生態鄉鎮建設中景觀格局變化及優化研究

徐 瑞，姚 建，楊露茜，王 然，彭 艷

(1.四川大學建筑與環境學院，四川成都 610065；2.信息產業電子第十一設計研究院科技工程股份有限公司，四川成都 610025)

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生態鄉鎮建設中景觀格局變化及優化研究

徐 瑞1，姚 建1，楊露茜1，王 然1，彭 艷2

(1.四川大學建筑與環境學院，四川成都 610065；2.信息產業電子第十一設計研究院科技工程股份有限公司，四川成都 610025)

景觀格局及其變化是自然、社會和人類因素共同作用的結果，并反映一定社會形態下人類活動和經濟發展的狀況，將景觀結構與生態過程相結合的格局分析是生態學的重要內容[1-2]。生態鄉鎮建設是以生態學和生態經濟學原理為指導，在保證生態環境良好的基礎上，發展社會經濟，提高人民群眾的生活水平，以實現生態良性循環，社會和經濟全面、健康、持續發展。生態鄉鎮建設重點為生態建設、生態恢復和生態保護。在生態鄉鎮建設過程中，生態建設保護工程的實施必然會對該區域的土地利用方式和生態景觀格局產生一定的影響并使之發生變化，而這種變化又會反過來影響生態過程和生態環境[3-4]。

因此，通過對鎮域的土地利用方式以及景觀格局的變化進行評價和分析，可以用來檢驗鄉鎮在生態建設過程中所取得的成效，也同時能夠為下一步生態建設提出景觀格局優化的建議。

1研究區概況及生態鄉鎮建設內容

山泉鎮地處104°16′～104°21′E，30°49′～30°35′ N，位于成都市龍泉驛區，全鎮包括6個村1個社區，總面積37 km2(圖1)。山泉鎮位于龍泉山脈中西部，屬于山地丘陵區，亞熱帶濕潤氣候，氣候溫和，雨水充沛，春暖秋涼，年平均氣溫為15.9 ℃，年均降雨量為974 mm。山泉鎮于2007年啟動國家級生態鄉鎮建設項目，2012年通過驗收。

通過鎮域生態環境現狀調查，參照國家級生態鄉鎮指標要求，山泉鎮從生態環境保護要求出發，分別提出不同生態功能區的社會經濟發展方向和生態保護要求，并同時在鎮域內開展了一系列生態工程建設：天然林保護與退耕還林工程、水土治理工程、特色果業產業帶建設工程、農村旅游道路建設、桃花潭水庫建設和城區綠化工程等。

2景觀格局變化分析

2.1數據的準備和分析方法以2007年和2012年山泉鎮土地利用現狀圖為基礎數據，結合鎮域內土地利用的獨特屬性，參考全國土地類型分類系統，將山泉鎮的土地類型分為耕地、林地、園地、住宅用地、交通運輸用地、水域及水利設施用地和其他土地7種。通過ARCGIS技術將土地利用現狀圖矢量化，制成景觀格局圖(圖2、圖3)，將景觀格局圖柵格化(柵格大小取10 m×10 m)，再利用Fragstats軟件統計景觀格局指數變化[5-6]。

用景觀指數描述景觀格局及動態，建立景觀格局與生態過程之間的聯系，是景觀生態學最常用的定量化研究方法[7]。研究分別從斑塊類型和景觀尺度水平兩個層次上選取景觀格局指數共16個。斑塊類型層次指標有：斑塊類型面積(CA)、斑塊類型所占景觀面積的比例(PLAND)、斑塊數量(NP)、斑塊密度(PD)、聚合度(AI)、破碎度指數(LCA)；景觀尺度水平指標有：景觀總面積(TA)、斑塊數量(NP)、斑塊密度(PD)、最大斑塊指數(LPI)、斑塊平均面積(AREA_MN)、景觀形狀指數(LSI)、聚合度(AI)、破碎度指數(LCA)、Simpson’s多樣性指數(SIDI)、Simpson’s均勻度指數(SIEI)[8-9]。

2.2景觀格局變化分析

2.2.1景觀總體水平變化。土地利用是一個動態的過程，土地利用的變化導致景觀結構或土地利用格局發生變化[9]。對比2007年和2012年山泉鎮景觀總體水平指標統計表(表1，2)，景觀結構發生的變化有：總體面積有所減少(管轄區域稍有變化)，由3 695.50 hm2減少至3 694.94 hm2；斑塊密度由42.998變為49.581，增大了15.3%；最大斑塊指數由59.784降低至45.383；斑塊平均面積由2.326 hm2降低至2.017 hm2。景觀多樣性變化為：Simpson’s多樣性指數由0.498 9增加至0.562 9，景觀豐富度增加；Simpson’s均勻度指數由0.582 1增至0.656 8，景觀均勻性增加，景觀中優勢斑塊優勢度下降。景觀破碎度變化為：景觀形狀指數由27.671 5增加至33.757 4，景觀形狀不規則性加強，斑塊離散性變大，聚合度變小，景觀破碎度指數由2.325 7到2.016 9，景觀破碎度變大[10-12]。

