吳金鳳, 王秀紅, 汪 然

(1.中國(guó)科學(xué)院 地理科學(xué)與資源研究所, 陸地表層格局與模擬院重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 北京100101; 2.中國(guó)科學(xué)院大學(xué), 北京100049)

中國(guó)東部沿海地區(qū)耕地和建設(shè)用地連通性變化
——以山東省平度市為例

吳金鳳1,2, 王秀紅1, 汪 然1,2

(1.中國(guó)科學(xué)院 地理科學(xué)與資源研究所, 陸地表層格局與模擬院重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 北京100101; 2.中國(guó)科學(xué)院大學(xué), 北京100049)

[目的] 以中國(guó)東部沿海地區(qū)的山東省平度市為案例區(qū)，分析研究區(qū)2005—2013年耕地和建設(shè)用地的連通性及其核心斑塊格局變化的特征，為有效保護(hù)區(qū)域耕地，合理規(guī)劃建設(shè)用地提供科學(xué)依據(jù)。[方法] 基于斑塊的景觀指數(shù)分析方法，構(gòu)建了案例區(qū)耕地和建設(shè)用地整體連通性指數(shù)(IIC)、可能連通性指數(shù)(PC)及斑塊重要值(dI)，以反映區(qū)域內(nèi)兩種地類的連通性和各斑塊重要性。[結(jié)果] (1) 與耕地相比較，平度市的建設(shè)用地分布格局受人類活動(dòng)的影響較大； (2) 建設(shè)用地的連通性顯著增加，相反耕地的連通性有所下降； (3) 2013年平度市耕地核心斑塊的面積占耕地面積的99%，而建設(shè)用地的核心斑塊面積僅占建設(shè)用地面積的79%。[結(jié)論] 耕地核心斑塊屬于連通性好，利用效益較好的耕地分布區(qū)，其數(shù)量和質(zhì)量均應(yīng)得到有力保護(hù)。建設(shè)用地核心斑塊具有連通性好，地理位置好的特點(diǎn)，應(yīng)加強(qiáng)此類建設(shè)用地的無節(jié)制擴(kuò)張控制和現(xiàn)有建設(shè)用地的合理規(guī)劃利用，同時(shí)應(yīng)不斷控制建設(shè)用地的污染物排放，保持良好環(huán)境質(zhì)量，避免污染附近耕地。

中國(guó)東部沿海地區(qū); 景觀連通性; 耕地; 建設(shè)用地

區(qū)域土地利用格局與過程是全球環(huán)境變化及可持續(xù)發(fā)展研究中的重要領(lǐng)域之一，一直倍受到學(xué)術(shù)界的廣泛關(guān)注[1-2]。為了發(fā)展區(qū)域經(jīng)濟(jì)，人們往往忽略平衡態(tài)土地利用格局這一主題，采用掠奪式的土地利用方式，導(dǎo)致城市過度擴(kuò)張、農(nóng)用地大量流失、生態(tài)環(huán)境惡化等諸多社會(huì)和環(huán)境問題[3-5]，因此，研究土地利用格局變化所導(dǎo)致的景觀連通性變化是一項(xiàng)十分迫切的任務(wù)。

