（自然地理学专业论文）上海杭州湾北岸滨海地区景观动态与驱动力研究.pdf

上海师范大学硕上学位论文摘要 摘要 论文题目：上海杭州湾北岸滨海地区景观动态与驱动力研究 论文类型：应用基础 学科专业：自然地理学 学位申请人：梁帅 指导教师：高峻教授 上海从上世纪8 0 年代以来经济发展迅速，城市化进程快加上人口剧增，使 得滨海地区的景观格局已经发生了剧烈的变化。本文基于景观生念学理论与方 法，在3 s 技术的支持下，通过对1 9 9 4 年、2 0 0 3 年、2 0 0 7 年三个时相的遥感影 像图解译，并结合f r a g s t a t s 3 0 软件从宏观上对杭州湾北岸滨海地区的景观 格局演变进行分析，从微观上选择了位于杭州湾北岸的海湾镇和柘林镇进行了乡 村聚落景观对比研究，最后利用s p s s l 3 0 统计软件对引起演变的驱动因子进行 定量分析，为当地政府部门规划和管理提供科学依据，对探索景观格局演变朝着 人类有利的方向发展具有现实指导意义。本研究主要取得了以下几方面的结论： 1 在斑块类型水平上五个方面的景观指数分析方面，研究区域的主导景观 类型为农田景观，斑块类型面积变化也最为显著，减少了3 8 9 9 1 7h m 2 ；农村居 住景观和农田景观的斑块密度下降的幅度最大，分别减少了3 1 9 0 和2 7 7 8 ，其破 碎度呈上升趋势；待开发用地景观和道路景观的l p i 值增加的幅度比较大，分别 上升了1 2 9 和1 3 4 ，而滩涂和水体景观l p i 值下降的幅度较大，分别下降了4 1 2 和4 2 4 。各个景观类型的p a f r a c 值变化幅度都不是很大；水体景观的i j i 值变 化幅度最大，上升了2 4 6 2 ，水体景观相邻的景观类型数量增加幅度较大。1 3 年 来，水体景观的聚集度变化幅度最大，下降了2 0 9 3 ，逐渐趋于破碎化。从景观 类型水平上的景观指数分析来看，研究区域的景观多样性比较高，并且都是呈上 升趋势，并且各个景观类型在景观中的分布越来越均匀，景观中没有明显的优势 类型。 2 从景观类型转移矩阵分析表明，1 9 9 4 年到2 0 0 3 年，城镇用地景观、待开 发用地景观、道路景观、铁路景观、林地景观和工厂景观面积有所增加；农村居 住用地景观、农田景观、水体景观、滩涂景观和鱼塘景观面积有所减少。从2 0 0 3 摘要上海师范人学硕上学位论文 年到2 0 0 7 年，城镇用地、待开发用地、道路、工厂、林地和铁路这六类景观类 型面积均有不同程度的增加；农村居住用地、农田、水体、滩涂、鱼塘这五类景 观类型面积有不同程度的减少。杭州湾北岸的城市化进程中，其发展规律为水体 景观和农田景观转为待开发用地景观，其后待开发用地景观大部分转变为工厂景 观或者其他用地景观。杭州湾北岸景观类型中，1 3 年增长最多的为工厂景观( 增 加3 7 5 1 5 1h m 2 ) ，减少最多的为农田景观( 减少3 8 9 9 1 7h m 2 ) ，说明杭州湾北岸 城市化发展中主要景观类型是从农田景观向着工厂景观逐步转化。 3 在镇( 街道) 区景观格局变化特征对比分析方面，1 3 年来，六个镇( 街 道) 的破碎化程度增加。从1 9 9 4 年到2 0 0 3 年，六个镇( 街道) 的破碎度大幅度 增加，并且六个镇( 街道) 中，芦潮港镇的聚集度最高，破碎度最低，而漕泾镇 的聚集度从1 9 9 4 年的第四位下降到2 0 0 3 年的最后一位，破碎度有所增加，而从 2 0 0 3 年到2 0 0 7 年，除石化街道外，其它五镇的破碎化程度略有下降，破碎化现 象有所缓解。但芦潮港镇的聚集度依然最高，山阳镇的聚集度高于了柘林镇，说 明柘林镇的破碎化程度逐渐高于山阳镇。在景观多样性方面，从1 9 9 4 年到2 0 0 7 年，石化街道呈下降趋势，在六个镇( 街道) 中下降到最后一位；山阳镇、漕泾 镇、海湾镇呈上升趋势，其中海湾镇超过芦潮港镇，跃居于第一位，景观多样性 最高；芦潮港镇先略有下降后大幅上升，总体是呈上升趋势。 4 海湾镇和柘林镇虽然同属于江南水乡景观，但景观格局又有所不同，主 要因为两镇历史发展不同，海湾镇主要以农场为主，河流形状比较平直规整，乡 村聚落相对集中，聚落规模较大；而柘林镇以传统的农业和水产养殖业为主，河 流形状较海湾镇复杂，不规则，乡村聚落比较分散且规模较小，并且柘林镇的乡 村聚落与河流距离较近。因为研究区属于滨海地区的江南水乡，因此大多数人都 是选择依水而居，造成大部分乡村聚落都分布在河流附近。而1 3 年来，两镇乡 村聚落离河流的距离越来越远。 5 从对驱动力研究分析来看，在不考虑不合理使用土地或土地浪费的情况 下，经济发展和人口增加是研究区域内农田景观面积减少的最重要的两个驱动力 因素。 