基于景觀生態安全格局的成都平原與龍門山脈過渡帶土地資源開發利用

彭文甫, 周介銘, 徐新良, 趙景峰

(1.四川師范大學 地理與資源科學學院, 四川 成都 610068; 2.四川師范大學 西南土地資源評價與監測教育部重點實驗室, 四川 成都 610068; 3.中國科學院 資源環境科學數據中心, 北京 100101)

基于景觀生態安全格局的成都平原與龍門山脈過渡帶土地資源開發利用

彭文甫1,2, 周介銘1,2, 徐新良3, 趙景峰1,2

(1.四川師范大學 地理與資源科學學院, 四川 成都 610068; 2.四川師范大學 西南土地資源評價與監測教育部重點實驗室, 四川 成都 610068; 3.中國科學院 資源環境科學數據中心, 北京 100101)

[目的] 基于景觀生態安全格局的土地利用研究，為緩解人地矛盾、經濟發展與生態保護提供科學依據。 [方法] 以成都平原與龍門山脈過渡帶的四川省綿竹市為例，基于遙感和GIS技術，在提取和分析20 a來土地利用變化及其地形因子響應基礎上，以生態用地保護為目標，選取地形和土地覆蓋類型為阻力因子，應用最小累計阻力模型構建景觀生態安全格局。通過與土地資源現狀的疊加，對不同景觀安全水平的土地資源進行劃分。 [結果] 研究區土地資源分為優先開發、適度開發、限制開發、禁止開發等4種類型，其面積分別達7 218.39，17 974.75，21 545.39，77 791.46 hm2，并分析各類型土地利用特征，提出了相應的土地資源開發利用規劃。 [結論] 基于景觀生態格局理論與方法，提出的不同生態安全水平的土地用地規劃，有利于區域生態安全保護和土地資源持續性利用。

景觀安全格局; 最小阻力模型; 土地資源開發; GIS

文獻參數： 彭文甫, 周介銘, 徐新良, 等.基于景觀生態安全格局的成都平原與龍門山脈過渡帶土地資源開發利用[J].水土保持通報，2017,37(2)：65-74.DOI:10.13961/j.cnki.stbctb.2017.02.010； Peng Wenfu, Zhou Jieming, Xu Xinliang, et al. Land Utilization of the Transition Zone from Chengdu Plain and Longmen Mountains Based on Landscape Ecological Security Pattern[J]. Bulletin of Soil and Water Conservation, 2017,37(2)：65-74.DOI:10.13961/j.cnki.stbctb.2017.02.010

