土地整治區域景觀格局變化分析

蔡煜　張藍月　陳陽　李可相　潘伯娟　蔡學成

摘 要：本文以凱里市旁海鎮猴場村和大堡村為研究區，利用施工前、后實測1∶2000土地利用現狀圖、GIS分析技術及景觀格局指數對研究區土地整治前后景觀格局指數變化情況進行定性與定量分析。結果表明：通過對水田、旱地、道路、田土坎、裸巖石礫地、荒草地等的綜合整治，調整了凱里市旁海鎮研究區的土地利用結構;新增水田2.1255hm2，新增水田面積占研究區總面積的2.18%，與整治前相比，增加了3.40%;旱地增加了0.9344hm2，占研究區總面積0.9584%，與整治前相比，增加了10.72%;農村道路增加了1.1114hm2，面積增量占研究區總面積1.14%。經過土地整治，土壤質量有明顯改善;增加了有效耕地面積;提高了景觀優勢度，增加景觀穩定性;水利系統和道路系統的重新設計，促進了生物之間的交流、物質能量的流動和傳遞，保護了生物多樣性。

關鍵詞：土地整治;景觀格局;景觀指數

中圖分類號：S127

文獻標識碼：A

土地利用/覆蓋變化是當前全球變化研究的熱點和前沿問題[1]，也是導致生態系統類型轉變和景觀格局變化的重要因素[2]。城鎮土地利用景觀格局的變化成為了社會經濟系統與自然生態系統之間關系緊張程度的重要指標[3]。優化土地結構，規劃道路系統、水利系統，為農業耕作提供方便，是土地整治的目的。在土地整治中應用景觀生態學理論，即對研究區整治中的各項要素進行優化，充分地考慮規劃設計中土地整治可能帶來的負面影響，實現土地的最大生態效益，促進自然景觀和生物多樣性的保護。因此，分析景觀格局的目的又可以理解為是了解產生和控制景觀空間結構的因子和機制[4]，比較不同的景觀格局及其生態效應[5]，最終為景觀的合理利用與規劃提供依據。本文以旁海鎮為例，分析其景觀格局的變化，有利于土地結構優化利用，土地集約化的形成，增加有效耕地面積，提高耕地產出率，增加農民收入;有利于保護生態環境，提高耕地質量，改善農村生產、生活環境。

1 研究區概況

旁海鎮地處凱里市東北部，地理坐標位于E108°02′57″～108°03′40″，N26°43′55″～26°44′50″，全鎮總面積96.54km2。旁海鎮屬中亞熱帶溫和濕潤氣候，是典型的季風性氣候，冬無嚴寒，夏無酷暑，平均氣溫15.5℃，年降雨量1148mm。研究區屬于典型的喀斯特地貌山區，有典型的喀斯特峰林峰叢特征，地處云貴高原東側的梯級狀大斜坡地帶，地勢西北高，東南低;區域坡度相對較小，地塊坡度在0°～20°，海拔在625～544m，相對高差為81m。

2 研究方法

本文利用施工前、后實測1∶2000土地利用現狀圖、GIS分析技術及景觀格局指數對研究區土地整治前后景觀格局指數變化情況進行定性與定量分析。選取了景觀格局指數中的景觀面積比、景觀斑塊平均面積、景觀多樣性指數、景觀優勢度、景觀均勻度指數和景觀破碎化指數進行研究。

3 結果與分析

3.1 景觀面積特征變化

從表1可以看出，整個區域的景觀類型以農田和旱地為主。經過土地整治后，裸巖石礫地和荒草地被開發轉換為其它景觀類型。水田和旱地整治后面積為74.3746hm2，占項目區總面積的76.29%。整治后道路增加1.1114hm2，田間道寬度為3m，生產道寬度為1.2m，同時考慮生物的流動和生物多樣性的保護，擴大道路的生態廊道功能，在田間道旁邊配植林草緩沖帶，實施人工種草。

3.2 景觀斑塊平均面積變化特征

從表2可以看出，整治后水田、旱地、農村道路的斑塊數量增加，田土坎景觀、裸巖石礫地景觀和荒草地景觀斑塊數量減少，其中裸巖石礫地景觀和荒草地景觀由于被開發為其它景觀減少為0。整治前平均面積最大的是水田景觀，平均面積為0.8130hm2;平均面積最小的是農村道路景觀，平均面積為0.0011hm2。整治后平均面積最大的是水田景觀，平均面積為0.6408hm2;平均面積最小的是田土坎景觀，平均面積為0.0013hm2。水田景觀的平均面積相對其它景觀較大，但總體上各類景觀的平均面積較小，且整治后總體上呈減小趨勢。

