（土壤学专业论文）永春县土地利用景观生态格局时空变异研究.pdf

l ， l s p e c i a l i t y ：a g r o n o m y f i r s t c l a s sd i s c i p l i n e ：a g r i c u l t u r a lu t i l i z a t i o no fr e s o u r c e s s e c o n d d i s c i p l i n e ：s o i ls c i e n c e r e s e a r c hd i r e c t i o n ： s u s t a i n a b l eu s eo fs o i lr e s o u r c e p o s t g r a d u a t e ：s u ny a n d i r e c t o r ：p r o f n a n q it a n g s u b m i t t e d ：a p r i l ，2 0 10 独创性声明 本人声明，所呈交的学位( 毕, 1 1 9 论文，是本人在指导教师的指导下独立 完成的研究成果，并且是自己撰写的。尽我所知，除了文中作了标注和致谢 中已作了答谢的地方外，论文中不包含其他人发表或撰写过的研究成果。与 我一同对本研究做出贡献的同志，都在论文中作了明确的说明并表示了谢 意，如被查有侵犯他人知识产权的行为，由本人承担应有的责任。 学位( 毕业) 论文作者亲笔签名： 论文使用授权的说明 臼期： 本人完全了解福建农林大学有关保留、使用学位( 毕业) 论文的规定，即学校 有权送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布论文的全部或部 分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。 学位( 毕业) 论文作者亲 指导教师亲笔签名： 保密，在年后解密可适用本授权书。 口 不保密，本论文属于不保密。 口 日期： 日期： 目录 摘要i a b s 豫 c t i i i 绪。论1 l 研究意义1 2 国内外研究进展2 3 研究目标5 4 技术路线6 5 研究方法8 第一章研究基础理论1 6 1 土地区位理论1 6 2 持续利用理论1 6 3 景观生态学基本理论1 7 第二章研究区概况2 0 1 自然地理状况2 0 2 生态环境现状2 3 3 社会发展状况2 5 第三章永春县土地利用景观格局演变分析2 7 l1 9 9 6 - 2 0 0 5 年永春县土地景观格局演变分析2 7 2 基于土地利用总体规划的远景土地景观格局分析3 7 3 三个时期景观水平上的景观格局变化分析4 2 第四章土地利用景观格局区域差异分析4 5 1 土地利用景观类型空间变化的区域差异分析4 5 2 土地利用景观类型数量变化的区域差异分析5 1 3 各乡镇土地利用景观格局的区域差异分析5 4 第五章永春县土地利用生态敏感性评价及分区5 9 1 永春县2 0 0 5 年土地生态敏感性评价5 9 2 永春县2 0 0 5 年景观生态功能分区6 8 3 基于土地利用总体规划的远景土地利用综合分区7 5 4 基于景观生态功能分区的土地利用规划综合分区评价7 8 第六章永春县土地利用景观格局优化措施及规划建议8 0 1 实行分区管理8 0 2 加强土地规划，优化城镇生态环境8 0 3 建立城乡一体的土地利用景观格局8 0 4 坚持土地、社会、生态协调发展8 0 第七章结论与展望8 2 1 研究结论8 2 2 研究展望8 3 参考文献8 4 附图9 2 致谢j 9 5 体规划对土地资源合理利用的调控作用日益明显。土地利用总体规划强调资源、 社会、生态效益的统一，强调土地资源的可持续利用，成为许多学者研究的热点 问题，但目前的研究主要集中在土地利用规划对土地资源的分配、利用和预测方 面，关于土地利用总体规划下的景观生态学研究尚少见报道。景观空间格局研究 是景观生态学研究的核心之一，评价土地利用总体规划的实施对景观格局的演变 和生态过程的影响可为土地利用总体规划的编制提供一种新的思路。 本研究以福建省具有典型代表性的沿海山区县永春县为研究区域，以景观生 态学理论依据，以土地利用现状图和规划图为基础，在g i s 技术支持下，生成不 同时段的土地利用景观分类图，选取景观指数并利用f r a g s t a t s 软件计算结果，对 永春县景观格局的演变进行了研究。结合土地生态敏感性进行评价和聚类分析， 提出永春县景观生态功能分区，并以此评价作为2 0 0 5 - - 2 0 2 0 年土地利用总体规 划宏观控制的土地利用综合分区的合理性，最后对永春县景观格局优化和规划修 编提出建议。本研究主要结论如下： l 、永春县景观总体格局以耕地、园地、林地等自然和农业利用景观类型为 主，水域、建设用地、采矿用地以小斑块镶嵌；各景观类型的聚集程度均较高， 景观中各斑块在空间上的分布表现出非均衡化；景观多样性较好，异质性程度较 高；林地作为永春县的基质景观，对整个景观格局的生态状况起控制作用。 