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土地整理项目区景观粒度效应与景观格局分析

朱开群  
【摘要】:我国人多地少,且随着城市化、工业化的发展以及人口的持续增长,耕地数量持续减少,人地矛盾日益突出,土地利用不合理、耕地总体质量差、数量减少等现实国情,迫切要求我们高度重视土地整理这项工作。土地整理是我国目前及将来较长一段时间内,实现耕地总量动态平衡和18亿亩耕地红线不被突破的重要措施和手段,它对于保障粮食安全、缓解人地矛盾、促进城市化进程和经济社会发展具有重要的意义。但是,土地整理是对项目区原有景观格局重新配置的过程,一系列工程措施的运用改变了项目区原有土地利用方式、土地利用结构以及土地覆被状况,人为因素的渗入对项目区农田生态系统造成强烈干扰,大规模地改变了项目区原有地表景观结构,导致其土地生态系统的结构组成、物质循环和能量流动等特征发生了较大变化,同时,不适当的农地整理工程措施对项目区土壤性状、生物多样性、土地生态系统稳定性等具有一定的负面影响,这些工程措施使土壤中速效磷、速效钾、活性有机质等营养成份下降,土壤微生物数量减少,农田生物栖息地环境退化,而且使农业生态系统的缓冲和补偿能力、抵御灾害能力及适应环境能力下降。土地开发整理作为人类一种重要的土地利用活动对农田景观及其生态效应的影响越来越受到专家学者的关注。我国现阶段以及未来的时间里,应改变以增加耕地面积为主要目标的片面认识,重视土地整理的景观生态效应,实现土地资源的可持续发展。 本文以海安县李堡镇曹园村片土地整理项目区以及信阳市浉河区李家寨镇片土地整理项目区为研究对象,结合景观生态学原理,运用景观格局分析方法,对平原型和丘陵型两种不同的土地整理项目类型区进行景观格局分析,比较两者差异,揭示平原型土地整理项目和丘陵型土地整理项目对景观生态过程造成的不同影响情况,同时分析两者在景观生态建设方面的不足,并尝试提出一些景观生态建设方面的建议,以期为未来的不同类型土地整理项目的景观规划设计和景观生态建设提供借鉴和参考。本文选用比较常用的景观空间格局指数分析法对研究区进行景观格局分析,考虑到用于景观格局分析的景观指数数量多且各景观指数间存在一定的相关性,同时,不同的景观指数具有不同的尺度效应,这些都会影响到景观格局分析的全面性和准确性,选择独立的或者相关性小且能够从不同方面解释景观信息的指数并基于合适的粒度下进行景观格局分析才能准确反映景观格局真实的变化情况,而现阶段针对不同类型土地整理项目区景观指数的选用及合适粒度的选择上研究较少,因而,本文在进行平原型和丘陵型不同整理项目区景观格局分析前,对景观指数的粒度效应规律和景观指数间的相关性作了一定的分析,旨在筛选出适用于不同类型土地整理项目区景观格局分析的景观指数和适宜粒度,提高景观格局分析的全面性和准确性,从而为未来的土地整理项目区景观格局分析以及土地整理规划提供科学依据。 本研究通过对现有土地整理项目区景观粒度效应与景观格局分析,得出以下几方面结论: (1)土地整理项目区景观粒度效应明显,平原型与丘陵型土地整理项目区景观粒度效应既有相同点,也存在差异。 通过对平原型与丘陵型景观粒度效应的分析,从景观类型比例来看,不论是平原区和丘陵区,都存在以下情况:①各景观类型对粒度的响应呈现不同步性;②同一种景观整理前后有时也存在不同步性,对粒度的变化响应存在差异,敏感程度不一致;③当粒度较大时,整理前后非优势景观(占比例小)可能在不同粒度上从景观中完全消失,且非优势景观对粒度变化的敏感程度大于优势景观;④廊道状景观(农田水利、田坎、交通用地)对粒度变化敏感度更大;⑤景观突变现象较为普遍地存在,这是栅格化过程改变斑块形状、分割或融合小斑块、甚至是某些景观类型完全消失的原因造成的。 从其他景观指数来看,平原区和丘陵区景观指数都可以分为以下三种类型:(a)整理前后对粒度变化的响应呈现一致的变化规律,且整理前后都无明显拐点,包括斑块数、平均斑块密度、边界总长度、边界密度、景观形状指数、平均斑块形状指数、平均斑块分维数;(b)整理前后对粒度变化的响应部分呈现一致的变化规律,而部分呈各自不同的变化规律,整理前后都具有明显的变化拐点,但变化拐点出现在不同粒度处,包括斑块面积变异系数、平均斑块面积、蔓延度指数、景观丰富度、香浓多样性指数、聚合度指数;(c)整理前后对粒度变化的响应呈无规律变化,变化拐点也无规律可循,包括最大斑块指数。 从总体上看,不论是平原区还是丘陵区,相关性强的景观指数粒度变化趋势具有相同或者相近的特点,景观指数相关性越强对于粒度效应的变化趋势越相近,文中所选16个景观指数给以归纳为5大类,景观指数选择时可从这5大类中分别选取。 同时,平原型与丘陵型在景观粒度效应上也存在差异,不管是从景观类型比例看,还是从其他景观指数来看,丘陵型景观粒度效应都大于平原型,对于粒度的变化更为敏感,这是由于丘陵型土地整理项目不论是在总体边界、斑块形状等方面都比平原型更为复杂。 (2)平原型与丘陵型土地整理项目区都可以选用平均斑块密度、平均斑块分维数、蔓延度指数、香浓多样性指数以及斑块面积变异系数5个指数进行景观格局分析,但在适宜粒度选择上,因丘陵型的粒度效应比平原型更为敏感,前者的适宜粒度的选择小于后者。 (3)平原型与丘陵型土地整理项目区对景观格局的改变存在差异,对景观生态都既有正效应也有负效应。 土地整理后,平原型土地整理项目区存在斑块面积增大、破碎化程度降低等正向景观生态效应和景观多样性程度降低等负面生态效应;丘陵区则与平原区相反,破碎程度增强,景观多样性增加。 (4)平原型土地整理项目区与丘陵型土地整理项目区在景观生态建设上存在不足,需要加强景观生态建设。


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