景觀指數(shù)用以信息論[6]為基礎(chǔ)的優(yōu)勢(shì)度與蔓延度以及分形幾何學(xué)為基礎(chǔ)的分維數(shù)等指數(shù)[7-8]來描述景觀格局、分析景觀的特點(diǎn)[9-10]，因此利用景觀指數(shù)進(jìn)行土地利用格局空間分析的方法得到廣泛應(yīng)用。如Wang等[11]、王景偉等[12]和李雪梅等[13]基于景觀指數(shù)和土地利用類型轉(zhuǎn)移矩陣，研究不同時(shí)空尺度土地利用變化和景觀格局變化。然而景觀指數(shù)不能反映斑塊等級(jí)、連通性和空間結(jié)構(gòu)特點(diǎn)；為此，Saura等[14-16]在基于生境可利用性的觀點(diǎn)上，提出了景觀巧合概率指數(shù)(LCP)、整體連通性指數(shù)(IIC)、可能連通性指數(shù)(PC)和重要值，對(duì)斑塊連通性、重要值及其空間結(jié)構(gòu)做出有效的評(píng)價(jià)，并得到逐步應(yīng)用。如侍昊等引入LCP，IIC，PC和重要值等指數(shù)對(duì)研究區(qū)內(nèi)的綠地斑塊研究表明，當(dāng)連通距離設(shè)置為500 m時(shí)，LCP，IIC和PC所反映的斑塊重要性排列順序基本一致，核心區(qū)內(nèi)的綠地斑塊主要以中大型和大型斑塊為主，斑塊連接度高，破碎化程度較低；而熊春妮等[17]對(duì)都市區(qū)綠地景觀的連通性進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，對(duì)于綠地景觀的連通性而言，巨型斑塊的重要值最大，但小型斑塊的重要性也不容忽視；孫賢斌等[18]選擇江蘇鹽城海濱地區(qū)為研究對(duì)象，應(yīng)用遙感和地理信息系統(tǒng)技術(shù)，分析20 a來土地利用變化對(duì)濕地景連通性的影響，并以2007年濕地景觀生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能為基礎(chǔ)，探討濕地景觀連通性優(yōu)化途徑及其效應(yīng)。與景觀指數(shù)方法比較，IIC，PC以及重要值可以更好地揭示土地利用格局與生態(tài)功能之間的聯(lián)系，識(shí)別地類連通路徑，為土地利用格局優(yōu)化提供一定的理論基礎(chǔ)，在土地資源管理和規(guī)劃等諸方面都具有重大的理論和實(shí)踐意義。

改革開放以來，中國(guó)東部沿海地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速，工業(yè)化和城市化發(fā)展所帶來的土地利用壓力更為顯著。為保護(hù)區(qū)域食物安全，耕地必得到有力保護(hù)，建設(shè)用地面積增加必須得到有效的控制，現(xiàn)有建設(shè)用地應(yīng)該得到合理規(guī)劃。本文以地處我國(guó)東部沿海地區(qū)的山東省平度市為例，以其2005和2013年遙感影像數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，基于斑塊的景觀指數(shù)分析方法，通過構(gòu)建小尺度上的耕地和建設(shè)用地整體連通性指數(shù)(IIC)、可能連通性指數(shù)(PC)及斑塊重要值，用以反映區(qū)域兩種地類的連通性和各斑塊的重要性。本文在學(xué)術(shù)上可為景觀連通性的理論研究提供基本素材，在實(shí)際應(yīng)用上為有效保護(hù)區(qū)域耕地，合理規(guī)劃建設(shè)用地提供科學(xué)依據(jù)。

1 研究區(qū)概況

山東省平度市是一座新興的沿海對(duì)外開放城市，位于膠東半島的西部，地理坐標(biāo)為東經(jīng)119°31′30″—120°19′13″，北緯36°28′15″—37°02′46″，東與萊西、即墨以大、小沽河為界，南與膠州接壤，西以膠萊河為界與高密、昌邑毗鄰，北以大澤山脈為界與萊州相連，處于青島市1 h經(jīng)濟(jì)圈內(nèi)。地形北高南低，呈傘形向東南、西南、西北傾斜。北部是大澤山脈，高程均在100 m以上，土地利用類型以林地和草地為主。中部、東南部是平原，地面高程在20～50 m，其中中部建設(shè)用地偏多，市區(qū)位于此處，而東南部耕地最多，約占全市總面積的43%。西南部和西北部的地面高程分別在海拔10 m以下，海拔50～150 m之間，耕地最多。平度市耕地面積達(dá)到70%以上，是山東省的農(nóng)業(yè)大市,也是全國(guó)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)基地之一[19-20]。