关键词：杭州湾北岸，上海，滨海地区，景观格局，乡村聚落，驱动力 上海师范大学硕十学位论文 a b s t r a c t a b s t r a c t t i t l e ：l a n d s c a p ed y n a m i c sa n dd r i v i n gf o r c e so ft h en o r t ho fh a n g z h o ub a y c o a s t a l a r e ai ns h a n g h a i p a p e rt y p e ：a p p l i c a t i o nf o u n d a t i o n d i s c i p l i n e ：n a t u r a lg r e o g r a p h y d e g r e ea p p l i c a n t s ：l i a n g s h u a i g u i d et e a c h e r ：g a o j u n s i n c et h e19 8 0 si ns h a n g h a i ，e c o n o m i cd e v e l o pr a p i d l y , f a s tu r b a n i z a t i o n ，h i g h d e g r e eo fi n d u s t r i a l i z a t i o n ，f a s tp o p u l a t i o ni n c r e a s e ，a l lo ft h e s em e n t i o n e da b o v e h a v e m a d et h el a n d s c a p ep a t t e r no fc o a s t a la r e ac h a n g eal o t t h i sa r t i c l eb a s e do nt h e l a n d s c a p ee c o l o g yt h e o r ya n dm e t h o d ，w i t ht h es u p p o r to f3 st e c h n o l o g y , t h r o u g h i n t e r p r e t a t i o no fs e n s i n gi m a g e sa tt h r e ep h a s ei n19 9 4 ，2 0 0 3 ，2 0 0 7 ，a n dc o m b i n e 诹t l l f r a g s t a t s 3 0t oa n a l y s et h el a n d s c a p ep a t t e r ne v o l u t i o na tt h ec o a s t a lr e g i o n so f t h en o r t ho ft h eh a n g z h o ub a y , c h o s eh a i w a nt o w na n dz h e l i nt o w no fh a n g z h o u b a y , a n dc o m p a r et h e i rr u r a ls e t t l e m e n tl a n d s c a p e ，w ef i n a l l yu s es t a t i s t i c a ls o f t w a r e s p s s l 3 0t oq u a n t i t a t i v ea n a l y s et h ed r i v i n gf a c t o r so ft h ee v o l u t i o n ，s ot h a tw ec a l l p r o v i d et h e t h e s c i e n t i f i cb a s i sf o rp l a n n i n ga n dm a n a g e m e n tf o rt h el o c a l g o v e r m e n t ，i ta l s oh a v er e a l i s t i cs i g n i f i c a n c et oe x p l o r et h el a n d s c a p ep a r e me v o l u t i o n t o w a r d st h ed i r e c t i o nt ob e n e f i th u m a n t h em a j o rc o n c l u s i o n sa r ea st h ef o l l o w i n g ： 1 i nt h ea n a l y s i so ff i v el a n d s c a p ei n d e xo ft h ec l a s sl e v e l ，f a r m l a n dl a n d s c a p ei s l e a d i n gl a n d s c a p e ，c l a s sa r e ac h a n g ei s t h em o s ts i g n i f i c a n t ，r e d u c i n g38 9 9 17h m 2 t h ep a t c hd e n s i t yo fr u r a lr e s i d e n t i a la n da g r i c u l t u r a ll a n