2 、就景观类型水平而言，面积最大的景观类型是林地，面积最小的景观类 型是采矿用地；耕地、园地在整个景观中占优势；建设用地斑块数量最多，由于 受到人类活动的干扰而散布在研究区内；林地景观由于斑块面积较大且作为研究 区的基质，破碎化程度相对较低。 3 、1 9 9 6 2 0 0 5 年各景观类型构成变化明显。景观总斑块数增幅较大，以建设 用地景观斑块数增加最多；农业利用景观面积均有所减少、建设用地景观面积增 幅较大，其余景观类型略有变化。斑块趋于分散，聚集程度降低，斑块形状趋于 简单，景观多样性增加，破碎程度加深，均匀度指数升高，景观优势度降低。 4 、基于2 0 2 0 年土地利用总体规划的预期土地景观格局与2 0 0 5 年相比，自 然景观变化缓慢，坡地农业利用和建设用地景观变化显著，规划的园地面积和建 设用地面积大幅增加，斑块数量有所减少，其他几种斑块类型受人为干扰较小， 福建农林大学硕士论文 永春县土地利用景观生态格局时空变异研究 变化不明显，各斑块形状趋于规则。从景观水平指数看，2 0 2 0 年景观破碎程度 稍有下降，景观结构在多样性方面维持较好，景观多样性指数和均匀度指数略有 上升，景观异质性下降，整个景观格局呈现出均质化的趋势，反映本轮土地利用 总体规划具有较好的科学性和合理性。 5 、以行政区域为研究尺度，利用土地利用相对变化率分析各景观类型的空 间分布变化，并从数量变化及景观格局指数变化方面分析土地利用景观格局的时 空变化规律，可为景观生态分区和土地利用分区提供划分依据。 6 、建立可概括永春县土地利用景观格局特征的景观格局指标体系，利用聚 类分析法划分聚类分区，结合土地生态敏感性评价结果进行景观生态功能分区， 分析对比基于土地利用总体规划的2 0 2 0 年土地利用综合分区表明土地利用综合 分区具有较高的合理性，表明基于土地景观格局的分区可作为土地利用总体规划 优化土地利用布局的重要依据。 关键词：土地利用；景观格局演变；土地利用分区；永春县 l i a b s t r a c t a l o n gw i t ht h ef a s td e v e l o p m e n to fs o c i a le c o n o m y ，s u s t a i n a b l eu t i l i z a t i o no f l a n dr e s o u r c e sh a v eb e e n i n gs t r e s s ，t h er e g u l a t o r ye f f e c to fg e n e r a ll a n du s ep l a n n i n g t or e a s o n a b l eu t i l i z a t i o no fl a n dr e s o u r c eb e c o m e si n c r e a s i n g l yo b v i o u s g e n e r a ll a n d u s ep l a n n i n ge m p h a s i z e st h eu n i t yo fr e s o u r c e s ，s o c i e t y , e c o l o g i c a lb e n e f i t sa n d s u s t a i n a b l eu t i l i z a t i o no fl a n dr e s o u r c e sa n db e c o m e st h e h o ti s s u e sf o rm a n ys c h o l a r s t or e s e a r c h ，b u tt h ep r e s e n tr e s e a r c hm a i n l yc o n c e n t r a t e do nt h ea s p e c to ft h e d i s t r i b u t i o no fl a n dr e s o u r c e s ，u t i l i z a t i o na n dp r e d i c t i o nf o rg e n e r a ll a n du s ep l a n n i n g ， l a n d s c a p ee c o l o g yu n d e rg e n e r a ll a n du s ep l a n n i n gw a saf e wr e p o r t e d l a n d s c a p e s p a c ep a t t e r ns t u d y i so n eo fc o r e so fl a n d s c a p ee c o l o g y , e v a l u a t e dl a n d s c a p ep a t t e r n c h a n g ea n dt h ee f f e c to fe c o l o g i c a lp r o c e s so fl a n du s ep l a n n i n gi m p l e m e n