3.3 景觀多樣性指數變化特征

從表3可以看出，整治后水田、田土坎的生物多樣性指數減少，是田塊歸并、田土坎削減等土地整治措施導致的。在土地整治過程中將土地平整、碎石清理工程中產生的石塊砌成石坎、石堆，提供兩棲、爬行動物隱蔽生境和生存場所，有效地保護兩棲、爬行動物，以提升區域生態景觀空間和時間的異質性，從而提升了旱地、農村道路的生物多樣性指數。同時在溪流兩岸現有草被、稀樹的基礎上，間植重陽木、蚊母樹等備選植物修復溪流生態系統;為保護溝渠植被系統，溝渠岸邊配植當地矮灌木和草本植物恢復水體生境。溪、渠、塘生態系統的修復對魚類、兩棲、蝦類、水禽等物種的保護具有重要作用。

3.4 景觀優勢度指數變化特征

從表4可以看出，整治后公共基礎設施用地（沼氣池）景觀的優勢度最大，其值為1.0790，相比整治前降低了0.0670;田土坎景觀的優勢度最小，其值為0.9592，相比整治前降低了0.0587。荒草地景觀和裸巖石礫地景觀無整治后的優勢度，說明其在整治后消失，轉化成為其它景觀，優化了生態環境。整治后總體優勢度下降了0.8140，說明整治后與整治前相比，景觀多樣性降低。

3.5 景觀均勻度指數變化特征

從表5可以看出，整治前后景觀均勻度變化較大，均呈增長的趨勢，主要由水田景觀、旱地景觀和田土坎景觀控制。

3.6 景觀破碎化指數變化特征

從表6可以看出，整治前農村道路景觀的破碎度最大，其值為933.4511，破碎度最小的是水田景觀，其值為1.2300。水田景觀的均質性、生物多樣性是最高的，而農村道路景觀的破碎度、空間結構的復雜程度、受干擾程度都高于其它景觀。整治后破碎度最大的是田土坎景觀，其值為772.6539，最小的仍為水田景觀（荒草地景觀與裸巖石礫地景觀消失不計），其值為1.5604。變化表明：田土坎受到了較大的人為干擾，但總體上景觀破碎化指數呈減小趨勢，破碎度在降低;景觀結構得到了優化，物質能量可以更好地流通，生物多樣性得到了提高，生物之間得到了更好的交流和有效的保護。

4 結論

通過對水田、旱地、道路、田土坎、裸巖石礫地、荒草地等的綜合整治，調整了研究區的土地利用結構，主要結論如下。

研究區土地整治的實施能提高土壤綜合質量，促進土壤理化性狀和生物學性狀的改善。并且，土壤質量改善的效果將會隨著整治年限的累積越來越明顯。

研究區以水田和旱地為主，增加了有效耕地面積。整治前水田、旱地以及田土坎總面積為87.16hm2，占項目區總面積的89.4%;整治后水田、旱地以及田土坎總面積為88.13hm2，占項目區總面積的90.4%。其中，水田面積增加了2.1255hm2，新增水田面積占研究區總面積的2.1802%，與整治前相比，增加了3.40%;旱地增加了0.9344hm2，與整治前相比，增加了10.72%。從整治前后的變化中可以看出，經過土地整治后，有效耕地面積增加。

研究區內的景觀同質化和破碎化程度都有所增加，提高了景觀優勢度，增加了景觀多樣性，提高了景觀穩定性。對研究區內的生物個體、種群、群落等造成了不同程度的影響。

研究區道路增加了1.1114hm2，面積增量占研究區總面積1.14%。水利系統和道路系統的重新設計促進了生物之間的交流、物質能量的流動和傳遞，保護了生物多樣性。

參考文獻

[1]?邢容容，劉樂軍，馬安青.青島市1990—2011年土地利用/覆被變化研究[J].水土保持通報，2013，33（03）：220-225.

[2]Van Jaarsveld A S，Biggs R，Scholes R J，Bohensky E，Reyers B，Lynam T，Musvoto C，Fabricius C.Measuring conditions and trends inecosystem services at multiple scales： the Southern African Millennium Ecosystem Assessment （ SAf MA） experience[J].Philosophical Transactions ofthe Royal Society B-Biological Sciences，2005，360（1454）： 425-441.

[3]?Klaus Hubacek，Jeroen C.J.M. van den Bergh. Changing concepts of ‘land in economic theory： From single to multi-disciplinary approaches[J]. Ecological Economics，2005，56（1）：5-27.

[4]Turner M.G. The Effete of Pattern on Process[J]. Landscape ecology，1989（20）：171-197.

[5]Dobson A P ， Bradshaw A D ， Baker A J M . Hopes for the Future： Restoration Ecology and Conservation Biology[J]. Science， 1997， 277（5325）：515-522.

[6]黃超，唐南奇，林奇勝.基于景觀生態學的土地整理生態效應分析[C].福建省土地學會.福建省土地學會2009年年會論文集.福建省土地學會：福建省土地學會，2009：300-307.

[7]周志翔.景觀生態學基礎[M].中國農業出版社，2007：108-118.

[8]周志翔.景觀生態學基礎[M].中國農業出版社，2007：23-112.

（責任編輯 常陽陽）