基于景觀生態(tài)學的土地綜合整治潛力分析

崔志剛等

摘要：以景觀生態(tài)學為基礎(chǔ)，結(jié)合傳統(tǒng)的土地綜合整治潛力測算方法，構(gòu)建基于景觀生態(tài)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(yīng)用SPSS軟件劃分土地綜合整治區(qū)域。結(jié)果表明：優(yōu)先整治區(qū)包括昌黎鎮(zhèn)、十里鋪鄉(xiāng)等，稍加整治區(qū)集中于東部地區(qū)，一般整治區(qū)主要集中于中部地區(qū)，這與各鄉(xiāng)鎮(zhèn)經(jīng)濟發(fā)展水平、土地自身潛力、景觀生態(tài)現(xiàn)狀有密切關(guān)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(xiāng)鎮(zhèn)的景觀提升潛力不同，應(yīng)重點提高各鄉(xiāng)鎮(zhèn)的景觀生態(tài)服務(wù)性價值。

關(guān)鍵詞：景觀生態(tài)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(yōu)先整治區(qū)

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(fā)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(guī)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(guī)劃與利用研究。 E-mail：zhyming2005@126. com。在當前人地關(guān)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(tǒng)的土地整治方式以農(nóng)用地整治、建設(shè)用地整治為主，目的在于補充耕地、保障糧食安全、滿足經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展的需要。未來應(yīng)進一步深化土地整治內(nèi)涵，注重生態(tài)安全、景觀工程建設(shè)，實現(xiàn)生產(chǎn)、生活、生態(tài)全面優(yōu)化[1]。土地綜合整治工作應(yīng)當由傳統(tǒng)的整治工程階段進入全新的景觀生態(tài)型綜合整治階段。明確縣域土地綜合整治階段性戰(zhàn)略目標、科學測算潛力并劃分整治區(qū)域是縣級土地綜合整治規(guī)劃編制的基礎(chǔ)[2]。目前，國內(nèi)關(guān)于將景觀生態(tài)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(tài)理論與技術(shù)指導(dǎo)，二是沒有合理的制度保障。部分地區(qū)過度追求“田成方、路成網(wǎng)、渠相通、樹成行”的標準化建設(shè)，忽略了對鄉(xiāng)村景觀風貌的保護與提升，導(dǎo)致土地整治后地方人文景觀特色漸失、鄉(xiāng)土氣息平淡[3-4]。將傳統(tǒng)土地綜合整治與景觀生態(tài)學理論相結(jié)合，以實現(xiàn)土地資源可持續(xù)利用、保障糧食安全、建設(shè)景觀生態(tài)工程、保護生物多樣性為目標，研究區(qū)域土地綜合整治潛力，探討不同整治區(qū)域的整治模式，對于深化土地綜合整治內(nèi)涵、確保區(qū)域生態(tài)安全、建設(shè)景觀工程具有重要意義[5-7]。本研究以景觀生態(tài)學為基礎(chǔ)，構(gòu)建基于景觀生態(tài)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(jù)。

1基于景觀生態(tài)學的土地綜合整治內(nèi)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(chǎn)建設(shè)活動破壞及自然災(zāi)害損毀的土地進行恢復(fù)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(nèi)涵發(fā)生了深刻轉(zhuǎn)變[9]。景觀生態(tài)學理論中的“斑塊-廊道-基質(zhì)”理論，揭示了農(nóng)村景觀中田埂、田坎、溝渠、防護林帶、林地等景觀的生態(tài)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(xiāng)村區(qū)域內(nèi)的土地以及地上的各種物質(zhì)及空間進行合理安排，既能實現(xiàn)促進農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的目的，也能為農(nóng)民建立一個舒適、健康、優(yōu)美的生活環(huán)境，實現(xiàn)人與自然的和諧發(fā)展。因此，要將景觀生態(tài)學與土地整治有機結(jié)合起來，實現(xiàn)區(qū)域土地資源生產(chǎn)、生活及生態(tài)功能的和諧統(tǒng)一[12-14]。

