耕地破碎度評(píng)價(jià)方法與實(shí)證研究
——以浙江省寧波市為例

陳帷勝，馮秀麗，馬仁鋒，洪巧娜（.寧波大學(xué)城市科學(xué)系，浙江 寧波 35；.寧波土地勘測(cè)規(guī)劃院，浙江 寧波 35）

耕地破碎度評(píng)價(jià)方法與實(shí)證研究
——以浙江省寧波市為例

陳帷勝1，馮秀麗1，馬仁鋒1，洪巧娜2
（1.寧波大學(xué)城市科學(xué)系，浙江 寧波 315211；2.寧波土地勘測(cè)規(guī)劃院，浙江 寧波 315211）

研究目的：借鑒景觀格局研究思路，構(gòu)建耕地破碎度評(píng)價(jià)模型，利用1992年、2003年和2014年3期TM影像，對(duì)寧波市各縣（市、區(qū)）耕地破碎狀況進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，以期為區(qū)域耕地管理政策的制定和完善提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)以及耕地破碎度的研究提供理論上的參考。研究方法：景觀指數(shù)法，熵權(quán)法，自然分級(jí)法。研究結(jié)果：全市各評(píng)價(jià)單元耕地破碎度不斷增加，1992—2003年耕地破碎度增加的幅度大于2003—2014年。全市耕地破碎度空間分布情況變化明顯，1992—2003年兩個(gè)Ⅰ級(jí)區(qū)轉(zhuǎn)化為Ⅱ級(jí)區(qū)，一個(gè)Ⅱ級(jí)區(qū)轉(zhuǎn)化為Ⅲ級(jí)區(qū)，2003—2014年，Ⅲ級(jí)區(qū)增加兩個(gè)，全是由Ⅱ級(jí)區(qū)轉(zhuǎn)化而來(lái)，Ⅰ級(jí)區(qū)只剩下一個(gè)。研究結(jié)論：全市耕地破碎度不斷增加，地形復(fù)雜、經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的地區(qū)耕地破碎度偏大。

土地評(píng)價(jià)；TM；耕地；破碎度；熵權(quán)法；寧波

1 引言

隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展，土地供需矛盾日益尖銳。不斷增長(zhǎng)的人口數(shù)量、日漸減少的耕地、不斷退化的土壤肥力、利用效益低下且破碎的耕地等農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中所面臨的問(wèn)題都對(duì)國(guó)家的糧食生產(chǎn)安全戰(zhàn)略構(gòu)成威脅。其中，耕地破碎現(xiàn)象在這些問(wèn)題中顯得尤為突出，耕地破碎化是土地的地塊大小、距離、分布不協(xié)調(diào)的綜合反映［1］，一方面造成生產(chǎn)資料浪費(fèi)，降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)率；另一方面，不利于新技術(shù)、新設(shè)備的應(yīng)用，阻礙農(nóng)業(yè)規(guī)模化、現(xiàn)代化發(fā)展。因此，在耕地資源有限的情況下，加強(qiáng)對(duì)耕地破碎化的研究，對(duì)提高現(xiàn)有耕地資源產(chǎn)出效益、加強(qiáng)耕地資源集約規(guī)模利用、解決耕地破碎化問(wèn)題具有重要的理論與現(xiàn)實(shí)意義。

目前，關(guān)于耕地破碎度評(píng)價(jià)的研究，目的不同，關(guān)注點(diǎn)不同，評(píng)價(jià)方法不同，評(píng)價(jià)指標(biāo)的選取也不相同。早期S指數(shù)、J指數(shù)、I指數(shù)［2-4］被用于衡量耕地的綜合破碎程度，近期景觀格局指數(shù)、形狀指數(shù)和斑塊分形維數(shù)［5］被用來(lái)分析耕地的變化特征；在選擇合適指標(biāo)的同時(shí)，學(xué)界多采用景觀格局指數(shù)法和聚類(lèi)分析法［6］對(duì)土地利用的破碎程度進(jìn)行研究。耕地的破碎化不是瞬間的結(jié)果，而是一個(gè)長(zhǎng)期的動(dòng)態(tài)過(guò)程，人類(lèi)活動(dòng)對(duì)耕地的作用直觀地反映在景觀層面上，耕地破碎度是由景觀破碎指標(biāo)綜合體現(xiàn)，以往研究多側(cè)重于耕地破碎度空間上的定性或定量分析，而對(duì)區(qū)域耕地破碎度的演變分析較少，對(duì)耕地破碎度加劇的變化趨勢(shì)重視不夠。因此，本文選擇寧波市各縣（市、區(qū)）為研究區(qū)域，選擇耕地的分布、結(jié)構(gòu)、形狀三類(lèi)耕地景觀破碎指標(biāo)綜合運(yùn)用熵權(quán)法構(gòu)建耕地破碎度評(píng)價(jià)模型，在此基礎(chǔ)上綜合運(yùn)用RS技術(shù)和GIS技術(shù)，對(duì)寧波市耕地破碎度進(jìn)行評(píng)價(jià)，分析其變化趨勢(shì)，以期引起人們對(duì)不斷加劇的耕地破碎的關(guān)注，為耕地管理政策的制定和完善提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)以及耕地破碎度研究提供理論參考。

