环境保护与循环经济基于景观指数的滨海新区景观格局变化分析李雪梅1邓小文2
（1.天津城市建设学院管理工程系，天津300384；2.天津市环境保护科学研究院，天津300074）
摘要：以1984，1995，2008年遥感影像和2004年滨海新区土地利用现状图为主要数据源，在遥感与地理信息系统技术
支持下，获取天津市滨海新区1984—2008年景观变化数据。定量分析了几种常用景观格局指数随尺度的变化规律。应用景观指数对1984—2008年间滨海新区的景观格局变化研究表明，滨海新区景观利用过程中景观形状趋于多样化，景观破碎化程度日趋严重。各项景观指数的研究结果表明，滨海新区近年来的景观变化基本是在城市规划和土地规划下的有序变化，反映了人为干扰在滨海新区景观变化中的主导作用。
关键词：景观指数；景观格局变化；滨海新区
Abstract：TakingtheLandsatTMimagesin1984,1995and2008,andthepresentlandusemapof2004ofTianjinBinhaiNewArea（TBNA）asthebasicinformationresources,thelandscapechangesofTBNAwetlandsin1984—2008byRSandGISwereanalyzed.Withthetooloflandscapeindex,thelandscapechangeofTBNAfrom1984to2008wasstudied.Theresultsshowedthatthelandscapefragmentationwasaggravatedyearbyyear.Thechangeoflandscapemetricsmeantthatthelandtransitionwascompliedwiththecitylayoutandlandplanstrictly.Theresultsreflectedthathumandisturbancewasthemaindriveforcesoflandscapechange.Keywords：landscapeindex;landscapepatternchange;TBNA中图分类号：X87文献标识码：A文章编号：1674－1021（2011）07-0038-03
1引言2研究区概况
景观格局是指具体生态系统存在“元素”的空间
——主要指生态系统的大小、形状、数量、类型关系—及相关的能量、物质和物种的分布［1］。景观格局分析是景观生态学基本理论研究的重要组成部分，也是景观生态评价、规划、管理及建设等应用方向的基础。分析景观结构的目的在于从看似无序的景观中发现潜在的有意义的有序或规律，并把景观的空间特征与时间过程联系起来，研究其随时间的变化、演替和外界干扰对景观结构的影响，而能够更为清楚地研究和把握景观结构与生态过程相互作用的内在规律性，揭示土地利用/覆盖变化所导致的景观格局变化对生态环境的影响［2-4］。
天津市滨海新区是我国继深圳特区、浦东新区之后的中国经济发展第三极，滨海新区经济的高速发展带来了景观格局的巨大变化，研究滨海新区景观时间与空间格局变化规律，揭示其经济发展带来的外在干扰与其景观内在变化的关系，对滨海新区生态经济系统的可持续发展具有重要意义。
收稿日期：2011－05－30；修订日期：2011-07-04。
天津滨海新区处于华北平原东北部，海河流域
下游，天津市中心区的东面，濒临渤海，北与河北省丰南县为邻，南与河北省黄骅县为界，地理坐标位于117°20′—118°00′E，38°40′—39°00′N。滨海新区成立于1994年，位于环渤海地区的中心、天津东部临海
汉沽、大港3个滨海地带，本文研究范围涉及塘沽、
区的全部用地2203km2，东丽区无暇街、津南区葛沽镇2个行政区部分用地67km2，其沿海5m等深线滩涂1144.77km2和海岸线153km。
3
3.1
数据来源与研究方法
数据来源
1995年LandsatTM影像（分辨率选取1984年、
30×30m），2004年土地利用现状图和2008年LandsatETM影像（分辨率30×30m）。遥感影像已经过辐射校正，坐标系统采用TransverseMecator投影，中央经线为105°E。在遥感分析软件ERDASIMAGINE9.0中进行解译。解译方法采取监督分类方
