原创《基于GIS的鄂尔多斯矿景观格局变化分析》：本论文为免费优秀的关于鄂尔多斯论文范文资料，可用于相关论文写作参考。
摘 要：本文基于AcrGIS软件对鄂尔多斯矿区开采阶段和复垦后土地利用类型图进行同栅格粒度大小处理,并使用Fragstats3.3软件得出所需景观格局指数数值.基于上述数值绘制了鄂尔多斯矿2个阶段景观指数的粒度效应曲线,并得出了适用于该矿区景观指数计算的合理粒度范围为10-15m.结果表明,经过复垦期间的建设,研究区景观格局由单一性的裸地向着景观类型复杂化的方向发展,景观异质性程度和斑块破碎化程度均加强.
关键词：景观格局指数；鄂尔多斯矿；粒度效应；AcrGIS
DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.04.209
1 引言
景观是指土地及土地上的空间和物质所构成的自然综合体,同时人类活动对其也产生了深刻的影响.景观的形成与发展是自然基础的发育,同时人类利用、改造自然环境对景观的发育也产生了深刻的影响.土地利用变化对全球景观生态环境变化产生了深远的影响,土地利用变化作为其驱动因子之一,它直接影响区域景观生态系统,同时在区域景观格局变化中起到重要的作用[1],近几年,景观生态系统研究及区域景观格局变化研究日益成为了全球景观变化区域的热点.景观格局通常是指大小、形状各不相同的景观在景观空间上的排列与组合[2].本文基于GIS和Fragstats3.3软件对鄂尔多斯矿景观格局进行定量分析,提取各阶段的景观格局指数,分析鄂尔多斯矿2个阶段的景观格局指数的粒度效应.对鄂尔多斯矿景观格局指数的分析有利于矿区生态系统管理和景观的可持续发展,以期达到矿区景观格局优化的目的[3].
2 研究区概况
鄂尔多斯金属铁矿行政区地址位于内蒙古自治区包头市鄂尔多斯露天金属矿区内,矿区范围地理坐标从东经109°57′20″至109°59′30″,北纬从41°47′52″至41°48′09″.矿区范围内交通四通八达,内部公路和铁路相通,公路长达150公里,铁路长达137公里,矿区中部东距西北某露天金属火车站仅5公里,区内地势平坦,交通方便.矿区海拔高度1450m-1800m,矿区丘陵地形为主导地形,地势走向由东向西.项目区坐落于内蒙古高原南部地区,气候特征为大陆性气候.矿区内低温、少雨、干旱、多风,温差变化大,年平均降水量248.5mm,年蒸发量2100-2700mm,降雨量远小于蒸发量.研究区内地质条件复杂,主要发育有断裂和褶皱构造.
3 研究方法
根据矿区开采阶段和复垦后的土地现状利用图,利用ArcGIS软件对上述土地利用图进行栅格处理.自5-100m,每隔10m设置一个栅格粒度5*5,15*15,等,100*100等栅格粒度大小.通过AcrGIS面转栅格功能获取出相应的栅格图,并导出不同粒度下的栅格数据,并将其导入Fragstats3.3软件,在Frastats3.3软件中计算出所需要的景观格局指数：斑块数量（NP）,斑块类型面积（CA）、斑块密度（PD）、景观形状指数（LSI）、最大斑块所占景观面积比例（LPI）、香农多样性指数（SHDI）、香农均匀度指数（SHEI）[4].本文所选景观指数如表1.
4 结果分析
基于上述不同栅格粒度下各景观格局指数,绘制开采和复垦后2个阶段景观指数粒度效应曲线,如图1所示.
4.1 同一阶段不同景观指数粒度效应分析
由图1可知,在选取的景观格局指数中,除香农多样性指数外,粒度大小变化对其余六种景观指数均产生较明显的影响.总体来说,7种景观指数随粒度增加呈现三类变化趋势,如表2.
第一类是景观指数随着粒度的增加,整体呈水平方向,如Shannon多样性指数.第二类与第三类的景观指数粒度效应曲线的共同点都是随着粒度尺寸的增大而呈现递减趋势,不同点是有无明显尺度转折点.造成这种现象的原因是：一方面,当粒度增加,由于一些小斑块面积过小,在尺度转换中直接消失,从而减少了斑块数量和面积加权分形维数,降低了斑块形状复杂程度；另一方面,小斑块在尺度转化中被大斑块“吞噬”形成大的斑块,使得斑块形状复杂性降低,斑块类型朝着单一化方向发展,斑块间的连接度变大,蔓延度上升.
4.2 适宜粒度的确定与同一粒度下的景观格局指数分析
景观指数粒度效应指的是景观指数随栅格粒度大小变化而变化,导致景观空间格局随之变化.第一尺度域是指景观指数值第一次发生突变的区间[5],它是确定粒度大小和景观格局分析的适宜范围.在第一尺度域中,选择了中等以上的粒度,既能反映尺度特征信息,又能减少计算工作量.根据表2且考虑到各阶段景观指数的适宜粒度范围,综合分析取研究区景观指数计算的合理粒度范围为10-15m.
在相同的粒度情况下,除最大斑块所占景观面积比例,其余的景观指数都是复垦后的数值明显高于开采阶段.这类景观指数的数值大小与景观斑块的类型、数量呈正相关关系,即景观指数数值越大,景观斑块就越丰富.原因在于矿区开采活动破坏了矿区景观类型,使得矿区景观类型朝着单一性方向发展,景观破碎度降低也即景观异质性水平降低.复垦后矿区景观类型和数量增加,景观形态重新趋于复杂化.
4.3 鄂尔多斯矿区代表性景观指数分析
本文通过综合考虑作出了从7个指数中选取3个具有代表性景观指数的取舍,这3个景观指数分别为香农多样性指数、景观形状指数和斑块数量.香农多样性指数反映景观多样性指标,且香农多样性指数所反映的内容包含了香农均匀度指数所要表达的信息,故保留香农多样性指数.景观形状指数是通过计算形状与相同面积的圆或正方形之间的偏离程度来测算其复杂程度,它能够直接反映景观形状复杂程度[6].斑块数量反映景观破碎度指标,其为景观斑块数量与景观总面积的比值,由此可见斑块数量能够直接反映景观破碎度的情况,斑块数量越大,景观破碎度越高,景观格局越复杂.
5 结论
（1）通过研究得出鄂尔多斯矿区景观指数计算的适宜粒度范围为10-15m.
（2）经过复垦期间的建设,研究区景观格局由单一性的裸地向着景观类型复杂化的方向发展,景观异质性程度和斑块破碎化程度均加强.
（3）研究期间,矿区景观格局发生变化,除了受自然和政策因素等影响外,人类活动对景观格局变化起了主要影响,相关部门应采取合理措施使矿区景观格局发展趋于合理化.
参考文献：
[1]田维渊,曾世斌,杨武年等.基于RS与GIS的雅安市土地利用景观格局变化分析研究[J].测绘与空间地理信息,2011,34（02）：95-100.
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[4]郭亚东,王浩.基于GIS的湖南农业大学土地利用景观格局变化分析[J].测绘与空间地理信息,2014,37（10）：82-87.
[5]杨丽,甄霖,谢高地等.泾河流域景观指数的粒度效应分析[J].资源科学,2007,29（02）：183-187.
[6]刘灿然,陈灵芝.北京地区植被景观中斑块形状的指数分析[J]. 生态学报,2000（04）.
作者简介：吕禹（1992-）,安徽合肥人,在读硕士研究生,地质专业.
鄂尔多斯论文参考资料：
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