2 研究方法

2.1 數(shù)據(jù)處理

以2005和2013年遙感影像圖為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)源,遙感影像圖滿足云覆蓋率低于10%。首先在ENVI 4.8中對(duì)影像進(jìn)行幾何糾正，在地理信息系統(tǒng)的支持下，建立影像解譯標(biāo)志，對(duì)遙感影像進(jìn)行人機(jī)交互解譯，得到2005和2013年山東平度市1∶10萬的土地利用圖。然后按照不同景觀功能，在ArcGIS 9.3中重新分類，將其分為耕地、林地、草地、水域、建設(shè)用地、未利用地6種類型。特別說明：本文所說的建設(shè)用地包括了城鄉(xiāng)建設(shè)用地、工礦、居民用地。

2.2 景觀格局分析

2.2.1 景觀指數(shù) 將以上所得到的2005和2013年山東平度市1∶10萬的土地利用圖，轉(zhuǎn)換為柵格數(shù)據(jù)，導(dǎo)入景觀格局分析程序Fragstats 3.3中，分別計(jì)算各景觀格局指數(shù)的值[7-8,12-13]。在Fragstats 3.3中，景觀指數(shù)包括斑塊水平、斑塊類型水平和景觀水平3種類型。其中，斑塊類型指數(shù)是針對(duì)不同類型斑塊進(jìn)行分析,景觀水平指數(shù)則用于描述研究區(qū)的整體特征。根據(jù)研究區(qū)的特點(diǎn),在斑塊類型水平上選取斑塊類型面積(CA)、面積比例(PLAND)、斑塊數(shù)量(NP)、平均斑塊面積(MA)、面積加權(quán)的平均斑塊分維數(shù)(AWMPFD)、聚合度(AI)，在景觀水平上選取多樣性指數(shù)(SHDI)。

2.2.2 景觀連通性指標(biāo)

(1) 整體連通性指數(shù)IIC[14-16]，需要通過計(jì)算任意兩個(gè)斑塊間的最短路徑獲得，測(cè)算公式如下：

(1)

式中：n——景觀中斑塊總數(shù)； ai和aj——斑塊i和斑塊j的面積(hm2)； nlij——斑塊i和斑塊j之間的連接數(shù)； A——土地面積(hm2)。需要計(jì)算任意兩個(gè)斑塊間的最短路徑，0

(2) 可能連通性指數(shù)PC[14-16]，利用斑塊直接連通的概率和距離測(cè)算區(qū)域地類連通性，計(jì)算公式如下：

(2)

式中：整體連通性指數(shù)(IIC)和可能連通性指數(shù)(PC)既可反映區(qū)域地類的連通性，又可計(jì)算區(qū)域中各斑塊對(duì)地類連通性的重要值，以此作為斑塊對(duì)地類連通性影響和效應(yīng)分析。斑塊的重要值，這里指對(duì)地類保持連通的重要性，即在此斑塊移除后整個(gè)區(qū)域該類型景觀連通性的變化量。根據(jù)不同的指數(shù)計(jì)算得到各關(guān)鍵點(diǎn)的重要值是不同的[14-16]，

(3)

式中：I——指數(shù)，即為IIC，PC指數(shù);Iremove——去掉某斑塊后的指數(shù)； dI——dIIC，dPC指數(shù)，表示研究區(qū)內(nèi)斑塊的重要程度。dI值越高，指該斑塊在地類連通中的重要性越高，也意味著dI值越高的斑塊,在區(qū)域地類中的核心地位越明顯。

IIC，PC和重要值的計(jì)算在Conefor Inputs for ArcGIS 9.3和Conefor Sensinode 2.6軟件中進(jìn)行[14-16,21-23]。在ArcGIS 9.3中，先由關(guān)鍵點(diǎn)和阻力面矢量文件，利用插件模塊Conefor Inputs for ArcGIS 9.3計(jì)算各關(guān)鍵點(diǎn)之間的阻力距離值，以表的形式輸出，然后在Conefor Sensinode 2.6軟件中輸入阻力距離結(jié)果，設(shè)置基質(zhì)總面積、閾值距離等相關(guān)參數(shù)，自動(dòng)計(jì)算和輸出景觀的IIC，PC以及各點(diǎn)的dIIC，dPC指數(shù)值，然后將各值輸入各關(guān)鍵點(diǎn)的屬性表中，進(jìn)行斑塊分類和可視化顯示。