基金项目：国家水体污染控制与治理重大专项（2008ZX07314-005），国家自然科学基金（No.70803032）。作者简介：李雪梅，女，1976年生，讲师，研究方向为土地利用变化与环境演变。
生态环境
EcologicalEnvironment
39
法，然后将解译结果导入地理信息系统软件AR－CGIS9.0对解译结果进行目视更正，再对2004年土根据研究需要，考虑区分地利用现状图进行矢量化。
差异性，归纳共同性，并参考全国《土地利用现状分
［5］类》GB/T21010-2007的基础上将滨海新区土地分为耕地、建设用地、林地、水域、盐田、未利用地及滩涂等7类用地类型（图1）。
表1景观指数计算结果
景观指数斑块个数（NP）/个斑块密度（PD）
最大斑块所占景观面积的
比例（LPI）（/%）边界密度（ED）香农均匀度指数（SHEI）香农多样性指数（SHDI）
1984年1995年2004年2008年6210.1732.988.100.821.48
6650.1932.958.720.861.54
8480.2432.939.710.901.75
1418
0.4030.3913.410.761.37
1984.shp
滩涂农用地建设用地未利用地林草地水域盐田1995.shp滩涂农用地建设用地未利用地林草地水域盐田
2004.shp
滩涂农用地建设用地未利用地林草地水域盐田2008.shp滩涂农用地建设用地未利用地林草地水域盐田
图1滨海新区1984—2008年土地利用分类
3.2研究方法
景观指数是能够高度浓缩景观格局信息，反映
其结构组成和空间配置某些方面特征的简单定量（patch-指标。景观格局指数分为斑块水平指数levelindex）、斑块类型水平指数（class-levelindex）以
［6］
及景观水平指数（landscape-levelindex）。选取合
适的景观格局指数是正确进行景观格局评价的关键，综合考虑景观指数特点及滨海地区景观特征，本文分别对研究区斑块类型水平指数和景观水平指数进行评价，分析其在不同尺度上的景观格局变化［6-7］。
4
4.1
研究结果分析
景观水平指数变化分析
为了反映研究区景观整体格局变化，借助于景
观格局分析软件Fragstats3.3，计算得到了研究区1984，1995，2004和2008年4个年份的景观水平特征指数，见表1。
该区的景观斑块总数NP在逐年的增加，从
1984年的621块增加到2008年的1418块。说明滨海地区景观在逐年的破碎化，其破碎化程度越来越严重。其原因主要是由于道路交通的发展、建筑用地景观的无序扩张破坏了周边景观斑块的完整性。斑块密度PD也在逐年增加，从1984年的0.17增加至2008年的0.40，其中2004—2008年期间PD变化最快，由2004年的0.24迅速增加至2008年的0.40。表明2004—2008年期间，在土地资源可持续利用和集约利用的政策引导下，滨海地区景观在破碎度增加的同时，土地利用集约度也在增强。最大斑块所占面积的比例LPI在1984—2004年基本维持稳定，2004—2008年下降2.54%，在研究区最大斑块为滩涂，2004年后大面积填海造地占用了滩涂面积，使之LPI减小，反映了人类的活动对滩涂这种土地类型利用方式的影响和改变。
边界密度可以进一步反映景观的破碎化程度，景观水平上的边界密度在逐年增大，由1984年的8.10增加至2008年的13.41。这除了能够表明景观的边界长度在增加和景观在逐渐破碎化外，还可说明景观边界形状的复杂程度也在增加。1984—2008年边界密度与斑块数变化趋势一致，不断增长，表明破碎化也不断增长。
香农多样性指数（SHDI）与香农均匀度指数（SHEI）在1984—2004年期间均呈缓慢上升趋势，说明在此期间滨海新区景观破碎度增加，且景观优势度不是特别明显。2004—2008年SHDI与SHEI均迅速减少，这也正说明期间滨海新区经济迅速发展，建设用地猛增，导致景观中建设用地优势度明显增加。
4.2斑块类型水平指数变化分析
