農(nóng)村居民點(diǎn)整理影響下的景觀格局及其生態(tài)效應(yīng)研究

鄧 靜, 張 貞, 陳 晨, 高金權(quán)

(1.天津城建大學(xué) 地質(zhì)與測(cè)繪學(xué)院, 天津 300384;2.遼寧省發(fā)展和改革委員會(huì)農(nóng)業(yè)資源區(qū)劃研究所, 沈陽(yáng) 110034; 3.天津市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣站, 天津 300061)

農(nóng)村居民點(diǎn)整理影響下的景觀格局及其生態(tài)效應(yīng)研究

鄧 靜1, 張 貞1, 陳 晨2, 高金權(quán)3

(1.天津城建大學(xué) 地質(zhì)與測(cè)繪學(xué)院, 天津 300384;2.遼寧省發(fā)展和改革委員會(huì)農(nóng)業(yè)資源區(qū)劃研究所, 沈陽(yáng) 110034; 3.天津市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣站, 天津 300061)

以天津市武清區(qū)下朱莊街農(nóng)村居民點(diǎn)整理工程為例，采用ArcGIS 9.3和Fragstats 3.3數(shù)據(jù)分析平臺(tái)研究工程影響下景觀格局指標(biāo)的變化規(guī)律；并進(jìn)一步將生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值計(jì)算同敏感度分析結(jié)合，探討工程影響下的生態(tài)效應(yīng)。結(jié)果表明：項(xiàng)目實(shí)施后，斑塊破碎化程度增強(qiáng)，連接性以及斑塊聚集性增強(qiáng)；生態(tài)服務(wù)價(jià)值提高22.12%，且生態(tài)價(jià)值敏感度變化在合理范圍之內(nèi)；景觀生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)值由0.76變?yōu)?.12，研究區(qū)生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)從較高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)轉(zhuǎn)變?yōu)楦唢L(fēng)險(xiǎn)區(qū)，表現(xiàn)出增加的趨勢(shì)。該研究有效評(píng)價(jià)農(nóng)村居民點(diǎn)整理的實(shí)施效果，為后期農(nóng)村居民點(diǎn)整理決策制度提供科學(xué)依據(jù)。

農(nóng)村居民點(diǎn)整理; 景觀格局; 生態(tài)風(fēng)險(xiǎn); 生態(tài)服務(wù)價(jià)值; 天津市武清區(qū)下朱莊街

面對(duì)我國(guó)當(dāng)前城鎮(zhèn)化進(jìn)程加快，城市建設(shè)用地不斷擴(kuò)張，農(nóng)村居民點(diǎn)分布零散、大量閑置，耕地利用效率低等問(wèn)題，農(nóng)村居民點(diǎn)統(tǒng)一規(guī)劃的要求不斷被提出，農(nóng)村居民點(diǎn)整理項(xiàng)目的重要意義日益突顯。推進(jìn)農(nóng)村居民點(diǎn)整理是實(shí)現(xiàn)耕地總量動(dòng)態(tài)平衡、改善農(nóng)民生活和生產(chǎn)環(huán)境的重要途徑, 也是新農(nóng)村建設(shè)的重要手段之一[1]。農(nóng)村居民點(diǎn)整理主要是運(yùn)用工程技術(shù)以及調(diào)整土地產(chǎn)權(quán)，通過(guò)村莊改造、歸并和再利用，使農(nóng)村建設(shè)逐步集中、集約，提高農(nóng)村居民點(diǎn)土地利用強(qiáng)度，促進(jìn)土地利用有序化、合理化、科學(xué)化，并改善農(nóng)民生產(chǎn)、生活條件和農(nóng)村生態(tài)環(huán)境[2]。該項(xiàng)目不僅有利于推動(dòng)我國(guó)城鎮(zhèn)化進(jìn)程，統(tǒng)籌城鄉(xiāng)發(fā)展，更加有利于減少農(nóng)村建設(shè)用地浪費(fèi)，拓寬城市發(fā)展空間，從而達(dá)到土地資源集約利用的目標(biāo)[3]。目前，國(guó)內(nèi)學(xué)者對(duì)農(nóng)村居民點(diǎn)整理的研究主要集中于其整理潛力分析[4-6]，也有不少學(xué)者對(duì)其整理模式進(jìn)行了探討[7-8]，而較少研究該工程對(duì)區(qū)域景觀格局及其生態(tài)環(huán)境的影響。