3 結(jié)果與討論

3.1 土地利用類型景觀指數(shù)分析

依據(jù)2013年景觀指數(shù)計(jì)算結(jié)果(表1)，可以得出平度市耕地面積最大，為23.04×104hm2，占總土地面積的72.58%，其次是建設(shè)用地面積為3.83×104hm2，比例為12.09%，面積最小的是林地2.10×104hm2，所占比例僅為0.66%；但是NP顯示平度市建設(shè)用地斑塊數(shù)量最大達(dá)1 150，而耕地僅為165；MA排序顯示：耕地面積>草地>建設(shè)用地>未利用地>林地>水域。各地類AWMPFD顯示，林地、水域、建設(shè)用地具有較小值，說明這3類土地利用類型受人類活動(dòng)影響大。其原因是，林地主要受當(dāng)?shù)貓@地、林木培育和種植以及生態(tài)建設(shè)的影響，水域主要受當(dāng)?shù)氐B(yǎng)殖以及水利設(shè)施的影響，建設(shè)用地主要受城鎮(zhèn)化和工業(yè)化的巨大影響。2014年平度市統(tǒng)計(jì)年鑒顯示，園林地、水產(chǎn)養(yǎng)殖的產(chǎn)值僅次于谷物產(chǎn)值，建設(shè)用地的利用效益更是明顯高于耕地。綜上所述，林地、水域和建設(shè)用地是高集約利用和高利用效益的土地利用類型，其分布格局受人類影響更大。AI顯示平度市耕地聚合度最高，草地和未利用地次之，而林地和水域的聚合度程度最低。

2005—2013年景觀指數(shù)的變化顯示(表1)，平度市SHDI從2005年的0.92增加到2013年的0.95，說明整體景觀多樣性有所增加。各景觀指數(shù)的變化結(jié)果表明，從2005—2013年林地、草地和未利用地變化較小，耕地和建設(shè)用地變化最大。CA顯示耕地減少了4 600 hm2，建設(shè)用地增加了5.2×105hm2(大于耕地減少面積)，林地面積基本保持不變，草地面積增加6.88 hm2，水域和未利用地面積分別減少474.47 hm2，144.40 hm2。NP顯示水域減少34個(gè)，建設(shè)用地減少10個(gè)，而耕地的斑塊增加了8個(gè)。MA顯示耕地平均斑塊面積減少了100.46 hm2，相反建設(shè)用地平均斑塊面積增加了4.78 hm2，其他地類變化較小。面積加權(quán)的平均斑塊分維數(shù)的變化較小，最大不超過0.01。AWMPFD顯示，耕地分布和水域更趨于規(guī)則化，建設(shè)用地規(guī)則化稍有減小，其他地類基本保持不變。AI顯示水域和建設(shè)用地出現(xiàn)了增加，表明從2005—2013年水域和建設(shè)用地聚集程度增加，而耕地和未利用地出現(xiàn)了減小，說明耕地和未利用地聚集程度出現(xiàn)了減少，林地和草地聚合度變化很小。因此，綜合各地類景觀指數(shù)的變化結(jié)果可知，耕地和建設(shè)用地變化最明顯，故下文重點(diǎn)圍繞平度市耕地和建設(shè)用地這兩大類用地的連通性以及其變化做進(jìn)一步研究。

表1 景觀指數(shù)計(jì)算結(jié)果

注：CA指斑塊類型面積； PLAND指面積比例； NP指斑塊數(shù)量； MA指平均斑塊面積； AWMPFD指面積加權(quán)的平均斑塊分維數(shù)； AI指聚合度。

3.2 耕地和建設(shè)用地連通性分析

在計(jì)算研究區(qū)的耕地和建設(shè)用地的IIC，PC以及重要值過程中，設(shè)置斑塊的距離連通閾值十分重要。本文根據(jù)研究區(qū)的實(shí)際情況和已有研究成果[17-18]，將閾值設(shè)置為500 m時(shí)，能夠合理地反映平度市各類斑塊的連通性和重要性。

