楊青林， 邵懷勇， 邢海虹， 張 靜， 丁鵬凱， 易 霞

(1.四川省巴中市高級(jí)中學(xué)，巴中 636000；2.成都理工大學(xué) 地球科學(xué)學(xué)院，成都 610059；3.陜西理工大學(xué) 歷史文化與旅游學(xué)院，漢中 723000)

0 研究背景

景觀格局(景觀結(jié)構(gòu))，包括景觀組成單元的類型、數(shù)目以及空間分布與配置[1-2]，景觀格局決定景觀功能、景觀的空間分布(特別是障礙、通道和高異質(zhì)性區(qū)域相互組合能在很大程度上決定著物質(zhì)和能量在景觀中的流動(dòng))[3-4]。景觀格局優(yōu)化是通過(guò)調(diào)整、優(yōu)化各種景觀類型在數(shù)目和空間上的分布與配置，使其產(chǎn)生最大的景觀生態(tài)效益，其本質(zhì)是利用景觀生態(tài)學(xué)原理解決土地合理利用的問(wèn)題，是土地利用規(guī)劃的核心內(nèi)容[5-9]，也是目前景觀生態(tài)學(xué)研究的熱點(diǎn)和難點(diǎn)問(wèn)題之一[10]。隨著人類活動(dòng)的加劇，人-地矛盾日益突出，為了區(qū)域的可持續(xù)發(fā)展和生態(tài)安全，應(yīng)當(dāng)重新調(diào)整土地利用方式并進(jìn)行景觀格局優(yōu)化，以維持生物多樣性與資源可持續(xù)利用，于此對(duì)景觀格局優(yōu)化研究的需求也就越來(lái)越迫切了。但是目前景觀格局優(yōu)化尚處于研究探索的初級(jí)階段，沒(méi)有準(zhǔn)確的定義，也沒(méi)有得到共同認(rèn)同的結(jié)論和成熟方法[5]。如今，景觀格局優(yōu)化的常用方法主要有3種：①概念模型，如Forman等[11]提出的不可替代格局和最優(yōu)景觀格局兩個(gè)景觀整體模式；②數(shù)學(xué)模型，主要包括多級(jí)參數(shù)平衡法、線性規(guī)劃法、多目標(biāo)規(guī)劃、灰色系統(tǒng)規(guī)劃法以及其他數(shù)學(xué)方法，如楊曉勇等[12]利用混合整數(shù)線性規(guī)劃方法對(duì)小流域土地利用結(jié)構(gòu)優(yōu)化進(jìn)行研究，承龍等[13]利用灰色線性規(guī)劃模型和層次分析法對(duì)江蘇啟東市土地利用結(jié)構(gòu)優(yōu)化進(jìn)行研究等；③計(jì)算機(jī)空間模型，如任茜等[14]基于GIS技術(shù)利用生態(tài)適宜性和敏感性分析模型對(duì)低山丘陵區(qū)土地利用格局優(yōu)化研究,陸禹等[15]運(yùn)用最小耗費(fèi)距離模型對(duì)?？诿绤^(qū)景觀格局優(yōu)化進(jìn)行研究,于強(qiáng)等[16]利用MCR-P模型對(duì)磴口縣景觀布局進(jìn)行優(yōu)化研究,陳影等[17]利用最小累積阻力模型對(duì)懷來(lái)縣景觀格局優(yōu)化研究。第③種方法引入一些先進(jìn)的技術(shù)為景觀格局優(yōu)化提供有力的支持和更寬廣的思路，通過(guò)GIS/RS技術(shù)對(duì)土地利用景觀格局優(yōu)化研究，對(duì)于景觀格局優(yōu)化研究具有很好地促進(jìn)作用。

