江蘇省射陽縣土地利用景觀格局及分區

朱 彬, 張小林

(南京師范大學 地理科學學院, 南京 210023)

江蘇省射陽縣土地利用景觀格局及分區

朱 彬, 張小林

(南京師范大學 地理科學學院, 南京 210023)

基于江蘇省射陽縣2010年度全國第二次土地利用變更調查的數據，利用GIS軟件平臺及景觀生態學方法探討射陽縣土地利用景觀格局特征并劃分土地利用景觀類型。結果表明：不同的土地利用類型在整個縣域及沿景觀格局梯度表現出明顯的空間特征。耕地是最大優勢景觀類型，城鎮村及工礦用地斑塊形狀不規則，水域及水利設施用地斑塊分布連續而集中，其他土地破碎程度較高。景觀指數沿樣帶呈現不同的變化規律。斑塊密度沿樣帶呈現較大幅度的變化，景觀形狀指數變化幅度較小，蔓延度出現微幅變化。土地利用景觀存在明顯的鎮域空間分異。黃沙港鎮、合德鎮、經濟開發區斑塊形狀不規則，海通鎮、新坍鎮景觀破碎程度較高，合德鎮、興橋鎮、洋馬鎮斑塊呈小而集聚型分布。土地利用景觀可劃分為高強度、中強度、低強度、弱強度四種土地利用景觀區。

土地利用； 景觀格局； 類型劃分； 射陽縣

景觀生態學自20世紀80年代以來在理論、方法及應用等方面取得長足發展[1]。景觀生態學中景觀格局分析借助景觀指數等定量指標進行測度，這一方法廣泛受到諸如城市規劃、風景園林設計、地理學等相關領域學者的關注[2-4]。土地利用成為當前地理學研究的前沿問題之一[5]，土地利用景觀能反映城鄉空間的基本格局，利用3S技術和景觀生態學方法進行土地利用景觀的研究日益成為熱點[6-9]。梯度分析(Gradient analysis)是由Whittaker于1975年在研究植物分布時提出的[10]，之后被相關學者應用于城市化對植被分布和生態系統的影響研究[11]。由于梯度分析方法能夠顯示研究目標在空間上的分布規律，將其與景觀格局分析結合起來，能分析城鄉土地利用空間的梯度變化規律，其中景觀格局的計算范圍不再是整個研究區域[12-16]。相關學者對土地利用景觀分區進行了一些研究，但這部分研究的處于探索階段，分區指標權重的確定帶有一定的主觀性[17-19]。中國在20世紀90年代以來開展了以縣為單位的土地利用現狀調查，全國大部分地區獲得的土地利用現狀數據成為土地利用規劃和資源管理的基礎數據，也是開展景觀生態分析的主要數據源。本文基于全國第二次土地利用調查數據，研究射陽縣不同土地利用類型的獨特空間特征、各景觀指數在梯度分析中的變化、土地利用景觀形狀、破碎性及集聚性三個方面的鎮域空間分異及土地利用景觀類型分區，以期為射陽縣土地資源利用和政府的管理和決策提供理論參考和借鑒。

1 研究區域與研究方法

1.1 研究區概況

射陽縣位于江蘇省鹽城市中東部，北緯33°24′—34°07′，東經119°59′—120°33′；東臨黃海，南抵西潮河與大豐市、鹽城市區接壤，西同建湖、阜寧縣毗鄰，北至蘇北灌溉總渠與濱海縣隔河相望，是北亞熱帶和暖溫帶的過渡地帶，屬季風氣候區，受海洋性和大陸性氣候影響，四季分明，熱量充裕，光照充足，降水充沛。射陽縣位于江淮平原北部，呈現里下河區瀉湖地貌，射陽河南岸屬江蘇中部海積平原，射陽河北岸屬廢黃河三角洲平原，地勢較為平坦，縣域略呈東高西低，南北高中間低狀態。截至2011年1月底，全縣設13個鎮，1個省級經濟開發區，3個省屬農場、1個工業區、1個鹽場，土地總面積面積2 605.70 km2，人口94.78萬人。射陽縣有優越的自然條件和悠久的土地開發利用歷史，形成了較為齊全的土地利用類型。地類結構以農用地為主，其中耕地所占的比重最大，占土地總面積的51.77%。土地開發利用程度較高，土地利用率為86.00%，土地墾殖率為51.77%。后備資源豐富，灘涂面積占土地總面積的6.83%。