2 研究區(qū)概況

寧波市地處浙江省東部，長(zhǎng)江三角洲南翼，是浙江省三大經(jīng)濟(jì)中心之一，為副省級(jí)城市。轄六區(qū)、兩縣、三個(gè)縣級(jí)市，土地總面積9365 km2［7］，具有比較優(yōu)越的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件。然而，長(zhǎng)期不合理的耕種方式，以及經(jīng)濟(jì)發(fā)展和城鎮(zhèn)建設(shè)對(duì)耕地的占用，導(dǎo)致部分地區(qū)耕地分布零散、耕地破碎化程度嚴(yán)重，不利于機(jī)械化生產(chǎn)，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)率低。1996—2009年全市人均耕地從480 m2減到393.3 m2，不到全國(guó)平均水平的40%，人均耕地占有量小，耕地保護(hù)壓力大。

3 研究方法

3.1 數(shù)據(jù)來(lái)源與處理方法

本文所用數(shù)據(jù)包括研究區(qū)1992年8月和2003年7月的TM影像，2014年8月的ETM影像，3個(gè)時(shí)期的數(shù)據(jù)具有較好的時(shí)相統(tǒng)一，確保遙感解譯結(jié)果的可對(duì)比性。另外還獲取了研究區(qū)2011年土地利用現(xiàn)狀矢量數(shù)據(jù)，用于遙感分類(lèi)提取耕地結(jié)果的驗(yàn)證。氣象及社會(huì)經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)來(lái)源于2014年《寧波市統(tǒng)計(jì)年鑒》及寧波市土地利用二調(diào)統(tǒng)計(jì)公報(bào)。利用ENVI對(duì)TM影像進(jìn)行分類(lèi)處理，再在GIS中提取出寧波各縣市區(qū)的耕地?cái)?shù)據(jù)，同時(shí)為了滿(mǎn)足Fragstats 3.4軟件數(shù)據(jù)格式的要求，將耕地?cái)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為ArcGrid數(shù)據(jù)格式（網(wǎng)格分辨率為30 m），然后進(jìn)行相關(guān)破碎指標(biāo)的計(jì)算與分析。

3.2 遙感數(shù)據(jù)的解譯與精度分析

首先對(duì)遙感圖像進(jìn)行格式轉(zhuǎn)換、波段合成、圖像增強(qiáng)、校正和圖像裁剪等預(yù)處理。根據(jù)《土地利用分類(lèi)》一級(jí)分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合研究區(qū)實(shí)際情況，將研究區(qū)分為耕地、林地、水體、建設(shè)用地、未利用地5大類(lèi)。保存得到分類(lèi)模板，選用分類(lèi)疊加的方法［8］，結(jié)合研究區(qū)土地利用矢量數(shù)據(jù)建立解譯標(biāo)志，確保初始分類(lèi)中地物的真實(shí)性、準(zhǔn)確性。采用最大似然法對(duì)研究區(qū)3個(gè)時(shí)期的影像進(jìn)行分類(lèi)，并用Transformed Divergence參數(shù)來(lái)衡量訓(xùn)練樣區(qū)對(duì)于分類(lèi)的有效性。以研究區(qū)土地利用現(xiàn)狀矢量數(shù)據(jù)為依據(jù)對(duì)分類(lèi)精度進(jìn)行驗(yàn)證，隨機(jī)選取若干樣本區(qū)，計(jì)算其分類(lèi)混淆矩陣和Kappa系數(shù)，對(duì)三期遙感分類(lèi)結(jié)果進(jìn)行精度檢驗(yàn)。結(jié)果表明：1992年、2003年和2014年的遙感分類(lèi)Kappa系數(shù)分別為0.72、0.74和0.77，均達(dá)到最低允許判別精度0.7的要求［9］。