圖1 研究區(qū)概況圖

1 研究區(qū)概況

陜南指陜西省南部地區(qū)，包括漢中、安康和商洛三市，共28區(qū)縣，位于105°29′16.13″～111°01′52.42″E，31°42′25.30″～34°26′00.59″N，面積約7.04×104km2(圖1)。陜南北部為秦嶺，南部為大巴山和米倉(cāng)山，中部為漢江川地，宏觀地貌“兩山夾一川”，中低山面積廣闊，河谷盆地間布其中[18]。境內(nèi)水系主要有漢江、丹江和嘉陵江，河流階地和河漫灘發(fā)育。該區(qū)位于我國(guó)南北氣候過(guò)渡地帶，年平均氣溫約為13.5℃～15℃[19]，年降水量1 000 mm左右[18]，氣候溫潤(rùn)，四季分明。境內(nèi)水平地帶性土壤、垂直地帶性土壤和隱域性土壤相間分布，植被以亞熱帶常綠和落葉闊葉林為主。

陜南是南水北調(diào)中線水源地，我國(guó)重要的地理生態(tài)分界線、唯一的連接?xùn)|西部的大尺度生態(tài)廊道、生物多樣性和水源涵養(yǎng)生態(tài)功能區(qū)以及集中連片特殊困難地區(qū)和國(guó)家特困扶貧開(kāi)發(fā)區(qū)，其生態(tài)建設(shè)任務(wù)繁重，生態(tài)地位獨(dú)特而重要[20]。然而，長(zhǎng)期以來(lái)陜南地區(qū)經(jīng)濟(jì)落后，不合理的人類活動(dòng)引起水土流失加劇[21-23]，自然災(zāi)害頻發(fā)，區(qū)域生態(tài)環(huán)境正面臨嚴(yán)重的威脅[24]，掌握陜南土地利用景觀變化情況，確定景觀優(yōu)化策略，對(duì)區(qū)域土地利用規(guī)劃具有重要的意義。但是對(duì)于陜南土地利用景觀格局優(yōu)化的研究尚不多見(jiàn)，基于此，本研究以南水北調(diào)中線水源地陜南作為研究對(duì)象，基于RS/GIS相結(jié)合的方法，運(yùn)用最小耗費(fèi)距離模型對(duì)其土地利用景觀優(yōu)化進(jìn)行研究，以期為區(qū)域生態(tài)環(huán)境改善、景觀生態(tài)功能增強(qiáng)、生物多樣性保護(hù)以及土地資源的可持續(xù)利用提供科學(xué)依據(jù)和案例參考，對(duì)南水北調(diào)調(diào)水工程具有重要的意義。

2 數(shù)據(jù)與方法

2.1 數(shù)據(jù)來(lái)源與處理

本次研究所采用的數(shù)據(jù)有：2000年、2008年Landsat5 TM影像、2016年Landsat8 OLI影像(行列號(hào)分別是：126/36、126/37、126/38、127/37、127/38、128/37、129/37)，時(shí)間為植物生長(zhǎng)季，云量控制在10%以內(nèi)，數(shù)據(jù)來(lái)源于地理空間數(shù)據(jù)云平臺(tái)。依據(jù)土地利用現(xiàn)狀分類標(biāo)準(zhǔn)(GB/T 21010-2017)，參考陜南土地利用的特征，分為耕地、林地、草地、水域、建設(shè)用地和其他用地共6類。通過(guò)野外實(shí)際調(diào)研建立解譯標(biāo)志，基于ENVI5.1軟件對(duì)影像進(jìn)行相關(guān)預(yù)處理，采用支持向量機(jī)分類方法進(jìn)行監(jiān)督分類，并對(duì)分類結(jié)果進(jìn)行人機(jī)交互式解譯，得到3期土地利用分布圖。2016年土地利用數(shù)據(jù)進(jìn)行野外精度驗(yàn)證，2000年和2008年土地利用數(shù)據(jù)利用 Google Earth 高分辨遙感影像進(jìn)行精度驗(yàn)證，正確率均達(dá)到90%以上，滿足本研究的需要。本研究使用WGS 84坐標(biāo)，Transverse Mercator 投影，中央經(jīng)線為105°，將矢量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為柵格數(shù)據(jù)，空間分辨率為30 m(圖2)。