土地利用與覆被在全球和區域尺度上發生了顯著的變化，對人類生存、發展有重大影響的全球性問題日益激化，土地生態系統面臨著日益嚴重的威脅[1-2]。有限的土地資源保障程度和脆弱的環境承載能力面臨著前所未有的壓力[3]，導致土地利用中的生物多樣性降低、生態服務功能退化等生態問題日益突出[4]，對生態環境帶來巨大壓力[5]，成為制約中國經濟、社會可持續發展的瓶頸[6]，也影響到中國對資源、環境和經濟等一系列問題的國家決策。目前，土地利用研究多集中在土地覆被的分類、動態監測和環境影響評價[7]，但在建立土地利用變化模型時，對社會、經濟因子的驅動作用的貢獻難以量化與模擬；國內研究主要集中在“熱點地區”和“脆弱區”[8]，通過實例、應用定量研究方法、構建土地利用變化模型研究驅動力，但國內系統研究土地利用及其對全球變化響應、驅動力問題仍處于初級階段，大多數研究只是關注某種或某幾種驅動力對土地利用變化的影響，忽略了各驅動力之間的相互作用以及土地利用變化對驅動力的反饋作用[9-11]。針對區域生態環境問題，優先識別與保護對維持區域生態安全具有至關重要作用的生態屏障，通過干擾排除以及空間格局規劃和管理，構建生態安全格局，能夠保護和恢復生物多樣性，維持生態系統結構、功能和過程的完整性，實現對區域生態環境問題的有效控制和持續改善，從而促進區域可持續發展[12]。在快速城市化和城市生態安全面臨巨大挑戰的時代背景下，構建生態安全格局是實現區域和城市生態安全的基本保障和重要途徑。目前生態安全格局的研究受到相關學者高度關注[13-15]。何玲等[16]以河北省黃驊市為研究區，利用遙感、氣象數據和外業調查數據，采用植被凈第一生產力核算生態系統服務價值，構建生態安全格局，以生態安全格局為影響因素，利用元胞自動機和馬爾科夫模型進行不同情境土地利用格局模擬。王旭熙等[17]以瀘縣為研究區域，利用GIS空間分析技術和景觀安全格局理論方法，提出了不同生態安全水平的低丘緩坡土地資源用地規劃。楊姍姍等[18]以江西省為研究區域，通過生態系統服務重要性和生態敏感性評價，以生態紅線區域作為生態安全格局構建的生態源地，構建了江西省生態安全格局，確定了生態安全格局組分的空間分布。張家其等[19]依據武陵山區遙感調查數據及社會經濟統計數據，運用灰色關聯度模型計算2000，2010年生態安全綜合指數，并對生態安全綜合指數的時空演變特征進行分析。周朕等[20]對近年來國內對生態用地的內涵、分類、識別及規劃等研究進展進行了系統的歸納總結，認為土地數量結構與空間布局的協同優化是生態用地格局優化的關鍵等。以上研究，促進了土地資源的開發和利用，但學界對處于成都平原與龍門山脈過渡帶、生態敏感性和生態脆弱性土地資源，沒有引起足夠的關注，研究也亟待進行一步深入；而基于景觀安全格局、功能和過程之間的耦合關系，空間上構建維護區域生態環境安全的景觀組分，實施不同類型的生態安全功能區劃分，成為保障生態系統服務功能，緩解土地資源利用與生態環境保護之間矛盾的關鍵問題[12]。

綿竹市位于成都平原與龍門山脈的過渡帶，山區和平原分別占市域土地面積的50%和30%以上。綿竹市是《四川省主體功能區規劃》(川府發[2013]16號)確定的重點開發區域—成都平原地區的節點城市，應壯大城市人口和經濟規模，增強先進制造業和現代服務業的集聚功能，加強產業互補和城市功能對接，發展現代農業，加強生態環境保護，形成本區域新的增長點。隨著區域工業化、城鎮化和農業現代化快速推進，建設用地和耕地面積分別呈現持續增加和減少趨勢，建設用地面積不能滿足需求，亟需合理開發利用土地資源，緩解用地矛盾。因此，本研究以綿竹市為研究區域，利用遙感、GIS空間分析技術和景觀安全格局理論方法，提出不同生態安全水平的土地資源用地規劃，為土地資源的合理開發提供理論依據，促進區域土地資源持續性利用。

1 研究區概況

綿竹市位于四川盆地西北部，地處103°54′-104°20′E，30°09′-31°42′N，面積約1 245.3 km2。西北部屬為龍門山脈，東南部為成都平原的一部分；地勢西北高，東南低，高差懸殊。綿竹市屬四川盆地中亞熱帶濕潤氣候區，氣候溫和，降水充沛，四季分明，大陸季風性氣候特點顯著，年平均氣溫15.7 ℃，多年平均降水量1 053.2 mm。因地勢、氣候影響，植物垂直性帶譜明顯。綿竹市GDP值達212億元，人口53.66萬人。

2 數據來源與研究方法

2.1 數據來源及處理

研究數據主要包括遙感數據和輔助數據。遙感數據包括1995，2005年Landsat-5 TM和2015年Landsat-8 OLI_TIRS遙感影像，軌道號為129/038。遙感數據來源于地理空間數據云(http:∥www.gscloud.cn/)。輔助數據包括1∶5萬地形圖、DEM數據和研究區矢量邊界數據，均來源于地理與資源科學學院，野外調查利用GPS定位和屬性采集。

