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user: 3. 结果与分析 3.1. 土地利用格局空间幅度效应分析 3.1.1. 斑块水平上土地利用格局变化的幅度效应 各土地利用类型的景观响应率指数呈现幅效应 [ 14 ] ，不同的土地利用类型对景观幅度的响应程度之间具有明显差异性(参见图2、表2)。 图2. 不同土地利用类型随时间变化的空间幅度效应 Table 2 Variation coefficient of landscape index for different land use types 2010-2015 (% 景观指数 地类 斑块数量 斑块密度 景观形状指数 斑块类型百分比 2010 2015 2010 2015 2010 2015 2010 2015 耕地 59.21 58.82 10.25 9.90 37.80 37.71 6.83 7.91 园地 58.65 58.70 9.99 9.48 42.12 42.10 23.04 21.97 林地 63.68 63.62 26.08 26.18 45.34 45.43 40.95 29.45 草地 70.75 71.19 41.19 41.48 55.17 56.33 143.82 42.58 城镇村及工矿用地 57.65 58.20 8.51 7.99 35.38 34.98 20.65 19.04 交通运输用地 55.22 55.03 14.44 15.34 35.40 35.76 14.00 11.97 水域及水利设施用地 57.42 57.13 5.35 6.03 38.93 38.81 17.46 15.87 其他土地 58.83 59.72 17.08 18.38 39.44 40.52 35.80 32.23 表2. 2010~2015年不同土地利用类型景观指数的变异系数(%) 1) 综合利用斑块土地数量尺度效应具有明显的土地利用尺度效应，根据土地利用曲线的变化效应特征，将斑块土地数量的综合利用幅度效应分为3个幅度效应区间，1 km × 1 km至5 km × 5 km范围，不同的土地综合利用幅度类型的土地斑块尺度效应数量随土地利用幅度的增大而大幅增加，增幅最大的斑块分别是位于水域及其他水利设施交通运输用地及其他交通运输用地，林地、草地、其他土地尺度效应变化较平缓；5 km × 5 km至11 km × 11 km范围，不同的土地综合利用幅度类型的土地斑块数量随土地利用幅度的变大而小幅增长，增幅最大的仍然分别是水域及水利设施用地及其他交通运输设施用地；当幅度效应范围 > 11 km时，各水域及土地综合利用类型的幅度效应斑块土地数量的变化不明显，尺度效应逐渐明显减弱。与此同时，不同的水域及土地综合利用类型的土地斑块尺度效应数量的综合利用尺度效应随土地利用时间的变化也有所明显不同。其中草地、林地、耕地等的变异系数较大，而其他交通运输设施用地、水域及其他水利设施交通运输用地等的变异系数则相对较小(详见表2)。随着时间变化，不同土地利用类型的尺度变化敏感性总体变化不大，其中，耕地斑块数量的变异系数由2010年的59.21%下降至2015年的58.82%，而草地、城镇村及工矿用地、其他土地的尺度依赖性在增大但增幅微弱，分别由2010年的70.75%、57.65%、68.83%增大至2015年的71.79%、58.20%、59.71%。 2) 土地对斑块工业用地密度随幅度变化的尺度依赖性效应不显著，1 km × 1 km至5 km × 5 km的范围，城镇村及工矿用地和其他交通运输用地斑块的密度较大，随着斑块幅度的增大城镇村及工矿用地斑块对密度的增大而对交通运输用地斑块对密度的依赖性减小，除此之外的其他类型对土地综合利用的类型依赖性变化不大。2010~2015年，不同的土地综合利用类型的土地对斑块尺度依赖性的变化不大，变异系数最大的一部分是草地、林地，2015年其尺度变异系数的依赖性分别为41.48%、26.18%，而水域及其他水利基础设施用地和其他城镇村及工矿用地对斑块随幅度变化的依赖性偏小。 3) 敏感性景观指数和形状幅度效应指数曲线具有显著的敏感性幅度范围变化效应。根据曲线的景观变化幅度特征(参见图2)，将景观形状指数的显著幅度范围效应变化分为2个较小的区间，1 km × 1 km可以扩展到9 km × 9 km的范围，不同的土地利用类型的景观形状指数都可以随幅度范围的增大而大幅增加，当景观指数幅度的范围增大 > 9 km × 9 km后，不同的土地利用类型的敏感性景观形状指数的变化效应曲线逐渐的趋缓，幅度范围变化效应逐渐的减小。不同的土地利用类型敏感性景观的形状效应指数对于幅度范围变化的景观敏感性依赖度存在着较大的差异，其中草地、林地、园地的景观变异系数较大，呈现了较强的敏感性和幅度效应依赖性，而其他利用地类的对于变化幅度的敏感程度变化效应具有一定的差异和相似性。