江苏省射阳县土地利用景观格局及分区

朱 彬, 张小林

(南京师范大学 地理科学学院, 南京 210023)

江苏省射阳县土地利用景观格局及分区

朱 彬, 张小林

(南京师范大学 地理科学学院, 南京 210023)

基于江苏省射阳县2010年度全国第二次土地利用变更调查的数据，利用GIS软件平台及景观生态学方法探讨射阳县土地利用景观格局特征并划分土地利用景观类型。结果表明：不同的土地利用类型在整个县域及沿景观格局梯度表现出明显的空间特征。耕地是最大优势景观类型，城镇村及工矿用地斑块形状不规则，水域及水利设施用地斑块分布连续而集中，其他土地破碎程度较高。景观指数沿样带呈现不同的变化规律。斑块密度沿样带呈现较大幅度的变化，景观形状指数变化幅度较小，蔓延度出现微幅变化。土地利用景观存在明显的镇域空间分异。黄沙港镇、合德镇、经济开发区斑块形状不规则，海通镇、新坍镇景观破碎程度较高，合德镇、兴桥镇、洋马镇斑块呈小而集聚型分布。土地利用景观可划分为高强度、中强度、低强度、弱强度四种土地利用景观区。

土地利用； 景观格局； 类型划分； 射阳县

景观生态学自20世纪80年代以来在理论、方法及应用等方面取得长足发展[1]。景观生态学中景观格局分析借助景观指数等定量指标进行测度，这一方法广泛受到诸如城市规划、风景园林设计、地理学等相关领域学者的关注[2-4]。土地利用成为当前地理学研究的前沿问题之一[5]，土地利用景观能反映城乡空间的基本格局，利用3S技术和景观生态学方法进行土地利用景观的研究日益成为热点[6-9]。梯度分析(Gradient analysis)是由Whittaker于1975年在研究植物分布时提出的[10]，之后被相关学者应用于城市化对植被分布和生态系统的影响研究[11]。由于梯度分析方法能够显示研究目标在空间上的分布规律，将其与景观格局分析结合起来，能分析城乡土地利用空间的梯度变化规律，其中景观格局的计算范围不再是整个研究区域[12-16]。相关学者对土地利用景观分区进行了一些研究，但这部分研究的处于探索阶段，分区指标权重的确定带有一定的主观性[17-19]。中国在20世纪90年代以来开展了以县为单位的土地利用现状调查，全国大部分地区获得的土地利用现状数据成为土地利用规划和资源管理的基础数据，也是开展景观生态分析的主要数据源。本文基于全国第二次土地利用调查数据，研究射阳县不同土地利用类型的独特空间特征、各景观指数在梯度分析中的变化、土地利用景观形状、破碎性及集聚性三个方面的镇域空间分异及土地利用景观类型分区，以期为射阳县土地资源利用和政府的管理和决策提供理论参考和借鉴。

1 研究区域与研究方法

1.1 研究区概况

射阳县位于江苏省盐城市中东部，北纬33°24′—34°07′，东经119°59′—120°33′；东临黄海，南抵西潮河与大丰市、盐城市区接壤，西同建湖、阜宁县毗邻，北至苏北灌溉总渠与滨海县隔河相望，是北亚热带和暖温带的过渡地带，属季风气候区，受海洋性和大陆性气候影响，四季分明，热量充裕，光照充足，降水充沛。射阳县位于江淮平原北部，呈现里下河区泻湖地貌，射阳河南岸属江苏中部海积平原，射阳河北岸属废黄河三角洲平原，地势较为平坦，县域略呈东高西低，南北高中间低状态。截至2011年1月底，全县设13个镇，1个省级经济开发区，3个省属农场、1个工业区、1个盐场，土地总面积面积2 605.70 km2，人口94.78万人。射阳县有优越的自然条件和悠久的土地开发利用历史，形成了较为齐全的土地利用类型。地类结构以农用地为主，其中耕地所占的比重最大，占土地总面积的51.77%。土地开发利用程度较高，土地利用率为86.00%，土地垦殖率为51.77%。后备资源丰富，滩涂面积占土地总面积的6.83%。

1.2 研究方法

1.2.1 数据来源与处理 本研究数据来源于江苏省射阳县2010年度全国第二次土地利用调查变更数据，数据格式为SHP格式矢量文件。采用我国土地利用现状二级分类标准(GB/T21010—2007)，结合研究区域的具体特征，根据土地利用现状二级分类将射阳县土地利用现状数据划分为8大类用地(表1)。基于ArcGIS空间分析软件平台，绘制2010年射阳县土地利用现状空间分布图(图1)。研究区设置60 km×5 km的一条自西向东样带和5 km×70 km的一条自南向北样带，两条样带贯穿射阳县中心。利用ArcGIS软件将研究样带从归并后的土地利用图中切割出来，并转换为10 m×10 m的ArcGrid栅格文件。

