资源科学 ›› 2021, Vol. 43 ›› Issue (12): 2451-2464.doi: 10.18402/resci.2021.12.08
• “澜沧江—湄公河流域农业资源与环境”专栏 • 上一篇 下一篇
收稿日期:
2021-05-13
修回日期:
2021-10-28
出版日期:
2021-12-25
发布日期:
2022-02-25
通讯作者:
沈镭,男,湖北麻城人,博士,研究员,研究方向为全球自然资源管理与政策评价。E-mail: shenl@igsnrr.ac.cn作者简介:
翁凌飞,女,四川阆中人,博士,研究员,研究方向为发展中国家的可持续发展、国际发展与全球治理。E-mail: wenglf@cqu.edu.cn
基金资助:
WENG Lingfei1(), BAI Haonan1, SHEN Lei2(
)
Received:
2021-05-13
Revised:
2021-10-28
Online:
2021-12-25
Published:
2022-02-25
摘要:
线性交通廊道建设对区域景观格局产生深刻影响,科学分析廊道建设对景观格局的影响及尺度效应,明确景观格局的变化趋势,从而构建线性交通廊道建设与生态保护均衡发展格局,对铁路所在区域实现可持续发展具有重要意义。本文以中老(中国—老挝)铁路为研究对象,基于2015和2020年的土地利用数据,采用土地利用转移矩阵及回归分析等研究方法,分析铁路沿线整体和不同类型的景观格局指数变化特征及其空间差异,揭示中老铁路建设对沿线景观格局的影响及尺度效应。研究表明:①中老铁路沿线区域土地利用以林地为主,2020年铁路廊道土建工程完工后,林地面积减少,耕地面积有所增加,部分减少的林地面积转化为耕地。②铁路建设导致沿线缓冲区整体景观格局的异质性增强,斑块连通程度减弱,斑块面积缩减,林地破碎度加剧。③整体景观和林地的斑块密度、分散指数均与铁路影响尺度呈倒“U”型关系,铁路对整体景观和林地的景观格局产生显著影响的拐点分别位于铁路两侧6 km和8 km附近。本文结果可用于评估铁路等线性交通廊道的建设对沿线景观带来的影响,对未来中国与澜沧江—湄公河流域的其他国家在实现互联互通的同时,如何制定更具针对性的景观格局保护政策与措施提供科学依据。
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表1
景观格局指数及含义
景观格局指数 | 计算公式 | 变量意义 | 说明 |
---|---|---|---|
斑块密度 | | | 反映景观破碎化程度及斑块空间分布差异[ |
最大斑块指数 | | | 景观中最大面积斑块所占比例,反映景观优势度[ |
分散指数 | | | 反映景观斑块集聚与分散程度,数值越大,斑块越分散[ |
香农多样性指数 | | | 反映斑块类型与各类型斑块比例变化,测度景观丰富程度,数值越大,斑块越丰富[ |
斑块平均面积 | | | 反映景观斑块的平均大小[ |
表2
2015—2020年中老铁路沿线缓冲区景观类型转移矩阵 (km2)
2015年 | 2020年 | ||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|
草地 | 耕地 | 建设用地 | 林地 | 水域和湿地 | 其他 | 总计 | |
草地 | 170.20 | 607.33 | 106.67 | 500.65 | 7.43 | - | 1392.28 |
耕地 | 93.96 | 843.74 | 123.66 | 220.39 | 12.23 | - | 1293.99 |
建设用地 | 1.85 | 67.56 | 113.62 | 7.51 | 1.29 | - | 191.83 |
林地 | 978.57 | 2145.91 | 63.99 | 12262.83 | 21.33 | 0.04 | 15472.68 |
水域和湿地 | 5.42 | 28.07 | 4.33 | 27.13 | 94.35 | - | 159.30 |
其他 | 1.75 | 4.21 | 9.27 | 1.47 | 0.14 | - | 16.83 |
总计 | 1251.76 | 3696.82 | 421.54 | 13019.99 | 136.77 | 0.04 | 18526.91 |
表3
2015—2020年整体景观格局指数变化量与缓冲区半径相关性
变量 | 显著性指标 | 缓冲区半径 | PD变化量 | LPI变化量 | SPLIT变化量 | SHDI变化量 |
---|---|---|---|---|---|---|
缓冲区半径 | Pearson相关性 | 1.000 | -0.937** | -0.079 | -0.782** | -0.889** |
显著性(双尾) | 0.000 | 0.828 | 0.008 | 0.001 | ||