因此，本文以天津市武清區(qū)農(nóng)村居民點(diǎn)整理規(guī)劃工程為例，在研究該工程實(shí)施前后景觀格局變化、生態(tài)服務(wù)價(jià)值變化的過(guò)程中，結(jié)合對(duì)研究區(qū)生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)的研究分析，綜合評(píng)價(jià)該研究區(qū)農(nóng)村居民點(diǎn)整理的實(shí)施效果。對(duì)農(nóng)村居民點(diǎn)整理后的研究區(qū)進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)與科學(xué)評(píng)價(jià)，使農(nóng)村居民點(diǎn)整理能夠真正成為實(shí)現(xiàn)統(tǒng)籌城鄉(xiāng)發(fā)展、實(shí)現(xiàn)城鄉(xiāng)一體化的重要決策。

1 研究區(qū)概況及項(xiàng)目整理情況

1.1 研究區(qū)概況

武清區(qū)位于天津市西北部，海河水系下游，東經(jīng)116°46′43″—117°19′59″，北緯39°07′05″—39°42′40″。下朱莊街位于武清區(qū)南側(cè)，氣候介于大陸性氣候和海洋性氣溫的過(guò)渡帶上，屬于暖溫帶半濕潤(rùn)大陸季風(fēng)氣候，年均氣溫11.6℃，年降水量為578 mm，年際間降水量變化較大，是造成干旱和洪澇的主要原因。其地形為輕微起伏的沖擊平原。

1.2 項(xiàng)目整理情況

下朱莊街農(nóng)村居民點(diǎn)整理自2006年起，通過(guò)在鎮(zhèn)區(qū)新建居住小區(qū)，將居民宅基地復(fù)耕為耕地，使分散的村莊向鎮(zhèn)區(qū)集中發(fā)展，從而增加耕地面積。整理范圍主要為下朱莊街西部，將北運(yùn)河沿岸的下朱莊、高樓、高王院、白疙瘩、太平莊5個(gè)村莊遷入南北辛莊后整理成耕地，南北辛莊仍整理為建設(shè)用地，整理內(nèi)容包括田塊、水利設(shè)施、防護(hù)林、道路以及電力設(shè)施5部分。

2 研究方法

2.1 數(shù)據(jù)來(lái)源

以研究區(qū)農(nóng)村居民點(diǎn)整理前土地利用現(xiàn)狀圖和規(guī)劃圖(1∶2 000)作為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，使用ArcGIS 9.3作為數(shù)據(jù)處理平臺(tái)，利用景觀格局計(jì)算軟件Fragstats 3.3對(duì)本文所選取的景觀格局指數(shù)進(jìn)行計(jì)算。

2.2 景觀格局指數(shù)的選取

景觀格局指數(shù)能夠很好地反映景觀格局變化，通過(guò)景觀格局分析軟件Fragstates 3.3可計(jì)算多項(xiàng)景觀指標(biāo)，但不同指標(biāo)之間具有高度相關(guān)性。本文主要研究居民點(diǎn)整理前后，其景觀破碎化、規(guī)則度、分離度、聚集性等變化。因此，在類型水平上，選取斑塊密度(PD)、最大斑塊指數(shù)(LPI)、平均斑塊形狀指數(shù)(SHAPE_MN)、面積加權(quán)平均斑塊分維數(shù)(FRAC_AM)、斑塊結(jié)合度指數(shù)(COHESION)、聚集度(AI)6個(gè)指標(biāo)；在景觀水平上，選取斑塊密度(PD)、最大斑塊指數(shù)(LPI)、平均斑塊形狀指數(shù)(SHAPE-MN)、面積加權(quán)平均斑塊分維數(shù)(FRAC-AM)、斑塊結(jié)合度指數(shù)(COHESION)、分離度(SPLIT)、聚集度(AI)、香農(nóng)多樣性指數(shù)(SHDI)、香農(nóng)均勻度指數(shù)(SHEI)9個(gè)指標(biāo)[9-10]。具體指標(biāo)計(jì)算方法以及含義如表1所示。