圖2 2000年、2008年和2016年景觀類型分布圖

表1 不同尺度類型景觀指數(shù)名稱和意義

2.2 景觀格局指數(shù)法

將陜南土地利用類型劃分為耕地、林地、草地、水域、建設(shè)用地和其他用地等六種景觀類型。景觀格局指數(shù)是高度濃縮的景觀格局信息，是反映景觀結(jié)構(gòu)組成、空間配置特征的量化指標(biāo)，是景觀格局指數(shù)研究的重要指標(biāo)之一[25]。景觀格局指數(shù)包括斑塊水平、斑塊類型水平和景觀水平三個(gè)尺度，斑塊水平是從微觀角度解釋單個(gè)斑塊的結(jié)構(gòu)特征，斑塊類型水平和景觀水平從中觀和宏觀角度反映區(qū)域的景觀結(jié)構(gòu)，是對(duì)研究區(qū)內(nèi)不同類型斑塊與整體特征的描述[2]，本研究側(cè)重于不同土地利用景觀類型與整體景觀的特征，所以選擇斑塊類型水平與景觀水平的景觀格局指數(shù)進(jìn)行分析。筆者根據(jù)研究區(qū)特點(diǎn)、地理環(huán)境因素和研究需要，考慮總體性、常用性、簡(jiǎn)化性的原則，參照前人研究成果[26-28]，結(jié)合各個(gè)指標(biāo)的生態(tài)學(xué)涵義，選取具有代表性且相對(duì)敏感度較大的一套合理的、應(yīng)用較為廣泛的景觀格局度量指標(biāo)，主要針對(duì)景觀的形態(tài)特征、結(jié)構(gòu)特征、優(yōu)勢(shì)度以及人類干擾程度，共8個(gè)景觀指標(biāo),具體指數(shù)見(jiàn)表1。

表2 陜南不同景觀類型生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值與阻力值

2.3 景觀優(yōu)化

景觀格局優(yōu)化是利用景觀生態(tài)學(xué)原理解決空間上景觀類型(土地利用景觀)合理分布的問(wèn)題，完善區(qū)域內(nèi)土地利用方式的合理配置[29]。由于土地利用景觀中的生物物種、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)以及其他物質(zhì)和能量在各種景觀類型中流動(dòng)，均需要克服相應(yīng)的景觀阻力，如果區(qū)域內(nèi)的景觀生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能越高，則景觀功能也就相應(yīng)完善，上述生態(tài)過(guò)程受到的阻力就越小，土地利用越合理，景觀也就越優(yōu)化[30]。筆者通過(guò)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值確定各類型景觀的阻力值，利用最小耗費(fèi)距離模型得到空間上景觀流動(dòng)的累積阻力值，基于此提出景觀優(yōu)化策略。

2.3.1 基于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的阻力值計(jì)算

景觀生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能反映景觀生態(tài)功能，景觀類型單位面積生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值越高，景觀生態(tài)功能也就越完善，生態(tài)流在各類型景觀中流動(dòng)越容易，景觀阻力值就越低，反之景觀類型單位面積生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值越低，景觀阻力值就越高[30]，因此這里以各景觀類型單位面積生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值作為阻力賦值的基礎(chǔ)。根據(jù)Costanza等[31]、陳仲新等[32]、謝高地等[33]已有研究成果，水域單位面積生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值最高，故阻力最??；建設(shè)用地單位面積生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值最低，故阻力最大，各類型景觀阻力值設(shè)置在1～100之間(表2)。

2.3.2 基于最小耗費(fèi)距離模型構(gòu)建景觀功能網(wǎng)絡(luò)

最小耗費(fèi)距離模型反映生態(tài)源在空間上的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，能較好地模擬景觀要素在空間運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的阻礙作用[34]，公式如下：

i=1,2,3,…,n;j=1,2,3,…,m

(1)

式中：MCR是最小累積耗費(fèi)值；n為源的總數(shù)；m為景觀單元的總數(shù)；Fi為景觀單元i對(duì)生態(tài)流的阻礙值；Dij為源j到空間上某一點(diǎn)所穿越的景觀單元i的空間距離。