表1 土地利用类型的重分类

图1 射阳县土地利用现状空间分布

梯度分析采用移动窗口法，窗口大小采用5 km×5 km，沿样带自西向东和自南向北移动，分别得到12个和14个正方形样方。为了便于分析景观梯度，按照自西向东及自南向北将样方以5 km为间隔标记距离。横向样带自西向东大致经过海河镇(0～15 km)、合德镇(15～30 km)、经济开发区(30～35 km)、海通镇(35～45 km)、黄沙港镇(45～60 km)，纵向样带自南向北大致经过特庸镇(0～5 km)、盘湾镇(5～15 km)、兴桥镇(15～30 km)、合德镇(30～45 km)、千秋镇(45～55 km)、临海镇(55～65 km)、淮海农场(65～70 km)。

1.2.2 景观指数选择与计算 景观分析中可用的指数很多，不同尺度的景观格局分析选取不同的景观指数。土地利用景观全局和梯度分析主要选取景观类型比例、斑块密度、最大斑块指数、平均斑块面积、景观形状指数、平均斑块分维数、蔓延度七个指数。土地利用景观镇域尺度及类型划分选取6个与景观面积大小无关的指数(平均斑块形状指数、平均斑块分维数、分裂指数、蔓延度指数、聚集度指数、散步与并列指数)。从景观形状、破碎性、集聚性三个视角剖析景观格局空间分异规律。指标的含义、计算公式和单位在Fragstats软件中有具体说明[1]。

2 结果与分析

2.1 景观总体特征

从2010年射阳县土地利用景观结构中各景观类型的比例来看(表2)，耕地比例和斑块密度最大，占整个景观类型的28.97%，密度为11.43个/km2，可看作是景观基质类型，而水域及水利设施用地、城镇村及工矿用地、交通运输用地次之，所占的比例依次为16.33%，6.80%，0.86%，斑块密度依次为10.07，4.26，0.83个/km2，草地所占比例及斑块密度最小。水域及水利设施用地最大斑块指数最大，值为11.39%，交通运输用地次之，为0.34%。其他土地平均斑块面积最大，为6.90 hm2，水域及水利设施用地，耕地，交通运输用地和城镇村及工矿用地的平均斑块面积值逐渐降低，依次为3.83，2.53，1.04，0.68 hm2，草地最大斑块指数及平均斑块面积最小。

综上，耕地的景观类型比例和斑块密度值最大，说明射阳县的土地利用类型中，耕地仍然为优势景观类型。城镇村及工矿用地的斑块密度较大，平均斑块面积和最大斑块指数较小，表明其斑块分布破碎且分散。水域及水利设施用地是射阳县第二大景观类型，其最大斑块指数和平均斑块面积较大，说明斑块分布连续而集中。

表2 射阳县土地利用景观的总体特征

2.2 景观格局样带分析

2.2.1 景观样带总体特征 耕地是样带中的主要用地类型，横、纵样带所占比例分别为45.08%，55.64%；水域及水利设施用地占地比重次之，分别为12.77%，13.46%；城镇村及工矿用地也占一定比例；交通运输用地、其他土地、园地、林地、草地所占比例较少。耕地横、纵样带的斑块密度分别为21.04个/km2和29.51个/km2，远高于其他类型，说明其破碎化程度较高。水域及水利设施用地景观形状指数高达216.56，308.77，说明其形状最不规则，耕地景观形状指数次之，说明其不规则程度较高。水域及水利设施用地的最大斑块指数最大(1.13%和0.89%)，说明其破碎程度较低，连通性较好。园地、林地、草地最大斑块指数最小，说明其斑块面积较小，破碎程度较高。交通运输用地的平均斑块分维数均为1.30，比其他用地类型都高，说明其形状最复杂(表3)。

表3 研究区样带在类型层次上的景观指数

注：“—”表示该层次无此类景观指数。

2.2.2 景观指数在景观层次沿样带的变化 运用景观指数对样带进行土地利用类型形态结构的定量测度，可以发现其空间格局的梯度特征(图2)。

斑块密度(PD)沿样带呈现较大幅度的变化。实线显示在20 km和45 km处出现两个峰值，则合德镇和海通镇地区斑块密度最大，在25 km和50～60 km处斑块密度出现低值，显示合德镇与四明镇边界位置和黄沙港镇斑块密度最低。虚线显示在20 km和45 km出现两个峰值，说明盘湾镇与兴桥镇交界处和合德镇的北部斑块密度最高，在10，25，40，60 km出现低值，表明盘湾镇和特庸镇交界处、兴桥镇、合德镇中部、千秋镇和临海镇交界处斑块密度较低。

