（农业资源利用专业论文）局地土地利用变化及景观格局研究——以重庆市沙坪坝区为例.pdf

摘要 局地土地利用变化及景观格局研究 以重庆市沙坪坝区为例 农业资源利用专业博士研究生王成 指导教师魏朝富研究员 谢德体教授 摘要 土地利用变化作为全球变化的主要动因，目前已受到全球变化研究的广泛关注。自1 9 9 5 “国际 地圈与生物圈计划( i g b p ) ”和“全球环境变化人文因素计划( m d p ) ”联合提出“土地利用、土地 覆盖变化计划( l u c c ) ”后，该项研究步入了系统有序的研究阶段，并取得了大量的科研成果。但 随着研究的日益深入，科学家们愈来愈多的认识到，要全面、深入地了解地球系统的过去、现在和 未来，就必须更好地理解区域或者兼具全球意义和区域特色的局地，开展区域或者局地土地利用变 化研究已逐渐成为该研究领域的新热点。局地作为响应区域和全球变化的主要场所，人类土地利用 活动对其生态系统的干扰不仅影响到区域陆地生态系统的种群动态等诸多方面，而且还影响到区域 大气中温室气体的含量。可见，在人类活动所导致的生态环境问题中，人类土地利用活动对局地陆 地生态系统的干扰已不是一般的干扰因子，而是起着决定性作用的关键因子。目前正陆续开展一些 有关区域土地利用变化的研究项目。这些研究主要集中在热带雨林区、黄土丘壑区、喀斯特地区、 经济发达区。但选择兼具全球意义和区域特色的局地进行土地利用变化的研究更少，其主要集中于 集约化农区、珠江三角洲和苏锡常经济发达区，很少涉及我国西部生态脆弱区重庆市作为西部经 济建设与发展的中心，快速工业化与城市化一方面加快了农用地与建设用地间交换的频率与广度， 另一方面也促使了劳动力在各产业间的流动，特别是农村劳动力向第二、第三产业的流动，土地利 用方式与管理实践的改变也将大大加快土地利用类型间的转换。本研究以重庆市沙坪坝区这一局地 为研究区，采用土地利用现状数据库( 图形库，比例尺：1 ：1 0 0 0 0 、属性库、变更库) 并结合调查 资料与实测数据，运用g i s 手段，结合景观格局指数、景观特定组分转移贡献率、生态服务价值和 土地经济系数等方法，对沙坪坝区土地利用变化特征、景观格局特征及其生态响应过程进行剖析， 并对研究区未来生态服务功能状态进行预测。结果表明： ( 1 ) 浅丘地貌区是重庆市沙坪坝区人类土地利用干扰最主要的活动区。研究区由浅丘、中丘和 低山三种地貌类型构成，浅丘地貌占绝对优势，占整个研究区面积的5 6 6 3 浅丘地貌区以耕地景 观为本底，其他景观镶嵌于这一本底中。耕地面积( 耕地中以早地和水田为主) 占本地貌区面积的9 7 o o 和占研究区面积的4 4 5 9 ，受人类土地利用影响与干扰大，景观破碎化程度高，自身生态系统的 眄南大学博+ 学位论文 稳定性和抗胁迫能力较差，是未来十地利用类型间的转换与生态环境变化的敏感区；中丘地貌区内 土地利用类型多样，景观类型的本底不明显，各景观要素斑块相互镶嵌，斑块间形状差异明显、相 似性差，斑块核心面积较小，斑块边界具有较大的曲折性，景观要素间相互影响明显，物质、能量 和信息二者间的交换较复杂；低山地貌区以林地分布为主，林地占本地貌区的5 1 4 7 ，其景观要素 斑块几何形状较复杂、规律性差，斑块间的相似程度低，斑块边界曲折化。由于受人类士地利用活 动干扰逐渐减弱，正逐步向原生态状态过渡；廊道对景观生态系统中生态流的作用至关重要。它不 仅影响着十地利用类型的分布，而且还是分割景观，造成景观破碎化程度加深的动因。研究区的廊 道类型主要有水系、公路与农村道路。廊道密度指数计算结果显示，浅丘( 2 2 5 4 2 3 ) 中丘( 1 9 3 2 8 1 ) 低山( 8 2 3 5 4 ) ，表明浅丘地貌区破碎化程度最高，远远超过其他2 种地貌类型，中丘地貌区间于 浅丘地貌区和低山地貌区之间，低山地貌区最低。 ( 2 ) 耕地景观是重庆市沙坪坝区人类土地利用活动最主要的干扰景观类型，人类对其干扰活动 受坡度影响明显，各景观要素在各坡度级内分布不同，受人类土地利用干扰程度各异。耕地景观类 型主要分布于0 0 - 2 0 和2 。舻坡度级内，以冬水田景观要素与一般旱地景观要素为主，其他景观要素 以镶嵌体形式镶嵌于这两景观要素中，具有高度的异质性。冬水田景观要素接近于水田景观本底， 其形状较规整，其斑块面积的离散程度较高。通过梁滩河5 0m 、1 0 0m 、2 5 0m 和5 0 0i n 的缓冲区分 析发现，冬水田景观要素斑块的分布与河流缓冲区的距离关系紧密，其斑块个数、要素面积随缓冲 区距离的增大而增加，且绝大部分斑块分布在5 0 0m 的缓冲区内：一般旱地景观要素斑块大小分布 不均匀、边界曲线较平滑。2 0 - 6 0 坡度级内耕地景观要素是人类土地利用干扰耕地景观要素( 特别是 菜地) 主要活动区，而1 5 0 - 2 5 。与 2 5 。两坡度内的耕地景观要素人类土地利用干扰强度却相对较低。 由此可见，2 0 - 6 0 坡度级内的耕地景观要素是研究区实现耕地可持续利用关键区，1 5 。- 2 5 。和 2 5 。坡度 级内耕地景观要素由于受人类土地利用活动干扰减弱。