d s c a p ed e c l i n eg r e a t l y ， r e d u c i n g319 0a n d2 7 7 8 ，f r a g m e n t a t i o ni n c r e a s e d t h el p iv a l u eo ft h ed e v e l o p i n g l a n da n dr o a dl a n d s c a p ei n c r e a s eg r e a t l y ，i n c r e a s i n g1 2 9a n d1 3 4 ，b u tt h el p iv a l u e o ft h et i d e l a n da n dw a t e rl a n d s c a p ed e c l i n eg r e a t l y , r e d u c i n g4 12a n d4 2 4 t h e p a f r a cv a l u eo fe v e r yl a n d s c a p ec h a n g el e s s t h ei j iv a l u eo ft h ew a t e rl a n d s c a p e i n c r e a s e g r e a t l y , i n c r e a s i n g2 4 6 2 ，t h en u m b e ro ft h el a n d s c a p ea d j a c e n tw a t e r l a n d s c a p ei n c r e a s eg r e a t l y t h ea io fw a t e rl a n d s c a p ed e c l i n eg r e a t l yi n13y e a r s ， a b s t r a c t 上海师范人学硕上学位论文 r e d u c i n g2 0 9 3 ，b e c o m em o r ea n dm o r ef r a g m e n t a t i o n i nt h ei n d e xo ft h el a n d s c a p e l e v e l ，l a n d s c a p ed i v e r s i t y i s h i g h i nt h ew h o l ea r e a , a n dw i l li n c r e a s ei nt h e f u t u r e ，e v e r yl a n d s c a p ed i s t r i b u t em o r eu n i f o r mi nt h el a n d s c a p e ，n oa d v a n t a g ec l a s si n l a n d s c a p e 2 i nt h ea n a l y s i so fl a n d s c a p ep a t t e mt r a n s f e rm a t r i x ，d u r i n g19 9 4 - 2 0 0 3 ，t h ea r e a o fc i t yl a n dl a n d s c a p e ，d e v e l o p i n gl a n dl a n d s c a p e ，r o a dl a n d s c a p e ，r a i l w a yl a n d s c a p e ， w o o d l a n dl a n d s c a p ea n df a c t o r yl a n d s c a p ei n c r e a s e ，t h ea r e ao fr u r a lr e s i d e n t i a ll a n d l a n d s c a p e ，f a r m l a n dl a n d s c a p e ，w a t e rl a n d s c a p e ，t i d e l a n dl a n d s c a p ea n df i s h p o n d l a n d s c a p ed e c l i n e f r o m2 0 0 3t o2 0 0 7 ，s i xc l a s s e so f t h el a n d s c a p eh a v ei n c r e a s ew i t h d i f f e r e n td e g r e e s ，w h i c ha r eu r b a nl a n d ，d e v e l o p i n gl a n d ，r o a d ，f a c t o r y , w o o d l a n da n d r a i l w a y f i v ec l a s s e so ft h el a n d s c a p ed e c l i n ew i t hd i f f e r e n td e g r e e s ，w h i c ha r er u r a l r e s i d e n t