三峡库区低山丘陵区多尺度景观指数响应及适宜粒度

景观格局具有典型的空间异质性和尺度依赖性.在对景观格局进行分析研究时需跨越多个尺度,空间粒度大小在尺度聚合分析中至关重要.三峡库区低山丘陵区斑块破碎、景观格复杂性显著、景观格局特征及尺度变异规律仍待明确,本文以三峡库区秭归县为研究区,设定1-400m内23个粒度梯度水平,定量评估县域、乡镇以及小流域不同幅度上的景观格局指数以及拟合函数,探讨多空间幅度景观格局指数随粒度大小的变化特征.基于景观指数的粒度效应特征和拟合函数的曲线特征(最大曲率点、极值点),明确适宜不同幅度的山地景观格局指数研究的粒度阈值,以揭示库区低山丘陵区景观结构的复杂性和变异性.结果表明:不同景观指数对空间粒度变化和空间幅度变化的响应存在差异,不同景观指数的空间粒度响应主要呈现增加、降低、波动和无明显规律变化的趋势,其中斑块密度、最大斑块面积等指数对斑块形状和大小的变化敏感,而多样性指数的粒度变化敏感度较低;部分指数如斑块密度、边缘密度、周长面积分维数等对空间幅度的变化并不敏感,而最大斑块面积、景观形状指数、散布与并列指数、分离度等指数对空间幅度的变化敏感,适合进行不同幅度适宜粒度阈值的推定;边缘密度、平均斑块大小、景观形状指数、蔓延度、相似邻接比例等多个景观指数可高度拟合曲线函数,通过拟合函数的曲线特征分析确定景观指数的变化转折点,降低人工判断的差异性;基于251个小流域、12个乡镇和秭归县的6072幅栅格数据的各景观指数变化趋势和变化转折点,综合各景观指数的转折变化点,得出小流域、乡镇、秭归县景观格局分析的第一尺度粒度阈值分别为3m、4m、7m,第二尺度粒度阈值分别为50m、100m、100m,空间幅度越小则景观格局分析所需要的适宜粒度越小.