t a t i o nc a n p r o v i d ea n e w w a yo f l a n du s ep l a nm a k i n g y o n g c h u nc o u n t y h a st y p i c a lr e p r e s e n t a t i v e n e s si nt h ec o a s t a lm o u n t a i n o u s c o u n t yi nf u j i a np r o v i n c e ，t h es t u d yc h o o s e dy o n g c h u nf o rt h e r e s e a r c ht a r g e t ，b a s e d o nl a n d - u s em a p ，p l a n n i n gm a pa n dl a n d s c a p ee c o l o g yt h e o r y , u s i n gg i st e c h n o l o g y g e n e r a t i n gl a n du s el a n d s c a p ec l a s s i f i c a t i o nm a p f o rd i f f e r e n tt i m e s ，c h o o s el a n d s c a p e i n d e x e sa n du s ef r a g s t a t st oc a l c u l a t e ，a n a l y s i st h el a n d s c a p ep a t t e mc h a n g ei n y o n g c h u nc o u n t y b a s e do nt h es e n s i t i v i t yo fe c o l o g i c a le n v i r o n m e n te v a l u a t i o na n d c l u s t e r i n gp a r t i t i o ni n2 0 0 5 ，p u tf o r w a r dl a n d s c a p ee c o l o g i c a lf u n c t i o nd i s t r i c ti n2 0 0 5 i n y o n g c h u n t oe v a l u a t er a t i o n a l i t yo fc o m p r e h e n s i v er e g i o n a l i z a t i o no fl a n d u t i l i z a t i o ni n2 0 2 0 ，m a k es u g g e s t i o n sf o rl a n d s c a p ep a t t e mo p t i m i z a t i o na n dp l a n n i n g r e v i s i o ni nt h ee n d t h er e s u l t ss h o w e dt h a t ： 1 t h ew h o l el a n d s c a p ep a t t e r nm a i n l yc o n t r o l e db yt h en a t u r a la n da g r i c u l t u r a l u t i l i z a t i o nl a n d s c a p et y p e s ，s u c ha sf a r m l a n d ，g a r d e nl a n d ，w o o d l a n d ；w a t e r s ， c o n s t r u c t i o nl a n da n dm i n i n ga r e aw a si n l a y i n gw i t hl o wp a t c h e s ；e a c ht y p eo f l a n d s c a p eh a v eh i g hc o n t a g i ni n d e x ，l a n d s c a p ei n t h es p a t i a ld i s t r i b u t i o ns h o w i n g i n e q u a l i z a t i o n ；l a n d s c a p eh a sh i g hd i v e r s i t y , h i g hh e t e r o g e n e i t y ；f o r e s tl a n d s c a p eh a v e b e e nm a t r i xo ft h eh o l i s t i cl a n d s c a p e ，c o n t r o le c o l o g yp r o c e s s e so fw h o l el a n d s c a p e 2 o nt h el a n d s c a p el e v e l ，t