正逐步向自然生态过渡，有利于研究区的生 态环境的改善。冬水田景观要素斑块主要集中于2 。- 6 。坡度级，人类土地利用干扰最为强烈；两季田 景观要素斑块主要分布于2 0 _ 6 0 坡度级内。但o 。2 。坡度级内斑块分布最均匀，人类对两季田景观要 素的土地利用干扰主要集中于2 0 - 6 0 坡度级；望天冬水田景观要素斑块在各坡度级内分布差异不明 显，斑块形状较复杂，斑块边缘趋于平滑化，人类土地利用干扰相对较低；一般旱地景观要素在各 坡度级内均有分布，主要集中于2 。- 6 0 、6 0 一1 5 。和1 5 0 2 5 。坡度级内，总体而言。各坡度级内的一般早 地要素斑块其形状较复杂、边缘曲线较平滑，人类土地利用干扰程度较低。土地利用程度不高；间 作果术旱地景观要素斑块主要分布于1 5 a 2 5 0 、 2 5 0 两坡度级内，斑块有效面积相当小，人类土地 利用干扰强度最低。正逐步向其间作或者套作的果木所属的园地过渡。 ( 3 ) 土地利用模式对紫色土肥力影响差异大，其土地经济系数响应明显，土壤的保肥供肥能力 越强，土地经济系数越丈。土地利用模式对紫色土壤肥力变化影响不同，合理土地利用模式不会导 致土壤肥力退化，造成耕地质量下降。粮、经、菜间、套土地利用模式( f e v ) 菜、经、菜间、 套土地利用模式( v e v ) 果、粮、菜间、套土地利用模式( f f v ) 粮、豆、粮间、套土地利用模 式( f l f ) 单一土地利用模式( m o n o ) ；土壤有机质含量变化表现为，粮、经、菜间、套土地利 i i 摘要 用模式( f e i o 菜、经、菜间、套土地利用模式( v e v ) 果、粮、菜同、套土地利用模式( f f v ) 粮、豆、粮间、套土地利用模式( f l f ) ；菜、经、菜间、套土地利用模式下土壤全氮含量增幅最 大，达5 5 5 5 ；粮、经、菜间、套土地利用模式下土壤碱解氮含量增幅最大，达1 2 4 0 2 ；果、粮、 菜间、套作土地利用模式下速效磷的含量增幅最大，达1 4 0 7 4 ；钾含量在不同利用模式下其增加 幅度相一致，间于2 0 3 5 间；粮、豆、粮问、套作( f l f ) 、粮、经、菜间、套作( f e v ) 、菜、 经、菜间，套作( v e n 、果、粮、菜间、套作( f f v ) 四种土地利用模式下土壤中有效锌含量均接 近土壤有效缺锌i 临界值( g 0 0m g k g - ) ；有效铜、有效硼、有效钼的含最均低于我国七壤缺铜、缺 硼、缺钼的临界值，缺铜临界值丑0 0m g k 岔，缺硼临界值 果、粮、菜间、套作( f f v ) 粮、经、菜间、套作( 甩矿) 粮、豆、粮间、套作( f l f ) 单 一土地利用模式( m o n o ) ；菜、经、菜间，套土地利用模式( v e v ) 下的土地经济系数最高，达0 7 9 1 ， 而单一土地利用模式( m o n o ) 下的土地经济最低，为0 4 2 9 。通过土地利用模式下土壤性质变化情 况及其土地经济系数分析发现，菜、经、菜问，套土地利用模式( v e t ) 为晟优土地利用模式，在 相同物化投入条件下，菜、经、菜间、套土地利用模式( v e v ) 土地经济效益高或者在一定产量 水平下，菜、经，菜间、套土地利用模式( v e t ) 的物化投入最小 ( 4 ) 工业化、城市化和劳动力流动是诱发沙坪坝区土地利用变化最主要驱动力；城市等人文景 观增加，林地、园地和水域等生态用地增加以及人类对坡耕地干扰活动的减弱是研究区最主要生态 响应过程。农田景观减少，城市景观等人为景观不断扩展，人为景观的生态作用将有所提高。 1 9 9 6 - 2 0 0 6 年l o 年间，建设用地总量由原来的6 5 7 4 5 3h m 2 增加到2 0 0 6 年1 1 8 9 1 0 8h m 2 ，增长到 原来的1 8 1 倍，其中9 5 来源于耕地。农用地与建设用地在研究区未来土地类型转移过程中仍将持 续，且这一矛盾体间的竞争还将加剧。如何协调这对矛盾体，控制建设用地外延性扩张，合理保护 耕地是研究区未来土地利用的重心；大量的农村劳动力由第一产业向第二、三产业转移，农业兼业 户( 同时从事农业和非农业、但农业劳力投入多的农业兼业户) 、非农业兼业户( 投入非农业劳力多 的非农兼业户) 和非农业户( 家庭劳力全部以非农业为主业) 增加，这导致农村非农就业比例的提 高以及农户对土地信赖性的减弱，农业市场成为了农户土地利用方式选择的向标，加快了农用地内 部间的转移和农户土地利用方式、模式的选择。农业结构调整是研究区土地利用变化又一重要驱动 因素；农用地与建设用地间的转移加快了城市等人文景观的增加与聚集，这一生态响应过程将对沙 坪坝区生态环境变化造成负面影响。林地和园地等生态用地的增加和人类土地利用活动对坡耕地干 扰强度的减弱这一生态响应过程有利于研究区生态环境的改善。 ( 5 ) 生态服务价值总量降低，空间分布差异明显，各镇对研究区生态服务价值总量贡献程度不一。 