2研究區(qū)域概況

河北省昌黎縣位于河北省東北部環(huán)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(nóng)用地為主，農(nóng)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(nóng)副產(chǎn)品生產(chǎn)地。2010年來，昌黎縣政府加大了土地整治力度，實現(xiàn)了耕地占補平衡，改善了耕地質(zhì)量，為耕地的集約化利用創(chuàng)造了條件。但是，昌黎縣山區(qū)及丘陵區(qū)植被覆蓋率較低，生態(tài)環(huán)境脆弱。低山丘陵地區(qū)植被偏少，水土保持能力差，遇到災(zāi)害性天氣，相當一部分土地極易產(chǎn)生風蝕、水蝕，造成水土流失。傳統(tǒng)的土地整治方式并沒有很好地提高土地生態(tài)系統(tǒng)地服務(wù)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(tài)學為基礎(chǔ)，通過景觀生態(tài)指數(shù)、潛力指數(shù)、整體性指數(shù)來進行評價[14]。本研究指標的選取依據(jù)系統(tǒng)性、動態(tài)性、可獲得性等原則，參考景觀生態(tài)學內(nèi)涵，結(jié)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(tài)學的土地綜合整治潛力評價指標權(quán)重

目標層準則層B指標層C指標說明相關(guān)性土地整治綜合潛力評價A景觀生態(tài)指數(shù)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(jié)構(gòu)的復(fù)雜性+景觀多樣性C3景觀類型的豐富程度+景觀優(yōu)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(nèi)部性指數(shù)B2數(shù)量潛力C7（t）新增耕地數(shù)量潛力產(chǎn)能+質(zhì)量潛力C8（t）新增耕地質(zhì)量潛力產(chǎn)能+利用等別潛力C9利用等別效益差異-經(jīng)濟等別潛力C10經(jīng)濟等別效益差異-外部性指數(shù)B3人均收入C11（元/人）+人均耕地面積C12-糧食安全系數(shù)C13（t/hm2）-注：“+ ”說明該指標因子值與整治潛力正相關(guān)；“- “說明該指標因子值與整治潛力負相關(guān)。

平均斑塊面積（C1）指景觀中所有斑塊的總面積與斑塊總數(shù)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(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，通常用單位面積上各種景觀類型的斑塊數(shù)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(shù)；C代表景觀破碎度指數(shù)；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(xù)性與自然性，將景觀美感度分為優(yōu)、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(shù)量潛力指標。質(zhì)量潛力指標（C8）是指通過土地整治，耕地質(zhì)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(jīng)濟等別潛力指標（C10）是指通過土地整治，耕地經(jīng)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(jīng)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(shù)據(jù)處理方法

數(shù)據(jù)處理指將指標數(shù)據(jù)標準化，即數(shù)據(jù)的無量綱化處理。由于每個指標數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)無量綱化并在[0，1]區(qū)間內(nèi)，具體公式如下：

4.1評價指標權(quán)重

根據(jù)以上公式，確定指標權(quán)重如表2所示。

表2熵值法計算評價指標權(quán)重

準則層指標層權(quán)重排序景觀生態(tài)指數(shù)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(yōu)勢度0.039 89聚集度指數(shù)0.048 46景觀美感度0.048 75潛力指數(shù)數(shù)量潛力0.042 870.358 7質(zhì)量潛力0.024 513利用等別潛力0.145 13經(jīng)濟等別潛力0.146 32外部性指數(shù)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(shù)0.027 911

