基于景觀生態學的土地綜合整治潛力分析

2014-11-22 15:49:14崔志剛等

江蘇農業科學 2014年10期

崔志剛等

摘要：以景觀生態學為基礎，結合傳統的土地綜合整治潛力測算方法，構建基于景觀生態學的土地綜合整治潛力評價指標體系，并以河北省昌黎縣為例進行了實證研究，應用SPSS軟件劃分土地綜合整治區域。結果表明：優先整治區包括昌黎鎮、十里鋪鄉等，稍加整治區集中于東部地區，一般整治區主要集中于中部地區，這與各鄉鎮經濟發展水平、土地自身潛力、景觀生態現狀有密切關系。不同評價方法下的各地土地綜合整治潛力不同，這主要是由于各鄉鎮的景觀提升潛力不同，應重點提高各鄉鎮的景觀生態服務性價值。

關鍵詞：景觀生態學；土地綜合整治；潛力測算方法；景觀多樣性；潛力評價指標體系；一致性分析；優先整治區

中圖分類號： F323.211文獻標志碼： A文章編號：1002-1302（2014）10-0330-05

收稿日期：2013-12-30

基金項目：河北省社會科學發展研究（編號：201203073）；河北省軟科學研究計劃（編號：114072172D）；河北省社會科學基金（編號：HB12SH044）。

作者簡介：崔志剛（1989—），男，河北保定人，碩士研究生，研究方向為土地資源規劃與利用。E-mail：7506633@qq.com。

通信作者：朱永明，碩士，副教授，主要從事土地資源規劃與利用研究。 E-mail：zhyming2005@126. com。在當前人地關系緊張的背景下，開展土地綜合整治工作是緩解用地矛盾的有效方式。傳統的土地整治方式以農用地整治、建設用地整治為主，目的在于補充耕地、保障糧食安全、滿足經濟社會可持續發展的需要。未來應進一步深化土地整治內涵，注重生態安全、景觀工程建設，實現生產、生活、生態全面優化[1]。土地綜合整治工作應當由傳統的整治工程階段進入全新的景觀生態型綜合整治階段。明確縣域土地綜合整治階段性戰略目標、科學測算潛力并劃分整治區域是縣級土地綜合整治規劃編制的基礎[2]。目前，國內關于將景觀生態學理論引入土地綜合整治研究尚處于起步階段，原因包括兩個方面：一是缺乏景觀生態理論與技術指導，二是沒有合理的制度保障。部分地區過度追求“田成方、路成網、渠相通、樹成行”的標準化建設，忽略了對鄉村景觀風貌的保護與提升，導致土地整治后地方人文景觀特色漸失、鄉土氣息平淡[3-4]。將傳統土地綜合整治與景觀生態學理論相結合，以實現土地資源可持續利用、保障糧食安全、建設景觀生態工程、保護生物多樣性為目標，研究區域土地綜合整治潛力，探討不同整治區域的整治模式，對于深化土地綜合整治內涵、確保區域生態安全、建設景觀工程具有重要意義[5-7]。本研究以景觀生態學為基礎，構建基于景觀生態學的土地綜合整治潛力評價指標體系，并以河北省昌黎縣為例進行實證研究，旨在為開展土地綜合整治工作提供依據。

1基于景觀生態學的土地綜合整治內涵

土地整治是指對低效利用、不合理利用、未利用的土地進行治理，對生產建設活動破壞及自然災害損毀的土地進行恢復利用，以提高土地利用率的活動[8]。隨著土地整治工作的不斷推進，我國土地整治內涵發生了深刻轉變[9]。景觀生態學理論中的“斑塊-廊道-基質”理論，揭示了農村景觀中田埂、田坎、溝渠、防護林帶、林地等景觀的生態學意義[10-11]。景觀型土地整治是指在補充耕地、提高土地利用效率的同時，對鄉村區域內的土地以及地上的各種物質及空間進行合理安排，既能實現促進農業生產的目的，也能為農民建立一個舒適、健康、優美的生活環境，實現人與自然的和諧發展。因此，要將景觀生態學與土地整治有機結合起來，實現區域土地資源生產、生活及生態功能的和諧統一[12-14]。