1.2 研究方法

1.2.1 數據來源與處理 本研究數據來源于江蘇省射陽縣2010年度全國第二次土地利用調查變更數據，數據格式為SHP格式矢量文件。采用我國土地利用現狀二級分類標準(GB/T21010—2007)，結合研究區域的具體特征，根據土地利用現狀二級分類將射陽縣土地利用現狀數據劃分為8大類用地(表1)。基于ArcGIS空間分析軟件平臺，繪制2010年射陽縣土地利用現狀空間分布圖(圖1)。研究區設置60 km×5 km的一條自西向東樣帶和5 km×70 km的一條自南向北樣帶，兩條樣帶貫穿射陽縣中心。利用ArcGIS軟件將研究樣帶從歸并后的土地利用圖中切割出來，并轉換為10 m×10 m的ArcGrid柵格文件。

表1 土地利用類型的重分類

圖1 射陽縣土地利用現狀空間分布

梯度分析采用移動窗口法，窗口大小采用5 km×5 km，沿樣帶自西向東和自南向北移動，分別得到12個和14個正方形樣方。為了便于分析景觀梯度，按照自西向東及自南向北將樣方以5 km為間隔標記距離。橫向樣帶自西向東大致經過海河鎮(0～15 km)、合德鎮(15～30 km)、經濟開發區(30～35 km)、海通鎮(35～45 km)、黃沙港鎮(45～60 km)，縱向樣帶自南向北大致經過特庸鎮(0～5 km)、盤灣鎮(5～15 km)、興橋鎮(15～30 km)、合德鎮(30～45 km)、千秋鎮(45～55 km)、臨海鎮(55～65 km)、淮海農場(65～70 km)。

1.2.2 景觀指數選擇與計算 景觀分析中可用的指數很多，不同尺度的景觀格局分析選取不同的景觀指數。土地利用景觀全局和梯度分析主要選取景觀類型比例、斑塊密度、最大斑塊指數、平均斑塊面積、景觀形狀指數、平均斑塊分維數、蔓延度七個指數。土地利用景觀鎮域尺度及類型劃分選取6個與景觀面積大小無關的指數(平均斑塊形狀指數、平均斑塊分維數、分裂指數、蔓延度指數、聚集度指數、散步與并列指數)。從景觀形狀、破碎性、集聚性三個視角剖析景觀格局空間分異規律。指標的含義、計算公式和單位在Fragstats軟件中有具體說明[1]。

2 結果與分析

2.1 景觀總體特征

從2010年射陽縣土地利用景觀結構中各景觀類型的比例來看(表2)，耕地比例和斑塊密度最大，占整個景觀類型的28.97%，密度為11.43個/km2，可看作是景觀基質類型，而水域及水利設施用地、城鎮村及工礦用地、交通運輸用地次之，所占的比例依次為16.33%，6.80%，0.86%，斑塊密度依次為10.07，4.26，0.83個/km2，草地所占比例及斑塊密度最小。水域及水利設施用地最大斑塊指數最大，值為11.39%，交通運輸用地次之，為0.34%。其他土地平均斑塊面積最大，為6.90 hm2，水域及水利設施用地，耕地，交通運輸用地和城鎮村及工礦用地的平均斑塊面積值逐漸降低，依次為3.83，2.53，1.04，0.68 hm2，草地最大斑塊指數及平均斑塊面積最小。

綜上，耕地的景觀類型比例和斑塊密度值最大，說明射陽縣的土地利用類型中，耕地仍然為優勢景觀類型。城鎮村及工礦用地的斑塊密度較大，平均斑塊面積和最大斑塊指數較小，表明其斑塊分布破碎且分散。水域及水利設施用地是射陽縣第二大景觀類型，其最大斑塊指數和平均斑塊面積較大，說明斑塊分布連續而集中。

表2 射陽縣土地利用景觀的總體特征

2.2 景觀格局樣帶分析

2.2.1 景觀樣帶總體特征 耕地是樣帶中的主要用地類型，橫、縱樣帶所占比例分別為45.08%，55.64%；水域及水利設施用地占地比重次之，分別為12.77%，13.46%；城鎮村及工礦用地也占一定比例；交通運輸用地、其他土地、園地、林地、草地所占比例較少。耕地橫、縱樣帶的斑塊密度分別為21.04個/km2和29.51個/km2，遠高于其他類型，說明其破碎化程度較高。水域及水利設施用地景觀形狀指數高達216.56，308.77，說明其形狀最不規則，耕地景觀形狀指數次之，說明其不規則程度較高。水域及水利設施用地的最大斑塊指數最大(1.13%和0.89%)，說明其破碎程度較低，連通性較好。園地、林地、草地最大斑塊指數最小，說明其斑塊面積較小，破碎程度較高。交通運輸用地的平均斑塊分維數均為1.30，比其他用地類型都高，說明其形狀最復雜(表3)。