景观形状指数(LSI)变化幅度较小，但亦出现地区差异。实线显示在10，20，45 km处出现相对高值的区域，则海河镇中部、合德镇西北部、海通镇东南部斑块较为复杂，在15，35，50，60 km处出现了几个低值，说明海河镇东部、经济开发区和合德镇交界处、黄沙港镇斑块复杂程度较低。虚线显示在15，20，35，45，70 km处出现相对高值的区域，则盘湾镇中部、盘湾镇和兴桥镇交界处、合德镇、淮海农场斑块较为复杂，在10，25，40，65 km处出现相对的低值区域，说明盘湾镇和特庸镇交界处、兴桥镇、合德镇中部、千秋镇斑块复杂程度相比其他地区为低。

蔓延度(COHESION)介于99%～100%之间，出现微幅变化。实线显示在30，50 km出现高值，则合德镇中部和黄沙港镇斑块连续性较好，在20，40，45，55，60 km出现低值，说明合德镇东部、海通镇和经济开发区交界处、海通镇东部、黄沙港镇斑块连接程度较差。虚线显示在10，25，40，60，65 km出现高值，则盘湾镇和特庸镇交界处、兴桥镇、合德镇中部、千秋镇和临海镇交界处、临海镇斑块连接性较好，在15，20，30，50 km出现低值区域，说明盘湾镇、兴桥镇和盘湾镇交界处、兴桥镇北部、千秋镇和合德镇交界处斑块连接性较差。

图2 射阳县景观指数在景观层次沿样带的变化

2.3景观空间分异

由于射阳县各地区自然地理环境(地形、气候及水系等)及社会经济条件(产业、人口及文化等)存在差异，导致该地区土地利用景观类型的分布产生不同的空间格局特征，存在土地利用景观形状、破碎性及集聚性三个方面的分异特征。基于Fragstat3.4景观格局分析平台从以上三个基本视角对射阳县土地利用景观格局的镇域空间分异规律进行初步的探讨与研究。

2.3.1 景观形状分异 由图3可见：整个区域的平均斑块形状指数基本上大于1，说明该区域斑块的形状均为不规则的形态。新坍镇、海通镇、盘湾镇等10个行政区的平均斑块形状指数较小，在0～1.58之间变化，表明土地利用图斑形状规整。海河镇、合德镇、特庸镇等9个行政区的平均斑块形状指数值次之，在1.58～2.21之间变化，说明土地利用图斑形状较规则。黄沙港镇的平均斑块形状指数最大，其值高于2.21，其斑块形状最为不规则。

图3 射阳县平均斑块形状指数及平均斑块分维数镇域分异图

射阳县土地利用图斑的平均斑块分维数总体上值较小，在0～1.15之间变化，但均大于1，射阳的西部、南部和射阳河以北的地区平均斑块分维数的值(0～1.05)相对于中部和黄沙港镇的大部分区域的值(1.05～1.15)低，说明前者土地利用斑块的形状相比较于后者规则，后者的土地利用斑块由于受人类活动的干扰较大，平均斑块分维数值较大，其中合德镇及经济开发区等受城市化影响较多。

2.3.2 景观破碎性分异 由图4可见：黄沙港林场、经济开发区及淮海农场的分裂指数值较大，在30 626.88～4 746 942.48之间变化，该区域斑块的破碎程度高。新洋农场、临海农场、海通镇等9个行政区的分裂指数次之，在2 283.98～30 626.88之间变化，该区域斑块破碎化程度次之。合德镇、海河镇、临海镇等10个行政区的分裂指数最小，该区域的土地利用斑块的破碎化程度最小。

图4 射阳县分裂指数及蔓延度指数镇域分异图

海河镇、黄沙港镇、临海镇的蔓延度指数最高，在99.52%～99.55%之间变化，景观在空间上具有较好的连接性，破碎性程度低。合德镇、四明镇、千秋镇等9个行政区的蔓延度指数次之，在99.10%～99.52%之间变化，该区域景观在空间上连接性较好，破碎性程度较低。临海农场、黄沙港镇、新坍镇等8个行政区的蔓延度较小，在92.85%～99.10%之间变化，景观在空间上连接性不好，破碎性程度较高。黄沙港林场、黄沙港镇的蔓延度指数最低，在0～92.85%之间变化，主要因为该地区斑块数量少，不能形成蔓延，如黄沙港镇的北部沿海滩涂由一个斑块组成。