遙感數據均以高斯—克呂格投影和WGS-84坐標系為基準，以1∶5萬地形圖對1995年的遙感影像進行幾何校正，以此為基準影像，選取控制點對2005，2015年的影像進行幾何校正。為消除大氣散射引起的輻射誤差，采用QUAC快速大氣校正工具對研究區影像進行大氣校正；在ENVI 5.1中對研究區影像進行裁剪。

2.2 土地資源分類系統

土地資源分類參考中國科學院在“八五”重大應用項目“國家資源環境遙感宏觀調查與動態分析”中提出的基于空間分辨率為30 m的TM遙感數據的2級土地分類系統[21]，結合研究區實際自然和人文狀況，將綿竹市土地利用與土地覆被分為6類，包括耕地、林地、草地、水體、建設用地和未利用地(表1)。

表1 土地利用分類系統

2.3 遙感數據分類

基于ENVI5.1和GIS平臺，采用人機交互解譯方法，結合GPS野外實地考察數據，分別對1995—2015年遙感數據進行分類，獲取耕地、林地、草地、水體、建設用地和未利用地等景觀信息。總體分類精度大于90%以上，Kappa系數均大于0.856以上。

2.4 土地利用變化

(1) 土地利用動態度，其表達式為：

(1)

式中：Ua，Ub——時間段a與b之間的某一種土地類型的數量；T——時間段b-a當T設定為年時；Rd——研究時段內某一土地類型的年變化率。

(2) 土地利用可見轉移轉移，其表達式為：

(2)

2.5 地形因子分級

應用ArcGIS 10.0空間分析功能，由DEM數據生成研究區坡度、坡向和地表起伏度數據，然后對各地形因子進行等級劃分。因此，以地形因子和土地覆被類型作為阻力因子，各因子相對阻力分值的賦予通過專家打分獲得(表3)。

(1) 高程分級。由于研究區的高程變化范圍在497～4 337 m，通過對比發現，以高程等間距劃分方式和過大的高程差劃分使土地利用類型的高程梯度性差異不明顯，不能很好體現土地利用的高程梯度性。為能較好體現土地利用分布隨高程變化的特征，應用ArcGIS 10.0中Natural Breaks (Jenks)劃分方法，將研究區高程劃分為6個級別：497～884 m，884～1 405 m，1 405～1 936 m，1 936～2 534 m，2 534～3 202 m和3 202～4 337 m。

(2) 坡度劃分。在《第二次全國土地調查技術規程》對坡度分級的標準基礎上，結合研究區實際情況，基于ArcGIS對研究區的坡度進行重分類后將坡度等級分為5個等級，即等級1為0°～6°，等級2為6°～15°，等級3為15°～25°，等級4為25°～35°，等級5為>35°。

(3) 地形起伏度劃分。由于研究區的地形起伏度在0～433 m，參考中國1∶100萬數字地貌制圖規范中的分級標準和已有研究[22-23]，依次將研究區地形起伏度劃分為4個級別：0～30 m，30～70 m，70～200 m及200 m 以上。

2.6 景觀生態安全格局分析

2.6.1 源地識別 源地是物質能量流通和物種擴散的原點，是距離分析中的目標和目的地，具有內部同質性或集聚性和外部擴張性的特點[24-25]。生態用地是指除了用于生產建設的土地，能提供各種生態服務價值，促進地區生態可持續發展的土地類型。本研究中綿竹市景觀安全格局的功能劃分是以保護生態用地為目的，尤其是對大片連塊的林地和水源的保護。因此，綿竹市生態安全源地識別，在借鑒相關的研究結果和結合綿竹市森林和水域資源分布特征，篩選出面積>20 hm2，空間上具有連續性的核心林地和水域作為生態保護源。