4 耕地破碎度評(píng)價(jià)模型構(gòu)建與方法

4.1 耕地破碎度評(píng)價(jià)指標(biāo)選取

人類(lèi)活動(dòng)對(duì)耕地的主要集中在景觀層面上，一定程度上，耕地景觀的變化是耕地破碎度變化的直觀反映。景觀指數(shù)也被廣泛應(yīng)用于景觀破碎化研究［16］。本文借鑒已有成果［10，13］，并結(jié)合研究區(qū)自身特點(diǎn)，選取平均地塊面積（MPS）、地塊密度（PD）、邊界密度指數(shù)（ED）、面積加權(quán)形狀指數(shù)（AWMSI）、地塊數(shù)量破碎化指數(shù)（FN）及破碎化指數(shù)（FS）6個(gè)指標(biāo)對(duì)耕地破碎度進(jìn)行評(píng)價(jià)研究。

（1）平均地塊面積（MPS）。地塊面積是最基本的空間特征，耕地地塊面積的大小將直接影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的機(jī)械化水平［11］，可以比較直觀地反映耕地的破碎化程度。

式（1）中，A是耕地總面積，N是耕地地塊數(shù)。

（2）地塊密度（PD）。地塊密度是某用地類(lèi)型單位土地面積上的地塊數(shù)量，對(duì)生物保護(hù)、物質(zhì)和能量的分布具有重要影響［12］。該指標(biāo)是土地面積破碎的具體量化，不僅可以用于同類(lèi)土地，也可以用于不同類(lèi)型土地破碎化程度的比較，其值越大，表明破碎化程度越高［13］。

式（2）中，n是耕地地塊數(shù)量，A是土地總面積。

（3）邊界密度指數(shù)（ED）。邊界密度指數(shù)是分析地塊形狀的重要指標(biāo)，揭示地塊被分割的程度，同樣也是耕地破碎化程度的直接反映［14］。邊界密度越大，表示耕地被分割的程度越高。

式（3）中，E為耕地地塊的邊界總長(zhǎng)度，A為耕地的總面積。

（4）面積加權(quán)形狀指數(shù)（AWMSI）。地塊形狀越不規(guī)則，形狀越復(fù)雜，相對(duì)耕作生產(chǎn)成本越高，導(dǎo)致實(shí)際種植面積占總面積比重也會(huì)越小，但隨著地塊面積增大，由形狀不規(guī)則造成的浪費(fèi)相對(duì)減弱，基于這種變化，考慮將加權(quán)形狀指數(shù)作為衡量耕地破碎程度的指標(biāo)之一。

式（4）中，n是耕地地塊數(shù)量，Pi是地塊周長(zhǎng)，ai是地塊面積，A是耕地總面積。

（5）地塊數(shù)量破碎化指數(shù)（FN）。用于測(cè)定地塊的破碎程度，其值介于0到1之間，0代表完全沒(méi)有破碎，而1代表完全破碎。

式（5）中，amin是研究單元內(nèi)地塊最小面積，A是耕地總面積，N是耕地地塊數(shù)。

（6）破碎化指數(shù)（FS）。用來(lái)量化耕地的破碎度，是耕地破碎度的直觀反映，塊的破化狀況是其重要的屬性特征。

式（7）中，MSI代表平均地塊形狀指數(shù)，a為每個(gè)地塊的面積，P為每個(gè)地塊的周長(zhǎng)，N為耕地地塊總數(shù)目。

4.2 耕地破碎度評(píng)價(jià)模型構(gòu)建

耕地破碎度綜合指數(shù)是在一定空間、時(shí)間界限內(nèi)耕地破碎化程度的具體量化，能反映耕地的破碎狀況，本文耕地破碎度評(píng)價(jià)模型由目標(biāo)層、系統(tǒng)層、指標(biāo)層三部分構(gòu)成，從能表現(xiàn)耕地破碎的面積、形狀、分布三方面對(duì)耕地破碎度進(jìn)行評(píng)價(jià)。根據(jù)所選的6個(gè)指標(biāo)分為3類(lèi)運(yùn)用熵權(quán)法賦權(quán)重，建立以下評(píng)價(jià)模型（表1）。