c o s t a n z a 等人赋予各种土地利用类型的生态服务价值系数是在全球尺度上进行，将之应用于局地尺 度发现，赋予各种土地利用类型生态服务价值系数的大小对区域总的生态服务价值变化影响不明显， 但单位面积上每一类生态系统的某种生态服务功能的价值估算仍有一定差异。通过敏感度分析发现， 采用c o s u m z a 等赋予耕地、林地和园地的生态服务价值系数较接近于区域真实值，其耕地、园地和 i l l 两南大学博十学何论文 林地生物量价值总和的生态服务价值系数分别为9 2 $ h m - 2 y r 1 、3 0 2 $ h m - z y r 1 和3 0 2 $ h m - 2 y r - 1 ，但水域生物量价值总和的生态服务价值略高于沙坪坝区的真实值。通过重新赋值与敏感 度分析，研究区水域的生态服务价值系数为c o a t a n z a 等人提出的赋予水域生态服务价值系数的3 0 ， 即5 6 6 5 $ h m - 2 y r 1 ，更接近于研究区水域生态服务价值的真实值。重庆市沙坪坝区在1 9 9 6 2 0 0 6 年 间生态服务价值从$ 1 5 0 1 0 7 降低到$ 1 4 0 x 1 0 7 ，净损失$ 1 o o x l 0 6 ，平均土地净损失生态服务价值 2 5 5 4 $ h m - 2 。1 0 年间生态服务价值总最降低的有6 个镇，它们分别是虎溪镇、陈家镇、覃家岗镇、 曾家镇、青木关镇和凤凰镇；生态服务价值增加的为井口镇、回龙坝镇、歌乐山镇、中梁镇、西永 镇和士主镇5 个镇；变化幅度在= t ：2 0 - 士4 0 有6 个镇，其中增加幅度最高的是土主镇，1 0 年间生态 服务价值总量增加了3 6 1 8 ，减少幅度最大的为虎溪镇，1 0 年间生态服务价值总量减少了6 2 6 8 ： 井口镇和回龙坝镇l o 年其生态服务价值总量变化幅度相对较小，其中井口镇1 0 年间减少了m 0 3 ， 回龙坝镇l o 年问增加了4 0 0 。据2 0 0 6 年的各镇生态服务价值总量空间分布发现。歌乐山镇和中 粱镇对研究区( 1 2 镇) 的生态服务价值总量贡献率较高分别达到了1 0 0 0 ，1 1 2 7 ，而虎溪镇为 最低，为1 9 1 。根据生态服务价值量的空间分布及变化情况，结合不同利用模式对沙坪坝区紫色 土肥力的影响和导致土地利用变化主要驱动力分析可以预测，沙坪坝区自然生态系统未来可表现为 四种类型：i 、生态系统稳定区。主要集中于井口镇与回龙坝镇两镇；、先降后升区。主要集中 于覃家岗镇和虎溪镇：、生态系统敏感区。该区主要集中于陈家桥镇、曾家镇和土主镇。、持 续增长区。该区主要集中于歌乐山镇和中粱镇。 综上所述，本研究为局地土地利用变化及生态效应研究提供了一新的视角：土壤一土地利用类型 人为土地利用干扰活动区一局地配置。这一视觉为厘定基于生态可持续性局地土地利用空间格局提供 了理论框架。同时，“三效益”的统一是土地利用最终目的，定量化土地利用所诱发的生态效益，不 仅为编制局地土地利用总体规划优化土地利用结构提供理论基础，而且还为制定土地政策规范土地 利用行为实现土地可持续利用提供了实践参考。当然，土地利用变化所波及的生态效应是多方面的， 而这一过程对影响环境过程和属性的土地利用动态起决定性作用。长期定位、定量研究土地利用变 化所诱发的诸如水文效应、物种种群动态变化、土地利用类型生物量间的转换以及自然生态系统与 城市等人文生态系统的生态盈亏平衡将是实现未来局地生态系统的稳定与持续发展研究的新途径。 关键词：土地利用景观格局生态服务价值空间格局局地 i v a b s t m e t t h es t u d yi nl a n du s ec h a n g ea n di t sl a n d s c a p e p a t t e m sa tt h el o c a ll e v e l ：ac a s es t u d yo f s h a p i n g b a d i s t r i c ti nc h o n g q i n g ( c h i n a ) c a n d i d a t e ：c h e n gw a n g s u p e r v i s o r ：p r o f c h a o f uw e i p r o f d e t ix i e m a j o r ：a g r i c u l t u r a lr e s o u r c eu t i l i z a t i o n a b s t r a c t l a n du c h a n g e ，o n eo ft h ep r i n m yc a u s e so fg l o b a le n v i r o n m e n t a lc h a n g e 。