表3 研究區樣帶在類型層次上的景觀指數

注：“—”表示該層次無此類景觀指數。

2.2.2 景觀指數在景觀層次沿樣帶的變化 運用景觀指數對樣帶進行土地利用類型形態結構的定量測度，可以發現其空間格局的梯度特征(圖2)。

斑塊密度(PD)沿樣帶呈現較大幅度的變化。實線顯示在20 km和45 km處出現兩個峰值，則合德鎮和海通鎮地區斑塊密度最大，在25 km和50～60 km處斑塊密度出現低值，顯示合德鎮與四明鎮邊界位置和黃沙港鎮斑塊密度最低。虛線顯示在20 km和45 km出現兩個峰值，說明盤灣鎮與興橋鎮交界處和合德鎮的北部斑塊密度最高，在10，25，40，60 km出現低值，表明盤灣鎮和特庸鎮交界處、興橋鎮、合德鎮中部、千秋鎮和臨海鎮交界處斑塊密度較低。

景觀形狀指數(LSI)變化幅度較小，但亦出現地區差異。實線顯示在10，20，45 km處出現相對高值的區域，則海河鎮中部、合德鎮西北部、海通鎮東南部斑塊較為復雜，在15，35，50，60 km處出現了幾個低值，說明海河鎮東部、經濟開發區和合德鎮交界處、黃沙港鎮斑塊復雜程度較低。虛線顯示在15，20，35，45，70 km處出現相對高值的區域，則盤灣鎮中部、盤灣鎮和興橋鎮交界處、合德鎮、淮海農場斑塊較為復雜，在10，25，40，65 km處出現相對的低值區域，說明盤灣鎮和特庸鎮交界處、興橋鎮、合德鎮中部、千秋鎮斑塊復雜程度相比其他地區為低。

蔓延度(COHESION)介于99%～100%之間，出現微幅變化。實線顯示在30，50 km出現高值，則合德鎮中部和黃沙港鎮斑塊連續性較好，在20，40，45，55，60 km出現低值，說明合德鎮東部、海通鎮和經濟開發區交界處、海通鎮東部、黃沙港鎮斑塊連接程度較差。虛線顯示在10，25，40，60，65 km出現高值，則盤灣鎮和特庸鎮交界處、興橋鎮、合德鎮中部、千秋鎮和臨海鎮交界處、臨海鎮斑塊連接性較好，在15，20，30，50 km出現低值區域，說明盤灣鎮、興橋鎮和盤灣鎮交界處、興橋鎮北部、千秋鎮和合德鎮交界處斑塊連接性較差。

圖2 射陽縣景觀指數在景觀層次沿樣帶的變化

2.3景觀空間分異

由于射陽縣各地區自然地理環境(地形、氣候及水系等)及社會經濟條件(產業、人口及文化等)存在差異，導致該地區土地利用景觀類型的分布產生不同的空間格局特征，存在土地利用景觀形狀、破碎性及集聚性三個方面的分異特征。基于Fragstat3.4景觀格局分析平臺從以上三個基本視角對射陽縣土地利用景觀格局的鎮域空間分異規律進行初步的探討與研究。

2.3.1 景觀形狀分異 由圖3可見：整個區域的平均斑塊形狀指數基本上大于1，說明該區域斑塊的形狀均為不規則的形態。新坍鎮、海通鎮、盤灣鎮等10個行政區的平均斑塊形狀指數較小，在0～1.58之間變化，表明土地利用圖斑形狀規整。海河鎮、合德鎮、特庸鎮等9個行政區的平均斑塊形狀指數值次之，在1.58～2.21之間變化，說明土地利用圖斑形狀較規則。黃沙港鎮的平均斑塊形狀指數最大，其值高于2.21，其斑塊形狀最為不規則。

圖3 射陽縣平均斑塊形狀指數及平均斑塊分維數鎮域分異圖

射陽縣土地利用圖斑的平均斑塊分維數總體上值較小，在0～1.15之間變化，但均大于1，射陽的西部、南部和射陽河以北的地區平均斑塊分維數的值(0～1.05)相對于中部和黃沙港鎮的大部分區域的值(1.05～1.15)低，說明前者土地利用斑塊的形狀相比較于后者規則，后者的土地利用斑塊由于受人類活動的干擾較大，平均斑塊分維數值較大，其中合德鎮及經濟開發區等受城市化影響較多。

