui River

LING Guomin，CAI Hong, KANG Wenhua, WU Yufeng,WANG Yueyue

College of Mining, Guizhou University, Guiyang 550000, China

In recent ten years, with the implementation of the policy of returning farmland to forestry, the landscape characteristics of sloping land in karst areas have undergone significant changes. The sampling cases of the upper and middle reaches of the Chishui River were chosen in the typical karst watershed.The U.S Landsat data series were used as the main data source, through the object-oriented classification method with the eCognition software and spatial analysis functions of the Geographic Information System, combined with landscape pattern analysis methods of Fragstates software. The landscape composition, landscape intensity, and landscape pattern evolution were explored respectively in different slope. The results showed that after ten years of development, the sloping landscape characteristics had changed greatly in the research area. 1) The sloping construction land increased 30km². The sloping farmland roll-out 498km², which of 82.93% converted to sloping forest land and another of 11.85% converted to sloping brushwood, while only 5.22% converted to sloping construction land. The steep slope farmland reduced by 40.66%, of which 36km² converted to steep slope woodland, and 46km² to steep slope irrigation grass. 2) During this period, the land use intensity of slope landscape was higher than that of steep slope landscape, and the landscape use intensity of slope landscape and steep slope landscape in 2003 was higher than that in 2016. 3) On the landscape level, the adjacency of steep slope landscape and slope landscape increased, the diversity decreased, the connectivity of steep slope landscape increased, the degree of fragmentation decreased, the slope landscape was fragmentation, and the patch shape was complex. On the class level, the patch shapes of steep slope farmland and slope farmland became complex and fragmented, the connectivity was poor, the degree of fragmentation of slope construction land was reduce, the patch shapes became simple, and the connectivity was better.

the landscape composition; the landscape intensity; the landscape pattern; the middle and upper reaches of Chishui River

10.14108/j.cnki.1008-8873.2019.05.020

P237

A

1008-8873(2019)05-151-09

2018-08-26;

2016-10-26

贵州省科技计划项目(黔科合基础[2016]1028); 贵州省水利厅科技基金(KT201508)

林国敏(1995—), 女, 硕士研究生, 研究方向为摄影测量与遥感。E-mail: 1243669176@qq.com

蔡宏(1980— ), 女, 博士, 副教授, 研究方向为资源环境遥感。E-mail: 588cai@163.com

林国敏, 蔡宏, 康文华, 等. 赤水河中上游坡景观特征动态变化研究[J]. 生态科学, 2019, 38(5): 151-159.

LING Guomin, CAI Hong, KANG Wenhua, et al. The study on dynamic change of the hillsides landscape feature in the middle and upper reaches of Chishui River[J]. Ecological Science, 2019, 38(5): 151-159.