i a ll a n d ，f a r m l a n d ，w a t e r , t i d e l a n d ，f i s h p o n d w i t ht h eu r b a n i z a t i o no fn o r t ho f t h eh a n g z h o ub a y , w a t e rl a n d s c a p ea n df a r m l a n dl a n d s c a p et u r ni n t od e v e l o p i n gl a n d l a n d s c a p e ，t h e nm o s to ft h ed e v e l o p i n gl a n dl a n d s c a p et u r ni n t of a c t o r yl a n d s c a p eo r o t h e rl a n d s c a p e i nt h ep a s t13y e a r s ，t h em o s ti n c r e a s i n gi na r e ao ft h el a n d s c a p e p a t t e r n si nn o r t ho f t h eh a n g z h o ub a yi st h ef a c t o r yl a n d s c a p e ( i n c r e a s e3 7 51 51 h m 2 ) ， t h em o s tr e d u c i n gi st h ef a r m l a n dl a n d s c a p e ( r e d u c e3 8 9 9 17 h m 2 ) ，t h e s ec h a n g e s i n d i c a t e dt h a t ，w i t hu r b a n i z a t i o no fn o r t ho ft h eh a n g z h o ub a y , t h em a i nt y p eo ft h e l a n d s c a p ep a t t e mt u r nf r o mt h ef a r m l a n dl a n d s c a p ei n t ot h ef a c t o r yl a n d s c a p e 3 i nt h e c o m p a r a t i v ea n a l y s i s o ft h e t o w n s ( s t r e e t ) l a n d s c a p ep a t t e r n c h a r a c t e r i s t i c s ，s i xt o w n s ( s t r e e t ) h a v ei n c r e a s e dt h ed e g r e eo ff r a g m e n t a t i o ni n 13 y e a r s f r o m 19 9 4t o2 0 0 3 ，s i xt o w n s ( s t r e e t ) h a v eas i g n i f i c a n ti n c r e a s i n gi n f r a g m e n t a t i o n ，a n di nt h es i xt o w n s ( s t r e e t s ) ，t h ea io fl u c h a o g a n gt o w n i sh i g h e s ta n d f r a g m e n t a t i o ni st h el o w e s t ，a n dt h ea io fc a o j i n gt o w nd e c l i n e df r o mf o u r t hi n19 9 4 t ot h el a s to n ei n2 0 0 3 ，a n di t sf r a g m e n t a t i o ni n c r e a s e s w h i l ef r o m2 0 0 3t o 2 0 0 7 ，e x c e p tt h es t r e e to fs h i h u a ，t h ef r a g m e n t a t i o no ft h eo t h e rf i v et o w n sd e c r e a s e d s l i g h t l y , t h ep h e n o m e n o no ff r a g m e n t a t i o ne a s e d h o w e v e r , t h ea io fl u c h a o g a n gt o w n i ss t i l lt h eh i g h e s t ，t h ea io fs h a n y a n gt o w ni sh i g h e rt h ez h e l i nt o w n ，i n d i c a t i n gt h e t h ef r a g m