2.6.2 阻力面構建 阻力面是景觀要素的地理位置、方向及其對源地擴展的阻力系數，可以引入地形(高程、坡度、起伏度等)、社會經濟狀況(人口密度、經濟指數等)、土地利用/覆被變化等要素[26]。生態用地間的聯系是通過克服阻力來實現空間水平方向的競爭性控制和覆蓋過程，其阻力面反映了生態用地空間連通的趨勢[25]。本研究采用最小累計阻力模型來構建阻力面。最小累計阻力模型為:

MCR=fmin∑(Dij·Rj)

(3)

式中：MCR——最小累積阻力值；f——某個待定的正函數；Dij——以源地i為圓心，以其中心到達空間柵格j點的外輻射半徑；Rj——空間柵格對生態流的阻力；i——生態源地的數目；j——阻力面柵格的個數。

2.6.3 景觀組分識別 首先，據不同阻力等級的發展閾值，本研究將研究區的景觀生態阻力面進行重分類，劃分出不同安全水平的景觀生態區；其次，基于GIS空間分析模塊，將圖層與提取的土地資源斑塊圖層疊加，劃分土地資源景觀安全格局；最后，了解土地資源開發現狀與提出未來土地利用發展方向。

3 結果與分析

3.1 土地利用變化

土地利用以林地和耕地為主，占研究區面積的82%以上(附圖1，表1)。

土地利用變化趨勢是面積和所占比例均發生不同程度的變化。林地面積增加，由1995年58 484.1 hm2，46.96%增加到2015年的61 906.06 hm2，49.71%，面積分別增加3 431.96 hm2，2.76%；耕地面積持續減少，由1995年的52 405.9 hm2，42.08%減少到2015年的40 458.48 hm2，32.49%，耕地分別減少11 947.42 hm2，9.59%；研究區內建設用地面積顯著增加，由1995年的6 951.05 hm2，5.58%增加到2015年9 232.63 hm2，10.75%，分別增加了6 438.22 hm2，5.17%；未利用地面積增加較多，由1995年的4 298.43 hm2，3.45%增加到2015年6 998.44 hm2，5.62%，汶川地震對綿竹市地表植被和生態環境等造成的破壞比較嚴重，石灰巖質巖石裸露，且次生災害增加引起地表裸露，未利用地增加顯著；水體和草地面積變化不大。

這2類土地利用類型在綿竹市土地類組中所占比例少，面積變化相對其他類型小，水體由1995年的1 661.28 hm2減少至2015年的1 474.45 hm2，減少186.83 hm2；草地面積減少了436.24 hm2。

表2 研究區1995-2015年土地利用構成及變化

3.2 土地利用轉移特征

土地利用轉移轉換總體趨勢為建設用地和耕地之間的相互轉化明顯，建設用地面積大量增加、耕地面積大量減少，未利用地的轉入轉出也反映出了這個時段內的土地利用變化方向(表3)。1995—2015年耕地向建設用地轉移最多，達8 548.45 hm2，占轉出面積的56.50%，其次向林地轉移也比較多，占36.96%，耕地向這兩類土地利用類型轉出的量達轉出總量的90%；林地主要向未利用地轉變，共轉出3 926.66 hm2，占總轉出面積的88.41%，向其他幾類用地轉化的面積都較少；建設用地在這20 a間向耕地共轉出2 297.05 hm2，占總轉出面積的76.64%，其次向林地和水體轉出較多，分別占轉出面積的13.12%和6.77%；水體向建設用地和耕地轉化的較多，分部占總轉出面積的50.08%和33.16%。