1)生態(tài)源地是生態(tài)服務(wù)較重要、生態(tài)敏感度較高和生態(tài)系統(tǒng)較穩(wěn)定的自然生態(tài)斑塊組成，是維護(hù)區(qū)域生態(tài)安全和可持續(xù)發(fā)展必須加以保護(hù)的區(qū)域，能促進(jìn)生態(tài)過(guò)程發(fā)展[34](如面積較大的林地、水域等)。筆者選擇研究區(qū)內(nèi)圖斑面積較大的林地(森林公園、風(fēng)景名勝區(qū)等)和水庫(kù)(水利風(fēng)景區(qū)等)作為生態(tài)源地。基于RS/GIS 方法，通過(guò)遙感影像解譯和GIS空間統(tǒng)計(jì)分析，獲得生態(tài)源地及空間分布數(shù)據(jù)。

2)生態(tài)廊道是生態(tài)源地之間生物物種、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)以及其他物質(zhì)和能量流通交換的重要通道，有較高的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值[35]。利用ArcGIS軟件構(gòu)建累積耗費(fèi)距離表面，借鑒水文分析和鄰域分析模型，提取景觀生態(tài)流的“脊線”和“谷線”，迭代不同的閾值結(jié)果與研究區(qū)累計(jì)耗費(fèi)距離表面和實(shí)際景觀進(jìn)行對(duì)比分析，確定研究區(qū)最適宜的閾值，提取最大耗費(fèi)路徑“脊線”和最小耗費(fèi)路徑“谷線”，生態(tài)廊道選擇最小耗費(fèi)路徑。

3)生態(tài)節(jié)點(diǎn)是指在景觀空間中連接相鄰生態(tài)源，對(duì)物質(zhì)交換和能量流動(dòng)起關(guān)鍵作用，是景觀空間中容易受外界干擾的生態(tài)脆弱的區(qū)域[6]。依據(jù)景觀生態(tài)學(xué)中的原理，基于上述生態(tài)廊道提取方法，選擇最大耗費(fèi)路徑(“脊線”)和最小耗費(fèi)路徑(“谷線”)的交點(diǎn)作為生態(tài)節(jié)點(diǎn)。

表3 2000年-2016年陜南不同景觀類型面積統(tǒng)計(jì)

3 結(jié)果分析

3.1 景觀格局分析

景觀格局變化(景觀結(jié)構(gòu)變化)，反映不同景觀類型在空間上的變化以及景觀功能的差異性[17]。通過(guò)景觀現(xiàn)狀分布和景觀格局變化的分析，有利于揭示整個(gè)區(qū)域的景觀發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)，對(duì)促進(jìn)人類更好地理解社會(huì)與自然環(huán)境的相互關(guān)系有重要意義，可以為景觀優(yōu)化奠定基礎(chǔ)，筆者主要從三方面分析景觀格局特征，分別是景觀類型現(xiàn)狀分布與變化情況、斑塊類型水平的景觀格局和景觀水平景觀格局。

3.1.1 景觀類型現(xiàn)狀及變化情況

陜南土地利用景觀類型中(表3)，林地所占比例最大，面積為5 732 573.47 hm2，占總面積的81.49%，主要分布在海拔大于1 000 m的區(qū)域；其次是耕地，面積為1 059 550.01 hm2，占總面積的15.06%，主要分布在漢中盆地、安康盆地、商丹盆地、洛南盆地、西鄉(xiāng)盆地和漢陰盆地等區(qū)域；草地面積為144 864.15 hm2，占總面積的2.06%，主要分布在林地與耕地過(guò)渡地帶、河流兩側(cè)以及高山草甸區(qū)；建設(shè)用地48 217.84 hm2，占總土地面積的0.69%，主要分布在漢中盆地、安康盆地和商丹盆地，其中漢臺(tái)區(qū)、漢濱區(qū)和商州區(qū)占總建設(shè)用地的32.40%；水域主要是漢江、部分水庫(kù)和嘉陵江，占土地總面積的0.66%；面積最小的是其他用地，面積為3 227.62 hm2，主要是裸地裸巖、沙地等零星分布。