IIC和PC都可測(cè)算地類連通性，但是基于模型不同，側(cè)重不同。計(jì)算結(jié)果如下：IIC和PC測(cè)算從2005—2013年耕地和建設(shè)用地的連通性變化趨勢(shì)是一致的，耕地連通性減少，建設(shè)用地連通性增加。但是耕地和建設(shè)用地的IIC和PC仍然存在細(xì)微差異(圖1)。

(1) 耕地IIC從2005—2013年變化較之PC大，從0.54減少為0.45，變異程度達(dá)17.59%，而PC僅從2005年的0.55減小為0.52。

(2) 與耕地相同的是，2005和2013年的建設(shè)用地PC也大于IIC，差異性都達(dá)到60%；與耕地不同的是，IIC和PC增長(zhǎng)率變化大，達(dá)到100%，在數(shù)值上IIC從0.002 8增加到0.006 7，PC從2005年的0.008 5變?yōu)?013年的0.017 0。由此說明雖然IIC和PC都能表明區(qū)域地類連通性的變化，然而利用IIC指數(shù)測(cè)算斑塊重要值容易出現(xiàn)極端化，即兩頭重中間輕，同時(shí)已有研究[17]表明PC測(cè)算小型斑塊的重要值重要值要高于根據(jù)IIC測(cè)算的重要值，即PC重要值(dPC)比IIC重要值(dIIC)更能突出小型斑塊的重要性，故下文利用dPC的排序大小對(duì)斑塊的重要性進(jìn)行分析。

圖1 2005和2013年耕地和建設(shè)用地連通性

3.3 耕地和建設(shè)用地斑塊重要性分析

根據(jù)2013年dPC的大小選取排序在前10位的地類斑塊號(hào)，即PC測(cè)算連通性排名前10位的斑塊。表3中所給的斑塊編號(hào)是矢量化后，ArcGIS軟件隨機(jī)給出的，其中耕地斑塊編號(hào)是1～171，建設(shè)用地編號(hào)為755～1 979。顯示耕地連通性最好的是斑塊168，dPC達(dá)到97.15%，建設(shè)用地連通性最好的是斑塊951，dPC為77.16%。同時(shí)它們的dIIC也最大，分別為96.95%，94.23%；這些斑塊的面積也最大，分別為189 700和8 400 hm2，且耕地斑塊168面積占總耕地的82%，建設(shè)用地斑塊951面積占總建設(shè)用地的22%。其次是耕地斑塊141和建設(shè)用地斑塊952，連通性相對(duì)較好，但是較之最好相差甚遠(yuǎn)。最后8個(gè)排序的耕地和建設(shè)用地斑塊的dPC相差較小，dIIC的排序大小也基本遵從dPC大小，但是兩者值相差較大。由排序前10位的耕地面積可知：面積較大，一般連通性較好，如耕地斑塊168，141，61和100遵循此規(guī)律；而面積較小的耕地斑塊不再遵循次規(guī)律。建設(shè)用地斑塊較碎，然而連通性最好的，面積一定最大；而排名第2的重要值，面積并不排名第2(表2)。