表3 研究區1995-2015年土地利用類型面積轉移矩陣 hm2

耕地轉化成建設用地主要在研究區東到東南方的平原地區，主要由于城市化擴展引起城市擴張和對耕地占用；耕地轉化成林地主要在平原與山區的過渡地區的九龍鎮、漢旺鎮和武都鎮等鄉鎮，退耕還林政策、2008年汶川地震對生態環境造成了較大影響，山區環境的破壞增加了農作物種植的難度，耕地分布減少；林地轉為未利用地主要發生在海拔較高的清平鄉和金花鎮的西北地區，該區域裸巖廣泛分布，植被生長較少，且汶川地震對生態環境造成的破壞引起次生災害的發生，滑坡泥石流等發生頻繁，生態環境易遭受二次破壞，地表植被損毀多，未利用地增加；建設用地轉化為耕地主要分布在平原地區，在城市化進程、撤縣設市、改鄉為鎮的情況下，人口大量向城鎮集中，部分鄉鎮隨著人口遷移逐漸縮減，原有建設用地大量轉變成耕地。

3.3 土地利用的地形因子響應

3.3.1 高程響應 通過土地利用圖與高程的空間疊加分析和統計分析，得到研究區土地利用景觀格局隨高程變化數據(表4)。1995—2015年不同土地利用景觀格局在不同高程呈現相似的變化趨勢(表4)。耕地、建設用地和水域主要集中分布于497～884 m的高程范圍，耕地占研究區面積的比重由1995年的40.28%下降到2015年的32.33%，建設用地占研究區面積的比重由1995年的5.52%增加到2015年的10.65%，水域占研究區面積的比重由1995年的1.29%下降到2015年的1.08%；林地要集中分布于884～2 534 m的高程范圍，占研究區面積的比重由1995年的34.93%增加到2015年的35.77%，其余高程范圍的林地面積不到研究區面積的13.94%；草地高程大于2 534 m的區域，占研究區面積的比重由1995年的0.5%增加到2015年的0.06%；未利用地集中分布于3 202～4 337 m的高程范圍，占研究區面積的比重由1995年的2.05%增加到2015年的2.72%。

3.3.2 坡度響應 1995—2015年不同土地利用景觀格局在不同坡度呈現相似的變化趨勢(表5)。耕地、建設用地和水域主要集中分布于<6°的坡度范圍，耕地占研究區面積的比重由1995年的39.33%下降到2015年的31.64%，建設用地占研究區面積的比重由1995年的5.43%增加到2015年的10.52%，水域占研究區面積的比重由1995年的1.21%下降到2015年的1.02%；林地要集中分布于<6°和>25°坡度范圍，占研究區面積的比重分別由1995年的7.24%和31.15%增加和下降到2015年的9.62%和30.79%，其余坡度范圍的林地面積不到研究區面積的9.23%；草地坡度大于>35°的區域，占研究區面積的比重由1995年的0.33%下降到2015年的0.01%；未利用地集中分布于<6°和>35°坡度范圍，占研究區面積的比重由分別1995年的0.96%和1.37%增加到2015年的0.97%和2.97%。

表4 研究區1995-2015年土地利用面積占研究區面積的比重隨高程變化

3.3.3 地形起伏度響應 隨著形起伏度增加，建設用地、耕地和水域持續減少，林地和草地先增加后減少，未利用地持續增加或先增加后減少趨勢(表6)。隨著形起伏度級別變化，土地面積占研究區總面積比例由第1地形起伏度級別區向第4地形起伏度級別區顯著減少，第1地形起伏度級別區的64.94%顯著下降為0.1%。第1地形起伏度級別區，耕地和林地占據大部，占研究區面積的比例合計為51.01%～56.48%，建設用地和水域的面積比例均超過其他地形起伏度級別區；在第2地形起伏度級別區，分布最廣的是林地，占區域內面積的比例超過18.72%，呈現出由人工生態系統向自然生態系統的過渡趨勢；在第3地形起伏度級別區，林地占據絕對優勢，占區域內面積的比例超過11.93%，構成了該級別區特有的自然景觀；第2～3地形起伏度級別區為丘陵區，由半自然半人工系統逐漸向自然生態系統過渡的地帶；在第4地形起伏度級別區，林地和未利用地比例分別達到0.18%以上。該級別區通常被視為山區，基本上全部屬于自然生態類型，人類活動較少。