2.3.2 景觀破碎性分異 由圖4可見：黃沙港林場、經濟開發區及淮海農場的分裂指數值較大，在30 626.88～4 746 942.48之間變化，該區域斑塊的破碎程度高。新洋農場、臨海農場、海通鎮等9個行政區的分裂指數次之，在2 283.98～30 626.88之間變化，該區域斑塊破碎化程度次之。合德鎮、海河鎮、臨海鎮等10個行政區的分裂指數最小，該區域的土地利用斑塊的破碎化程度最小。

圖4 射陽縣分裂指數及蔓延度指數鎮域分異圖

海河鎮、黃沙港鎮、臨海鎮的蔓延度指數最高，在99.52%～99.55%之間變化，景觀在空間上具有較好的連接性，破碎性程度低。合德鎮、四明鎮、千秋鎮等9個行政區的蔓延度指數次之，在99.10%～99.52%之間變化，該區域景觀在空間上連接性較好，破碎性程度較低。臨海農場、黃沙港鎮、新坍鎮等8個行政區的蔓延度較小，在92.85%～99.10%之間變化，景觀在空間上連接性不好，破碎性程度較高。黃沙港林場、黃沙港鎮的蔓延度指數最低，在0～92.85%之間變化，主要因為該地區斑塊數量少，不能形成蔓延，如黃沙港鎮的北部沿海灘涂由一個斑塊組成。

2.3.3 景觀集聚性分異 由圖5可見：臨海農場、長蕩鎮、新洋農場等8個行政區的聚集度指數最高，主要分布在射陽縣的西部地區，在99.10%～99.82%之間變化，該地區景觀在空間上集聚度最高。四明鎮、海通鎮、合德鎮等6個行政區的聚集度指數次之，在98.03%～99.10%之間變化，主要分布在射陽縣的北部地區，該地區的景觀在空間上分布較為集聚。射陽鹽場、黃沙港鎮、興橋鎮等6個行政區的聚集度指數較低，在51.20%～98.03%之間變化，該地區景觀在空間上分布較為離散。黃沙港林場和黃沙港鎮沿海灘涂區的聚集度指數最低，在0～51.20%之間變化，主要是因為該地區的斑塊數量少，不能形成集聚分布。

圖5 射陽縣聚集度指數及散步與并列指數鎮域分異圖

合德鎮、黃沙港鎮、興橋鎮和洋馬鎮的散步與并列指數最大，在51.13%～71.87%之間變化，該地區的斑塊分布鄰近。海通鎮、新坍鎮、千秋鎮等9個行政區的散布與并列指數次之，主要分布在射陽河以北和射陽的西南部地區，在36.49%～51.13%之間變化，該地區的土地利用斑塊鄰近度較高。四明鎮、射陽鹽場、海河鎮、黃沙港鎮的散布與并列指數較小，在17.76%～36.49%之間變化，斑塊分布離散，鄰近度不高。特庸鎮、經濟開發區、淮海農場、黃沙港鎮的散布與并列指數最小，在0～17.76%之間變化，該地區斑塊空間分布鄰近度最低。

2.4 景觀類型劃分

以射陽縣土地利用景觀指數(平均斑塊形狀指數、平均斑塊分維數、分裂指數、蔓延度指數、聚集度指數、散步與并列指數)為變量，選擇鎮域為基本單元，運用主成分分析方法來化簡指標，其中KMO檢驗值為0.559，Bartlett球形度檢驗的相伴概率為0.000，小于顯著水平0.05，適合主成分分析。按照特征值大于1的原則，提取出2個主成分變量，其中，平均斑塊形狀指數、平均斑塊分維數在第一主成分上有較高載荷，基本反映景觀形態信息；分裂指數、蔓延度指數、聚集度指數、散步與并列指數在第二主成分上有較高載荷，基本反映景觀結構信息。經過化簡后的形態因子和結構因子的得分作為變量進行聚類，經局部修正，將射陽縣土地利用景觀劃分為高強度、中強度、低強度、弱強度土地利用景觀區(圖6)。

(1) 高強度土地利用景觀區：本區主要包括合德鎮、四明鎮、興橋鎮、黃沙港鎮。從圖6可以看出，該區位于射陽縣縣城合德鎮及其周圍，人為干擾活動最為強烈，人類對土地利用方式的改變也最為明顯。合德鎮是縣政府所在地，是全縣經濟發展水平最高、發展活力最強的地區和工業生產的主要場所，其土地利用程度高。四明鎮和興橋鎮屬縣城邊緣區，以工貿為主導，是重要的農副產品加工集散地，人為干擾活動強烈，土地系統穩定性受到挑戰。黃沙港鎮是射陽縣重要的衛星鎮，發展以漁業和旅游業為主的漁業經濟區以及海洋精細化工、造紙等產業，人類活動對土地的干擾程度較大。