h a sc a u s e dm a n y c o n c 2 t n so f g l o b a lc h a n g er e s e a r c h e s s i n c et h ep r o j e c to f l a n du s e c o v e rc h a n g e ( l u c c ) w a sp u tf o r w a r d b yi n t e r n a t i o n a lg l o b a lb i o l o g i c a lp r o j e c t ( i g b p ) a n di n t e r n a t i o n a lh u m a nd i a t h e s i sp r o j e c to h d p ) i n1 9 9 5 t h ep r o j e c th a ss t c p p e di n t ot h ep h a s eo fs y s t e m a t i cl b e a r e h ，a n dh a sa c h i e v e dg r e a td e a l h o w e v e r , w i t h t h ei n s i g h ti n t ot h i sf i e l & s c i e n t i s t sh a v ei n c r e a s i n g l yr e a l i z e dt h a tt h es t u d yo nl a n du s ec h a n g ea tt h e r e g i o n a lo rl o c a ll e v e li sak e yt ou n d e r s t a n dd e e p l yt h ep a s t ，c u r r e n ta n df u t u r es i t u a t i o no f t h er e s e a r c hi n t h ee a r t hs y s t e m , a n dt h es t u d yo 1t h er e g i o no rl o c a ll a n du 8 ec h a n g eh a sb e c o m ean c wh o ts p o t l o c a l l e v e li st r e a t e da sap i h m l r yp l a c er e s p o n d i n gt ot h ec h a n g e so f r e g i o n a la n dg l o b a ll e v e l t h ed i s t u r b a n c e o f h u m a nl a n du s ea tl o c a ll e v e la f f e c t sn o to n l yt h ed y n a m i co f p o p u l a t i o no f r e g i o n a lt e r r e s t r i a le c o s y s t e m , b u ta l s ot h ec o n t e n to fg r e e n h o u s eg a s s e si na t m o s p h e r e t h u s t h ea c t i v i t i e si nh u m a nl a n du s eh a sn o t b e e ne c u m e n i c a lf a c t o ro t h e rk e yf a c t o ri nd i s t u r b i n gt e r r e s t r i a le c o s y s t e ma tt h el o c a ll e v e l n o ws o m e r e s e a r c h e si nr e g i o n a ll u ca ”b e i n gc a r d e do u tm a i n l yi nt h ea r e a so ft h et r o p i c a lr a i nf o r e s t , t h el o e s s p l a t e a u ，t h ek a r s t sa n di n t h ee c o n o m i c a l l yd e v e l o p e da r e a s ；b u tt h er e s e a r c h e sb e a r i n gt h eg l o b a la n d r e g i o n a lf e a t u r e si nt h ei n t e n s i v ef a r m i n ga r e a s ，z h u j i a n gd e l t aa n di ns u c he c o n o m i c a l l y - d e v e l o p e da r e a s a ss u z h o u , w u x ia n dc h a n g s h ua r en o te n o u g h ；p r a c t i c a l l yt h er e s e a r c h e si nw e s t e r ne c o l o g i c a l l yf r a g i l e a l c a si nc h i n aa r