e n t a t i o no f z h e l i nt o w ni s g r a d u a l l yh i g h e rt h a ns h a n y a n gt o w n i n l a n d s c a p ed i v e r s i t y , f r o m19 9 4t o2 0 0 7 ，s h i h u as t r e e t i sd e c l i n i n gi nt h es i xt o w n s 上海师范大学硕上学位论文 a b s t r a c t ( s t r e e t s ) ，t h ed o w nt ot h el a s to n e ；s h a n y a n gt o w n ，c a o ji n gt o w n ，h a i w a nt o w nr i s i n g ，o f w h i c hh a i w a nt o w ni sj u m p i n ga tt h ef i r s to v e rt h el u c h a o g a n gt o w n ，l a n d s c a p e d i v e r s i t yi st h eh i g h e s t l u c h a o g a n gt o w nd e c l i n e ds l i g h t l ya tf i r s ta n d t h e nh u g es u r g e ， t h eo v e r a l lt r e n di su p w a r d 4 a l t h o u g hh a i w a nt o w na n dz h e l i nt o w nb e l o n gt ot h el a n d s c a p eo ft h es o u t h o fc h i n a ，b u tt h e i rl a n d s c a p ep a t t e r na r ed i f f e r e n t ，i tm a i n l yb e c a u s et h et w ot o w n s h a v ed i f f e r e n th i s t o r i c a ld e v e l o p m e n t ，h a i w a nt o w ni sm a i n l yb a s e do nf a r m ，t h es h a p e o fr i v e ri sf l a ta n dr e g u l a r , r u r a ls e t t l e m e n ti sr e l a t i v ec o n c e n t r a t i o n ，t h es c a l eo fr u r a l s e t t l e m e n ti sl a l g e ；b u tt h ez h e l i nt o w ni sm a i n l yb a s e do nt r a d i t i o n a la g r i c u l t u r ea n d a q u a c u l t u r ei n d u s t r y , c o m p a r e dt oh a i w a nt o w n ，t h es h a p eo ff i v e ri sc o m p l i c a t ea n d i r r e g u l a r , t h er u r a ls e t t l e m e n ti sr e l a t i v e l ys c a t t e ra n dt h es c a l ei ss m a l l e r , t h er u r a l s e t t l e m e n t so fz h e l i nt o w nc l o s et ot h er i v e eb e c a u s et h es t u d ya r e ab e l o n g st ot h e c o a s t a lr e g i o no fs o u t ho fc h i n a , s om o s tp e o p l ec h o s en e a rw a t e rt ol i v e ，r e s u l ti n m o s to ft h er u r a ls e t t l e m e n t sa l el o c a t e dn e a rt h ef i v e r b u tt h er u r a ls e t t l e m e n t so ft h e t w ot o w n sa r ef a r t h e ra n df a r t h e ra w a yf r o mt h er i v e ri n13y e a r s 5 i nt h ea n a l y s i so fd r i v i n gf o r c e s ，e c o n o m i cd e v e