土地整治区域景观格局变化分析

蔡煜　张蓝月　陈阳　李可相　潘伯娟　蔡学成

摘 要：本文以凯里市旁海镇猴场村和大堡村为研究区，利用施工前、后实测1∶2000土地利用现状图、GIS分析技术及景观格局指数对研究区土地整治前后景观格局指数变化情况进行定性与定量分析。结果表明：通过对水田、旱地、道路、田土坎、裸岩石砾地、荒草地等的综合整治，调整了凯里市旁海镇研究区的土地利用结构;新增水田2.1255hm2，新增水田面积占研究区总面积的2.18%，与整治前相比，增加了3.40%;旱地增加了0.9344hm2，占研究区总面积0.9584%，与整治前相比，增加了10.72%;农村道路增加了1.1114hm2，面积增量占研究区总面积1.14%。经过土地整治，土壤质量有明显改善;增加了有效耕地面积;提高了景观优势度，增加景观稳定性;水利系统和道路系统的重新设计，促进了生物之间的交流、物质能量的流动和传递，保护了生物多样性。

关键词：土地整治;景观格局;景观指数

中图分类号：S127

文献标识码：A

土地利用/覆盖变化是当前全球变化研究的热点和前沿问题[1]，也是导致生态系统类型转变和景观格局变化的重要因素[2]。城镇土地利用景观格局的变化成为了社会经济系统与自然生态系统之间关系紧张程度的重要指标[3]。优化土地结构，规划道路系统、水利系统，为农业耕作提供方便，是土地整治的目的。在土地整治中应用景观生态学理论，即对研究区整治中的各项要素进行优化，充分地考虑规划设计中土地整治可能带来的负面影响，实现土地的最大生态效益，促进自然景观和生物多样性的保护。因此，分析景观格局的目的又可以理解为是了解产生和控制景观空间结构的因子和机制[4]，比较不同的景观格局及其生态效应[5]，最终为景观的合理利用与规划提供依据。本文以旁海镇为例，分析其景观格局的变化，有利于土地结构优化利用，土地集约化的形成，增加有效耕地面积，提高耕地产出率，增加农民收入;有利于保护生态环境，提高耕地质量，改善农村生产、生活环境。

1 研究区概况

旁海镇地处凯里市东北部，地理坐标位于E108°02′57″～108°03′40″，N26°43′55″～26°44′50″，全镇总面积96.54km2。旁海镇属中亚热带温和湿润气候，是典型的季风性气候，冬无严寒，夏无酷暑，平均气温15.5℃，年降雨量1148mm。研究区属于典型的喀斯特地貌山区，有典型的喀斯特峰林峰丛特征，地处云贵高原东侧的梯级状大斜坡地带，地势西北高，东南低;区域坡度相对较小，地块坡度在0°～20°，海拔在625～544m，相对高差为81m。

2 研究方法

本文利用施工前、后实测1∶2000土地利用现状图、GIS分析技术及景观格局指数对研究区土地整治前后景观格局指数变化情况进行定性与定量分析。选取了景观格局指数中的景观面积比、景观斑块平均面积、景观多样性指数、景观优势度、景观均匀度指数和景观破碎化指数进行研究。

3 结果与分析

3.1 景观面积特征变化

从表1可以看出，整个区域的景观类型以农田和旱地为主。经过土地整治后，裸岩石砾地和荒草地被开发转换为其它景观类型。水田和旱地整治后面积为74.3746hm2，占项目区总面积的76.29%。整治后道路增加1.1114hm2，田间道宽度为3m，生产道宽度为1.2m，同时考虑生物的流动和生物多样性的保护，扩大道路的生态廊道功能，在田间道旁边配植林草缓冲带，实施人工种草。

3.2 景观斑块平均面积变化特征

从表2可以看出，整治后水田、旱地、农村道路的斑块数量增加，田土坎景观、裸岩石砾地景观和荒草地景观斑块数量减少，其中裸岩石砾地景观和荒草地景观由于被开发为其它景观减少为0。整治前平均面积最大的是水田景观，平均面积为0.8130hm2;平均面积最小的是农村道路景观，平均面积为0.0011hm2。整治后平均面积最大的是水田景观，平均面积为0.6408hm2;平均面积最小的是田土坎景观，平均面积为0.0013hm2。水田景观的平均面积相对其它景观较大，但总体上各类景观的平均面积较小，且整治后总体上呈减小趋势。