由表3可以看出，2000年-2016年，陜南土地利用變化顯著，主要表現(xiàn)為：林地、水域和建設(shè)用地和其他用地持續(xù)增加；耕地面積減少；草地變化不大。其中，林地增加69 420.90 hm2，分析其主要原因是該區(qū)域分別實(shí)施了“天然林保護(hù)工程”、“退耕還林工程”、“生態(tài)補(bǔ)償工程”等生態(tài)保護(hù)和建設(shè)工程，使得林地大面積恢復(fù)。據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)，截至2008年，陜南三市共實(shí)施退耕還林近46.67*104hm2，退耕地還林近20*104hm2[36]。水域面積由37 715.31 hm2增加到46 641.11 hm2，增加8 925.79 hm2，分析其主要原因是2005年7月南水北調(diào)中線工程開(kāi)始實(shí)施，陜南加大了對(duì)漢江上游水資源的保護(hù)與河道治理，如安康市截至2010年整治河堤13.9 km、塘堰78口，新建河堤64.88 km、塘堰10口[36]。建設(shè)用地面積增加24 890.79 hm2，分析原因主要是城鎮(zhèn)的不斷擴(kuò)張、經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的日益活躍，基礎(chǔ)設(shè)施更加完善。其他用地面積增加979.51 hm2，分析其主要原因是陜南局部區(qū)域水土流失嚴(yán)重,自然及人類活動(dòng)影響導(dǎo)致地質(zhì)災(zāi)害，地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生區(qū)域的部分耕地轉(zhuǎn)化為沙地、裸土地、荒草地、裸巖石礫地[37]。耕地面積減少97 924.90 hm2，一方面“退耕還林工程”實(shí)施大量耕地進(jìn)行植樹造林，另一方面經(jīng)濟(jì)建設(shè)的快速發(fā)展使該區(qū)域居民點(diǎn)及工礦用地增長(zhǎng)。草地面積動(dòng)態(tài)變化，先減少后增加，總體來(lái)說(shuō)草地減少。

3.1.2 斑塊水平的景觀格局特征

1)根據(jù)圖3分析：總體來(lái)說(shuō)，在2000年-2016年間耕地斑塊密度最大，說(shuō)明耕地的破碎化程度最高；草地次之；林地與建設(shè)用地差異不大；最小的是水域和其他用地，表明兩者的破碎化程度較低。對(duì)比2000年-2016年：耕地和林地斑塊密度在減小，說(shuō)明兩者破碎化程度在減小；草地基本不變；水域、建設(shè)用地和其他用地在增大，說(shuō)明兩者破碎度均在增大，而且有增大的趨勢(shì)。

表4 2000-2016年陜南不同景觀類型最大斑塊指數(shù)和聚集度指數(shù)

圖3 斑塊密度柱狀圖

圖4 景觀形狀指數(shù)柱狀圖

2)根據(jù)圖4分析：耕地的景觀形狀指數(shù)最大，說(shuō)明耕地斑塊的形狀最為復(fù)雜；草地次之；林地再之；水域、建設(shè)用地和其他用地相對(duì)來(lái)說(shuō)偏小，說(shuō)明其形狀相對(duì)較簡(jiǎn)單，復(fù)雜程度較低。2000年-2016年各類型中耕地、林地和草地基本不變；水域、建設(shè)用地和其他用地有增大趨勢(shì)，說(shuō)明該景觀類型的形狀越來(lái)越復(fù)雜，受外界干擾增加。

3)根據(jù)表4中各類景觀最大斑塊指數(shù)分析：林地最大斑塊指數(shù)最大，而且林地的最大斑塊指數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其他景觀類型，說(shuō)明林地相對(duì)于其他景觀類型具有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，林地在陜南的景觀中占主導(dǎo)地位，構(gòu)成了陜南的景觀基質(zhì)，這是陜南各市打造“國(guó)家園林城市”、“國(guó)家生態(tài)城市”的基礎(chǔ)和條件；耕地次之；最大斑塊指數(shù)最小的是其他用地。對(duì)比2000年-2016年，林地、水域、建設(shè)用地和其他土地的最大斑塊指數(shù)在增加，說(shuō)明林地優(yōu)勢(shì)度在增加；耕地、草地的最大斑塊指數(shù)在減小，說(shuō)明整體景觀的破碎度在增加，優(yōu)勢(shì)度在降低。

4)根據(jù)表4中各類景觀聚集度指數(shù)分析：林地聚集度最高，建設(shè)用地較高，其次是其他用地和水域，草地聚集度最低。在2000年-2016年期間，耕地、草地、建設(shè)用地和其他用地聚集度指數(shù)在減小，說(shuō)明聚集度在減小，破碎化程度在增加；相反林地、水域聚集度在增大。