l o p m e n ta n dp o p u l a t i o n g r o w t ha l em o s ti m p o r t a n tf a c t o r st or e d u c ef a r m l a n dl a n d s c a p ea r e a k e y s ：t h en o r t ho fh a n g z h o ub a y ,s h a n 曲a i ， c o a s t a lr e g i o n , l a n d s c a p ep a t t e m ， r u r a ls e t t l e m e n t ，d r i v i n gf o r c e 上海师范大学硕仁学位论文图录 图录 图1 1 研究技术路线图6 图2 1 两块地重替图1 l 图2 2 两地块间有缝隙图1 1 图3 11 9 9 4 年不同尺度下的景观指数变化图1 5 图3 22 0 0 7 年不同尺度下的景观指数变化图1 7 图3 3 研究区三个时相的斑块类型面积对比图2 4 图3 4 研究区三个时相的斑块密度对比图2 5 图3 - 5 研究区三个时相的最人斑块指数对比图2 6 图3 - 6 研究区三个时相的周长面积分维数对比图2 7 图3 7 研究区二个时相的散布与并列指数对比图2 8 图3 8 研究区三个时相的聚集度对比图2 9 图3 - 9 研究区三个时段斑块类型面积增加幅度图3 5 图3 1 0 六镇( 街道) 三个时相景观水平上的聚集度对比图3 6 图3 1 1 人镇( 街道) 聚集度空间分异3 8 图3 1 2 六镇区三个时相景观水平上的景观多样性对比图3 8 图3 1 3 六镇( 街道) 景观多样性空间分异4 0 图4 1 两镇农村居住景观的斑块密度对比图4 3 图4 2 农村居住点到河流的最短距离示意图4 4 图4 3 两镇农村居住点到河流不同距离的农村居住用地斑块数量百分比对比图4 6 图5 1 旋转后的因子载荷图5 3 表录上海师范大学硕上学位论文 表录 表2 1 景观类型分类系统1 1 表3 1 研究区三个时相的斑块类型水平景观指数2 2 表3 2 研究区三个时相的景观水平上的景观指数2 9 表3 31 9 9 4 2 0 0 3 年景观类型面积转移矩阵( 单位：h m 2 ) 3 l 表3 - 42 0 0 3 2 0 0 7 年景观类型面积转移矩阵( 单位：h m 2 ) 3 2 表3 51 9 9 4 2 0 0 7 年景观类型面积转移矩阵( 单位：h m 2 ) 3 4 表3 - 619 9 4 2 0 0 7 年六个镇( 街道) 的景观指数3 6 表4 1 两镇河流景观指数分析4 2 表4 2 两镇农村居住景观指数分析4 3 表4 3 镇农村居住点到河流不同距离的农村居住景观斑块数量4 4 表4 4 两镇农村居住点剑河流不同距离的农村居住景观斑块数量白分比4 5 表5 1 农田景观面积变化的驱动力冈子数据5 0 表5 2 驱动力冈素的相关系数矩阵5 0 表5 3 冈子分析的初始解51 表5 _ 4 主成分特征根值及贡献率5l 表5 5 主成分载荷矩阵5 2 论文独创性声明 本论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。论文中除 了特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或机构已经发表或撰写过的研究 成果。其他同志对本研究的启发和所做的贡献均已在论文中做了明确的声明并表 示了谢意。 作者签名：珊申帆川。多 论文使用授权声明 本人完全了解上海师范大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权 保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布论文的全部或部 分内容，可以采用影印、缩印或其它手段保存论文。保密的论文在解密后遵守此 规定。 作者签名：圳| 9 导师 日期： 上海师范人学硕上学位论文 第i 章绪论 1 1 研究目的与意义 第1 章绪论 海岸带是地球系统中唯一的固态、液态和气态的三相接触带，各种因素作用 影响频繁、物质与能量交换活跃的地带，是全球最敏感区域之一。同时海岸带存 在着多种陆地和水生生境，拥有丰富的各类资源、独特的生态价值和资源潜力， 由于其特殊的地理环境和资源优势，海岸带地区人类活动最频繁，生态系统具有 脆弱性和不稳定性。 海岸带具有特殊的地理环境，因此滨海地区的城镇与内陆城镇相比，其发展 和环境与内陆城镇也有所不同，具体表现为：滨海地区的城镇依靠临海的优势， 大力发展工业、养殖业和滨海旅游业；滨海城镇一般水系发达，尤其江南的滨海 城镇，滨海地区城镇在沿海一带都会建堤坝，并且海岸线会因为自然地理因素有 滩涂的淤积或冲刷，对滨海地区的海岸线会有所影响。因此滨海地区的城镇在景 观类型上比内陆城镇又更加多样，在空间上更具有复杂性。 目前地理方面的研究更注重人一地关系的分析，对于生态学和地理学的交叉 学科一景观生态学，通过时间和空间在景观结构、功能等方面的研究也越来越重 视人一地关系的协调。