基于Landsat数据的永定河流域景观格局演变及驱动力分析

来源 :河北农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:dianquan999
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景观格局变化影响着区域生态环境状况,在改善生态环境和生态恢复方面具有重要作用。永定河流域河流水量减少,植被覆盖不足,河床沙漠化以及人类用地矛盾等问题深刻影响着景观格局的变化。基于此,对永定河流域展开景观格局变化及驱动力研究具有重要意义。为揭示永定河流域景观格局变化特征及其驱动因子,以永定河流域1980年、1995年、2000年、2005年、2010年、2015年和2020年7期Landsat遥感影像为主要数据源,结合GIS和Fragstats 4.2等软件,定量描述永定河流域以及18段2 km范围内河流廊道近40年景观格局动态变化特征,选取社会经济因子和自然环境因子运用主成分分析法对永定河流域近40年景观变化进行驱动力分析,并对现阶段河流廊道进行高破碎度位置识别。主要研究结果如下:(1)永定河流域土地利用一直以农、林、草用地类型为主,总占比平均为91.12%,综合土地利用动态度在2015~2020年最大,为0.46%。桑干河干支流及洋河支流廊道土地利用类型主要为农、林、草地,总占比平均为85.78%,综合利用动态度峰值集中在2010~2020年,最大为2.23%;洋河干流廊道主要以农用地为主,总占比平均为60.15%,1980~1995年土地利用动态度最大,为0.62%;永定河干支流廊道仅在永定河(一)段以农、林、草地为主,总占比平均为82.64%,其他河段主要以农用地和建设用地为主,总占比平均为74.70%,综合利用动态度在2010~2020年呈现最大值,为2.53%。(2)永定河流域景观总体破碎度增大,最大斑块指数(LPI)由7.17%降至6.67%,蔓延度指数(CONTAG)由60.47%降至55.86%,散布并列指数(IJI)由57.90%增至66.33%,香农多样性指数(SHDI)由1.29增至1.35,香农均匀度指数(SHEI)由0.67增至0.75,景观异质性增强,景观结构趋向复杂,延展性及团聚程度降低。桑干河干支流景观破碎度在恢河、源子河段升高,浑河段降低,桑干河(一)段先升高后降低,拐点为2015年,其余河段均先降低后升高,拐点为2010年;洋河干支流景观破碎度在东洋河、洋河和清水河段先降低后升高,拐点为2010年,西洋河和南洋河先降低后升高再降低,拐点先后为2010年、2015年;永定河干支流景观破碎度先降低后升高,拐点为2010年。(3)采用主成分分析表明,景观格局变化主要影响因子为人均GDP、GDP、第三产业、第二产业、第一产业和城镇人口,其中GDP增长主要受工业、社会消费品交易、进出口贸易和旅游业产值影响。社会经济发展为景观格局变化的主要驱动力。(4)基于对永定河流域18段河流廊道2020年栅格数据标准差化,提取标准差大于1.5的栅格数据进行可视化,进行高破碎度位置识别,识别出桑干河及其支流、洋河及其支流、永定河和永定新河高破碎度位置主要集中在大型村镇。综上,永定河流域主要土地利用类型为农、林、草地,近年综合土地利用动态度和景观破碎度增大,社会经济发展为景观格局变化的主要驱动力,河流廊道高破碎度位置多为大型村镇,永定河流域景观格局变化特征及其驱动力分析可为区域生态环境改善和生态恢复提供理论依据。
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