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(zhèn)猴場村和大堡村為研究區(qū),利用施工前、后實測1∶2000土地利用現(xiàn)狀圖、GIS分析技術及景觀格局指數(shù)對研究區(qū)土地整治前后景觀格局指數(shù)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(zhèn)研究區(qū)的土地利用結構;新增水田2.1255hm2,新增水田面積占研究區(qū)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(qū)總面積0.9584%,與整治前相比,增加了10.72%;農(nóng)村道路增加了1.1114hm2,面積增量占研究區(qū)總面積1.14%。經(jīng)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(yōu)勢度,增加景觀穩(wěn)定性;水利系統(tǒng)和道路系統(tǒng)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(shù)
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(tài)系統(tǒng)類型轉變和景觀格局變化的重要因素[2]。城鎮(zhèn)土地利用景觀格局的變化成為了社會經(jīng)濟系統(tǒng)與自然生態(tài)系統(tǒng)之間關系緊張程度的重要指標[3]。優(yōu)化土地結構,規(guī)劃道路系統(tǒng)、水利系統(tǒng),為農(nóng)業(yè)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(tài)學理論,即對研究區(qū)整治中的各項要素進行優(yōu)化,充分地考慮規(guī)劃設計中土地整治可能帶來的負面影響,實現(xiàn)土地的最大生態(tài)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(chǎn)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(tài)效應[5],最終為景觀的合理利用與規(guī)劃提供依據(jù)。本文以旁海鎮(zhèn)為例,分析其景觀格局的變化,有利于土地結構優(yōu)化利用,土地集約化的形成,增加有效耕地面積,提高耕地產(chǎn)出率,增加農(nóng)民收入;有利于保護生態(tài)環(huán)境,提高耕地質量,改善農(nóng)村生產(chǎn)、生活環(huán)境。
1 研究區(qū)概況
旁海鎮(zhèn)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(zhèn)總面積96.54km2。旁海鎮(zhèn)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(qū)屬于典型的喀斯特地貌山區(qū),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(qū)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(xiàn)狀圖、GIS分析技術及景觀格局指數(shù)對研究區(qū)土地整治前后景觀格局指數(shù)變化情況進行定性與定量分析。選取了景觀格局指數(shù)中的景觀面積比、景觀斑塊平均面積、景觀多樣性指數(shù)、景觀優(yōu)勢度、景觀均勻度指數(shù)和景觀破碎化指數(shù)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(qū)域的景觀類型以農(nóng)田和旱地為主。經(jīng)過土地整治后,裸巖石礫地和荒草地被開發(fā)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(qū)總面積的76.29%。整治后道路增加1.1114hm2,田間道寬度為3m,生產(chǎn)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(tài)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(nóng)村道路的斑塊數(shù)量增加,田土坎景觀、裸巖石礫地景觀和荒草地景觀斑塊數(shù)量減少,其中裸巖石礫地景觀和荒草地景觀由于被開發(fā)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(nóng)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(shù)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(shù)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(chǎn)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(qū)域生態(tài)景觀空間和時間的異質性,從而提升了旱地、農(nóng)村道路的生物多樣性指數(shù)。同時在溪流兩岸現(xiàn)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(tài)系統(tǒng);為保護溝渠植被系統(tǒng),溝渠岸邊配植當?shù)匕嗄竞筒荼局参锘謴退w生境。溪、渠、塘生態(tài)系統(tǒng)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(yōu)勢度指數(shù)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(yōu)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(yōu)勢度最小,其值為0.9592,相比整治前降低了0.0587?;牟莸鼐坝^和裸巖石礫地景觀無整治后的優(yōu)勢度,說明其在整治后消失,轉化成為其它景觀,優(yōu)化了生態(tài)環(huán)境。整治后總體優(yōu)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(shù)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(shù)變化特征
從表6可以看出,整治前農(nóng)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(nóng)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(shù)呈減小趨勢,破碎度在降低;景觀結構得到了優(yōu)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(qū)的土地利用結構,主要結論如下。
研究區(qū)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(qū)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(qū)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(qū)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(qū)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(jīng)過土地整治后,有效耕地面積增加。
研究區(qū)內(nèi)的景觀同質化和破碎化程度都有所增加,提高了景觀優(yōu)勢度,增加了景觀多樣性,提高了景觀穩(wěn)定性。對研究區(qū)內(nèi)的生物個體、種群、群落等造成了不同程度的影響。
研究區(qū)道路增加了1.1114hm2,面積增量占研究區(qū)總面積1.14%。水利系統(tǒng)和道路系統(tǒng)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,F(xiàn)abricius 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(tài)學的土地整理生態(tài)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(tài)學基礎[M].中國農(nóng)業(yè)出版社,2007:108-118.
[8]周志翔.景觀生態(tài)學基礎[M].中國農(nóng)業(yè)出版社,2007:23-112.
(責任編輯 常陽陽)