2.3 生態(tài)效應(yīng)研究

本文從生態(tài)服務(wù)價(jià)值和景觀生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)兩方面反映農(nóng)村居民點(diǎn)整理工程影響下的生態(tài)效應(yīng)。其中生態(tài)服務(wù)價(jià)值主要反映生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)在經(jīng)濟(jì)上的功能和效益[13]；景觀生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)主要用于描述一個(gè)樣地內(nèi)綜合生態(tài)損失的相對(duì)大小[14]，以便對(duì)研究區(qū)的景觀風(fēng)險(xiǎn)值變化進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

2.3.1 生態(tài)服務(wù)價(jià)值變化分析 生態(tài)服務(wù)價(jià)值理論闡述了生態(tài)系統(tǒng)的各種服務(wù)功能及其價(jià)值的量化方法[15]。為了方便對(duì)區(qū)域不同土地利用類型的生態(tài)服務(wù)價(jià)值進(jìn)行量化，認(rèn)為生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的功能與效益能夠通過(guò)貨幣量化來(lái)體現(xiàn)。根據(jù)Costanza等人研究并提出的生態(tài)服務(wù)價(jià)值系數(shù)，對(duì)武清區(qū)下朱莊街所涉及的土地利用類型進(jìn)行賦值，具體賦值情況[16-17]：水澆地、菜地、設(shè)施農(nóng)用地屬于農(nóng)田/耕地類(cropland)，其生態(tài)服務(wù)價(jià)值系數(shù)為92 $/(hm2·a)；坑塘水面、溝渠屬于湖泊/河流類(Lakes/rivals)，其生態(tài)服務(wù)價(jià)值系數(shù)為8 498 $/(hm2·a)；果園屬于林地/園地類(Temperate/boreal)，其生態(tài)服務(wù)價(jià)值系數(shù)為302 $/(hm2·a)；道路以及居民點(diǎn)屬于城鎮(zhèn)用地，因此，其生態(tài)服務(wù)價(jià)值系數(shù)為0。

運(yùn)用Costanza等人研究得出的生態(tài)服務(wù)價(jià)值的估測(cè)方法(公式1)來(lái)計(jì)算研究區(qū)居民點(diǎn)整理前后生態(tài)服務(wù)價(jià)值。其計(jì)算公式為：

(1)

式中：ESV——研究區(qū)總的生態(tài)服務(wù)價(jià)值量($)；Ak——研究區(qū)第k類土地利用類型的分布面積(hm2)；VCk——生態(tài)價(jià)值系數(shù)，即單位面積上第k類土地利用類型的生態(tài)服務(wù)價(jià)值[$/(hm2·a)]。

在對(duì)單位面積上某種生態(tài)系統(tǒng)中某單一的生態(tài)服務(wù)功能價(jià)值進(jìn)行估測(cè)時(shí)難免會(huì)出現(xiàn)偏差，不同尺度下生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)服務(wù)價(jià)值有所不同。因此，本文就研究區(qū)的生態(tài)服務(wù)價(jià)值進(jìn)行敏感度檢測(cè)，用于表征某地類生態(tài)價(jià)值系數(shù)變化后所引起的總生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的變化[18]。在原有Costanza模型的基礎(chǔ)上對(duì)各土地利用類型的生態(tài)服務(wù)價(jià)值系數(shù)上下各調(diào)整50%[19]，計(jì)算并對(duì)其波動(dòng)狀況進(jìn)行研究分析，其計(jì)算公式如下:

(2)

式中：ESV——研究區(qū)總的生態(tài)服務(wù)價(jià)值量($)；VC——生態(tài)價(jià)值系數(shù)；i，j——最初的生態(tài)價(jià)值系數(shù)和調(diào)整后的生態(tài)價(jià)值系數(shù)；k——土地利用類型；CS——敏感度。

