科尔沁沙地典型坨甸相间区景观格局变化及其驱动因子

doi:10.7522/j.issn.1000-694X.2025.00181

摘要/Abstract

摘要：

科尔沁沙地典型坨甸相间区作为主要生态脆弱区，其景观格局变化直接反映人类活动与气候变化的交互作用。本研究基于2000—2020年土地利用数据集，以降雨、蒸散发、土壤湿度、水体面积和人口数量为驱动因子，利用ArcGIS和Fragstats软件，分析2000—2020年该研究区的景观格局时空动态特征和驱动因素。结果表明：草地、未利用土地和耕地是科尔沁沙地典型坨甸相间地区的主要景观类型；草地和水域的面积逐渐降低，景观破碎化增加，连通性降低，形状相对复杂化，景观异质性呈现下降趋势；气候变化可改变研究区植被覆盖的空间配置，促使沙地景观从连续基质向破碎化模式的转型；人口变化可通过土地利用多元化增加了景观类型的丰富度。因此，气候和人口变化可共同驱动景观格局的转型，明晰研究区的时空差异，优化景观格局，为该区域防沙治沙生态战略决策提供技术支撑。

关键词: 科尔沁沙地, 驱动因子, 景观格局, 土地利用, 时空变化

Abstract:

As a major ecologically fragile area， the landscape pattern changes in the typical dune alternated with meadow area in Horqin sand directly reflect the interaction between human activities and climate change. Based on the 2000-2020 land use dataset， this study extracted and analyzed the spatial and temporal dynamic characteristics and driving factors of the landscape pattern in the study area from 2000 to 2020， using rainfall， evapotranspiration， soil moisture， Water body area and population size as the driving factors， and using the ArcGIS and Fragstats software. The results show that grassland， unused or other land and cropland were the main landscape types（>93%）in the interspersed areas of dune alternated with meadow area in Horqin sand， the area of grassland and water area gradually decrease， landscape fragmentation increases， connectivity decreases， shape is relatively complex， and landscape heterogeneity shows a decreasing trend. climate change can change the spatial configuration of vegetation cover in the study area， which can lead to the transition of sandy landscapes from a continuous matrix to a fragmentation pattern； and demographic changes can increase the richness of landscape types through land-use diversification. Therefore， climate change and population change can jointly drive the transformation of the landscape pattern， clarify the spatial and temporal differences in the study area， optimize the landscape pattern， and provide technical support for the ecological strategy of sand control and prevention in the region.

Key words: Horqin Sandy Land, driving factor, landscape pattern, land use, spatial and temporal variation

中图分类号:

P901

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图/表 10

图1 研究区位置

Fig.1 Geographic location of the study area

图2 2000—2020年研究区降水的时空变化率

Fig.2 Temporal and spatial variation of rainfall in the study area from 2000 to 2020

图3 2000—2020年研究区潜在和实际蒸散发的时空变化率

Fig.3 Temporal and spatial variation of potential and actual evapotranspiration in the study area from 2000 to 2020

图4 2000—2020年研究区土壤湿度（cm3·cm-3）空间变化

Fig.4 Spatial and temporal variation of soil moisture （cm3·cm-3） in the study area from 2000-2020

图5 2000—2020年研究区水体面积变化

Fig.5 Changes in the size of water bidies in the study area from 2000 to 2020

图6 2000—2020年研究区人口变化

Fig.6 Changes in population size in the study area from 2000 to 2020

表1 2000—2020年研究区不同土地类型面积与占比变化

Table 1 Changes in the area share of different land types in the study area from 2000 to 2020

年份	耕地		林地		草地		水域		建设用地		未利用土地
年份	面积/km²	占比/%	面积/km²	占比/%	面积/km²	占比/%	面积/km²	占比/%	面积/km²	占比/%	面积/km²	占比/%
2000	1 383	17.50	157	1.99	4 189	53.01	243	3.07	112	1.42	1 819	23.02
2005	1 412	17.87	156	1.97	4 152	52.54	230	2.91	112	1.42	1 841	23.30
2010	1 413	17.88	156	1.97	4 133	52.30	230	2.91	112	1.42	1 859	23.52
2015	1 413	17.88	159	2.01	4 132	52.28	226	2.86	114	1.44	1 859	23.52
2020	1 404	17.75	162	2.05	4 057	51.28	233	2.94	125	1.58	1 931	24.41

图7 2000—2020年科尔沁沙地坨甸相间地区不同土地景观类型水平的变化

Fig.7 Changes in the level of different land landscape types in the study area from 2000 to 2020

图8 2000—2020年研究区景观格局指数变化

Fig.8 Changes in landscape pattern index in the study area from 2000 to2020

表2 研究区景观格局变化与驱动因子的相关系数

Table 2 Correlation coefficients between landscape pattern changes and drivers in the study area

驱动因子	CONTAG	SHDI	SHEI	NP	LPI	LSI	AI
降水	-0.3930	0.1334	-0.0416	0.4407^*	-0.1785	0.5070	-0.3424
实际蒸散发	-0.4069	0.1900	-0.1793	0.7226^**	0.0537	0.7110^**	-0.6439^**
土壤湿度	-0.1856	-0.2836	-0.3452	0.8108^**	0.0279	0.8807^**	-0.8052^**
水体面积	-0.1161	0.0164	-0.2474	0.5044^*	0.1693	0.4535	-0.5029^*
人口	-0.3740	0.5758^**	0.4150	-0.2394	-0.1684	-0.2442	0.3697

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