景观生态学研究中的核心内容之一是景观空间格局研究， 景观空间格局研究不仅是一定尺度区域内自然因素和人为因素影响的综合结果， 也影响着区域内的生态过程。通过景观空间格局研究，可以很好的揭示区域内自 然因素和人为因素对景观环境的影响机制。随着世界经济的飞速发展，人口的急 速膨胀，人类对地表频繁的改造活动引起景观格局的剧烈变化。景观格局演变可 以朝着人类有利的方向发展，也可以朝着人类有害的方向发展，因此我们应及时 了解景观格局的演变。 上海从上世纪8 0 年代以来经济发展迅速，城市化进程快、工业化程度高， 加上人口剧增，上海滨海地区的景观格局已经发生了剧烈的演变。本文基于景观 生态学理论与方法，在3 s 技术的支持下，从宏观层面上对杭州湾北岸滨海地区 的景观格局演变进行分析，从微观层面上选择了位于杭州湾北岸的海湾镇和柘林 镇进行了乡村聚落景观与水体要素耦合分析研究，并对引起演变的驱动因子进行 第1 章绪论上海师范大学硕士学位论文 定量分析，为当地政府部门规划和管理提供科学依据，对探索景观格局演变朝着 人类有利的方向发展具有现实指导意义。 1 2 国内外研究进展 1 2 1 景观生态学研究 景观生态学作为一门新兴的学科，吸收了地理学、生态学以及系统学多种学 科的长处，分别从时间和空间上研究较大和中尺度范围内的生态系统的空间格 局、生态过程以及两者之间的关系，研究注重尺度性、异质性和复杂性。 1 9 3 9 年德国地理学家c a r lt r o l l 第一次提出了景观生态掣1 1 ，此后虽对景观 生态学的概念有所讨论【2 4 1 ，但一直没有确定景观生态学的定义。8 0 年代以后， “第一届国际景观生态学大会”在荷兰的举办和“国际景观生态学协会”的成立 使景观生态学的研究进入了新的热潮。1 9 8 6 年，在景观生态学一书中，f o r m a n 和g o d r o n 确定的定义了“景观”的概念，并指出景观生态学是研究景观结构、 功能和变迁的- 1 7 学科【5 1 。经过多年学者的研究和实践，景观生态学有了飞跃式 的发展，各个国家已经形成自己研究风格和方法【每8 1 ，如北美学派，定量描述较 多，研究区域主要为森林和湿地景观，研究重点放在景观格局方面；而欧洲则定 性描述较多，研究区域主要为乡村景观，研究对象主要是以人类占主导地位的景 观，对于景观格局方面的研究则较少【9 】o 国内对于景观生态学方面的研究比国外晚，在8 0 年代初，主要是对国外景 观生态学论文和著作的翻译进行景观生态学基础理论知识方面的研究，肖笃宁、 俞孔坚和邬建国等多位学者对国内外景观生态学发展和景观生态学概念有较全 面的论述【1 0 小】。在9 0 年以后发展相当迅速，逐渐由定性化描述过渡到定量化分 析，采用的方法主要是利用g i s 和遥感技术，对区域内景观的空间格局进行了大 量的研究【1 2 - 1 4 1 。 与国外景观生态学研究比较起来，目前国内在景观生态学方面的研究主要倾 向于空间格局方面的研究，受北美学派影响比较大，在具体应用方面则比较少。 从研究成果来看，在研究方法和研究思路上多追随国外的研究，没有创新，缺少 新思路；并集中研究景观格局方面，对于生态过程方面的研究较少，因此在以后 的研究工作中，应该结合本国的国情，创新研究方法和挖掘新思路，注重区域内 2 上海师范人学硕士学位论文第i 章绪论 生态过程的研究，并结合到具体的应用方面。 从国内外景观生态学研究来看，国内景观生态学未来的发展趋势有以下几 点： 1 在研究内容方面，主要结合景观格局的研究，更深入的了解区域内的生态过 程，即加强区域内能量流动、物质循环以及信息传递方面的研究； 2 在研究区域方面，由陆地研究逐渐延伸到海洋研究； 3 在技术手法方面，不仅要用3 s 技术，还要结合数学建模方法进行研究。 1 2 2 景观格局研究 景观格局，一般是指其空间格局，即大小和形状各异的景观要素在空间上的 排列和组合，包括景观组成单元的类型、数目及空i 、日j 分布与配置。它是景观异质 性的具体体现，又是各种生态过程在不同尺度上作用的结剁1 5 】。 地理信息系统( g i s ) 是在计算机支持下的技术系统，由许多个相互关联的 子系统组成。可以说是景观格局研究的一种工具和手段，遥感通常为地理信息系 统分析和研究提供原数据。遥感( r s ) 具有强大的获取数据的能力，可以分别 在卫星、飞机等飞行物上安装遥感器，通过遥感器来获取地面上的信息，不同国 家的卫星获取的数据具有不同的波段和分辨率，可根据自己的研究需要来选择数 据源。f r a g s t a t s 软件是由美国俄勒冈州立大学开发的，具有强大的景观指数分析 功能，可以选择斑块、斑块类型和景观三个水平上的景观指数进行计算。目前， 利用r s 和g i s 技术，结合f r a g s t a t s 进行景观指数分析已经得到广泛的应用【1 6 1 。 