表1 綜合評(píng)價(jià)模型Tab.1 Comprehensive evaluation model

4.3 原始數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化方法與指標(biāo)賦權(quán)

由于各指標(biāo)之間含義不同，量綱不同，且正指標(biāo)和負(fù)指標(biāo)與評(píng)價(jià)目標(biāo)的變化方向不一致，各指標(biāo)之間不具有可比性。為使各指標(biāo)具有統(tǒng)一可比性，將原始數(shù)據(jù)進(jìn)行無(wú)量綱化處理，并統(tǒng)一范圍在0—1之內(nèi)，采用比重法［15］進(jìn)行數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化，此方法適用于所有指標(biāo)數(shù)據(jù)。

現(xiàn)假設(shè)樣本個(gè)數(shù)為m，評(píng)價(jià)指標(biāo)有n個(gè)，分別為xi（i = 1，2，……m），設(shè)其矩陣為R = （Cij）m×n（i = 1，…，m；j = 1，2，…，n）。Cij是第i個(gè)樣本的第j個(gè)指標(biāo)的統(tǒng)計(jì)值。第i個(gè)樣本第j個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)化值Pij可用式（8）計(jì)算。

式（8）中，rij為第i個(gè)樣本第j個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)的原始值；m為樣本個(gè)數(shù)。

信息論中信息熵反應(yīng)系統(tǒng)的有序程度，系統(tǒng)的有序度越高，信息熵越小，反之亦然。通過(guò)信息熵計(jì)算出各評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重，為綜合評(píng)價(jià)提供依據(jù)。參評(píng)指標(biāo)的熵值ej［16］及權(quán)重計(jì)算公式如下：

式（9）—式（10）中，Pij為第i個(gè)樣本第j個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)化值；ej為第j個(gè)指標(biāo)的熵值；wj為第j個(gè)指標(biāo)的的權(quán)重值。

由以上分析可知，該賦權(quán)法是一種在綜合考慮各評(píng)價(jià)指標(biāo)所提供信息量的基礎(chǔ)上，計(jì)算各指標(biāo)權(quán)重的數(shù)學(xué)方法［17］，可以有效避免權(quán)重賦權(quán)的主觀性。

經(jīng)計(jì)算，寧波市耕地破碎度評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重如表2所示。

表2 寧波市耕地破碎度評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重Tab.2 Evaluation index weight of cultivated land fragmentation in Ningbo

5 結(jié)果與分析

5.1 耕地破碎度總體情況

通過(guò)提取出的耕地?cái)?shù)據(jù)結(jié)合指標(biāo)公式計(jì)算得出3個(gè)時(shí)期的耕地破碎度的相關(guān)指標(biāo)值如表3所示。結(jié)果表明研究區(qū)耕地破碎情況在不斷加劇，1992年研究區(qū)平均地塊面積為31.77 hm2，到2003年下降到22.38 hm2，2014年繼續(xù)減小，下降到10.00 hm2。近年來(lái)隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展，人為活動(dòng)增加，耕地被分割得更加零碎，表示耕地被分割程度的邊界密度指數(shù)從1992年的10.35增加到2014年的22.02，耕地地塊形狀也愈加不規(guī)則，面積加權(quán)形狀指數(shù)從1992年的2.71增加到2014年的3.05，耕地地塊在區(qū)域內(nèi)的分布更加趨于零散化，數(shù)量破碎化指數(shù)也從1992年0.038增大到0.099，耕地的管理難度加大，整體的脆弱性增加。

表3 1992年、2003年和2014年寧波市各評(píng)價(jià)單元破碎指標(biāo)值計(jì)算結(jié)果Tab.3 Calculation results of the broken index values of the evaluation units in Ningbo City in 1992， 2003 and 2014