PD变化量 | Pearson相关性 | -0.937** | 1.000 | -0.059 | 0.710* | 0.925** |
显著性(双尾) | 0.000 | 0.870 | 0.021 | 0.000 | ||
LPI变化量 | Pearson相关性 | -0.079 | -0.059 | 1.000 | 0.478 | -0.067 |
显著性(双尾) | 0.828 | 0.870 | 0.163 | 0.854 | ||
SPLIT变化量 | Pearson相关性 | -0.782** | 0.710* | 0.478 | 1.000 | 0.685* |
显著性(双尾) | 0.008 | 0.021 | 0.163 | 0.029 | ||
SHDI变化量 | Pearson相关性 | -0.889** | 0.925** | -0.067 | 0.685* | 1.000 |
显著性(双尾) | 0.001 | 0.000 | 0.854 | 0.029 |
表4
2015—2020年中老铁路缓冲区景观格局指数与缓冲区半径拟合结果
景观指数 | 年份 | 回归模型 | 决定系数R2 | F值 | P值 |
---|---|---|---|---|---|
PD | 2015 | Y1=3.952+0.189X-0.02X 2 | 0.885 | 26.834 | 0.001 |
2020 | Y2=2.137+0.204X-0.017X 2 | 0.857 | 20.992 | 0.001 | |
SPLIT | 2015 | Y3=11.1+9.434X-0.892X 2 | 0.496 | 3.446 | 0.091 |
2020 | Y4=31.429+25.432X-1.975X 2 | 0.759 | 11.028 | 0.007 | |
SHDI | 2015 | Y5=1.825-0.015X-0.003X 2 | 0.899 | 31.317 | 0.000 |
2020 | Y6=17.03-4.641X+0.409X 2 | 0.344 | 1.834 | 0.229 |
表5
2015—2020年林地景观格局指数变化量与缓冲区半径相关性
变量 | 显著性指标 | 缓冲区半径 | PD变化量 | AREA_MN变化量 | SPLIT变化量 | LPI变化量 |
---|---|---|---|---|---|---|
缓冲区半径 | Pearson相关性 | 1.000 | -0.941** | 0.950** | -0.778** | -0.079 |
显著性(双尾) | 0.000 | 0.000 | 0.008 | 0.828 | ||
PD变化量 | Pearson相关性 | -0.941** | 1.000 | -0.988** | 0.778** | 0.077 |
显著性(双尾) | 0.000 | 0.000 | 0.008 | 0.832 | ||
AREA_MN变化量 | Pearson相关性 | 0.950** | -0.988** | 1.000 | -0.772** | -0.109 |
显著性(双尾) | 0.000 | 0.000 | 0.009 | 0.765 | ||
SPLIT变化量 | Pearson相关性 | -0.778** | 0.778** | -0.772** | 1.000 | 0.489 |
显著性(双尾) | 0.008 | 0.008 | 0.009 | 0.152 | ||
LPI变化量 | Pearson相关性 | -0.079 | 0.077 | -0.109 | 0.489 | 1.000 |
显著性(双尾) | 0.828 | 0.832 | 0.765 | 0.152 |
表6
2015—2020年中老铁路缓冲区林地景观格局指数与缓冲区半径拟合分析
因变量 | 年份 | 回归模型 | 决定系数R2 | F值 | P值 |
---|---|---|---|---|---|
PD | 2015 | Y1=0.339+0.045X-0.005X 2 | 0.776 | 12.116 | 0.005 |
2020 | Y2=0.265+0.07X-0.004X 2 | 0.940 | 55.021 | 0.000 | |
AREA_MN | 2015 | Y3=240.912-23.887X+2.509X 2 | 0.826 | 16.658 | 0.002 |
2020 | Y4=242.527-31.969X+2.203X 2 | 0.898 | 30.760 | 0.000 | |
SPLIT | 2015 | Y5=11.171+9.457X-0.895X 2 | 0.494 | 3.421 | 0.092 |
2020 | Y6=33.155+26.39X-2.042X 2 | 0.755 | 10.808 | 0.007 |
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