郊区农业景观变化探析

1研究区概况

开封市地处黄河下游冲积扇的南部，北依黄河，地理坐标介于北纬34°47′~34°49′和东经114°16′~114°19′之间，总面积21.09km2。地质构造位于华北地台的南部，属于华北坳陷盆地，地势由西北向东南倾斜，平均海拔在69~78m之间，地形起伏较小，地面坡降介于1/1000~1/2000之间。在地貌上，开封表现为黄河泛滥、沉积所形成的松散沙层覆盖的广阔平原，同时夹杂着在风力作用下形成的沙丘、沙岗、波状沙地等。开封市境内河流众多，市郊湖泊、坑塘星罗棋布，素有“北方水城”之称，河流大都从西北向东南注入淮河。该区属于暖温带大陆性季风气候，冬寒春暖，夏热秋凉，四季分明。平均气温14.7℃，年平均降水量627.5mm，降水相对变率为21%。土壤的成土母质是不同时期和不同类型的黄河冲积物，潮土是本区的主要土类，风砂土类、盐土类和新积土类分布面积也较大。从20世纪80年代以来，开封市城市发展总体规划就确定西郊为城市的主要发展方向，再加上其与郑州市的东部相距较近，地理位置相对优越，城市发展速度较快，建设用地面积大幅度增加，开封市的城市重心向西郊发生转移，而开封郊区其他地方城市化发展则相对缓慢。开封市社会经济条件比较丰富，工农业经济发展快，但仍处于欠发达发展阶段[20-21]。该研究在西郊和北郊各取一个采样区作为研究区域()，这两个采样区基本上可以代表开封城市化过程当中郊区农业景观的发展状况。

2研究方法

2.1数据源与数据处理平台

本文选取的数据源为国家基础地理信息中心提供的研究区1975年1∶10000数字栅格地形图，研究区2004年SPOT卫星影像(多波段影像分辨率为10m，全色波段影像分辨率为2.5m)，自然地理基础资料。数据处理平台包括Arcview/3.2、Erdas/8.5和Arcgis/9.2。

2.2郊区农业景观分类

在对区域景观特征和功能全面认识基础上，根据研究区自然景观特征及其土地利用现状，将研究区景观类型划分为河流景观、鱼塘景观、道路景观、芦苇景观、稻田景观、灌溉地景观、灌丛景观、沙地景观、旱地景观、绿地景观和建设用地景观类型。该分类系统在宏观上能够全面反映研究区景观类型特征。

2.3分时段景观制图研究和GIS技术应用

将研究区域投影变换后的1975年1∶10000栅格地形图土地利用现状图矢量化，提取主要的景观类型信息，对2004年SPOT卫星影像进行遥感判读、解译。初始的解译之后在2006年5月份和9月份进行了全面的景观类型调查，然后对初始解译数据进行修改、编辑,分别制成了两个时期的采样区景观类型分布图(和3)。然后对其属性进行修改和编辑,利用Arcgis/9.2的空间分析功能，对不同时期的景观格局数据进行计算和分析，做出1975年和2004年采样区景观斑块面积和斑块数目比较表()和1975-2004年采样区景观类型斑块面积转移矩阵和面积变化率(、3)，对郊区农业景观格局变化过程进行分析。

3研究结果和分析

3.1采样区景观格局分析

3.1.1采样区1城市化明显

1975年，在采样区1中()，景观总体为郊区景观，位于城市和乡村的过渡地带，建设用地景观类型分布广泛而分散，大小不一的居民住宅和农田混杂分布，自然植被，如芦苇景观类型孤立存在，景观为农业、城市和自然植被组成的镶嵌体。研究区的主要景观类型为旱地和稻田景观类型，其次为建设用地景观类型，其中旱地景观类型为优势的景观类型。旱地、稻田和建设用地景观类型分别面积为研究区总面积的68.99%、19.54%和7.58%()。旱地景观类型广泛分布，大面积的稻田主要分布在研究区西北部，且集中连片。建设用地景观类型面积比较小，分布较为分散，只有研究区东南部地区建设用地景观类型分布相对集中。2004年，采样区1景观特征发生了明显地变化。景观特征，特别是东部为城市景观，表现为密集的建筑物和道路，其中零星分布着其他景观类型。道路将城市分成各个街区，大量的人工建筑物成为景观的基质而完全改变了原有的地面形态和自然景观。其中河流、城市小片林地以及运动场成为城市自然生物群落的主要分布地。研究区的主要景观类型为灌溉用地、建设用地和道路景观类型，其中灌溉用地为优势景观类型，面积分别为研究区总面积的44.87%、33.76%和7.64%。建设用地景观类型主要分布在东部，这与研究区城市化发展过程由东向西相吻合。西部和北部为灌溉用地，道路为通直的街道，连接着长方形的街区和直角形的建筑物。