5.2 寧波市耕地破碎度時(shí)空變化分析

據(jù)寧波市1992—2014年TM影像提取的耕地?cái)?shù)據(jù)，計(jì)算得1992、2003和2014這3個(gè)年份6個(gè)評(píng)價(jià)單元的耕地破碎度表（表4），不同年份各地耕地破碎程度各不相同，總體而言，耕地破碎程度2014年最大，1992年最小。各地耕地破碎度呈逐步遞增趨勢(shì)。同一年份，寧波市轄區(qū)、慈溪耕地破碎指數(shù)普遍大于其他地區(qū)，寧海、象山耕地破碎指數(shù)較低，耕地破碎地區(qū)分異明顯。

表4 1992年、2003年和2014年寧波市各評(píng)價(jià)單元破碎度Tab.4 Each evaluation unit in Ningbo in 1992， 2003 and 2014

5.3 寧波市耕地破碎度時(shí)間變化分析

對(duì)比3個(gè)時(shí)期各評(píng)價(jià)單元的破碎度變化情況如圖1所示，1992—2014年全市耕地破碎化現(xiàn)象日趨嚴(yán)重，其中增幅最大的慈溪市破碎度指數(shù)增值達(dá)到0.0303，增幅最小的象山縣的破碎度指數(shù)增值達(dá)到0.0034，全市總體耕地破碎化程度逐漸增加。其中靠近杭州灣的慈溪市、余姚市及寧波市轄區(qū)耕地破碎度增幅明顯，1992—2003年慈溪市、余姚市及寧波市轄區(qū)增幅分別達(dá)到5.96%、6.23%和7.05%，特別是2003—2014近11年耕地破碎度增幅明顯，增幅分別達(dá)到11.77%、9.45%和6.64%，這與經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展對(duì)耕地的需求與影響密不可分。1992—2014年期間全市人口共增加了63.43×104人，而耕地面積減少了560 km2，全市生產(chǎn)總值也從1992年的213.05×108元增加到2014年的7602.51×108元，年平均增長(zhǎng)率17.60%。其中，近11年來(lái)慈溪、余姚、市轄區(qū)經(jīng)濟(jì)增幅均達(dá)到270%以上，而耕地面積分別減少21.6 km2、14.12 km2和120.6 km2，與此同時(shí)，第一產(chǎn)業(yè)在地區(qū)生產(chǎn)總值中的比重分別從2003年的7.4%、9.2%和3.5%下降到2014年的4.4%、5.1%和2.1%。人口的增加、經(jīng)濟(jì)的發(fā)展導(dǎo)致對(duì)耕地的需求量不斷增多，對(duì)耕地的開(kāi)發(fā)利用強(qiáng)度加大，同時(shí)與耕地相關(guān)的第一產(chǎn)業(yè)在國(guó)民生產(chǎn)總值的比重不斷被縮小，耕地分布趨于零散化、面積小型化、地塊形狀復(fù)雜化，整體破碎嚴(yán)重化。

1992—2003前11年間，奉化市、寧海縣、象山縣耕地破碎度變化較快，破碎度指數(shù)增加分別為0.0107、0.0109和0.0074，究其原因，在全市快速推進(jìn)工業(yè)化的大環(huán)境下，部分縣市區(qū)耕地短期內(nèi)被大量開(kāi)發(fā)利用加速了耕地的破碎化。相比于前11年，2003—2014年近11年，奉化市、寧海縣耕地的破碎化程度仍然在增加，破碎度指數(shù)增加值分別為0.0135和0.0119，且破碎度增速變大，而象山縣耕地破碎度增幅不明顯，只有0.0034，全縣耕地破碎度處于相對(duì)平穩(wěn)狀態(tài)，這與該地區(qū)特有的山地地貌、有限的耕地資源有一定的關(guān)系，全縣有灘涂、山地、林地、丘陵等多種土地類(lèi)型，可用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的耕地面積少、開(kāi)發(fā)利用難度大，使本已破碎的耕地增幅不明顯。