表2 2013年dPC大小對(duì)斑塊號(hào)排序結(jié)果

為了更清晰地了解平度市耕地和建設(shè)用地連通性較好的斑塊空間分布和和形狀特點(diǎn)，本文選取了dPC≥0.1%的耕地和建設(shè)用地作為核心斑塊標(biāo)識(shí)于圖2中。平度市耕地面積大，連通性較好，dPC≥0.1%的面積達(dá)到2.29×105hm2，占耕地面積的99%，占全市面積的72%，空間分布廣泛而且密集，其分布如圖3所示的耕地圖斑，這些耕地應(yīng)該在數(shù)量上和質(zhì)量上都得到保護(hù)，以保證區(qū)域的糧食安全。但是仍有一些零星的地塊dPC<0.1%，如圖3所示的耕地圖斑，這些地塊面積不大，數(shù)量卻很大，這極不利于區(qū)域耕地的集約化經(jīng)營(yíng)，可進(jìn)行耕地整治。建設(shè)用地各斑塊重要值分析表明，dPC≥0.1%的核心斑塊面積為3.03×104hm2，占建設(shè)用地面積的79%，全市面積的9.5%，斑塊分布和形狀特點(diǎn)顯示：dPC最大值的斑塊951主要位于市中心，其周邊小斑塊的連通性仍較好；而市中心周邊的建設(shè)用地是大斑塊，且以長(zhǎng)條形斑塊為主，連通性才會(huì)比較高，而全市東北角建設(shè)用地連通性最差。其余29%的建設(shè)用地斑塊數(shù)量大、面積小(圖2)，不利用于生產(chǎn)生活條件的提高和區(qū)域經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，故可進(jìn)行歸并整治，提高利用率，同時(shí)注重提高基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，改善人民生活水平。

圖2 耕地和建設(shè)用地核心值斑塊分布

從2005—2013年，耕地的核心斑塊面積有明顯減少，測(cè)算發(fā)現(xiàn)核心斑塊面積減少比例與耕地總面積減少比例一致，分別為2.01%，2.00%，特別是位于市中心周圍的耕地核心斑塊面積減少更明顯(圖3)，結(jié)合耕地連通性的變化，可以得出耕地連通性下降，與郊區(qū)連通性好的耕地占用有關(guān)。同時(shí)也說明了，圖2耕地重要值斑塊分布給出的可整治耕地斑塊，并未得到科學(xué)合理的整治，相反耕地核心斑塊卻被建設(shè)用地大量占用。

相比而言，建設(shè)用地核心斑塊在面積和數(shù)量上都出現(xiàn)了明顯增加：核心斑塊面積從2005—2013年增加了31.83%，但是建設(shè)用地總面積僅增加了15.73%；核心斑塊數(shù)量從277個(gè)增加到355個(gè)，而建設(shè)用地斑塊卻從1 232個(gè)減少到1 219個(gè)。這說明建設(shè)用地小斑塊得到一定的歸并，但是還應(yīng)該注意控制建設(shè)用地增長(zhǎng)速度，控制核心斑塊面積和小斑塊數(shù)量，避免出現(xiàn)建設(shè)用地占用耕地核心斑塊以及閑置建設(shè)用地(如空心村)等現(xiàn)象的出現(xiàn)(圖3)。

圖3 2005-2013年耕地核心斑塊的變化

4 結(jié) 論

山東省平度市地類整體連通性指標(biāo)(IIC)和可能連通性指標(biāo)(PC)分析顯示，從2005—2013年耕地的連通性有明顯下降，相反建設(shè)用地的連通性有顯著增加。連通性較好斑塊的空間分布和形狀特點(diǎn)又表明，一般是面積較大斑塊連通性好，然而小斑塊若是靠近連通性好的大斑塊的連通性也較好，而市中心周邊則是大斑塊，且以長(zhǎng)條形的斑塊為主，連通性才較高。耕地和建設(shè)用地的斑塊dPC≥0.1%核心斑塊數(shù)量和面積變化顯示，耕地核心斑塊面積減少了4 600 hm2，耕地核心斑塊也減少1個(gè)，因此耕地核心斑塊保護(hù)力度還有待加強(qiáng)；而建設(shè)用地核心斑塊面積增加了7 300 hm2，核心斑塊數(shù)量也明顯增加了78個(gè)，建設(shè)用地核心斑塊面積和斑塊數(shù)量的增加率都遠(yuǎn)大于建設(shè)用地總面積和總斑塊數(shù)量的增長(zhǎng)率，建設(shè)用地的小斑塊得到一定的歸并，但是應(yīng)控制建設(shè)用地?cái)U(kuò)張占用耕地的核心斑塊。