斑块类型水平指数本文分别选取斑块个数（NP）、斑块所占景观面积的比例（PLAND）、最大斑块所占景观面积的比例（LPI）、边界密度（ED）等4
40
环境保护与循环经济个景观类型指标进行计算与分析。借助于景观格局分析软件Fragstats3.3，计算得到了研究区1984，
.00.00.00.00.00.00.00.00.00
1995，2004和2008年4个年份的景观类型水平特征指数（图2）。
0000000000000
耕地建设用地水域
1984年
林地盐田2004年
滩涂未利用地
2008年
1984年
.00.00.00.00.00.00.00.00
1995年2004年2008年
.00.00.00.00.00.00.00
1995年
耕地建设用地水域
1984年
林地盐田2004年
滩涂未利用地2008年
.00
耕地建设用地水域
1984年
林地盐田2004年
滩涂未利用地
2008年
1995年1995年
图2斑块类型水平指数计算结果
由图2可以看出，研究区内除滩涂外占主导地位的是耕地景观与建设用地景观。1984—2008年各
景观类型所占面积比例均有一定的变化，耕地面积建设用持续下降，由22.75%降至2008年的13.49%；
地面积大幅增加，所占面积比例2008年为32.36%，为各景观类型面积之首；水域面积没有发生太大变化，研究期内缓慢减少；林地面积略有增加；盐田面积比例持续减少，由1984年的16.73%减少至2008年的6.69%。
从NP来看（见图2），耕地、建筑用地、水域、未利用地的斑块数量较多，盐田、滩涂斑块数量较少。1984—2008年，林地景观斑块数略有下降，其他各类景观斑块数量均有上升。变化幅度较大时期均发生在2004—2008年研究时段内，说明这几年经济的飞速发展，带来景观破碎度增加等一系列环境问题。
LPI反映出建设用地和滩涂是滨海地区的优势景观。耕地、水域、林地、盐田和未利用地最大斑块所占景观面积的比例变化较小，且比例相当。建设用地
与滩涂景观最大斑块所占景观面积的比例在2008年较为突出，分别为30.39%与29.42%，成为滨海地
区的优势景观，滩涂在2004—2008年由于填海造地景观面积减少，最大斑块所占景观面积的比例也相应降低，而建设用地2004—2008年面积飞速增加，最大斑块所占景观面积的比例增至各景观类型第一位，成为绝对的优势景观。
ED的变化与斑块数变化趋势相似，水域和林地的边界密度有所下降，耕地、建设用地、盐田、滩涂、未利用地的边界密度研究期内均有所增加，说明这几类景观研究期边界长度增加，建设用地2008年边界密度达到11.86，边界长度增加的同时面积也在增加。
5结论
（1）景观水平上该区的NP，PD，LPI，ED，SHDI
与SHEI等在研究期内的变化，表明滨海地区景观逐年破碎化，同时各景观类型面积变化后形态比较规则，反映出景观变化是在严格遵守城市规划和土地
（下转55页）
55
及科研单位提供辽宁省区域卫星遥感影像和生态环遥感影像信息解译等服务，对于管境相关信息查询、
理部门从宏观角度了解辽宁省生态环境状况以及生态环境的动态变化，处理突发环境事件及危险废物预警等方面具有重要的意义。而且，平台建成后，将以资源共享方式为政府各相关部门提供数据信息，以减少不同行业、不同部门之间的重复投资现象。此外，通过数据共享平台的数据发布，能够使公众更多地了解辽宁省生态环境现状及遥感相关知识，有利于环境保护事业的发展。
图8
输入条件进行查询
参考文献
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图9点选范围进行查询
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标注、专题图制作等功能，可为政府各相关管理部门
（上接40页）
规划下的变化。
（2）斑块类型水平上从1984到2008年各景观类型所占面积比例均有一定的变化，景观破碎度在逐渐增加。从LPI看出建设用地和滩涂是滨海地区的优势景观，各类景观指数的变化均说明在研究期内景观是在有序的状态下变化，进一步反映人类干扰在区域景观格局变化中的主导作用。
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