2研究區域概況

河北省昌黎縣位于河北省東北部環渤海地帶，秦皇島市域西南部，東臨渤海，西臨灤河，與唐山市灤縣、灤南縣隔河相望，北與撫寧縣、盧龍縣相鄰，南與唐山市樂亭縣相鄰。昌黎縣東西長50.5 km，南北寬47.5 km，海岸線長64.9 km。昌黎縣土地利用主要以農用地為主，農用地面積為87 479.18 hm2，占全縣土地總面積的76.09%，昌黎縣是秦皇島市重要的糧食及其他農副產品生產地。2010年來，昌黎縣政府加大了土地整治力度，實現了耕地占補平衡，改善了耕地質量，為耕地的集約化利用創造了條件。但是，昌黎縣山區及丘陵區植被覆蓋率較低，生態環境脆弱。低山丘陵地區植被偏少，水土保持能力差，遇到災害性天氣，相當一部分土地極易產生風蝕、水蝕，造成水土流失。傳統的土地整治方式并沒有很好地提高土地生態系統地服務功能。

3評價指標體系建立及評價方法

3.1建立評價指標體系

土地綜合整治潛力是一項涉及多方面因素的綜合性工程，以景觀生態學為基礎，通過景觀生態指數、潛力指數、整體性指數來進行評價[14]。本研究指標的選取依據系統性、動態性、可獲得性等原則，參考景觀生態學內涵，結合昌黎縣的實際情況，選取11個指標建立了土地綜合整治潛力評價指標體系（表1）。表1基于景觀生態學的土地綜合整治潛力評價指標權重

目標層準則層B指標層C指標說明相關性土地整治綜合潛力評價A景觀生態指數B1平均斑塊面積C1（m2/年）景觀總體完整程度-景觀破碎度C2景觀空間結構的復雜性+景觀多樣性C3景觀類型的豐富程度+景觀優勢度C4各景觀類型所占比例-景觀聚集度C5不同景觀聚集程度-景觀美感度C6 -內部性指數B2數量潛力C7（t）新增耕地數量潛力產能+質量潛力C8（t）新增耕地質量潛力產能+利用等別潛力C9利用等別效益差異-經濟等別潛力C10經濟等別效益差異-外部性指數B3人均收入C11（元/人）+人均耕地面積C12-糧食安全系數C13（t/hm2）-注：“+ ”說明該指標因子值與整治潛力正相關；“- “說明該指標因子值與整治潛力負相關。

平均斑塊面積（C1）指景觀中所有斑塊的總面積與斑塊總數的比值，反映景觀總體的完整程度。平均斑塊面積能夠反映地塊的集中連片程度。景觀破碎度（C2）反映景觀空間結構的復雜性，通常用單位面積上各種景觀類型的斑塊數目來表示。景觀破碎度越高，整治潛力越大，計算公式如下：

式中：RC代表景觀聚集度指數；C代表景觀破碎度指數；Cmax代表C的最大可能取值。

景觀美感度（C6）是指景觀美學特征，主要包括：合適的空間尺度、多樣與變化、持續性與自然性，將景觀美感度分為優、良好、一般、差4個級別。

土地整治目標之一是要增加耕地面積，顯然，新增耕地面積越多，耕地整理潛力越大，要增加耕地面積就要減少原有耕地中”閑散土地“的面積，提高耕地利用率，因此選用土地整治前后新增耕地面積指標（C7）來反映土地整治數量潛力指標。質量潛力指標（C8）是指通過土地整治，耕地質量可提高的潛力。利用等別潛力指標（C9）是指通過土地整治，耕地利用等別可提高的潛力。經濟等別潛力指標（C10）是指通過土地整治，耕地經濟等別可提高的潛力。人均收入指標（C11）反映土地綜合整治的經濟可行性。人均耕地面積（C12）反映當前耕地的集約利用程度。

3.2數據處理方法

數據處理指將指標數據標準化，即數據的無量綱化處理。由于每個指標數據的單位都不相同，所以要將指標無量綱化，從而使指標具有可比性[15]。采用標準化處理方法，使原始數據無量綱化并在[0，1]區間內，具體公式如下：

4.1評價指標權重

根據以上公式，確定指標權重如表2所示。

表2熵值法計算評價指標權重

準則層指標層權重排序景觀生態指數平均斑塊面積0.027 8120.240 8景觀破碎度0.034 810景觀多樣性0.041 38景觀優勢度0.039 89聚集度指數0.048 46景觀美感度0.048 75潛力指數數量潛力0.042 870.358 7質量潛力0.024 513利用等別潛力0.145 13經濟等別潛力0.146 32外部性指數人均收入水平0.260 210.400 5人均耕地面積0.112 44糧食安全系數0.027 911

