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1研究區(qū)概況

開封市地處黃河下游沖積扇的南部，北依黃河，地理坐標(biāo)介于北緯34°47′~34°49′和東經(jīng)114°16′~114°19′之間，總面積21.09km2。地質(zhì)構(gòu)造位于華北地臺(tái)的南部，屬于華北坳陷盆地，地勢(shì)由西北向東南傾斜，平均海拔在69~78m之間，地形起伏較小，地面坡降介于1/1000~1/2000之間。在地貌上，開封表現(xiàn)為黃河泛濫、沉積所形成的松散沙層覆蓋的廣闊平原，同時(shí)夾雜著在風(fēng)力作用下形成的沙丘、沙崗、波狀沙地等。開封市境內(nèi)河流眾多，市郊湖泊、坑塘星羅棋布，素有“北方水城”之稱，河流大都從西北向東南注入淮河。該區(qū)屬于暖溫帶大陸性季風(fēng)氣候，冬寒春暖，夏熱秋涼，四季分明。平均氣溫14.7℃，年平均降水量627.5mm，降水相對(duì)變率為21%。土壤的成土母質(zhì)是不同時(shí)期和不同類型的黃河沖積物，潮土是本區(qū)的主要土類，風(fēng)砂土類、鹽土類和新積土類分布面積也較大。從20世紀(jì)80年代以來(lái)，開封市城市發(fā)展總體規(guī)劃就確定西郊為城市的主要發(fā)展方向，再加上其與鄭州市的東部相距較近，地理位置相對(duì)優(yōu)越，城市發(fā)展速度較快，建設(shè)用地面積大幅度增加，開封市的城市重心向西郊發(fā)生轉(zhuǎn)移，而開封郊區(qū)其他地方城市化發(fā)展則相對(duì)緩慢。開封市社會(huì)經(jīng)濟(jì)條件比較豐富，工農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展快，但仍處于欠發(fā)達(dá)發(fā)展階段[20-21]。該研究在西郊和北郊各取一個(gè)采樣區(qū)作為研究區(qū)域()，這兩個(gè)采樣區(qū)基本上可以代表開封城市化過(guò)程當(dāng)中郊區(qū)農(nóng)業(yè)景觀的發(fā)展?fàn)顩r。

2研究方法

2.1數(shù)據(jù)源與數(shù)據(jù)處理平臺(tái)

本文選取的數(shù)據(jù)源為國(guó)家基礎(chǔ)地理信息中心提供的研究區(qū)1975年1∶10000數(shù)字柵格地形圖，研究區(qū)2004年SPOT衛(wèi)星影像(多波段影像分辨率為10m，全色波段影像分辨率為2.5m)，自然地理基礎(chǔ)資料。數(shù)據(jù)處理平臺(tái)包括Arcview/3.2、Erdas/8.5和Arcgis/9.2。

2.2郊區(qū)農(nóng)業(yè)景觀分類

在對(duì)區(qū)域景觀特征和功能全面認(rèn)識(shí)基礎(chǔ)上，根據(jù)研究區(qū)自然景觀特征及其土地利用現(xiàn)狀，將研究區(qū)景觀類型劃分為河流景觀、魚塘景觀、道路景觀、蘆葦景觀、稻田景觀、灌溉地景觀、灌叢景觀、沙地景觀、旱地景觀、綠地景觀和建設(shè)用地景觀類型。該分類系統(tǒng)在宏觀上能夠全面反映研究區(qū)景觀類型特征。

2.3分時(shí)段景觀制圖研究和GIS技術(shù)應(yīng)用

將研究區(qū)域投影變換后的1975年1∶10000柵格地形圖土地利用現(xiàn)狀圖矢量化，提取主要的景觀類型信息，對(duì)2004年SPOT衛(wèi)星影像進(jìn)行遙感判讀、解譯。初始的解譯之后在2006年5月份和9月份進(jìn)行了全面的景觀類型調(diào)查，然后對(duì)初始解譯數(shù)據(jù)進(jìn)行修改、編輯,分別制成了兩個(gè)時(shí)期的采樣區(qū)景觀類型分布圖(和3)。然后對(duì)其屬性進(jìn)行修改和編輯,利用Arcgis/9.2的空間分析功能，對(duì)不同時(shí)期的景觀格局?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算和分析，做出1975年和2004年采樣區(qū)景觀斑塊面積和斑塊數(shù)目比較表()和1975-2004年采樣區(qū)景觀類型斑塊面積轉(zhuǎn)移矩陣和面積變化率(、3)，對(duì)郊區(qū)農(nóng)業(yè)景觀格局變化過(guò)程進(jìn)行分析。