2.3.3 景观集聚性分异 由图5可见：临海农场、长荡镇、新洋农场等8个行政区的聚集度指数最高，主要分布在射阳县的西部地区，在99.10%～99.82%之间变化，该地区景观在空间上集聚度最高。四明镇、海通镇、合德镇等6个行政区的聚集度指数次之，在98.03%～99.10%之间变化，主要分布在射阳县的北部地区，该地区的景观在空间上分布较为集聚。射阳盐场、黄沙港镇、兴桥镇等6个行政区的聚集度指数较低，在51.20%～98.03%之间变化，该地区景观在空间上分布较为离散。黄沙港林场和黄沙港镇沿海滩涂区的聚集度指数最低，在0～51.20%之间变化，主要是因为该地区的斑块数量少，不能形成集聚分布。

图5 射阳县聚集度指数及散步与并列指数镇域分异图

合德镇、黄沙港镇、兴桥镇和洋马镇的散步与并列指数最大，在51.13%～71.87%之间变化，该地区的斑块分布邻近。海通镇、新坍镇、千秋镇等9个行政区的散布与并列指数次之，主要分布在射阳河以北和射阳的西南部地区，在36.49%～51.13%之间变化，该地区的土地利用斑块邻近度较高。四明镇、射阳盐场、海河镇、黄沙港镇的散布与并列指数较小，在17.76%～36.49%之间变化，斑块分布离散，邻近度不高。特庸镇、经济开发区、淮海农场、黄沙港镇的散布与并列指数最小，在0～17.76%之间变化，该地区斑块空间分布邻近度最低。

2.4 景观类型划分

以射阳县土地利用景观指数(平均斑块形状指数、平均斑块分维数、分裂指数、蔓延度指数、聚集度指数、散步与并列指数)为变量，选择镇域为基本单元，运用主成分分析方法来化简指标，其中KMO检验值为0.559，Bartlett球形度检验的相伴概率为0.000，小于显著水平0.05，适合主成分分析。按照特征值大于1的原则，提取出2个主成分变量，其中，平均斑块形状指数、平均斑块分维数在第一主成分上有较高载荷，基本反映景观形态信息；分裂指数、蔓延度指数、聚集度指数、散步与并列指数在第二主成分上有较高载荷，基本反映景观结构信息。经过化简后的形态因子和结构因子的得分作为变量进行聚类，经局部修正，将射阳县土地利用景观划分为高强度、中强度、低强度、弱强度土地利用景观区(图6)。

(1) 高强度土地利用景观区：本区主要包括合德镇、四明镇、兴桥镇、黄沙港镇。从图6可以看出，该区位于射阳县县城合德镇及其周围，人为干扰活动最为强烈，人类对土地利用方式的改变也最为明显。合德镇是县政府所在地，是全县经济发展水平最高、发展活力最强的地区和工业生产的主要场所，其土地利用程度高。四明镇和兴桥镇属县城边缘区，以工贸为主导，是重要的农副产品加工集散地，人为干扰活动强烈，土地系统稳定性受到挑战。黄沙港镇是射阳县重要的卫星镇，发展以渔业和旅游业为主的渔业经济区以及海洋精细化工、造纸等产业，人类活动对土地的干扰程度较大。

(2) 中强度土地利用景观区：本区主要包括临海镇、千秋镇、海河镇、长荡镇、特庸镇、洋马镇、新洋农场，该区位于射阳河北地区、海河地区及利民河、运棉河地区，交通便捷，人为活动强烈，土地利用程度高。临海镇是农副产品集散地，县域北部经济区增长极，该区景观破碎，受人为活动干扰大。千秋镇、长荡镇是农副产品集散地，洋马镇是建设中药材产业基地和产品集散地，该区以农业生产为主，但农业规模化经营程度较低，人类对土地生态系统干扰强烈。海河镇和长荡镇依托良好的铁路、公路等交通条件，以交通商贸为主，人类活动影响较大，该区土地利用强度较高。