平度市是農(nóng)業(yè)大市，耕地核心斑塊屬于連通性好、利用效益較好的耕地，其數(shù)量和質(zhì)量應(yīng)得到有力保護(hù)。又由于該市具有優(yōu)越性的地理位置，其經(jīng)濟(jì)迅速增長(zhǎng)和人口規(guī)模不斷擴(kuò)大，必然導(dǎo)致建設(shè)用地的增加。建設(shè)用地核心斑塊具有連通性好、地理位置好的特點(diǎn)，現(xiàn)有用地應(yīng)該得到合理規(guī)劃利用，并且加強(qiáng)將來建設(shè)用地?zé)o節(jié)制擴(kuò)張的控制，并不斷提高當(dāng)?shù)厣罨A(chǔ)設(shè)施，保持良好環(huán)境質(zhì)量，避免污染附近耕地。區(qū)域林地、草地和水域主要分布在東北部，總面積很小但生態(tài)與環(huán)境保護(hù)價(jià)值極大，其多樣性、連通性應(yīng)該在其他部位得到加強(qiáng)。

中國(guó)東部沿海地區(qū)耕地的生產(chǎn)力較高，但利用效益低于建設(shè)用地，因此耕地的數(shù)量和質(zhì)量保護(hù)至關(guān)重要。建設(shè)用地的盲目擴(kuò)展必須得到有效控制，現(xiàn)有建設(shè)用地的合理規(guī)劃和減少污染物的排放，對(duì)耕地保護(hù)的意義重大。同時(shí)，其他農(nóng)用地類的保護(hù)對(duì)耕地的環(huán)境保護(hù)和持續(xù)利用也不容忽視。

[1] 傅伯杰,張立偉.土地利用變化與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù):概念,方法與進(jìn)展[J].地理科學(xué)進(jìn)展,2014,33(4):441-446.

[2] 劉紀(jì)遠(yuǎn),匡文慧,張増祥,等.20世紀(jì)80年代末以來中國(guó)土地利用變化的基本特征與空間格局[J].地理學(xué)報(bào),2014,69(1):3-14.

[3] 蔡運(yùn)龍,李軍.土地利用可持續(xù)性的度量:一種顯示過程的綜合方法[J].地理學(xué)報(bào),2003,58(2):305-313.

[4] 陳百明,張鳳榮.中國(guó)土地可持續(xù)利用指標(biāo)體系的理論與方法[J].自然資源學(xué)報(bào),200116(3):197-203.

[5] 劉彥隨,陳百明.中國(guó)可持續(xù)發(fā)展問題與土地利用/覆被變化研究[J].地理研究,2002,21(3):324-330.

[6] Shannon C E. A mathematical theory of communication[J]. ACM SIGMOBILE Mobile Computing and Communications Review, 2001(1):53-55.

[7] 布仁倉(cāng),胡遠(yuǎn)滿,常禹,等.景觀指數(shù)之間的相關(guān)分析[J].生態(tài)學(xué)報(bào),2005,25(10):2764-2775.

[8] 何鵬和,張會(huì)儒.常用景觀指數(shù)的因子分析和篩選方法研究[J].林業(yè)科學(xué)研究,2009,22(4):470-474.

[9] 王曉,陳海,顧錚鳴.土地利用規(guī)劃對(duì)區(qū)域景觀格局的影響:陜西省藍(lán)田縣為例[J].山東農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版,2014,45(3):399-402.

[10] 楊永峰,孫希華,王百田.基于土地利用景觀結(jié)構(gòu)的山東省生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)分析[J].水土保持通報(bào),2010,30(1):231-235.

[11] Wang Xiuhong, Zheng Du, Shen Yuancun. Land use change and its driving forces on the Tibetan Plateau during 1990—2000[J]. Catena, 2008,72(1):56-66.

[12] 王景偉,王海澤.景觀指數(shù)在景觀格局描述中的應(yīng)用:以鞍山大麥科濕地自然保護(hù)區(qū)為例[J].水土保持研究,2006,13(2):230-233.