2010~2015年间，总体而言，各土地利用类型的敏感性景观指数和形状幅度效应指数的变化较小，其中森林草地、其他利用土地的景观变异系数有小幅度的增大，分别由2010年的55.17%、39.44%增大至2015年的56.33%、40.25%。 4) 土地开发斑块利用类型的百分比斑块类型具有强烈的依赖性和幅度变化效应，且不同的土地开发利用斑块类型对土地随幅度变化的影响和依赖程度也不一。1 km × 1 km到5 km × 5 km范围，不同的土地利用类型的幅度效应差异是最大的，耕地、水域及水利设施用地斑块类型比指数随幅度增大而减小，城镇村及工矿用地则处于波动状态，1 km × 1 km到3 km × 3 km范围斑块类型比指数急剧减小，>3 km × 3 km后又呈增大趋势；当幅度范围大于15 km × 15 km后，各土地利用类型的幅度效应逐渐消失。2010年至2015年不同土地利用类型对幅度的依赖性变化也较大，耕地对幅度变化的敏感程度在增大，由2010年的6.83%增大至2015年的7.91%，而诸如草地、林地、其他土地、园地等幅度效应则随着年份增长而减小，分别由2010年的143.82%、40.95%、35.80%、23.04%减少至2015年的42.58%、29.45%、32.23%、21.97%。 总而言之，景观指数随幅度的变化响应特征不仅与研究区景观的组分、格局等因素有关，也与景观指数本身所需要着重采集和捕捉的景观信息有关 [ 14 ] 。草地、林地、园地的景观幅度变异系数相对较大，对景观幅度变化的响应和依赖程度也最大，同时，水域及其他水利工程基础设施用地、交通运输基础设施用地、耕地和其他城镇村及工矿建设用地的各区域景观幅度变异指数相对较大，说明这些土地综合利用的类型适合作为区域景观类型的优势在于观类型广陵区的特点也较为突出，不仅其斑块的数量多且可以在空间上集中遍布于整个研究区内，而且其草地、林地、园地的斑块非常破碎、零散，呈现随机分布的状态，这也是由于观类型的广陵区主要处于我国扬州沿江沿湖的丘陵地区，地势平坦，适合于农业生产和耕作，而林地、草地、园地分布较少且零散。 3.1.2. 景观水平上土地利用格局变化的幅度效应 三种景观指数具有显著的尺度效应，根据各指数的变化特征，分为3个区间(图3、表3)：1 km × 1 km~3 km × 3 km范围，香农多样性、聚集指数随尺度增加而增加，香农均匀度随尺度增加而急剧减小；3 km × 3 km~9 km × 9 km范围，香农多样性及香农均匀度都呈现了随尺度增加迅速上升的趋势，而聚集指数随尺度增加总体上在缓慢下降；>9 km × 9 km范围后，各指数的尺度效应逐渐消失，曲线变化平缓。各指数的变异系数均不大，最大的为香农多样性，2010~2015其变异系数分别为4.87%、4.92%，最小的而聚集指数，2010年、2015年分别仅为1.41%、1.48%，这表明研究区幅度变化对不同的土地利用类型的丰富度、破碎化程度影响不大，总体上各土地类型斑块在研究区范围内均有分布 [ 14 ] 。 图3. 景观水平指数的幅度效应 Table 3 Extent changes of landscape level indice 指数 粒度变化 幅度变化 2010 2015 2010 2015 香农多样性 1.61 1.95 4.87 4.92 香农均匀性 4.39 6.15 3.83 3.86 聚集指数 32.32 30.84 1.41 1.48 表3. 景观水平指数的尺度变化 3.2. 土地利用格局空间尺度效应分析 研究尺度将影响土地利用类型的空间分布、平均斑块大小和各异向性显著程度 [ 7 ] 。针对不同的样区范围大小和研究目的应选取合适的分析尺度，尺度过于精细不易于把握整体规律，尺度过大也会难以提取细节信息。土地利用格局变化的空间尺度效应取决于选取的尺度与研究现象的特征尺度，当设定的尺度小于或接近于土地利用格局的特征尺度，所反映的尺度效应会较为强烈。 幅度的增大效应是各地区不断扩大土地样区综合利用范围的一个连续过程，期间土地综合利用类型的斑块密度和数量也会不断的增多，形状愈趋复杂，土地综合利用类型的斑块种类增多，空间异质性不断的加大。水域及其他水利基础设施工程用地、交通运输设施用地、园地、城镇及工矿基础设施用地的景观斑块密度和数量、景观斑块形状密度指数与土地利用幅度扩大效应百分比存在明显的正相关和负对比关系，而其景观斑块的密度与土地斑块综合利用类型的百分比相对较为的复杂多变(图2)。幅度超过10 km × 10 km后，景观格局参数的变化规律趋于一致。徐丽华在分析上海市城市土地利用时认为12 km × 24 km的幅度较为合适，而刘媛媛在研究甘肃省永登县的土地利用格局时认为幅度设定可扩展至100 km × 100 km，在20 km与90 km左右存在特征尺度。土地利用格局变化存在幅度效应与申卫军、孔维静等学者的研究结论相似。