3研究結(jié)果和分析

3.1采樣區(qū)景觀格局分析

3.1.1采樣區(qū)1城市化明顯

1975年，在采樣區(qū)1中()，景觀總體為郊區(qū)景觀，位于城市和鄉(xiāng)村的過(guò)渡地帶，建設(shè)用地景觀類型分布廣泛而分散，大小不一的居民住宅和農(nóng)田混雜分布，自然植被，如蘆葦景觀類型孤立存在，景觀為農(nóng)業(yè)、城市和自然植被組成的鑲嵌體。研究區(qū)的主要景觀類型為旱地和稻田景觀類型，其次為建設(shè)用地景觀類型，其中旱地景觀類型為優(yōu)勢(shì)的景觀類型。旱地、稻田和建設(shè)用地景觀類型分別面積為研究區(qū)總面積的68.99%、19.54%和7.58%()。旱地景觀類型廣泛分布，大面積的稻田主要分布在研究區(qū)西北部，且集中連片。建設(shè)用地景觀類型面積比較小，分布較為分散，只有研究區(qū)東南部地區(qū)建設(shè)用地景觀類型分布相對(duì)集中。2004年，采樣區(qū)1景觀特征發(fā)生了明顯地變化。景觀特征，特別是東部為城市景觀，表現(xiàn)為密集的建筑物和道路，其中零星分布著其他景觀類型。道路將城市分成各個(gè)街區(qū)，大量的人工建筑物成為景觀的基質(zhì)而完全改變了原有的地面形態(tài)和自然景觀。其中河流、城市小片林地以及運(yùn)動(dòng)場(chǎng)成為城市自然生物群落的主要分布地。研究區(qū)的主要景觀類型為灌溉用地、建設(shè)用地和道路景觀類型，其中灌溉用地為優(yōu)勢(shì)景觀類型，面積分別為研究區(qū)總面積的44.87%、33.76%和7.64%。建設(shè)用地景觀類型主要分布在東部，這與研究區(qū)城市化發(fā)展過(guò)程由東向西相吻合。西部和北部為灌溉用地，道路為通直的街道，連接著長(zhǎng)方形的街區(qū)和直角形的建筑物。

3.1.2采樣區(qū)2郊區(qū)景觀特征明顯

1975年，在采樣區(qū)2中()，景觀特征和采樣區(qū)1比較相似，景觀也為郊區(qū)景觀，研究區(qū)的主要景觀類型也為旱地和稻田景觀類型，其次為建設(shè)用地景觀類型，旱地、稻田和建設(shè)用地景觀類型面積分別為研究區(qū)總面積的64.55%、29.26%和2.69%()。旱地景觀類型在整個(gè)采樣區(qū)分布均勻，稻田在西北部和東北部相對(duì)比較集中，建設(shè)用地景觀類型面積也比較小，分布更為分散，只有研究區(qū)最南部地區(qū)建設(shè)用地景觀部分相對(duì)集中連片。到了2004年，采樣區(qū)2景觀類型基本上仍然為郊區(qū)景觀類型，大塊、連片集中的稻田、灌溉用地和旱地為景觀的主導(dǎo)類型，但隨著城市的發(fā)展，建設(shè)用地景觀類型面積逐步增大，且相對(duì)集中連片。灌溉用地景觀類型、稻田景觀類型和旱地景觀類型分別占采樣區(qū)面積的41.78%、25.28%和14.93%。

3.2研究區(qū)景觀格局動(dòng)態(tài)變化分析

從1975年到2004年，采樣區(qū)內(nèi)景觀動(dòng)態(tài)變化顯著，各景觀類型的面積都發(fā)生了很大變化。其中旱地、稻田、灌叢和沙地景觀類型面積表現(xiàn)為減少，蘆葦景觀類型消失，而其他景觀類型面積卻都表現(xiàn)為增加趨勢(shì)，但在采樣區(qū)內(nèi)又表現(xiàn)出各自的特色。