[13] 李雪梅,鄧小文.基于景觀指數(shù)的濱海新區(qū)景觀格局變化分析[J].環(huán)境保護(hù)與循環(huán)經(jīng)濟(jì),2011(7):38-40.

[14] Saura S., Pascual-Hortal L. A new habitat availability index to integrate connectivity in landscape conservation planning: Comparison with existing indices and application to a case study[J]. Landscape and Urban Planning, 2007,83(2):91-103.

[15] Saura S, Rubio L. A common currency for the different ways in which patches and links can contribute to habitat availability and connectivity in the landscape[J]. Ecography, 2010,33(3):523-537.

[16] Saura S, Torne J. Conefor Sensinode 2.2: A software package for quantifying the importance of habitat patches for landscape connectivity[J]. Environmental Modelling & Software, 2009,24(1):135-139.

[17] 熊春妮,魏虹,蘭明娟.重慶市都市區(qū)綠地景觀的連通性[J].生態(tài)學(xué)報(bào),2008,28(5):2237-2244.

[18] 孫賢斌,劉紅玉.土地利用變化對(duì)濕地景觀連通性的影響及連通性優(yōu)化效應(yīng):以江蘇鹽城海濱濕地為例[J].自然資源學(xué)報(bào),2010,25(6):892-903.

[19] 李金璽,姜棟.淺談平度市土地利用的特點(diǎn)及利用方向[J].山東國(guó)土資源,2009,25(07):11-13.

[20] 李玉軍.基于RS與GIS的平度市土地利用時(shí)空變化分析[D].山東 泰安:山東大學(xué),2008.

Connectivity Change of Cultivated Land and Construction Land in Eastern Coastal China-A Case Study in Pingdu City in Shandong Province

WU Jinfeng1,2, WANG Xiuhong1, WANG Ran1,2

(1.KeyLaboratoryofLandSurfacePatternandSimulation,InstituteofGeographicSciencesandNaturalResourcesResearch,ChineseAcademyofSciences,Beijing100101,China; 2.UniversityofChineseAcademyofSciences,Beijing100049,China);

[Objective] Taking Pingdu City in Shandong Province as a case study, this paper analyzed the changes in land use pattern, land-type connectivity and core patches of cultivated land and construction land from 2005 to 2013, in order to provide a scientific basis for protecting area cultivated land effectively and planning construction land reasonable. [Methods] Based on the analysis of landscape index, we calculated integral index of connectivity(IIC), probability of connectivity(PC) and the important value of patch connectivity(dI) to reveal the connectivity of land types and importance of patches of cultivated land and construction land. [Results] (1) Compared with cultivated land, the distribution of construction land was strongly influenced by human activities; (2) The connectivity of construction land increased significantly, while the connectivity of cultivated land decreased from 2005 to 2013; (3) The core patch area of cultivated land accounted for 99% of cultivated land area, in contrast, the core patch area of construction land accounted for 79% of construction land area. [Conclusion] Due to the high-connectivity and high utilization efficiency, the core patches of cultivated land need to be well protected. The core patches of construction land need to be well planed and utilized due to its good connectivity and satisfactory geographic location. It is necessary to control expansion of construction land, the emissions of pollutants, and to protect the surrounding cultivated land.

eastern coastal China; landscape connectivity; cultivated land; construction land

2014-12-08

2015-02-04

國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“東西部土地集約利用變化及其生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)的對(duì)比研究”[41371531(2014-2017)]; 中國(guó)科學(xué)院地理科學(xué)與資源研究所所長(zhǎng)資助項(xiàng)目“土地利用強(qiáng)度變化及其生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)模式研究”[2013 SJ008(2013-2016)]

吳金鳳(1989—),女(漢族),四川省綿陽(yáng)市人,碩士研究生,研究方向?yàn)橥恋乩谩?E-mail:947022533@qq.com。

王秀紅(1964—),男(漢族),山西省昔陽(yáng)縣人,博士,副研究員,主要從事土地退化與防治工作。 E-mail:wangxh@igsnrr.ac.cn。

A

1000-288X(2015)05-0251-06

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