h el a r g e s tl a n d s c a p ei sf o r e s tl a n d s c a p e ，t h es m a l l e s ti s m i n i n ga r e a ；f a r m l a n d ，g a r d e nl a n dh a v eh i g he v e n n e s si nl a n d s c a p e ；c o n s t r u c t i o n i i i l a n dh a st h em o s tp a t c hn u m b e r , s c a t t e r e di nt h e s t u d ya r e ab e c a u s eo ft h ei n t e r f e r e n c e o fh u m a n a c t i v i t i e s ；f o r e s tl a n d s c a p eh a sl o wl a n d s c a p ef r a g m e n t a t i o nb e c a u s eo ft h e m a t r i xa n d b i ga r e ao fp a t c h e s 3 l a n d s c a p et y p ec o m p o s i t i o nc h a n g e do b v i o u s l yf r o m19 9 6t o2 0 0 5 l a n d s c a p e p a t c hn u m b e r si n c r e a s i n gg r e a t e r , c o n s t r u c t i o nl a n di n c r e a s i n gm o s t ；a l lt h en a t u r a l a n d a g r i c u l t u r a lu t i l i z a t i o n l a n d s c a p et y p e sd e c r e a s e d ，c o n s t r u c t i o n l a n da r e a i n c r e a s i n gg r e a t e r , o t h e r sal i t t l ec h a n g e p a t c hb e c o m e sd i s p e r s e d ，a g g r e g a t i o nd e g r e e d e c l i n e ，p a t c hs h a p eb e c o m e ss i m p l e ，l a n d s c a p ed i v e r s i t y , l a n d s c a p ef r a g m e n t a t i o n d e g r e eo fh o l i s t i cl a n d s c a p ea n de v e n n e s si n d e xi n c r e a s e d ，l a n d s c a p ed o m i n a n c eg e t l o w e r 4 c o m p a r e dg e n e r a ll a n du s ep l a n n i n gw i t hl a n d s c a p ep a t t e r nb y2 0 0 5a n d2 0 2 0 ， n a t u r el a n d s c a p ec h a n g es l o w l ya n ds l o p i n gl a n da g r i c u l t u r a lu t i l i z a t i o n ，c o n s t r u c t i o n l a n dc h a n g e do b v i o u s l y , g r a d e na r e aa n dc o n s t r u c t i o nl a n da r e ai n c r e a s e d g r e a t l y ， p a t c hn u m b e r sd e c l i n e d ，o t h e r sb ed i s t u r b e dr e l a t i v e l ys m a l lc h a n g e s o f t l y , p a t c h s h a p eb e c o m e sr e g u l a r o nl a n d s c a p el e v e l ，l a n d s c a p ef r a g m e n t a t i o ni sd e c r e a s i n g ， w h i l et h ed i v e r s i t ya n de v e n n e s sa r er i s i n g ，h e t e r o g e n e i t yi s d e c r e a s i n g ，t h ew h o l e