3.1.2采样区2郊区景观特征明显

1975年，在采样区2中()，景观特征和采样区1比较相似，景观也为郊区景观，研究区的主要景观类型也为旱地和稻田景观类型，其次为建设用地景观类型，旱地、稻田和建设用地景观类型面积分别为研究区总面积的64.55%、29.26%和2.69%()。旱地景观类型在整个采样区分布均匀，稻田在西北部和东北部相对比较集中，建设用地景观类型面积也比较小，分布更为分散，只有研究区最南部地区建设用地景观部分相对集中连片。到了2004年，采样区2景观类型基本上仍然为郊区景观类型，大块、连片集中的稻田、灌溉用地和旱地为景观的主导类型，但随着城市的发展，建设用地景观类型面积逐步增大，且相对集中连片。灌溉用地景观类型、稻田景观类型和旱地景观类型分别占采样区面积的41.78%、25.28%和14.93%。

3.2研究区景观格局动态变化分析

从1975年到2004年，采样区内景观动态变化显著，各景观类型的面积都发生了很大变化。其中旱地、稻田、灌丛和沙地景观类型面积表现为减少，芦苇景观类型消失，而其他景观类型面积却都表现为增加趋势，但在采样区内又表现出各自的特色。

采样区1景观格局动态分析在采样区1内，景观类型的变化主要表现为：旱地景观类型和稻田景观类型面积趋向于减小，分布面积分别从1975年的14.55km2和4.12km2减少到2004年的0.88km2和0.14km2()，面积减少率都在90%以上。1975年芦苇面积为0.043km2，到2004年已经缩小为0。与此同时，其他景观类型的面积都呈增加趋势。2004年，灌溉地景观类型面积为9.47km2，已占到研究区总面积的44.87%，成为研究区的优势景观类型。鱼塘景观类型面积从0.33km2增加到1.03km2，增加了207.42%。随着城市过程的发展，建设用地面积增加了5.52km2，绿地景观类型面积增加了0.53km2，道路景观类型面积增加了1.47km2。1975年到2004年，研究区景观类型斑块面积转移概率矩阵如所示，从中可以看出，旱地、绿地和稻田景观类型的转移概率都在90%以上。其中，旱地景观类型有6.19km2转移为灌溉地景观类型，占原来总面积的42.53%，有5.15km2转移为建设用地景观类型，占原来总面积的35.36%；稻田景观类型有3.09km2转移为灌溉地景观类型，占1975年面积的75.02%，又有10.02%的面积转移积转移矩阵，可以看出，旱地景观类型面积减少，转移概率最大，为78.43%。其中，旱地景观类型有4.32km2的面积转移为灌溉地景观类型，占原来总面积的40.61%，2.2km2的面积转移为稻田景观类型，占原来总面积的20.72%，1.12km2的面积转化为建设用地类型；稻田景观类型有2.36km2的面积转移为灌溉地景观类型，占原来总面积的49.09%；沙地景观类型有0.040km2的面积转化为里建设用地景观类型，占原来总面积的82.76%。2004年建设用地景观类型有65.02%的面积来自原来的旱地景观类型，道路景观类型63.16%的面积也来自原来的旱地景观类型，可见建设用地景观类型和道路景观类型主要有旱地转移而来。建设用地景观类型在人类活动作用下，面积呈现为持续增加。而建设用地景观类型转化为其他景观类型的转移概率都比较小，表明建设用地景观类型与其他景观类型之间的相互转化比较少，景观保持相对的稳定性，这和实际是相符的，建设用地景观类型转变的可逆性较小。研究区的稻田景观类型主要分布在该区的西北部，因为解放前，黄河沿岸为风沙和盐碱地。解放后，从20世纪50年代开始引用黄河水进行灌溉，第一阶段是1952-1957年，为尝试性阶段。虽然各方面经验比较少，但小心谨慎，引水比较成功。1958-1964年，由于政策和干旱的影响，开始大量地引用黄河水。大引、大灌和大蓄，忽视了排水，一方面造成水资源大量浪费，另一方面把部分排水沟和河流作为引黄输水渠道，并在下游引黄灌区修建大量平原水库，使大量泥沙淤积在排水沟、河流，破坏了灌区原有的自然排水流路和排灌系统，结果造成了大面积内涝和次生盐碱化，引起了大面积土壤次生盐渍化。从1964年开始在碱荒地上引黄淤灌，种植水稻，改良盐碱地，并且获得成功[17]。因此稻田景观类型主要分布在研究区的北部和西部，其余则是占绝对优势的旱地景观类型。在引黄淤灌，种植水稻，改良盐碱地，调整农业结构等一系列措施的实行下，使得旱地景观类型面积大幅度减少，从而转移为其他景观类型，主要转移为建设用地景观类型和灌溉地景观类型，所以新增了灌溉地景观类型。旱地景观类型面积的大幅度减少，起到防风固沙的作用，改善了开封市的环境。

4结论

随着城市化发展过程，开封市郊区农业景观也发生了很大变化。开封市西郊农业景观变化显著，各景观类型的面积变化显著。其变化与城市化发展关系密切，从研究区的景观类型变化可以看出城市化发展较快，开封市西郊与郑州市距离较近，地理位置优越，是开封市城市发展规划的重点区域，区域农业景观变化是自然因素和人为因素共同活动的结果。开封市北郊在人类活动和自然因素影响下，农业景观格局动态变化显著，但基本上还保持郊区农业景观特征。引黄淤灌、种植水稻、改良盐碱地和调整农业结构等一系列措施是郊区农业景观变化的主要原因。