通過(guò)以上四種不同斑塊類型水平景觀指數(shù)的對(duì)比分析表明：耕地破碎化程度最大故形狀最為復(fù)雜，林地是陜南優(yōu)勢(shì)景觀且具有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。在2000年-2016年期間，林地優(yōu)勢(shì)度越來(lái)越大，水域、建設(shè)用地和其他用地受人為干擾較大，破碎化程度有變高的趨勢(shì)。

3.1.3 景觀水平的景觀格局特征

根據(jù)表5分析：2000年分類景觀的蔓延度值(79.206)小于2016年(79.285)，表明2000年-2016年景觀的連接性在增加，破碎度在減少，不同斑塊類型的團(tuán)聚程度在增加。同時(shí)，根據(jù)景觀分離度指數(shù)也說(shuō)明了在2000年-2016年期間，景觀的分離度在降低。

根據(jù)表5分析：2016年Shannon's多樣性指數(shù)(0.602 8)小于2000年(0.603 7)和2016年景觀Shannon's均勻度指數(shù)(0.3365)小于2000年(0.337)，表明陜南景觀優(yōu)勢(shì)度有所增加，復(fù)雜性和破碎化程度有所降低。

表5 2000年-2016年陜南景觀水平景觀格局指數(shù)統(tǒng)計(jì)表

圖5 陜南累積耗費(fèi)距離表面

圖6 陜南景觀生態(tài)廊道及生態(tài)節(jié)點(diǎn)空間分布格局

通過(guò)以上四種不同景觀水平景觀指數(shù)對(duì)比分析：2000年-2016年間陜南景觀的團(tuán)聚程度、優(yōu)勢(shì)度、連接性、多樣性在增加，破碎化程度在降低。

3.2 景觀優(yōu)化設(shè)計(jì)

根據(jù)最小耗費(fèi)距離模型構(gòu)建最小累積耗費(fèi)距離表面(圖5)，依據(jù)陜南景觀特征，分別構(gòu)建生態(tài)廊道和生態(tài)節(jié)點(diǎn)，并與生態(tài)源地形成了有機(jī)的景觀生態(tài)網(wǎng)絡(luò)(圖6)。

1)生態(tài)源地。這里選擇2016年景觀類型面積100 hm2以上的水域和林地景觀作為生態(tài)源地，主要是水庫(kù)(黨河水庫(kù)、紅寺壩水庫(kù)、黃石灘水庫(kù)等)和陜南A級(jí)旅游景區(qū)，包括森林公園(黎坪、五龍洞、木王國(guó)、南宮山、牛背梁、天竺山、千家坪等)、名勝風(fēng)景區(qū)(金絲峽、午子山、張良廟-紫柏山、青木川、筒車灣、九天山、熊貓谷、中壩大峽谷等)、水利風(fēng)景區(qū)等。選擇該生態(tài)源地對(duì)于陜南維持區(qū)域生態(tài)安全、生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性以及調(diào)水工程具有重要的生態(tài)戰(zhàn)略意義，在對(duì)該生態(tài)源地旅游景區(qū)開(kāi)發(fā)和建設(shè)時(shí)應(yīng)當(dāng)設(shè)置重點(diǎn)保護(hù)和禁開(kāi)發(fā)建設(shè)區(qū)域，避免在開(kāi)發(fā)時(shí)破壞良好的生態(tài)，同時(shí)應(yīng)注重提升該區(qū)域景觀斑塊之間的連通性，擴(kuò)大核心斑塊面積。