從表2可以看出，在準則層，外部性指數(shù)>潛力指數(shù)>景觀生態(tài)學指數(shù)，說明現(xiàn)階段影響昌黎縣土地整治潛力的主要是外部經(jīng)濟指數(shù)，其次是土地本身的潛力，景觀生態(tài)學指標貢獻最小。在指標層，人均收入水平所占權(quán)重最高，說明經(jīng)濟發(fā)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(tài)學指標所占權(quán)重較小，這是由于昌黎縣屬于山前平原，景觀同質(zhì)性高；潛力指數(shù)所占權(quán)重最小，這與現(xiàn)階段土地綜合整治目標主要是增加耕地數(shù)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(zhèn)分值均最高，分別為0.762、0.726。靖安鎮(zhèn)、大蒲河鎮(zhèn)、劉臺莊鎮(zhèn)、城郊區(qū)委分值較接近；龍家店鎮(zhèn)、新集鎮(zhèn)分值較接近，但總體水平低于前一批鄉(xiāng)鎮(zhèn)。昌黎鎮(zhèn)土地整治潛力最高，這是由于昌黎鎮(zhèn)經(jīng)濟發(fā)展水平明顯高于其他城鎮(zhèn)，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(zhèn)作為全縣經(jīng)濟發(fā)展最落后的區(qū)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(zhèn)以秦皇島國際民航機場建設(shè)為契機，重點建設(shè)空港工業(yè)園區(qū)，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(qū)

利用SPSS 18.0軟件對評價結(jié)果進行K-均值聚類分析，將各鄉(xiāng)鎮(zhèn)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(yōu)先整治區(qū)；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(qū)；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(qū)（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(tǒng)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(tǒng)型土地綜合整治潛力評價方法對昌黎縣各區(qū)域土地進行分區(qū)，優(yōu)先整治區(qū)包括昌黎鎮(zhèn)、十里鋪鄉(xiāng)；稍加整治區(qū)包括靖安鎮(zhèn)、泥井鎮(zhèn)、大蒲河鎮(zhèn)、劉臺莊鎮(zhèn)、朱各莊鎮(zhèn)、團林鄉(xiāng)、茹荷鎮(zhèn)、兩山鄉(xiāng)、城郊區(qū)委；一般整治區(qū)包括安山鎮(zhèn)、龍家店鎮(zhèn)、新集鎮(zhèn)、葛條港鄉(xiāng)、馬坨店鄉(xiāng)、荒佃莊鎮(zhèn)。采用景觀生態(tài)型土地綜合整治潛力評價方法對昌黎縣各區(qū)域土地進行分區(qū)，優(yōu)先整治區(qū)包括昌黎鎮(zhèn)、朱各莊鎮(zhèn)、兩山鄉(xiāng)、十里鋪鄉(xiāng)；稍加整治區(qū)包括靖安鎮(zhèn)、安山鎮(zhèn)、大蒲河鎮(zhèn)、劉臺莊鎮(zhèn)、團林鄉(xiāng)、荒佃莊鎮(zhèn)、茹荷鎮(zhèn)、城郊區(qū)委；一般整治區(qū)包括龍家店鎮(zhèn)、泥井鎮(zhèn)、新集鎮(zhèn)、葛條港鄉(xiāng)、馬坨店鄉(xiāng)。

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

4.3.1.1經(jīng)濟發(fā)展水平昌黎縣的產(chǎn)業(yè)發(fā)展定位為：將中部地區(qū)打造成大城市的優(yōu)質(zhì)農(nóng)副產(chǎn)品生產(chǎn)基地，利用東部地區(qū)豐富的水產(chǎn)資源及優(yōu)越的地理位置，向海產(chǎn)品養(yǎng)殖及生態(tài)旅游區(qū)方向發(fā)展。昌黎縣中部地區(qū)的經(jīng)濟發(fā)展水平低于東部沿海地區(qū)，人均收入為5 556.63元/人，同時中部地區(qū)人口少，耕地面積大，因此，東部地區(qū)的整治優(yōu)先級別高于中部地區(qū)。此外，十里鋪鄉(xiāng)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(xiāng)內(nèi)有數(shù)百家葡萄酒企業(yè)，已形成以葡萄酒為中心的產(chǎn)業(yè)集群，成為全縣經(jīng)濟發(fā)展新的增長點，地區(qū)經(jīng)濟發(fā)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(qū)未利用地、荒地較少，糧食產(chǎn)量高，其中龍家店鎮(zhèn)、馬坨店鄉(xiāng)、新集鎮(zhèn)的經(jīng)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(jīng)濟等別潛力與利用等別潛力相差較?。粬|部地區(qū)大蒲河鎮(zhèn)、團林鄉(xiāng)、劉臺莊鎮(zhèn)、茹荷鎮(zhèn)緊挨渤海，海水侵蝕造成了土地鹽堿化，此外，待開發(fā)整理土地面積占鄉(xiāng)鎮(zhèn)總面積的15%以上，明顯高于中部地區(qū)的5%，故整治優(yōu)先級別高于中部地區(qū)。