(3) 低强度土地利用景观区：本区主要包括盘湾镇、新坍镇、海通镇、淮海农场、临海农场、射阳盐场，该区位于利民河、运棉河地区和射阳河以北地区，是生态农业区，土地利用强度较弱。盘湾镇、新坍镇、海通镇平均斑块形状指数、平均斑块分维数较低，说明受人类活动干扰较小，破碎化程度较低。淮海农场、临海农场、射阳盐场农业规模化经营程度较高，人类对土地生态系统干扰较弱，斑块破碎化程度较低，耕地形状趋于规则。

(4) 弱强度土地利用景观区：本区主要包括黄沙港林场，区内土地利用类型单一，主要以林地为主，林地比重高。林地是本区域的本底，是本区主导土地景观类型，整个土地生态系统稳定，抗人为活动干扰能力强，土地利用类型结构单一，人为活动干扰最弱。

图6 射阳县土地利用景观分区

3 结论与讨论

(1) 射阳县最大优势景观类型为耕地，城镇村及工矿用地斑块的分布破碎且分散，水域及水利设施用地是射阳县第二大景观类型，其斑块分布连续而集中。

(2) 不同的土地利用类型沿景观格局梯度确实表现出明显的空间特征。耕地是主要用地类型，其破碎化程度比较高。水域及水利设施用地占地比重次之，连通性较好。城镇村及工矿用地占有一定比例，斑块形状较不规则。交通运输用地所占比例较少，斑块形状最复杂。其他土地斑块面积较小，破碎程度较高。景观指数沿样带呈现不同的变化规律，斑块密度沿样带呈现较大幅度的变化，景观形状指数变化幅度较小，但亦出现地区差异，蔓延度介于99%～100%之间，出现微幅变化。

(3) 射阳县土地利用景观格局存在明显的镇域空间分异特征。景观形状上，黄沙港镇斑块形状不规则；四明镇、合德镇、经济开发区、兴桥镇、特庸镇斑块形状较不规则。景观破碎性上，海通镇、黄沙港镇、新坍镇的景观破碎程度较高，临海镇、海河镇、四明镇、千秋镇等景观破碎性程度较低。景观集聚性上，海通镇、新坍镇、长荡镇、盘湾镇、特庸镇、千秋镇等斑块呈团聚状分布，合德镇、兴桥镇、洋马镇、黄沙港镇斑块是小而集聚型分布。

(4) 射阳县土地利用景观可以划分为高强度土地利用景观区、中强度土地利用景观区、低强度土地利用景观区和弱强度土地利用景观区四种类型。

需要指出的是，本文的研究存在一定的不足。研究区域缺乏土地利用景观格局长时间段的演变及驱动机制分析，需要深入研究；本文只是初步剖析了射阳县土地利用景观特征，深化对苏南、苏中、苏北地区土地利用景观整体及典型县域比较研究，对于探讨江苏省土地利用景观格局总体特征及区域差异意义更大。

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AnalysisonSpatialLandscapePatternsandTypeClassificationofLandUseinSheyangCounty,JiangsuProvince

ZHU Bin, ZHANG Xiao-lin

(SchoolofGeographicalScience,NanjingNormalUniversity,Nanjing210023,China)

Our purpose was to quantitatively analyze land use landscape pattern and divide land use landscape into several types in Sheyang. We combined GIS, gradient analysis and landscape analysis method to calculate landscape pattern indices based on the national second changing land use investigation data of Jiangsu province in 2010. Some conclusions were drawn as follows: different land use types show obvious spacial characteristics in the whole county and along the land use transect; the dominant pattern of the landscape is farm land, the shape of town, village, industrial and mining land is irregular, the distribution of waters and water facilities is continuous and concentrated, and other land has higher degree of fragmentation. Landscape metrics have different variation patterns along the land use transect. Patch density presents substantial change along the transect, landscape shape index has small variation, COHESION has slightly changed. Land use landscape pattern shows obvious spacial differentiation characteristics in different towns. In landscape shape differentiation, patches in Huangshgang, Hede and economic development zone are irregular. In landscape fragmentation differentiation, the degrees of landscape fragmentation in Haitong, Xintan are higher. In landscape agglomeration differentiation, patches in Hede, Xingqiao, Yangma are small and concentrated. Land use landscape is divided into four types. Four typical areas are high intensity land use landscape region, moderate land use landscape region, low intensity land use landscape region, weak land use landscape region.

land use; landscape pattern; type classification; Sheyang County

2013-11-14

：2013-12-05

国家自然科学基金项目(41071114);江苏省普通高校研究生科研创新计划项目(CXZZ13_0400)

朱彬(1989—),女,安徽潜山县人,博士,主要从事城乡规划与土地利用研究。E-mail:zhubin1705139@126.com

F291.1

：A

：1005-3409(2014)04-0300-07