l a n d s c a p eb e c o m e sh o m o g e n i z e dr e f l e c tt h i sg e n e r a ll a n du s ep l a n n i n gh a sh i g h e r s c i e n t i f i c i t ya n dr a t i o n a l i t y 5 a c c o r d i n gt oa d m i n i s t r a t i v er e g i o nf o rr e s e a r c hs c a l e ，u s i n gr e l a t i v ec h a n g e r a t eo nl a n d s c a p et y p eo fl a n du s ea n a l y s i so ft h ec h a n g e si nt h es p a t i a ld i s t r i b u t i o no f l a n d s c a p et y p e s ，a n da n a l y z et h er u l eo fs p a t i a l - t e m p o r a lv a r i a b i l i t yo fl a n d s c a p e p a t t e r nf r o mq u a n t i t ya n dl a n d s c a p ep a t t e mi n d e xc h a n g et op r o v i d ep a r t i t i o n i n g s t a n d a r d so f l a n d s c a p ee c o l o g i c a ld i v i s i o na n dl a n d - u s er e g i o n a l i z a t i o n 6 e s t a b l i s h e dl a n d s c a p ep a t t e r ni n d e xs y s t e mw h i c hc a l ls u m m a r i z e dl a n d s c a p e p a t t e r nc h a r a c t e r i s t i c sa sy o n g c h u nc o u n t y , u s i n gc l u s t e ra n a l y s i sm e t h o dt od i v i d e c l u s t e r i n gp a r t i t i o n ，c o m b i n e dt h er e s u l t so fe c o e n v i r o n m e n ts e n s i t i v i t ye s t i m a t i o nt o d i v i d el a n d s c a p ee c o l o g i c a lf u n c t i o nd i s t r i c t ，a n a l y s i sa n dc o m p a r i s o nc o m p r e h e n s i v e r e g i o n a l i z a t i o no fl a n du t i l i z a t i o nu p o ng e n e r a ll a n du s ep l a n n i n gi n2 0 2 0 ，f o u n d i n g t h a tc o m p r e h e n s i v er e g i o n a l i z a t i o no fl a n du t i l i z a t i o nh a s h i g h e rs c i e n t i f i c i t y , t h e r e s u l t ss h o wt h a tt h ep a r t i t i o nu p o nl a n d s c a p ep a t t e r no fl a n d u s ea n do p t i m i z a t i o n i v 福建农林大学硕士论文 永春县土地利用景观生态格局时窄变异研究 c a nb ea sa ni m p o r t a n tb a s i so fl a n du s ep l a n n i n go p t i m i z e dl a y o u to fl a n du t i l i z a t i o n k e y w o r d s ：l a n du s e ；l a n d s c a p ep a n e mc h a n g e ；l a n d - u s er e g i o n a l i z a t i o n ； y o n g c h u nc o u n t y v 福建农林大学硕士论文 永春县土地利用景观生态格局时空变异研究 福建农林大学硕士论文永春县土地利用景观生态格局时宅变异研究 绪论 1 研究意义 1 9 7 5 年，联合国发表的土地评价纲要对土地的定义是：“地球表面的一 个特定地区，其特性包含着此地面以上和以下垂直的生物圈中一切比较稳定或周 期循环的要素，如大气、土壤、水文、动植物密度，人类过去和现在活动及相互 作用的结果，对人类和将来的土地利用都会产生深远影响。”