3.4 景觀生態安全格局

3.4.1 源地確定 本研究結合綿竹市森林和水資源分布特征，篩選出面積較大空間上具有連續性的核心林地和水域作為生態保護源地。用ArcGIS 10.0提取相應圖層，保護“源”的總面積為59 965.98 hm2，占總面積的48.15%。

3.4.2 阻力面建立 相關研究表明[27-28]，地形因子導致發生水土流失的機率變化，景觀保護阻力變大；土地覆被類型與源地中景觀特征越接近，其對生態流的阻力就越小；而受人類擾動劇烈土地覆被類型，其對源地內生態流的阻力就越大。因此，本研究以地形因子和土地覆被類型作為阻力因子，各因子相對阻力分值的賦予通過專家打分獲得(表7)。

表6 研究區各土地利用類型在不同地形起伏度級別區的分布

表7 景觀生態安全格局阻力系數及其權重

利用ArcGIS 10.0空間分析中的權重疊加工具，進行不同要素阻力值的疊加分析得到研究區源地擴展的生態環境阻力值(附圖2)。據附圖2阻力表面，利用ArcGIS 10.0成本距離模型，得到最小累計阻力分布圖(附圖3)。由附圖3可知，離源地越近，阻力值越大；反之越小。

3.4.3 不同安全水平的景觀組分識別 不同安全水平的景觀生態區域劃分方法，不同學者進行了研究，也取得較好的依據成果。葉玉瑤等[29]通過阻力面中阻力等值線突變處來確定不同安全水平的阻力面的范圍和邊界；劉孝富等[27]、劉艷芳等[30]和俞孔堅[31]采用最小累積阻力方差分類及其柵格數量的關系柱狀圖的突變值進行景觀生態安全判別；王旭熙等[17]根據不同阻力等級的發展閾值，對將景觀生態阻力面分析圖進行重分類等等。本文根據不同阻力等級的發展閾值，采用自然斷點法，將研究區的景觀生態阻力面分析圖進行重分類，從而劃分出不同安全水平的景觀生態區域(附圖4)。

(1) 低安全區域。該區域閾值為0～2 400.5，由源地組成，處于維護區域生態系統平衡的核心地帶，對區域水源涵養、生物多樣性保護、水土保持等起重要作用。對于該區域應加強建設和完善生態廊道、生態節點，把這些區域劃分為生態保護的重點區域，禁止開發。

(2) 較低安全區域。該區域閾值為2 400.5～7 112.5，既是景觀安全格局中保護源地恢復或擴展的緩沖區地帶，又是核心源地之間聯系的重要通道，對于維護源地的生態穩定性具有重要作用。該區應劃分為限制開發區域，加強生態環境保護，構建生態源地保護屏障。

(3) 中等安全區域。該區域閾值為7 112.5～13 158.0，處于生態緩沖帶和人類活動區的過渡地帶，對人類的開發和干擾敏感度相對較低，具有一定的抗干擾能力。該區域劃分為適度開發區域，在不影響源地景觀穩定性的情況下，適度開發土地資源，優化土地資源配置。

(4) 高安全區域。該區閾值為13 158.0～22 670.9，對于保護“源”的擴展相對阻力較高，對于人類的開發和干擾敏感性不高，抗外界干擾能力強。把這些區域劃為優先開發區域，應協調土地利用與生態建設，形成合理的景觀布局，營造人類宜居環境。

3.4.4 土地資源開發類型及用地規劃 目前，土地資源開發類型劃分主要依據不同區域的資源環境承載能力、現有開發強度和未來發展潛力，以是否適宜或如何進行大規模高強度工業化城鎮化開發為基準。將土地資源開發類型劃分為優先開發型、適度開發型、限制開發型、禁止開發型4種類型。本文考慮到《四川省主體功能區規劃》對綿竹市發展定位和土地、環境容量輕度超載、生態重要性和脆弱性、自然災害威脅較大等特點，基于最小累積阻力模型構建最小累積阻力面，分析景觀生態安全格局，將景觀安全水平與土地資源現狀進行疊加，把研究區土地資源開發類型劃分優先開發型、適度開發型、限制開發型、禁止開發型4種類型(表8)。