2.2.2斑塊類型水平指數變化。由表3可見：2007年至2012年各斑塊面積排列順序發生了變化，2007年依次為：園地>林地>住宅用地>其他土地，2012年依次為：園地>林地>住宅用地>耕地，其他土地(工礦用地、草地、未利用土地等)面積顯著減少。園地為山泉鎮景觀基質，占景觀總面積60%以上，其次為林地斑塊，園地和林地斑塊面積占景觀總面積由90.41%降至82.13%，景觀優勢斑塊優勢度下降；此外，斑塊數量最多的是住宅用地，住宅斑塊數量從985減少至927，除住宅用地和其他土地斑塊數量減少之外，其他斑塊數量都有增加。

山泉鎮景觀中，破碎度最嚴重的斑塊是住宅用地，其次是林地。對比2007年和2012年斑塊聚集度變化和破碎度變化可知(表4)，園地、林地、交通運輸用地的斑塊破碎度都有所加劇，其中交通運輸用地破碎度指數由7.400 0變為0.667 7，林地破碎度由2.573 1變為1.468 8，破碎化程度高且加劇明顯。

表1　2007年和2012年山泉鎮景觀水平基本統計指數比較

表2　2007年和2012年山泉鎮景觀多樣性和破碎性變化

表3　2007年和2012年山泉鎮斑塊類型水平基本統計指數比較

表4　2007年和2012年山泉鎮斑塊破碎度變化

3山泉鎮生態鄉鎮建設成效分析

作為深受人類活動影響的景觀類型，景觀格局演變除自然因素外，更多的是由人為因素引起的[13]。生態環境建設不僅僅是單純的林草植被恢復與重建的過程，也是一個生態和社會經濟環境相互促進并有機發展和提高的過程[14]。通過山泉鎮生態鄉鎮建設前后景觀格局變化對比分析可以看出，從2007年至2012年，山泉鎮創建生態鄉鎮景觀格局變化主要表現在以下幾個方面。

3.1住宅用地聚集度增加，城鎮化建設效果明顯在快速城市化過程中，由于用地總量一定，公共服務和公共管理(主要是城鎮用地)用地的迅速擴展勢必帶來農業用地的減少[18]。研究區域景觀類型和土地覆蓋并沒有發生實質性變化，仍以園地和林地為主，但斑塊面積和數量有著明顯的變化趨勢。2007～2012年，園地面積由2 447.90 hm2減少至2 297.24 hm2，但住宅用地面積由216.7 hm2增加至274.3 hm2，說明農用地在向建設用地轉變，同時，住宅用地面積增加，但其斑塊數量由985減少為927，說明住宅用地聚集程度變高，城鎮集中居住得到加強。

2007～2012年，交通運輸用地面積由29.60 hm2增加至37.39 hm2，斑塊密度由0.108增加至1.516，山泉鎮道路網分布更加廣闊，交通條件得到了很大的改善。

3.2工礦用地面積減少，產業結構發生變化對比2007年和2012年，其他土地(主要為工礦用地)面積占總面積的比例由1.42%變為0.61%，面積顯著減少，山泉鎮工業主要是以開礦以及機械制造為主，生態鄉鎮建設中將產業結構模式調整為“三、一”，重點發展生態農業和生態旅游業，使第二產業逐漸退出，工礦用地等工業用地面積的減少，表明在生態鄉鎮建設中產業調整得以實現，產業結構發生變化。

3.3景觀多樣性增加，水源涵養功能提高景觀多樣性指數的大小取決于兩方面的信息：一是斑塊類型的多少(即豐富度)，二是各斑塊類型在面積上分布的均勻程度[15]。山泉鎮景觀Simpson’s多樣性指數由0.498 9增加至0.562 9，景觀豐富度增加，最為優勢的斑塊為園地，所占比例由66.24%下降至62.17%，斑塊優勢度明顯降低。此外，隨著斑塊密度增加，景觀均勻度也相應增加。鎮域內有大田水庫、毛家口水庫以及百工宴水庫3座水庫，其中大田水庫為市級飲用水源保護地，近年來通過水源地生態保護工程的實施，加大了水源保護的力度，使得水域及水利設施用地面積以及聚集度增加，有利于提高水源涵養，改善其整個生態系統的功能。