3.3 景观多样性指数变化特征

从表3可以看出，整治后水田、田土坎的生物多样性指数减少，是田块归并、田土坎削减等土地整治措施导致的。在土地整治过程中将土地平整、碎石清理工程中产生的石块砌成石坎、石堆，提供两栖、爬行动物隐蔽生境和生存场所，有效地保护两栖、爬行动物，以提升区域生态景观空间和时间的异质性，从而提升了旱地、农村道路的生物多样性指数。同时在溪流两岸现有草被、稀树的基础上，间植重阳木、蚊母树等备选植物修复溪流生态系统;为保护沟渠植被系统，沟渠岸边配植当地矮灌木和草本植物恢复水体生境。溪、渠、塘生态系统的修复对鱼类、两栖、虾类、水禽等物种的保护具有重要作用。

3.4 景观优势度指数变化特征

从表4可以看出，整治后公共基础设施用地（沼气池）景观的优势度最大，其值为1.0790，相比整治前降低了0.0670;田土坎景观的优势度最小，其值为0.9592，相比整治前降低了0.0587。荒草地景观和裸岩石砾地景观无整治后的优势度，说明其在整治后消失，转化成为其它景观，优化了生态环境。整治后總体优势度下降了0.8140，说明整治后与整治前相比，景观多样性降低。

3.5 景观均匀度指数变化特征

从表5可以看出，整治前后景观均匀度变化较大，均呈增长的趋势，主要由水田景观、旱地景观和田土坎景观控制。

3.6 景观破碎化指数变化特征

从表6可以看出，整治前农村道路景观的破碎度最大，其值为933.4511，破碎度最小的是水田景观，其值为1.2300。水田景观的均质性、生物多样性是最高的，而农村道路景观的破碎度、空间结构的复杂程度、受干扰程度都高于其它景观。整治后破碎度最大的是田土坎景观，其值为772.6539，最小的仍为水田景观（荒草地景观与裸岩石砾地景观消失不计），其值为1.5604。变化表明：田土坎受到了较大的人为干扰，但总体上景观破碎化指数呈减小趋势，破碎度在降低;景观结构得到了优化，物质能量可以更好地流通，生物多样性得到了提高，生物之间得到了更好的交流和有效的保护。

4 结论

通过对水田、旱地、道路、田土坎、裸岩石砾地、荒草地等的综合整治，调整了研究区的土地利用结构，主要结论如下。

研究区土地整治的实施能提高土壤综合质量，促进土壤理化性状和生物学性状的改善。并且，土壤质量改善的效果将会随着整治年限的累积越来越明显。

研究区以水田和旱地为主，增加了有效耕地面积。整治前水田、旱地以及田土坎总面积为87.16hm2，占项目区总面积的89.4%;整治后水田、旱地以及田土坎总面积为88.13hm2，占项目区总面积的90.4%。其中，水田面积增加了2.1255hm2，新增水田面积占研究区总面积的2.1802%，与整治前相比，增加了3.40%;旱地增加了0.9344hm2，与整治前相比，增加了10.72%。从整治前后的变化中可以看出，经过土地整治后，有效耕地面积增加。

研究区内的景观同质化和破碎化程度都有所增加，提高了景观优势度，增加了景观多样性，提高了景观稳定性。对研究区内的生物个体、种群、群落等造成了不同程度的影响。

研究区道路增加了1.1114hm2，面积增量占研究区总面积1.14%。水利系统和道路系统的重新设计促进了生物之间的交流、物质能量的流动和传递，保护了生物多样性。

参考文献

[1] 邢容容，刘乐军，马安青.青岛市1990—2011年土地利用/覆被变化研究[J].水土保持通报，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，林奇胜.基于景观生态学的土地整理生态效应分析[C].福建省土地学会.福建省土地学会2009年年会论文集.福建省土地学会：福建省土地学会，2009：300-307.

[7]周志翔.景观生态学基础[M].中国农业出版社，2007：108-118.

[8]周志翔.景观生态学基础[M].中国农业出版社，2007：23-112.

（责任编辑 常阳阳）