表8 土地資源開發類型統計 hm2

從表8可知，處于低全水平狀態的土地資源面積總量最大，達77 791.46 hm2，占區域土地總量的62.47%，開發類型為禁止開發型；較低安全水平的土地資源面積總量為21 545.39 hm2，占區域土地總量的17.30%；中等安全水平土地資源面積達17 974.75 hm2，占區域土地總量的14.43%；高安全水平狀態的土地資源面積7 218.39 hm2，占土地資源總量的5.80%，開發類型為優先開發型。依據上述分析，提出綿竹市各類型用地規劃。

(1) 優先開發型。該類型土地資源主要分布在劍南、西南、東北、齊天、孝德等鄉、鎮，土地資源主要以耕地和建設用地為主，未利用地較少。區域發展有一定經濟基礎，資源環境承載能力較強，發展潛力較大、集聚人口和經濟的條件較好。土地利用以依托中心城區、重點鎮和主要交通干線，著力優化城鎮發展空間，加強中心城區建設，提高集聚力和輻射力，可重點進行工業化、城鎮化開發，加快重點鎮建設，促進經濟和人口集聚。

(2) 適度開發型。該類型主要位于龍門山自然生態向平原人工生態過渡地帶，土地資源以耕地和建設用地為主，未利用地較少；功能定位是區域重要水土保持、森林養育和水源涵養區域，土地利用應強化水土保持和水源涵養，加強水土流失和水源污染防治。

(3) 限制開發型。該類型位于成都平原，土地利用以耕地和建設用地為主，草地較少，人口產業密集，土壤肥沃，包括興隆、富新、什地、孝德、板橋、土門、玉泉等鄉、鎮。土地利用應以農業為主，加強高標準農田、特色蔬菜和設施蔬菜基地建設，發展優質糧、油產業經濟，實施標準化生產，重點建設優質稻、專用麥類、“雙低”油菜3大高產優質高效糧油生產基地。

(4) 禁止開發型。該類型土地資源主要分布在清平、金花和天池等鄉(鎮)，地處龍門山地震構造帶中、南段，境內分布有多條斷裂帶，屬國家、省地震局圈定的地震重點監視防御區之一。“5·12”汶川特大地震后，山區部分地域山體受到破壞，在降雨、余震誘發下，地質災害發生概率較高。土地利用禁止進行工業化、城鎮化開發，突出區域資源、生態環境等特色，加強原生態保護、地震和泥石流、滑坡等山地災害防治，以山地、森林、河流等生態系統為重點，以水源保護區、自然保護區、森林公園、地質公園和地震遺址公園為重要組成，構建以森林生態和生物多樣性保護區、沿山水土保持和水源涵養功能帶為主體，綿遠河、石亭江和馬尾河為支撐的生態空間。

4 結 論

隨著工業化、城鎮化的快速推進，經濟發展與生態環境保護之間的矛盾日益凸顯，客觀上要求對區域土地利用結構進行優化配置[32]。土地利用結構優化的實質是基于經濟、社會、生態等多目標的優化[33]。優化土地利用格局，對于區域可持續發展具有重要意義。本研究以生態用地為目標，選取地形因子和土地利用覆被狀況為阻力因子，應用最小累計阻力模型構建了綿竹市景觀生態安全格局，為區域生態安全策略選擇提供了重要參考。