(2) 中強度土地利用景觀區：本區主要包括臨海鎮、千秋鎮、海河鎮、長蕩鎮、特庸鎮、洋馬鎮、新洋農場，該區位于射陽河北地區、海河地區及利民河、運棉河地區，交通便捷，人為活動強烈，土地利用程度高。臨海鎮是農副產品集散地，縣域北部經濟區增長極，該區景觀破碎，受人為活動干擾大。千秋鎮、長蕩鎮是農副產品集散地，洋馬鎮是建設中藥材產業基地和產品集散地，該區以農業生產為主，但農業規模化經營程度較低，人類對土地生態系統干擾強烈。海河鎮和長蕩鎮依托良好的鐵路、公路等交通條件，以交通商貿為主，人類活動影響較大，該區土地利用強度較高。

(3) 低強度土地利用景觀區：本區主要包括盤灣鎮、新坍鎮、海通鎮、淮海農場、臨海農場、射陽鹽場，該區位于利民河、運棉河地區和射陽河以北地區，是生態農業區，土地利用強度較弱。盤灣鎮、新坍鎮、海通鎮平均斑塊形狀指數、平均斑塊分維數較低，說明受人類活動干擾較小，破碎化程度較低。淮海農場、臨海農場、射陽鹽場農業規模化經營程度較高，人類對土地生態系統干擾較弱，斑塊破碎化程度較低，耕地形狀趨于規則。

(4) 弱強度土地利用景觀區：本區主要包括黃沙港林場，區內土地利用類型單一，主要以林地為主，林地比重高。林地是本區域的本底，是本區主導土地景觀類型，整個土地生態系統穩定，抗人為活動干擾能力強，土地利用類型結構單一，人為活動干擾最弱。

圖6 射陽縣土地利用景觀分區

3 結論與討論

(1) 射陽縣最大優勢景觀類型為耕地，城鎮村及工礦用地斑塊的分布破碎且分散，水域及水利設施用地是射陽縣第二大景觀類型，其斑塊分布連續而集中。

(2) 不同的土地利用類型沿景觀格局梯度確實表現出明顯的空間特征。耕地是主要用地類型，其破碎化程度比較高。水域及水利設施用地占地比重次之，連通性較好。城鎮村及工礦用地占有一定比例，斑塊形狀較不規則。交通運輸用地所占比例較少，斑塊形狀最復雜。其他土地斑塊面積較小，破碎程度較高。景觀指數沿樣帶呈現不同的變化規律，斑塊密度沿樣帶呈現較大幅度的變化，景觀形狀指數變化幅度較小，但亦出現地區差異，蔓延度介于99%～100%之間，出現微幅變化。

(3) 射陽縣土地利用景觀格局存在明顯的鎮域空間分異特征。景觀形狀上，黃沙港鎮斑塊形狀不規則；四明鎮、合德鎮、經濟開發區、興橋鎮、特庸鎮斑塊形狀較不規則。景觀破碎性上，海通鎮、黃沙港鎮、新坍鎮的景觀破碎程度較高，臨海鎮、海河鎮、四明鎮、千秋鎮等景觀破碎性程度較低。景觀集聚性上，海通鎮、新坍鎮、長蕩鎮、盤灣鎮、特庸鎮、千秋鎮等斑塊呈團聚狀分布，合德鎮、興橋鎮、洋馬鎮、黃沙港鎮斑塊是小而集聚型分布。

(4) 射陽縣土地利用景觀可以劃分為高強度土地利用景觀區、中強度土地利用景觀區、低強度土地利用景觀區和弱強度土地利用景觀區四種類型。

需要指出的是，本文的研究存在一定的不足。研究區域缺乏土地利用景觀格局長時間段的演變及驅動機制分析，需要深入研究；本文只是初步剖析了射陽縣土地利用景觀特征，深化對蘇南、蘇中、蘇北地區土地利用景觀整體及典型縣域比較研究，對于探討江蘇省土地利用景觀格局總體特征及區域差異意義更大。

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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

國家自然科學基金項目(41071114);江蘇省普通高校研究生科研創新計劃項目(CXZZ13_0400)

朱彬(1989—),女,安徽潛山縣人,博士,主要從事城鄉規劃與土地利用研究。E-mail:zhubin1705139@126.com

F291.1

：A

：1005-3409(2014)04-0300-07