em u c hl e s s c h o n g q i n g ，a st h ec e n t e r o fw e s t e r ne c o n o m i cc o n s t r u e t i n na n d d e v e l o p m e n t ，i t si n d u s t r i a l i z a t i o na n du r b a n i z a t i o n 印髓d st h ef r e q u e n c ya n de x t e n to ft r a n s f o r m a t i o n b e t w e e na g r i c u l t u r a ll a n da n dc o n s t r u c t i o nl a n d , s p u rt h ef l o wo fl a b o ra m o n gt h ed i f f e r e n ti n d u s t r i e sa s v 西南大学博十学位论文 w e l l ，e s p e c m l l yt h ef l o wo fl a b o r sf r o mr u r a la r e a st ot h es e c o n d a r yi n d u s t r ya n dt e r t i a r yi n d u s t r y t h e c h a n g e so ft h ep a r e r u sa n dm a n a g e m e n to fl a n du s ew i l la c c e l e r a t et h et r a n s f o r m a t i o na m o n gl a n du s e c a t e g o r i e st o o t a k i n gs h a p i n g b ad i s t r i c ti nc h o n g q i n ga sas t u d ya r e a ，c o m b i n i n gt h ec u r r a n td a t ao f l a n du s ew i t ht h es o c i o - e c o n o m i cm a t e r i a l s ，a d o p t i n gg i s ，l a n d s c a p ep a t t e r nm , e t r i c s ，c o n v e r s i o n - o u ta n d c o n v e r s i o n - i nc o n t r i b u t i o nr a t e ，e c o l o g i c a ls e r v i c ev a l u ea n dl a n de c o n o m i cc o e f f i c i e n ta n da n a l y m gi t s c h a r a c t e r i s t i c so fl a n du s ec h a n g e ，l a n d s c a p ep a r e r n sa sw e l la st h ep r o c e s so fe c o l o g i c a lr e s p o n s e ，t h i s p a p e rp r e d i c t st h ef u t u r ec h a n g e so f e c o l o g i c a ls e l - v i c ef u n c t i o n si ns h a p i n g b ad i s t r i c t t h er e s u l t si n d i c a t e a sf o l l o w s ： ( 1 ) t h es h a l l o wh i l l yg e o m o r p h o l o g yz o n ew a st h ed o m i n a n ta c t i v ea r e ad i s t u r b e di nh u m a nl a n du t h eg e o m o r p h o l o g yt y p ei ns h a p i n g b ad i s t r i c tc o n s i s t so f s h a l l o wh i l l ，m e s o - h i l la n dh i l l 。