2)生態(tài)廊道。生態(tài)廊道能夠增強(qiáng)景觀類型和生態(tài)系統(tǒng)的連通性。根據(jù)構(gòu)建的最小耗費(fèi)距離模型(圖5)，運(yùn)用鄰域分析、水文分析模塊，選擇最小耗費(fèi)路徑為生態(tài)廊道。同時(shí)，根據(jù)景觀的功能與分布特征，在陜南構(gòu)建水域生態(tài)廊道、森林生態(tài)廊道和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)廊道。水域生態(tài)廊道主要是漢江、嘉陵江和丹江，水域廊道在飲水、物質(zhì)的運(yùn)輸、水汽的輸送起到了不可或缺的作用，同時(shí)陜南的水域廊道在整個(gè)研究區(qū)占據(jù)重要的地位，起著連接耕地、林地的作用，對(duì)于水域生態(tài)廊道首先應(yīng)加大對(duì)河流沿岸的生態(tài)環(huán)境建設(shè)，加強(qiáng)對(duì)水生生物多樣性的保護(hù)，整治河堤、加固河床，保護(hù)河流兩岸的自然景觀，打造綠色生態(tài)長(zhǎng)廊。森林生態(tài)廊道主要是植被覆蓋度較高的林地，森林廊道構(gòu)建能夠更好將生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)高的林地圖斑與生態(tài)源地有效連接起來(lái)。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)廊道主要將耕地斑塊、生態(tài)源地和水域生態(tài)廊道連接起來(lái)，構(gòu)建農(nóng)業(yè)生產(chǎn)廊道有利于保障農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的順利進(jìn)行，同時(shí)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)廊道、水域生態(tài)廊道和森林生態(tài)廊道三者貫穿陜南，構(gòu)建成陜南生態(tài)結(jié)構(gòu)的經(jīng)脈。上述廊道的構(gòu)建，有利于排放、吸收、緩解以及降低城市中的污染，提高土地利用的集約化和高效化。

3)生態(tài)節(jié)點(diǎn)。生態(tài)源地、生態(tài)廊道在空間距離上跨度較大或易受外界其他景觀的阻礙，不利于景觀生態(tài)功能的發(fā)揮，構(gòu)建生態(tài)節(jié)點(diǎn)對(duì)維持景觀生態(tài)結(jié)構(gòu)的連續(xù)性、系統(tǒng)功能的完整性具有重要的生態(tài)戰(zhàn)略意義[15]。陜南景觀格局體系中生態(tài)節(jié)點(diǎn)主要分布在耕地和林地景觀之中，對(duì)于分布在耕地中的節(jié)點(diǎn)應(yīng)盡量減少人為活動(dòng)的干擾，分布在林地中的節(jié)點(diǎn)可以根據(jù)自身特點(diǎn)建立自然保護(hù)區(qū)或者旅游景區(qū)。

4 結(jié)論

筆者利用景觀生態(tài)學(xué)原理和GIS技術(shù)結(jié)合，應(yīng)用景觀格局指數(shù)法分析陜南景觀格局變化，在此基礎(chǔ)上構(gòu)建景觀最小耗費(fèi)距離模型，對(duì)陜南土地利用景觀進(jìn)行優(yōu)化。通過(guò)研究得到以下結(jié)論：

1)在土地利用景觀類型中，林地景觀在整個(gè)陜南景觀中占主導(dǎo)地位，是陜南的優(yōu)勢(shì)景觀。在研究期間，陜南林地、水域和建設(shè)用地和其他用地持續(xù)增加，耕地面積減少，草地變化不大。

2)在2000年-2016年期間，林地優(yōu)勢(shì)度越來(lái)越大，水域、建設(shè)用地和其他用地受人為干擾較大，破碎化程度有變高的趨勢(shì)，景觀的團(tuán)聚程度、連接性、多樣性和優(yōu)勢(shì)度在增加，破碎化程度在降低。

3)在GIS技術(shù)支持下，選擇生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值較高的水庫(kù)和面積較大林地斑塊作為生態(tài)源地，根據(jù)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值為基礎(chǔ)構(gòu)建最小累計(jì)耗費(fèi)距離表面，利用鄰域分析和水文分析提取生態(tài)廊道和生態(tài)節(jié)點(diǎn)。根據(jù)陜南特點(diǎn)，分別構(gòu)建水域生態(tài)廊道、森林生態(tài)廊道和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)廊道，將生態(tài)源地與各類景觀類型聯(lián)系起來(lái)，在生態(tài)源地與生態(tài)廊道之間構(gòu)建生態(tài)節(jié)點(diǎn)，形成景觀生態(tài)網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)而優(yōu)化景觀格局。