土地作为人类活动 的载体，在“人口一资源一环境一发展( p r e d ) ”复合系统中起着举足轻重的作用。 土地利用是人类根据土地的自然特点，按一定的经济、社会目的，采取一系列生 物、技术手段，对土地进行的长期性或周期性的经营管理和治理改造活动。这既 是一个把土地的自然生态系统变为人工生态系统的过程，也是一个自然、经济、 社会诸因素综合作用的复杂过程。土地利用的方式、程度、结构及地域分布和效 益，既受自然条件( 如光能、热量、水分、地形、土壤等) 影响，更受各种社会、 经济、技术条件( 如开发历史、生产方式、技术装备、投入水平、土地经营管理 水平及国民经济发展需要等) 影响。 当前日益加剧的人口一资源一环境问题引起了世界各国政府和学术界的广泛 关注。自1 9 9 5 年“国际地圈与生物圈计划( i g b p ) ”和“全球环境变化的人文领 域计划( h d p ) ”两大组织联合提出“土地利用土地覆盖变化科学研究计划 以 来，土地利用覆盖变化研究已经成为全球环境变化研究的重要组成部分。土地 利用覆盖变化是人类与地球环境进行物质、能量交互作用的重要表现，发生于 任何时空尺度n 嘲，它不仅影响陆地生态系统的地理分布格局及其生产力，客观 反映人类改变地球生物化学循环、生态系统的结构与功能、产品与服务的供应， 而且还再现了陆地表面的时空变化过程睁钔。 从景观生态学的角度分析土地利用覆盖变化是近年来土地利用覆盖变化 研究的新热点。t u r n e r 等认为实现区域的可持续发展，景观是最适宜于进行规 划和管理的尺度空间嘲。景观动态变化对区域生态环境的影响极为深刻。景观动 态变化的结果不仅改变了景观的空问结构，影响景观中能量分配和物质循环，也 决定了资源和物理环境的分布形式和组合，制约着各种景观生态过程，从而影响 着人类的生存和社会的发展。因此，对局部景观格局的研究有助于全球尺度以及 区域尺度生态环境变化的研究。 县级行政区域内的景观属于一种自然一社会一经济复合生态系统，兼具经济、 福建农林大学硕士论文 永春县土地利用景观生态格局时空变异研究 生态和文化价值。一个健康安全的景观格局既能充分发挥其经济生产潜力，又符 合自然生态环境发展的组织原则，可成为有序、健康发展的宜人环境。但是，不 合理的土地利用导致了众多问题的出现，如：生态环境恶化、生物多样性减少、 洪水灾害和沙漠化的频繁发生等，严重破坏了景观格局的多样性和稳定性，这与 景观格局的变化是密切相关。为了维持可持续发展和区域生态安全，必须进行土 地利用方式重新调整和景观格局的优化，以维持景观的多样性和稳定性。 我国从上世纪8 0 年代起，掀起了土地利用规划热潮。经过几十年的规划实 践，逐步形成了具有中国特色社会主义的土地利用规划理论体系。胡锦涛主席在 党的十七大明确指出，要深入贯彻落实科学发展观，建设资源节约型、环境友好 型社会，实现经济发展与人口资源环境相协调。新一轮土地利用规划编制工作正 是根据党的十七大报告对国土资源工作提出的新任务、新要求开展的，此次规划 编制工作树立了区域协调发展与可持续发展的理念，加强了区域空间结构与宏观 经济分析，更加注重规划的区域性、社会化、市场化、动态性和实用性。景观格 局由于决定着资源与环境的分布方式和组合，制约着各种景观生态过程，从而通 过对它们进行判断和评价，可以设计出与区域自然条件相协作的生产方式和生态 结构，进而提出生态系统管理的途径和措施。这与新一轮的土地利用规划有异曲 同工、相辅相成之处。因此，利用土地利用景观格局来评价土地利用规划的合理 性，能为土地利用规划编制提供一种新的思路和方法。 永春县位于福建省东南沿海泉州市西北部山区，生态状况良好，森林覆盖率 高，具有典型的山地型土地利用特征和景观格局特征。永春县经济社会处于快速 发展阶段，其发展特征和生态屏障作用在福建省东南沿海区域具有典型的代表性 和重要性。在新一轮土地利用规划修编工作中，如何正确处理好土地利用与生态 环境的关系，关系到区域经济、社会和生态环境的和谐发展。运用地理信息系统 等高新技术研究该县土地利用变化的时空格局，选取土地利用景观格局指数，分 析景观格局特征，为土地利用规划的编制和土地利用方式的选择提供科学依据 “具有理论与实际价值”。 2 国内外研究进展 2 1 国外研究状况 1 9 3 9 年德国的地植物学家特罗尔提出“景观生态学”一词，他用这个词表 述一个地区不同地域单元的自然生物综合体的相互关系。特罗尔提出景观生 2 态学概念以后，由于第二次世界大战的爆发，景观生态学研究处于停顿状态。二 战以后，由于全球性的人口、粮食、环境问题的出现引起了社会各界和各国政府 的关注，许多国家都开展了土地资源的调查、研究和开发利用，从而出现了以土 地为主要研究对象的景观生态学的热潮。