h e r e i ns h a l l o w h i l lw a si na b s o l u t ed o m i n a n c ew i t ht h ep r o p o r t i o no f5 6 6 3 o fs t u d ya r e a t h ec u l t i v a t e dl a n dw i t h a b o u t p r o p o r t i o no f 9 7 0 0 o f s h a l l o w h i l lz o n e a n d w i t ha b o u t 4 4 5 9 0 , 6 0 f s t u d y a r e a w a s t h es u b s t r a t u m i nw h i c ho t h e rl a n d s c a p e sw e r ei n l a i d b e c a u s et h ec u l t i v a t e dl a n dw u sd i s t u r b e da n di n f l u e n c e d d r a m a t i c a l l y , t h ef r a g m e n t a t i o no f l a n d s c a p ew a sh i g h , a n ds t a b i l i t ya n dr e s i l i e n c eo f e c o l o g yw e r ew o r s ot h es h a l l o wh i l lz o n ew i l lb et h es e n s i t i v ep l a c ew h e r el a n du s ec a t e g o r i e st r a n s f o r m e da n de c o l o g i c a l o n v i r o n m c n tc h a n g e d i nm e s o - h i l l g e o m o r p h o l o g yz o n e t h e r e w e r ef e wl a n du s e t y p e sa n d i n c o n s p i c u o u ss u b s t r a t u mo fl a n d s c a p ec l a s s p a t c h e s o fd i v e r s i f i e dl a n d s c a p ec l a s sw e r ei n l a i do n e a n o t h e r m e a n w h i l ep a t c h e sp o s s e s s e dl o w e rg e o m e t r i c a ls i m i l a r i t y , i r r e g u l a rc h a r a c t e r i s t i c so fs h a p e ， z i g z a gb o r d e r l i n e a n dl o w e rc o a 嘲o w e t oi n t e r a c t i o n a lf u n c t i o na m o n gv a r i o u sl a n d s c a p ec l a s s e s ， e x c h a n g e sa m o n gs u b s t a n c e ，e n e r g ya n di n f o r m a t i o nw e r ec o m p l i c a t e d i nt h eh i l lg e o m o r p h o l o g yz o n e ， w o o d l a n dw i i 量i5 1 4 7 w a st h em a i nl a n du t y p e i t sp a t c h e sh a dc o m p l i c a t e ds h a p eo fg e o m e t r y , i r r e g u l a rc h a r a c t e r i s t i c so fs h a p e ，z i g z a gb o r d e r l i n e ，a n dl o w e rg e o m e t r i c a ls i m i l a r i t y b e c a u s eo fl o w e r d i s t u r b a n c eo f h u m a nl a n du s ef o rl a n d s c a p e ，i ti st r a n s i t i n gt op r o t o - 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s t o r e dp a d d yf i e l dl a n d s c a p ee l e m e n td i s t r i b u t e dm o s t l yi n t h eb u f f e rz eo f 5 0 0 n 1 a saw h o l e t h ep a t c h e so f d r yl a n dl a n d s c a p ee l e m e n ts c a t t e r e di r r e g u l a r l yi nd r y l a n dl a n d s c a p ec l a s s t h ed i s t r i b u t i o no ft