從表2可以看出，在準則層，外部性指數>潛力指數>景觀生態學指數，說明現階段影響昌黎縣土地整治潛力的主要是外部經濟指數，其次是土地本身的潛力，景觀生態學指標貢獻最小。在指標層，人均收入水平所占權重最高，說明經濟發展水平對于土地綜合整治潛力起到了極其重要的作用；景觀生態學指標所占權重較小，這是由于昌黎縣屬于山前平原，景觀同質性高；潛力指數所占權重最小，這與現階段土地綜合整治目標主要是增加耕地數量的國情相符合。

4.2土地綜合整治潛力評價

由圖1可知，采用不同的土地整治潛力評價方法，昌黎鎮分值均最高，分別為0.762、0.726。靖安鎮、大蒲河鎮、劉臺莊鎮、城郊區委分值較接近；龍家店鎮、新集鎮分值較接近，但總體水平低于前一批鄉鎮。昌黎鎮土地整治潛力最高，這是由于昌黎鎮經濟發展水平明顯高于其他城鎮，人均收入為 7 399.11元/人，全縣最高；人均耕地面積為200 m2/人，全縣最低；景觀破碎度0.296，高于全縣平均水平。龍家店鎮作為全縣經濟發展最落后的區域，人均收入僅為4 469.23元/人，土地較為平坦，耕地集中，平均斑塊面積為11.093 m2/人，全縣最高，近些年龍家店鎮以秦皇島國際民航機場建設為契機，重點建設空港工業園區，進行了一系列土地綜合整理工程。

4.3土地綜合整治潛力分區

利用SPSS 18.0軟件對評價結果進行K-均值聚類分析，將各鄉鎮的綜合評分分為3個級別，綜合評價分值大于一級標準的，劃分為優先整治區；綜合評價分值小于一級標準且大于二級標準的，劃分為稍加整治區；綜合評價分值小于二級標準且大于三級標準的，劃分為一般整治區（表3）。

表3土地綜合整治潛力綜合得分K-均值聚類中心表

評價方法一級二級三級傳統型0.759 20.471 40.182 8景觀型0.611 60.425 10.255 4

由圖2、圖3可知，采用傳統型土地綜合整治潛力評價方法對昌黎縣各區域土地進行分區，優先整治區包括昌黎鎮、十里鋪鄉；稍加整治區包括靖安鎮、泥井鎮、大蒲河鎮、劉臺莊鎮、朱各莊鎮、團林鄉、茹荷鎮、兩山鄉、城郊區委；一般整治區包括安山鎮、龍家店鎮、新集鎮、葛條港鄉、馬坨店鄉、荒佃莊鎮。采用景觀生態型土地綜合整治潛力評價方法對昌黎縣各區域土地進行分區，優先整治區包括昌黎鎮、朱各莊鎮、兩山鄉、十里鋪鄉；稍加整治區包括靖安鎮、安山鎮、大蒲河鎮、劉臺莊鎮、團林鄉、荒佃莊鎮、茹荷鎮、城郊區委；一般整治區包括龍家店鎮、泥井鎮、新集鎮、葛條港鄉、馬坨店鄉。

4.3.1一致性分析不同土地綜合整治潛力評價結果均顯示，昌黎縣的一般整治區集中在中部區域，包括龍家店鎮、馬坨店鄉、新集鎮、葛條港鄉；稍加整治區主要集中在東部靠海區域，包括大蒲河鎮、團林鄉、劉臺莊鎮、茹荷鎮；優先整治區主要包括昌黎鎮、十里鋪鄉。

4.3.1.1經濟發展水平昌黎縣的產業發展定位為：將中部地區打造成大城市的優質農副產品生產基地，利用東部地區豐富的水產資源及優越的地理位置，向海產品養殖及生態旅游區方向發展。昌黎縣中部地區的經濟發展水平低于東部沿海地區，人均收入為5 556.63元/人，同時中部地區人口少，耕地面積大，因此，東部地區的整治優先級別高于中部地區。此外，十里鋪鄉作為全國的紅葡萄酒基地，人均收入為 6 861.81元/人，位列全縣第二，鄉內有數百家葡萄酒企業，已形成以葡萄酒為中心的產業集群，成為全縣經濟發展新的增長點，地區經濟發展水平差異是造成整治潛力不同的重要原因。

4.3.1.2土地自身潛力昌黎縣中部地區未利用地、荒地較少，糧食產量高，其中龍家店鎮、馬坨店鄉、新集鎮的經濟等別潛力分別為9級、9級、10級，利用等別潛力分別為10級、11級、10級，經濟等別潛力與利用等別潛力相差較小；東部地區大蒲河鎮、團林鄉、劉臺莊鎮、茹荷鎮緊挨渤海，海水侵蝕造成了土地鹽堿化，此外，待開發整理土地面積占鄉鎮總面積的15%以上，明顯高于中部地區的5%，故整治優先級別高于中部地區。