1 9 6 8 年，德国举行了本国“第一次景 观生态学国际学术讨论会，同时在本国的一些主要大学设立了景观生态学及有 关领域的专门讲座，这些工作对景观生态学的发展起了很大的推动作用。同一时 期内，捷克科学院设立了景观生态学研究所，而r u z i c k a 倡导的“景观生态规划” 已形成了自己的一套完整方法体系，在区域经济规划和国土规划中发挥了巨大作 用。 2 0 世纪8 0 年代以后，景观生态学研究有了长足的发展。1 9 8 1 年在荷兰举行 了第一届国际景观生态学大会，1 9 8 2 年正式成立了国际景观生态学协会( i a l e ) 。 i a l e 成立以后，有力地促进了景观生态学的发展，参与这一领域研究的国家和 人员不断增加，国际学术活动频繁，相关论文、著作大量涌现【1 3 】。其中较具代表 性的有：n a v e h 和l i e b e r m a n 景观生态学：理论与应用，该书是景观生态学领 域的第一部教科书；f o r m a n 和g o d r o n 的景观生态学集中体现了当时北美景 观学派的研究成果。1 9 8 4 年丹麦举行了景观生态研究与规划中的方法论专 题会议，确立了国际景观生态学联合会的l o 个工作组。1 9 8 7 年德国举行了景 观生态中联系性问题专题会议，讨论景观生态中的边缘地带问题、边缘效应、 营养流动和物质循环等。8 0 年代后期景观生态学逐步成为世界上资源、环境、 生态方面的热点。 进入9 0 年代后，景观生态学的研究进入了一个蓬勃发展的时期，一方面研 究的全球普及化得到提高，另一方面，该领域的学术专著数量空前1 17 1 。据肖笃宁 统计，从1 9 9 0 到1 9 9 6 年的短短7 年内，景观生态学外文专著达1 2 本之多( 国 际景观生态学会中国分会通讯，1 9 9 6 ，1 ) 。其中影响较大的有：z o n n v e l d 与 f o r m m a n 共同主编的变化着的景观一生态学透视，反映了景观生态学研究的 时代水平。t u r n e r 和g a r d n e r 主编的景观生态学中的数量化方法集中介绍了 景观生态学的定量化研究成果。f o r m a n 的土地镶嵌景观与区域生态学在总 结了现代景观生态学的最新研究进展的基础上，系统地论述了景观生态学在土地 规划与管理方面的应用1 1 8 】。 从2 0 世纪9 0 年代中期以来的1 0 余年间，以景观生态学为主题的s c i 论文 3 福建农林大学硕士论文永春县土地利用景观生态格局时空变异研究 发表数不断增长，从1 9 9 6 到2 0 0 7 的1 2 年共有文章3 1 6 4 篇，来源于以l a n d s c a p e e c o l o g y 、l a n d s c a p ea n du r b a np l a n n i n g 、b i o l o g i c a lc o n s e r v a t i o n 、e c o l o g y 、 f o r e s te c o l o g ya n dm a n a g e m e n t 、e c o l o g i c a lap p li c a t i o n s 、e c o l o g i c a l m o d e l l i n g 、j o u r n a lo fb i o g e o g r a p h y 、e k o l o g i a 、o i k o s 为首的4 0 0 余种期刊， 这前位源期刊刊发量约占总数的3 1 啮3 ，足以证明景观生态学理论、方法和应用 的广泛性和越来越高的认知度拉引。从研究内容上看，景观生态评价、规划和模拟 一直占居主导地位，其次是景观格局、生态过程和尺度，景观生态保护与生态恢 复。这3 部分内容占到了文献总量的9 0 以上。 从9 0 年代末到现在，随着“3 s 技术的发展与日益普及，以及现代学科交 叉、融合的发展态势，景观生态学的研究在国际上呈现迅猛发展趋势，并在各行 各业的宏观研究领域中以前所未有的速度得到接受和普及。 2 - 2 国内研究状况 我国景观生态学研究虽起步较晚，但发展迅速。自2 0 世纪8 0 年代初开始介 绍景观生态学的概念理论和方法以来，我国地理学、生态学、林学、农学等领域 的研究人员对景观生态学给予了极大的关注。2 0 0 7 年1 1 月，由国际景观生态学 协会中国分会发起，多家单位共同主办和承办的第五届全国景观生态学学术研讨 会在北京成功举办，从景观格局变化机制与效应、景观生态评价与规划、生物多 样性保护与生态恢复以及景观生态学的理论与方法4 个方面就全球化背景下的 中国景观生态学发展进行了充分交流。景观生态学的综合整体思想逐渐被多数人 接受，给景观生态学发展提供了广阔的天地。 以1 9 8 8 年在沈阳成功地召开“第一届全国景观生态学术讨论会 为标志， 我国十几年来景观生态学的发展可分为两个阶段： ( 1 ) 景观生态学概念、理论、方法的引进、介绍阶段： 1 9 8 1 年黄锡畴和刘安国首次在我国的地理学上分别发表了德意志联 邦共和国生态环境现状和保护和捷克斯洛伐克的景观生态学研究；1 9 8 4 年 黄锡畴等在地理学报上发表了国内景观生态学方面的第一篇研究报告长白 山高山苔原的景观生态学分析 1 4 1 。