3.4斑塊密度變大，景觀破碎化程度加強景觀的碎裂化程度與斑塊數量呈正相關，與平均斑塊面積呈負相關，能反映人類活動對景觀的干擾程度[16]。山泉鎮景觀中破碎度最嚴重的斑塊是住宅用地，其次是林地。山泉鎮林地破碎化趨勢明顯，且近幾年來林地覆蓋率由24.17%減少至19.96%，說明林地資源被大力度地開發利用轉變成其他用地。山泉鎮屬于山地丘陵地帶，區域內多開發林地種植果樹，造成園地和林地相間的單一景觀，加上城鎮化建設過程中，無規劃地開發建設用地以及交通運輸用地，造成景觀破碎化程度越來越嚴重。景觀的單一化和破碎化，生態系統功能的穩定難以發揮，易引發水土流失，山體滑坡等生態地質災害。

4結論與建議

山泉鎮屬于典型的山地鄉村景觀格局，生態鄉鎮建設前期，鎮域內城鎮建設緩慢，土地利用方式單一，基礎設施和環保治理設施相對落后，通過國家級生態鄉鎮的創建，山泉鎮景觀格局發生的變化主要表現在：農地面積減少，工業用地面積減少，住宅用地聚集度增加，產業結構得到調整，城鎮化

建設效果明顯；景觀Simpson’s多樣性指數由0.498 9增加至0.562 9，景觀豐富度增加，此外，水源涵養功能也有所提高；但同時由于城鎮建設缺乏完整規劃以及林地過度開發，果林面積大，品種單一，也造成了景觀趨于單一性和破碎化，使得景觀結構單一，抗干擾能力差，不利于生態系統功能的發揮和穩定，易加劇生態災害的發生。因此，筆者為山泉鎮生態建設提出景觀格局優化的建議：提高園地土地利用的有效性，合理利用和保護林地資源，優化景觀結構，減少林地破碎化程度，增加生態環境的自我修復功能；根據山泉鎮各地區的地形地貌、經濟發展水平，制定相應生態功能區保護實施方案，加強土地資源的集約利用，減小景觀破碎化。

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摘要利用ARCGIS技術和Fragstats軟件，分析了山泉鎮2007～2012年創建國家級生態鄉鎮景觀格局發生的變化，為下一步生態鄉鎮建設提出景觀格局優化的建議。研究表明，山泉鎮創建生態鄉鎮社會經濟和生態環境得到了改善，農地面積和工業用地面積有所減少，住宅用地聚集度增加，產業結構得到了一定的調整，城鎮化建設效果較為明顯，景觀豐富度增加。但同時斑塊離散性增加較快，景觀破碎化程度加劇。提出山泉鎮景觀格局優化的建議：提高園地土地利用的有效性，合理利用和保護林地資源，優化景觀結構；制定相應生態功能區保護實施方案，加強土地資源的集約利用，減輕景觀破碎化程度。

關鍵詞景觀格局；斑塊；生態鄉鎮建設；景觀破碎化

Analysis on Changes and Optimization of Landscape Pattern in Constructing Eco-towns

XU Rui, YAO Jian, YANG Lu-qian et al(College of Architecture and Environment, Sichuan University, Chengdu, Sichuan 610065)

AbstractThe software of ArcGis and Fragstats was used to study the landscape pattern changes during 2007 to 2012 in the construction of eco-towns in Shanquan Town. And landscape pattern optimization were proposed for further construction of eco-towns. Studies showed that the socio-economic and ecological environment were improved, the area of agricultural land and industrial land decreased and the aggregation of residential land increased indicated that industrial structure was successfully adjusted and the results of urbanization were good. The richness of the landscape was improved. Whereas the density of patch increased showed that the degree of landscape fragmentation was exacerbated. Therefore, it suggested improving the effectiveness of corner use, rational using and protecting forest resources, optimizing the structure of the landscape and according to the topography and economic in different regions, developing appropriate programs to protect ecological function areas, strengthening the intensive use of land resources to reduce the degree of landscape fragmentation.

Key wordsLandscape pattern; Patch; Eco-towns constructing; Landscape fragmentation

收稿日期2015-05-14

作者簡介徐瑞(1991- )，女，湖南益陽人，碩士研究生，研究方向：環境評價與規劃。

基金項目四川大學科研項目“山泉鎮創建省級生態文明示范鄉鎮總體規劃”(14H1136)。

中圖分類號S 26

文獻標識碼A

文章編號0517-6611(2015)18-200-03