采樣區(qū)1景觀格局動(dòng)態(tài)分析在采樣區(qū)1內(nèi)，景觀類型的變化主要表現(xiàn)為：旱地景觀類型和稻田景觀類型面積趨向于減小，分布面積分別從1975年的14.55km2和4.12km2減少到2004年的0.88km2和0.14km2()，面積減少率都在90%以上。1975年蘆葦面積為0.043km2，到2004年已經(jīng)縮小為0。與此同時(shí)，其他景觀類型的面積都呈增加趨勢(shì)。2004年，灌溉地景觀類型面積為9.47km2，已占到研究區(qū)總面積的44.87%，成為研究區(qū)的優(yōu)勢(shì)景觀類型。魚塘景觀類型面積從0.33km2增加到1.03km2，增加了207.42%。隨著城市過(guò)程的發(fā)展，建設(shè)用地面積增加了5.52km2，綠地景觀類型面積增加了0.53km2，道路景觀類型面積增加了1.47km2。1975年到2004年，研究區(qū)景觀類型斑塊面積轉(zhuǎn)移概率矩陣如所示，從中可以看出，旱地、綠地和稻田景觀類型的轉(zhuǎn)移概率都在90%以上。其中，旱地景觀類型有6.19km2轉(zhuǎn)移為灌溉地景觀類型，占原來(lái)總面積的42.53%，有5.15km2轉(zhuǎn)移為建設(shè)用地景觀類型，占原來(lái)總面積的35.36%；稻田景觀類型有3.09km2轉(zhuǎn)移為灌溉地景觀類型，占1975年面積的75.02%，又有10.02%的面積轉(zhuǎn)移積轉(zhuǎn)移矩陣，可以看出，旱地景觀類型面積減少，轉(zhuǎn)移概率最大，為78.43%。其中，旱地景觀類型有4.32km2的面積轉(zhuǎn)移為灌溉地景觀類型，占原來(lái)總面積的40.61%，2.2km2的面積轉(zhuǎn)移為稻田景觀類型，占原來(lái)總面積的20.72%，1.12km2的面積轉(zhuǎn)化為建設(shè)用地類型；稻田景觀類型有2.36km2的面積轉(zhuǎn)移為灌溉地景觀類型，占原來(lái)總面積的49.09%；沙地景觀類型有0.040km2的面積轉(zhuǎn)化為里建設(shè)用地景觀類型，占原來(lái)總面積的82.76%。2004年建設(shè)用地景觀類型有65.02%的面積來(lái)自原來(lái)的旱地景觀類型，道路景觀類型63.16%的面積也來(lái)自原來(lái)的旱地景觀類型，可見建設(shè)用地景觀類型和道路景觀類型主要有旱地轉(zhuǎn)移而來(lái)。建設(shè)用地景觀類型在人類活動(dòng)作用下，面積呈現(xiàn)為持續(xù)增加。而建設(shè)用地景觀類型轉(zhuǎn)化為其他景觀類型的轉(zhuǎn)移概率都比較小，表明建設(shè)用地景觀類型與其他景觀類型之間的相互轉(zhuǎn)化比較少，景觀保持相對(duì)的穩(wěn)定性，這和實(shí)際是相符的，建設(shè)用地景觀類型轉(zhuǎn)變的可逆性較小。研究區(qū)的稻田景觀類型主要分布在該區(qū)的西北部，因?yàn)榻夥徘埃S河沿岸為風(fēng)沙和鹽堿地。解放后，從20世紀(jì)50年代開始引用黃河水進(jìn)行灌溉，第一階段是1952-1957年，為嘗試性階段。雖然各方面經(jīng)驗(yàn)比較少，但小心謹(jǐn)慎，引水比較成功。1958-1964年，由于政策和干旱的影響，開始大量地引用黃河水。大引、大灌和大蓄，忽視了排水，一方面造成水資源大量浪費(fèi)，另一方面把部分排水溝和河流作為引黃輸水渠道，并在下游引黃灌區(qū)修建大量平原水庫(kù)，使大量泥沙淤積在排水溝、河流，破壞了灌區(qū)原有的自然排水流路和排灌系統(tǒng)，結(jié)果造成了大面積內(nèi)澇和次生鹽堿化，引起了大面積土壤次生鹽漬化。從1964年開始在堿荒地上引黃淤灌，種植水稻，改良鹽堿地，并且獲得成功[17]。因此稻田景觀類型主要分布在研究區(qū)的北部和西部，其余則是占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)的旱地景觀類型。在引黃淤灌，種植水稻，改良鹽堿地，調(diào)整農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)等一系列措施的實(shí)行下，使得旱地景觀類型面積大幅度減少，從而轉(zhuǎn)移為其他景觀類型，主要轉(zhuǎn)移為建設(shè)用地景觀類型和灌溉地景觀類型，所以新增了灌溉地景觀類型。旱地景觀類型面積的大幅度減少，起到防風(fēng)固沙的作用，改善了開封市的環(huán)境。

4結(jié)論

隨著城市化發(fā)展過(guò)程，開封市郊區(qū)農(nóng)業(yè)景觀也發(fā)生了很大變化。開封市西郊農(nóng)業(yè)景觀變化顯著，各景觀類型的面積變化顯著。其變化與城市化發(fā)展關(guān)系密切，從研究區(qū)的景觀類型變化可以看出城市化發(fā)展較快，開封市西郊與鄭州市距離較近，地理位置優(yōu)越，是開封市城市發(fā)展規(guī)劃的重點(diǎn)區(qū)域，區(qū)域農(nóng)業(yè)景觀變化是自然因素和人為因素共同活動(dòng)的結(jié)果。開封市北郊在人類活動(dòng)和自然因素影響下，農(nóng)業(yè)景觀格局動(dòng)態(tài)變化顯著，但基本上還保持郊區(qū)農(nóng)業(yè)景觀特征。引黃淤灌、種植水稻、改良鹽堿地和調(diào)整農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)等一系列措施是郊區(qū)農(nóng)業(yè)景觀變化的主要原因。