4.3.1.3景觀提升潛力根據昌黎縣土地利用現狀圖得到各鄉鎮的平均斑塊面積，昌黎鎮最小，龍家店鎮最大。一方面是由于中部地區多為基本農田，耕地集中連片；另一方面是由于東部地區道路河流眾多，打碎了原本完整的斑塊。另一方面是由于中部地區土地利用類型中耕地所占比例均在80%以上，未利用地所占比例不足5%，景觀聚集程度高?？傮w來看，東部地區景觀破碎度較高，景觀生態水平低，土地整治潛力高于中部地區。

4.3.2差異性分析采用不同的土地綜合整治潛力評價方法，泥井鎮的評價分值由0.483 6降到了0.392 2，這是由于泥井鎮耕地以基本農田為主，且曾開展過3次土地整理開發項目，其他農用地面積較小，僅占總面積的1.35%，鎮域內耕地基本成片，景觀同質性高，整治可提升潛力低；采用傳統型土地綜合整治潛力評價方法，兩山鄉評價分值為0.563 3，低于大蒲河鎮。采用景觀生態型土地綜合整治潛力評價方法，兩山鄉評價分值為0.626 5，高于大蒲河鎮，兩山鄉的景觀破碎度為0.339，全縣最高，景觀優勢度為0.037，低于大蒲河鎮，這是由于兩山鄉地類復雜，除耕地外還有灘涂、河流、荒草地及部分園地，分布零散，土地整治潛力大。

5結論與討論

本研究建立了基于景觀生態學的土地整治潛力評價指標體系，并以昌黎縣為例進行了實證研究，結果表明，優先整治區主要為昌黎鎮、十里鋪鄉，稍加整治區集中于東部地區，一般整治區主要集中于中部地區，這與各鄉鎮經濟發展水平、土地自身潛力、景觀生態現狀有密切關系。不同評價方法下的各鄉鎮土地綜合整治潛力不同，這主要是由于各鄉鎮的景觀提升潛力不同。兩山鄉、朱各莊鎮經濟發展水平較差，傳統型土地整治潛力評價下為稍加整治區，這兩個鄉鎮的平均斑塊面積小，景觀破碎程度高，優勢度低，致使景觀類型復雜，同質性低，景觀生態水平的可塑性強，在景觀生態型土地整治潛力評價體系下為優先整治區。應重點提高各鄉鎮的景觀生態服務性價值，將土地整理項目區中景觀設計的目標制定為：以提高土地質量為主，平整土地，完善相應的配套設施。結合昌黎縣景觀現狀，以種植小麥、玉米等糧食作物為主，兼種葡萄、中藥等經濟作物。鑒于研究數據的可獲得性，本研究的評價單元為鄉鎮，評價尺度可能對評價結果產生一定的影響，需要在細化評價單元情況下作進一步研究。

參考文獻：

[1]劉彥隨. 科學推進中國農村土地整治戰略[J]. 中國土地科學，2011，25（4）：3-8.

[2]唐秀美，潘瑜春，陳百明，等. 都市邊緣區土地利用變化及生態服務價值損益分析——以北京市昌平區為例[J]. 中國農業資源與區劃，2012，33（6）：32-37.

[3]陳水英，畢如田，曹毅. 忻州市農用地集約利用時空變化分析[J]. 中國農業資源與區劃，2013，34（1）：103-108.

[4]張海霞，李明竹，劉斐，等. GIS支持下城鎮土地定級研究——以河北省高陽縣為例[J]. 中國農業資源與區劃，2012，33（6）：57-61.

[5]鹿心社. 論中國土地整理的總體方略[J]. 農業工程學報，2002，18（1）：1-5.

[6]張可慧，劉芳圓，張勝海，等. 基于3S的土地整理生態環境效益評價系統[J]. 安徽農業科學，2007，35（4）：1227-1229.

[7]韓宏偉. 土地綜合整治中空間格局優化研究[D]. 昆明：昆明理工大學，2012.

[8]張正峰，陳百明. 土地整理的效益分析[J]. 農業工程學報，2003，19（2）：210-213.

[9]王軍. 土地整治呼喚景觀生態建設[J]. 中國土地科學，2011，25（6）：15-19.

[10]封志明.資源科學導論[M]. 北京：科學出版社，2004：149-171.

[11]鄖文聚，宇振榮.生態文明：土地整治的新目標[J]. 中國土地，2011（9）：20-21.