国外在研究景观格局方面多采用g i s 手段对研究区域格局进行动态观测，如 r i c h a r d 、l i s a m a r i e 、p a u l 1 7 】利用g i s 手段在对美国大西洋中部海岸的湿地进行 景观格局研究，研究表明：在研究区域内，芦苇主导着景观的功能，并且景观格 局变化由芦苇扩张所行成的；e g u n i l l aa o l s s o n ，g u n n a ra u s t r h e i m & s y n n o v e n g r e n n e 1 8 1 利用g i s 手段在对挪威中部的b u d a l 和s j o d a l 山谷的景观格局变化、 土地利用和环境多样化进行研究，研究表明，山谷里半天然的草原和具有特殊生 物多样性的荒野直主导着山区，但由于人类土地利用的变化导致的森林退化而 减少；也有部分学者使用模型来研究种群的分布。 国外在研究景观格局方面多采用g i s 手段对研究区域格局进行动态观测 1 9 - 2 0 1 。国内对景观格局的研究与国外相比，并没有太大新意，大多数采用的技术 第i 章绪论上海师范人学硕上学位论文 也是g i s ，对研究区域景观格局进行动态监测【2 1 之2 1 ，并用景观指数法和空间统计 学对景观格局进一步进行分析。在研究区域上，国外更注重对山地、湿地等区域 内动、植物的种群分布变化，而国内更多的是研究城市、流域等区域的空间格局 演变，并不是针对区域内的某一类做深入分析，因此在这方面还需要进一步的深 入研究。 1 2 3 乡村聚落景观研究 乡村聚落( r u r a ls e t t l e m e n t ) 又称乡村居住点，指乡村居住的居住场所2 3 1 。乡 村聚落是农业社会发展一定阶段的产物，乡村聚落的形态以及演变在定程度上 反映社会人文、经济的发展状况。因此研究乡村聚落景观对于了解乡村文化、经 济以及土地利用等都具有重要意义。 国外关于乡村聚落的研究最早起源于聚落地理学，1 8 世纪3 0 年代以后，聚 落地理研究在全世界得到普遍发展，并且不同国家关于聚落地理的研究都各具特 色大部分学者对聚落景观演变进行了较多的研究，并且大多是从人文方面进行 研究，研究内容广泛，主要涉及到乡村聚落模式的演变、乡村人口与规模、乡村 聚落与旅游、乡村政策、乡村耕种等方面( u k i t atd r , 1 9 8 0 2 4 】；p h i l i p p ep o n e l ， 2 0 0 0 2 5 1 ；p a u lo l d f i e l d ，2 0 0 5 2 6 ；y o s s ib e n - a r t z i ，2 0 0 7 2 7 】；s a n j a yk n e p a l ， 2 0 0 7 2 8 】) 。8 0 年代以来，中国农村地区发生了翻天覆地的变化，国内学者开始日 益关注乡村聚落形态与社会经济的发展关系，研究内容主要涉及到乡村聚落形态 与景观演变【2 9 。3 、乡村景观规划与设计【3 2 。3 1 、乡村聚落环境【3 4 。5 1 、乡村旅游规划 【3 6 1 、土地利用【3 7 】等方面。研究方法从人文方面定性描述逐渐过渡到利用技术手 段进行定量描述，9 0 年代以来，也有部分学者使用g i s 手段对乡村聚落规模， 数量和分布特征进行研究 3 8 】。 1 2 4 景观格局演变的驱动力研究 对景观格局变化的驱动力研究可以揭示景观格局演变的成因、过程等，可以 更好的预测未来变化方向是否朝人类有利的方向发展，对管理部门的的规划和管 理具有现实的指导意义。一般认为，景观格局驱动力因素主要分为自然因素和人 文因素3 9 1 。对驱动力研究方面，国内学者对景观格局变化驱动力方面已有较多的 研究，如史培军等人对深圳市土地利用变化驱动力的分析中，通过逐步回归分析 法，得出的驱动力主要为人口增长、外资的投入、政策影响等【4 0 1 。较国外研究 4 f ：海师范大学硕j j 学位论文第1 章绪论 而言，国内更注重驱动力的研究，并且从定性描述逐步过渡到定量分析阶段。 国内外对景观格局演变的驱动力研究逐渐从定性描述向定量描述过渡，定量描述 的方法多采用主成分分析、典型相关分析、灰色关联度等【4 3 1 ，但对于造成景观 格局演变的驱动力因子之间的相关性以及准确性还需要进一步的深入研究。 1 3 研究内容 本文在景观生态学理论和方法的基础上，利用3 s 技术，从宏观上对杭州湾 北岸上海滨海地区的景观动态变化进行分析，从微观上选择了六镇中的海湾镇和 柘林镇进行了乡村聚落景观对比研究，最后利用主成分分析法找出景观格局变化 的驱动力因子，为当地政府部门规划和管理提供科学依据，对探索景观格局演变 朝着人类有利的方向发展具有现实指导意义。具体内容包括以下几个方面： 1 利用3 s 技术，对研究区域的影像图进行处理，提取杭州湾北岸滨海地区 1 9 9 4 、2 0 0 3 、2 0 0 7 年三个时相景观类型信息； 2 利用f r a s 汀s 软件分别对1 9 9 4 年和2 0 0 7 年的景观类型图进行最佳分 析尺度的确定，基于最佳分析尺度的对杭州湾北岸滨海地区1 9 9 4 、2 0 0 3 、2 0 0 7 年三个时相景观指数分析；运用g i s 技术，分别建立杭州湾北岸滨海地区 1 9 9