之后一些学者从不同角度对景观生态的的理 论、概念和发展状况进行评价，如对国外森林景观生态研究实例的报道【1 5 】，对景 观及景观生态学概念的剖析等 1 6 , 1 9 1 。1 9 8 6 年地理学报第1 期发表了景贵和 的土地生态评价与土地生态设计，这是国内景观生态规划与设计的第一篇文 4 福建农林大学硕士论文永春县土地利用景观生态格局时空变异研究 献啪1 ；1 9 8 8 年生态学杂志第4 、6 期分别发表了金维根的土地资源研究与 景观生态学和肖笃宁等的景观生态学的发展与应用；景观生态学理论的发 展在我国日趋成熟。 ( 2 ) 景观生态学理论的研究实践阶段 我国开展景观生态学的应用研究真正开始于2 0 世纪9 0 年代，其标志是肖笃 宁【2 1 1 发表的沈阳西郊景观结构变化的研究。经过近2 0 年的发展，我国学者在 景观生态学的许多研究领域都开展了广泛和深入的研究，取得了不少研究成果， 并呈现出良好的发展势头。据不完全统计，1 9 9 0 2 0 0 9 年间发表论文1 6 0 0 0 余篇， 谢志霄掣2 2 1 、肖笃宁等【2 7 1 、对沈阳市东陵区从1 9 5 9 年至1 9 8 8 年3 0 年间景观格 局变化、土地利用格局的变化趋势、土地生产力的现状与生产潜力等进行了分析， 并建立了景观动态预测模型【2 2 之4 】；傅伯烈2 8 】贝0 以陕北米脂县泉家沟流域为研究对 象，首次进行了农业景观的格局研究；曾辉等f 2 9 1 利用信息熵法和空隙度指数法对 我国改革开放的前沿地区珠江三角洲东部常平地区的景观异质性进行了研 究。曾辉等【2 3 1 通过构造人为影响指数，并运用网格采样法和地统计学分析方法对 人工改造活动的空间特征进行了成因分析【3 0 】；张金屯等3 1 1 通过设置1 4 0 k m 长的 生态样带，探讨“城区一郊区一农业”的环境变化，这种“生态样带 的研究方 法对于今后开展城乡交错带、农林牧交错带及水陆交错带的研究具有启发作用。 目前我国景观生态学研究受北美学派的影响很大，研究主要集中在对景观结构、 功能、动态变化的研究方面。 3 研究目标 本研究应用g i s 技术手段和数学分析方法，基于景观生态学、环境科学和土 地科学的相关理论和方法，以永春县土地利用景观格局的演变为切入点，探讨景 观格局演变与土地利用之间的相关关系。主要研究目标包括： ( 1 ) 分析土地利用景观格局的演变规律； ( 2 ) 探索土地利用景观格局的区域差异； ( 3 ) 划分基于生态敏感性的景观功能分区； ( 4 ) 评价土地利用分区的合理性； ( 5 ) 提出景观格局的优化措施及规划建议。 5 福建农林大学硕士论文永春县士地利用景观生态格局时宅变异研究 4 技术路线 首先收集永春县1 9 9 6 、2 0 0 5 年土地利用现状图、2 0 2 0 年土地利用总体规划 图等图件资料及社会经济资料，运用g i s 软件对图件进行处理并结合永春县实际 情况进行土地利用景观重分类，通过f a r g s t a t s 3 3 景观空间格局分析软件，计 算景观格局指数，分析1 9 9 6 年、2 0 0 5 年、2 0 2 0 年三个时段的景观格局动态变化 并通过分析各景观类型的数量、空间分布状况，找出各景观类型分布的区域差异。 选择适宜的生态敏感性因子，对永春县现状土地利用进行生态敏感性评价， 并在此基础上划分土地利用生态敏感区。运用d p s 软件对2 0 0 5 年景观格局指标 聚类分析，制作聚类分区图，根据生态环境敏感性综合评价与聚类分区结果划分 2 0 0 5 年景观生态功能区并做2 0 2 0 年土地利用综合区评价，以分析土地利用总体 规划的合理性。 技术路线图如下： 6 图1 技术路线 f i g 1 f l o wc h a r to f t e c h n i q u e 7 福建农林大学硕士论文 永春县土地利用景观生态格局时字变异研究 5 研究方法 5 1 景观指数的选取及其生态学意义 近年来，越来越多的学者开始研究景观空间特征的量度及其指标体系的建 立，由此也产生了很多景观格局评价指标。应用这些指数定量地描述景观格局， 可以对不同景观类型进行比较，研究它们结构、功能和过程的异同。由于斑块水 平指数对于了解整个景观的结构并不具有很大的解释价值，往往只作为计算其它 景观指数的基础( 邬建国，2 0 0 0 ) ，因此本研究只从斑块类型水平和景观水平两 个层次进行分析。 值得一提的是景观指数会随着空间幅度和粒度的变化而变化，因此在使用这 些景观指数时必须明确研究尺度。根据余勇【1 1 】等人的研究，本研究在借助 f r a g s t a s t 3 3 软件( 栅格板) 计算景观指数时，考虑硬件支持程度，全县区域设置 栅格大小为3 0 m 3 0 m ，各乡镇设置栅格大小为l o m xl o m 。 本研究根据景观指标生态学意义，选取能够表征区域景观生态空间格局状况 及反映区域生态环境最主要特征的景观指