4.3.1.3景觀提升潛力根據(jù)昌黎縣土地利用現(xiàn)狀圖得到各鄉(xiāng)鎮(zhèn)的平均斑塊面積，昌黎鎮(zhèn)最小，龍家店鎮(zhèn)最大。一方面是由于中部地區(qū)多為基本農(nóng)田，耕地集中連片；另一方面是由于東部地區(qū)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(qū)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(qū)景觀破碎度較高，景觀生態(tài)水平低，土地整治潛力高于中部地區(qū)。

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(zhèn)的評價分值由0.483 6降到了0.392 2，這是由于泥井鎮(zhèn)耕地以基本農(nóng)田為主，且曾開展過3次土地整理開發(fā)項目，其他農(nóng)用地面積較小，僅占總面積的1.35%，鎮(zhèn)域內(nèi)耕地基本成片，景觀同質(zhì)性高，整治可提升潛力低；采用傳統(tǒng)型土地綜合整治潛力評價方法， 兩山鄉(xiāng)評價分值為0.563 3，低于大蒲河鎮(zhèn)。采用景觀生態(tài)型土地綜合整治潛力評價方法，兩山鄉(xiāng)評價分值為0.626 5，高于大蒲河鎮(zhèn)，兩山鄉(xiāng)的景觀破碎度為0.339，全縣最高，景觀優(yōu)勢度為0.037，低于大蒲河鎮(zhèn)，這是由于兩山鄉(xiāng)地類復(fù)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(jié)論與討論

本研究建立了基于景觀生態(tài)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(jié)果表明，優(yōu)先整治區(qū)主要為昌黎鎮(zhèn)、十里鋪鄉(xiāng)，稍加整治區(qū)集中于東部地區(qū)，一般整治區(qū)主要集中于中部地區(qū)，這與各鄉(xiāng)鎮(zhèn)經(jīng)濟發(fā)展水平、土地自身潛力、景觀生態(tài)現(xiàn)狀有密切關(guān)系。不同評價方法下的各鄉(xiāng)鎮(zhèn)土地綜合整治潛力不同，這主要是由于各鄉(xiāng)鎮(zhèn)的景觀提升潛力不同。兩山鄉(xiāng)、朱各莊鎮(zhèn)經(jīng)濟發(fā)展水平較差，傳統(tǒng)型土地整治潛力評價下為稍加整治區(qū)，這兩個鄉(xiāng)鎮(zhèn)的平均斑塊面積小，景觀破碎程度高，優(yōu)勢度低，致使景觀類型復(fù)雜，同質(zhì)性低，景觀生態(tài)水平的可塑性強，在景觀生態(tài)型土地整治潛力評價體系下為優(yōu)先整治區(qū)。應(yīng)重點提高各鄉(xiāng)鎮(zhèn)的景觀生態(tài)服務(wù)性價值，將土地整理項目區(qū)中景觀設(shè)計的目標制定為：以提高土地質(zhì)量為主，平整土地，完善相應(yīng)的配套設(shè)施。結(jié)合昌黎縣景觀現(xiàn)狀，以種植小麥、玉米等糧食作物為主，兼種葡萄、中藥等經(jīng)濟作物。鑒于研究數(shù)據(jù)的可獲得性，本研究的評價單元為鄉(xiāng)鎮(zhèn)，評價尺度可能對評價結(jié)果產(chǎn)生一定的影響，需要在細化評價單元情況下作進一步研究。

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