土地利用變化受到氣候、人口、各種政策等多因素影響，導致土地利用的不確定性增加；有效實現區域自然與人文等因素數據的空間化，將提高模型模擬精度。長期以來，利用建立數學模型的方式進行土地利用數量結構優化，對土地利用的空間配置方面研究少[34]。近年來，國內外學者利用GIS技術和生態學理論對土地利用的空間配置方面研究，均取得很大進展[35]。本研究基于GIS空間分析方法，將景觀安全格局與土地資源現狀進行疊加分析，按照不同景觀安全水平來優化土地資源利用格局，將研究區土地資源分為優先開發、適度開發、限制開發、禁止開發等4種類型，提出各類型用地規劃。

通過最小累積阻力模型構建了研究區的景觀生態安全格局，從而可確定生態安全狀態，為區域土地資源合理開發研究提供有效的方法和手段。但是，采用最小累積阻力模型研究景觀安全格局，需要選定“源”和阻力因子并賦予其相應的權重和阻力值，而本文的指標體系和權重還存在著一定的局限性，有待于進一步研究[30,36-37]；同時，基于研究目的在景觀安全格局的構建上對于其他組分的識別尚需進行進一步的探討[30]。因此，進一步研究中可考慮增加包括土地的經濟屬性在內多阻力因子和引入數學方法改進阻力系數的賦值方式，以提高計算結果的客觀性；同時，以生態用地保護為目標，維持和提高土地生態服務功能為切入點，綜合考慮土地利用的生態、經濟等功能，結合多模型和多源空間數據進行景觀安全格局劃分和土地利用結構優化研究顯得尤為重要。

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Land Utilization of Transition Zone from Chengdu Plain and Longmen Mountains Based on Landscape Ecological Security Pattern

PENG Wenfu1,2, ZHOU Jieming1,2, XU Xinliang3, ZHAO Jingfeng1,2

(1.TheInstituteofGeographyandResourcesScience,SichuanNormalUniversity,Chengdu，Sichuan610068,China; 2.KeyLabofLandResourcesEvaluationandMonitoringinSouthwest,MinistryofEducation,SichuanNormalUniversity,Chengdu,Sichuan610068,China; 3.DataCenterforResourcesandEnvironmentalSciences,ChineseAcademyofSciences,Beijing100101,China)

[Objective] Land use was studied based on landscape ecological security pattern to provide a scientific basis for relieving the contradiction between the increasing population and limited land, and for economic development and ecological protection. [Methods] Mianzhu City of Sichuan Province which located in the transition zone from Chengdu plain and Longmen mountain was took as a case study, where the land use change and its terrain factors response were extracted and analyzed from 1995 to 2015, based on remote sensing imagery, technology of remote sensing and GIS. To achieve the goal of ecological land protection, terrain and land cover types were selected as resistance factors, the minimum cumulative resistance model was applied to landscape ecological security pattern based on GIS spatial analysis method. Upon the spatial overlay analysis of land use status and landscape ecology security patterns in Mianzhu City by GIS, land resources in different levels of landscape security were divided. [Results] Land resources of landscape security included priority, appropriate, limited, prohibited development, having acreages of 7 218.39, 17 974.75, 21 545.39, 77 791.46 hm2, respectively. The corresponding planning of land resources development and utilization was put forward based on the analysis of characteristics of each type land use in study area. The results can provide effective methods and means for regional ecological safety and reasonable development and utilization of land resources. [Conclusion] The land use planning whereon proposed by different ecological security level based on the theory of landscape ecological pattern and the corresponding method are conducive to regional ecological security protection and sustainable utilization of land resources.

landscape security pattern; minimum cumulative resistance model; land resources development; GIS

2016-08-10

2016-09-27

國家自然科學基金項目“基于LUCC擾動影響的成都平原土地生態安全維持機理”(41371125)

彭文甫(1964—),漢族(男族),四川省樂山市人,博士,副教授,主要從事土地生態安全方面的研究。E-mail:pwfzh@126.com。

周介銘(1956—),漢族(男族),四川省成都市人,教授,博士生導師,主要從事國土規劃方面的研究。E-mail:zjm@sicnu.ecu.cn。

A

1000-288X(2017)02-0065-10

F301.23