h ep a t c h e so fu p l a n df i e l dw a sa s y m m e t r ya n di t sb o r d e r l i n ew a s r e l a t i v e l ys m o o t h i ti so b v i o u st h a tt h eg r a d i e n ti sac r u c i a l l yr e s t r i c t i v e 伍c 饥w h i c hh u m a na c t i v i t i e so f l a n du s ed i s t u r bc u l t i v a t e x ll a n dl a n d s c a p ec l a s s t h er e g i o no fh u m a n sd i s t u r b a n c el a ym o s t l yi n2 。- 6 。 g r a d i e n lb u ti tw a sd i s t u r b e dm i l d l yu n d e r1 5 。- 2 5 。a n d 2 5 。g r a d i e n t s u b s e q u e n t l y , t h ec u l t i v a t e dl a n d w i t h2 。- 6 * g r a d i e n tw i l lb eak e yt oc a r r yo u tl a n ds u s t a i n a b l eu s e a n dw i t h1 5 。- 2 5 。a n d 2 5 。s l o p e d e g r e e st oi m p r o v ee c o l o g i c a le n v i r o n m e n ti nt h es t u d ya r t h ep a t c h e so fw i n t e rw a t e r - s t o r e dp a d d y k l d l a n d s c a p ee l e m e n th ym a i n l yi ns l o pg r a d i e n to f 2 0 - 6 。a n dd i s t u r b e di n t e n s i v e l yb yh u m a nl a n du t h ep a t c h e so fi r r i g a b l ep a d d yf i e l dd i s t r i b u t e da l s oi nt h es a m es l o pg r a d i e n ta n dw e r ed i s t u r b e d i n t e n s i v e l yb yh u m a nl a n du s e h o w e v e r , t h ep a t c h e sd i s t r i b u t i n gi nt h eg r a d i e n to f0 * - 2 。w e r ee m t h e p a t c h e so fr a i n - f e dw i n t e rw a t e r - s t o r e dp a d d yf i e l dd i s l r i b u t e de v e n l yi nt h ef i v eg r a d i e n t so f0 * - 2 。，2 。- 6 。， 6 0 - 1 5 。1 5 。- 2 5 。，a n d 2 5 。t h e i rp a t c h e sp o s s e s s e dt h ef e a t u r e so fc o m p l i c a t e ds h a p e s ，s m o o t hb o r d e r l i n e ， a n dl o wh u m a nd i s t u r b a n c e t h o u g ht h ep a t c h e so fu p l a n df i e l dd i s t r i b u t e di nt h ef i v eg r a d i e n t so f0 0 2 。， 2 0 - 6 。，6 * - 1 5 。，1 5 0 - 2 5 。，a n d 2 5 。，t h e yc o n c e n t r a t e di nt h et h r e eg r a d i e n t so f 6 。- 1 5 。，2 。- 6 * a n d1 5 。- 2 5 。a s aw h o l e ，t l l e yh a dt h ef e a t u r e so f c o m p l i c a t e ds h a p e ，s m o o t hb o r d e r l i n e ，l o w e rd i s t u r b a n c ef o rh u m a nl a n d u a n dl o