5.4 寧波市耕地破碎度空間變化分析

根據(jù)全市3個(gè)時(shí)期6個(gè)評(píng)價(jià)單元的耕地破碎度值的實(shí)際情況，破碎度最小值為0.1466，最大值為0.1946，在Natural Break分級(jí)［18-19］的基礎(chǔ)上，根據(jù)科學(xué)性、統(tǒng)一性、層次性及可區(qū)別原則定義合適的斷點(diǎn)，對(duì)其進(jìn)行分級(jí)，根據(jù)分級(jí)結(jié)果，將耕地破碎度分為3個(gè)級(jí)區(qū)：Ⅰ級(jí)區(qū)（0.14—0.16），Ⅱ級(jí)區(qū)（0.16—0.18），Ⅲ級(jí)區(qū)（0.18—0.20）。分級(jí)結(jié)果如圖1所示。由圖1可知，研究區(qū)耕地破碎度變化顯著，1992年全市耕地破碎度相對(duì)不高，耕地破碎化程度最高的寧波市區(qū)的破碎度指數(shù)為0.1687，處在Ⅱ級(jí)區(qū)內(nèi)，還沒(méi)有區(qū)縣耕地破碎度等級(jí)達(dá)到Ⅲ級(jí)；在區(qū)域分布上，Ⅰ級(jí)區(qū)主要分布在寧波市南部山地較多地區(qū)，Ⅱ級(jí)區(qū)主要分布在寧波市北部地勢(shì)較平坦地區(qū)，在全市范圍內(nèi)Ⅰ、Ⅱ級(jí)區(qū)內(nèi)各有3個(gè)評(píng)價(jià)單元，兩級(jí)區(qū)所包括面積相差不大。

1992—2003年全市耕地破碎化格局變化的主要特征為：Ⅰ級(jí)區(qū)減少到1個(gè)，只有寧海縣的耕地破碎程度還處在Ⅰ級(jí)區(qū)。Ⅱ級(jí)區(qū)涵蓋區(qū)域增加，除了已有的余姚和慈溪兩個(gè)Ⅱ級(jí)區(qū)單元外，奉化市、象山縣由原來(lái)的Ⅰ級(jí)區(qū)轉(zhuǎn)化為Ⅱ級(jí)區(qū)，而寧波市轄區(qū)也由原來(lái)的Ⅱ級(jí)區(qū)轉(zhuǎn)化為代表破碎程度更高的Ⅲ級(jí)區(qū)，全市范圍內(nèi)Ⅱ級(jí)區(qū)占了近三分之二，與1992年相比，Ⅱ級(jí)區(qū)所占面積變大，呈連片分布。全市耕地破碎度從北向南都有增加，破碎重心仍在北部地區(qū)。二十多年來(lái)的高速發(fā)展，使得經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)發(fā)生深刻變革，從傳統(tǒng)的一、二、三演變成如今的二、三、一，2014年統(tǒng)計(jì)顯示，全市第三產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值占比已達(dá)44.1%，而以農(nóng)業(yè)生產(chǎn)為主的第一產(chǎn)業(yè)趨于縮小，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)類(lèi)型趨于多樣化、精尖化，傳統(tǒng)上規(guī)模化的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式逐漸被邊緣化。2003—2014年，Ⅰ級(jí)區(qū)只有一個(gè)評(píng)價(jià)單元，Ⅱ級(jí)區(qū)也只有寧海和奉化兩個(gè)地區(qū)，這與相關(guān)耕地保護(hù)政策的出臺(tái)密不可分，然而，在經(jīng)濟(jì)發(fā)展和城鎮(zhèn)化擴(kuò)張的驅(qū)動(dòng)力下，更多的耕地被分割占用，據(jù)統(tǒng)計(jì)，全市城鎮(zhèn)化率由1980年的18.2%增大到2014年的69.8%，全市從事二、三等非農(nóng)產(chǎn)業(yè)的就業(yè)人口比例從2003年的77.18%增加到2014年的96.2%，其中增幅最大的是慈溪，達(dá)到20.83%，這也加劇了區(qū)域耕地破碎的演變，北部經(jīng)濟(jì)相對(duì)發(fā)達(dá)區(qū)轉(zhuǎn)化為破碎程度更高的Ⅲ級(jí)區(qū)，且Ⅲ級(jí)區(qū)已然占據(jù)了全市的50%，耕地破碎化現(xiàn)象變得更加嚴(yán)重，人地矛盾更加突出，耕地保護(hù)形勢(shì)嚴(yán)峻。

6 結(jié)論與討論

6.1 結(jié)論

以遙感影像和統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)為數(shù)據(jù)源，從土地景觀角度分析寧波市耕地破碎度，結(jié)果顯示：（1）1992—2014年寧波市耕地破碎度總體不斷增加。其中，1992—2003年前11年耕地破碎度增速較快（全市耕地破碎度指數(shù)平均增加0.012），而2003—2014年全市耕地破碎度指數(shù)平均增加值為0.0093。（2）市域耕地破碎度增速呈顯著的南北分異，2014年北部評(píng)價(jià)單元慈溪、余姚、寧波市區(qū)平均耕地破碎度指數(shù)達(dá)到0.19，年平均增速為0.0012，南部評(píng)價(jià)單元奉化、象山、寧海平均耕地破碎度指數(shù)為0.169，年平均增速為0.0008。

6.2 討論

從地域發(fā)展差異看，北部地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平高于南部，地區(qū)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)的演化促使耕地在景觀層面上趨于分散化、零碎化，耕地破碎化的速度加快。城鎮(zhèn)化進(jìn)程的不斷推進(jìn)，傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式逐步減少，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)趨于多樣化、小型化，農(nóng)村耕地規(guī)模化經(jīng)營(yíng)難度增加。耕地破碎變化趨勢(shì)表明，對(duì)耕地破碎的預(yù)防和整治措施不足，耕地保護(hù)政策的落實(shí)執(zhí)行不夠，對(duì)耕地占用補(bǔ)償?shù)谋O(jiān)督和評(píng)測(cè)把關(guān)不嚴(yán)，有關(guān)耕地保護(hù)約束機(jī)制有待完善。

圖1 寧波市耕地破碎度分級(jí)圖Fig.1 Grading map of cultivated land fragmentation in Ningbo City

需要指出的是，寧波市各區(qū)縣迥異的地形地貌、差異顯著的人類(lèi)活動(dòng)是造成耕地破碎的主要原因；耕地的經(jīng)營(yíng)權(quán)歸屬問(wèn)題也是造成耕地破碎的直接原因。因此，耕地破碎是多重因素綜合作用的結(jié)果，在今后對(duì)耕地破碎度的評(píng)價(jià)研究中可以考慮結(jié)合DEM、氣象統(tǒng)計(jì)資料和家庭土地規(guī)模及經(jīng)營(yíng)方式，基于客觀賦權(quán)法結(jié)合主觀實(shí)際對(duì)耕地破碎度進(jìn)行評(píng)價(jià)研究，確保耕地破碎度研究的客觀與全面。

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（本文責(zé)編：仲濟(jì)香）

Method of Cultivated Land Fragmentation Evaluation and Empirical Research: A Case of Ningbo City in Zhejiang Province

CHEN Wei-sheng1， FENG Xiu-li1， MA Ren-feng1， HONG Qiao-na2
（1. Urban Science Department of Ningbo University， Ningbo 315211， China； 2. Ningbo Land Surveying and Planning Institute， Ningbo 315211， China）

The purposes of this paper are firstly to build a cultivated land fragmentation evaluation model so as to serve as an important reference for enacting land management policies， which is referred to the idea of landscape pattern， and secondly to evaluate the cultivated land fragmentation of each county in Ningbo based on the TM images in 1992， 2003，and 2014. Methods of landscape pattern index， entropy-right method and natural break are employed in this paper. The results indicated that the degree of arable land fragment was increasing in all counties and the extent of arable land fragmentation increased more sharply during 1992—2003 than that during 2003—2014. During the period of 1992—2002， two I class areas converted to II class and one II class area converted to III class while from 2003 to 2014， two III class areas were newly added， both of which shifted from II class areas. It resulted in only one I class area being left. It is concluded that cultivated land in Ningbo is becoming more and more fragmental. Cultivated land fragmentation tends tobe more serious in those areas with complex geographic features and highly-developed economy.

land assessment； TM； cultivated land； fragmentation； entropy-right method； Ningbo

10.11994/zgtdkx.20160616.142815

F301.21

A

1001-8158（2016）05-0080-08

2016-01-08；

2016-04-08

國(guó)家自然科學(xué)基金（41171073，41471004，41301110）；浙江省海洋文化與經(jīng)濟(jì)研究中心2015年度省哲社規(guī)劃課題（15JDHY01YB）。

陳帷勝（1989-），男，河南平輿人，碩士。主要研究方向?yàn)橘Y源環(huán)境保護(hù)與利用。E-mail: chenweishengnbu@126.com

馮秀麗（1977-），女，吉林通化人，副教授，博士。主要研究方向?yàn)橥恋乩门c遙感應(yīng)用研究。E-mail: fengxiuli@nbu.edu.cn