2.3.2 景觀生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)分析 本文通過(guò)構(gòu)建景觀干擾度指數(shù)[20]和脆弱度指數(shù)[21]來(lái)構(gòu)建生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)，建立景觀格局與區(qū)域生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)之間的聯(lián)系，從而對(duì)該區(qū)域景觀動(dòng)態(tài)變化下的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行計(jì)算分析[22]。其中，干擾度指數(shù)由景觀破碎度、分離度和優(yōu)勢(shì)度等指

標(biāo)構(gòu)建[23]，具體計(jì)算公式在此不做描述；脆弱度指數(shù)根據(jù)前人研究并結(jié)合本文實(shí)際得出，研究區(qū)內(nèi)8種景觀類型所代表的生態(tài)系統(tǒng)脆弱度從高到低依次為：溝渠8、坑塘7、水澆地6、果園5、菜地4、設(shè)施農(nóng)地3、居民點(diǎn)2、道路1，并對(duì)其做歸一化處理[24]。

通過(guò)上述景觀格局指數(shù)，計(jì)算景觀生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù),其計(jì)算公式為：

(3)

式中：Ai——研究區(qū)景觀類型i的面積；A——研究區(qū)景觀總面積；Ri——景觀損失度指數(shù)，其值為景觀干擾度指數(shù)Si與景觀破碎度指數(shù)Fi之積[20]。

表1 景觀格局指數(shù)計(jì)算公式及含義說(shuō)明

3 結(jié)果與分析

3.1 景觀格局變化分析

3.1.1 類型水平上景觀格局動(dòng)態(tài)變化分析 下朱莊街景觀格局在類型水平上的變化如表2所示，由于其果園、菜地、設(shè)施農(nóng)用地面積所占比重小，居民點(diǎn)經(jīng)整理后面積減小，景觀格局總體表現(xiàn)出規(guī)則化增強(qiáng)，分散性減小趨勢(shì)，且各項(xiàng)景觀指數(shù)變化不大，因此本文不對(duì)這4種地類再做分析。以下為水澆地、溝渠、道路以及坑塘水面的景觀格局指數(shù)所表征的農(nóng)村居民點(diǎn)整理過(guò)后的變化情況：水澆地斑塊密度增大，最大斑塊面積指數(shù)減小，說(shuō)明農(nóng)村居民點(diǎn)整理將大塊水澆地進(jìn)行分割；平均斑塊形狀指數(shù)減小、面積加權(quán)平均斑塊分維數(shù)略微減少，說(shuō)明水澆地受人為影響程度加大，斑塊形狀趨近于規(guī)則化；斑塊結(jié)合度指數(shù)幾乎不變、聚集度指數(shù)有所增加，說(shuō)明水澆地經(jīng)整理后聚集性略微增強(qiáng)。水澆地的變化情況與居民點(diǎn)整理的目的密切相關(guān)，其聚集度指數(shù)增加與水澆地面積增加有一定聯(lián)系。

道路和溝渠景觀格局變化形式大致相似，其斑塊密度增加，最大斑塊面積指數(shù)減小，說(shuō)明通過(guò)重新規(guī)劃新建道路和溝渠，使得農(nóng)村道路增加，溝渠體系更加完善，布局更加合理；其平均斑塊形狀指數(shù)和面積加權(quán)平均斑塊分維數(shù)減少，說(shuō)明人類干擾程度的增加使得斑塊自我相似性增強(qiáng)，幾何形狀趨近于簡(jiǎn)單化[25]；斑塊結(jié)合度指數(shù)以及聚集度指數(shù)增加，說(shuō)明農(nóng)村居民點(diǎn)整理加大了道路之間以及溝渠之間的連接性，大大提高交通便捷性，方便農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。

表2 下朱莊街類型水平景觀格局變化

坑塘水面的斑塊密度增加，但最大斑塊指數(shù)變化不大，說(shuō)明在對(duì)溝渠進(jìn)行整理的過(guò)程當(dāng)中，可能存在部分廢棄或面積較大的溝渠轉(zhuǎn)化為坑塘，使得其斑塊密度增加；平均斑塊形狀指數(shù)減小，說(shuō)明農(nóng)村居民點(diǎn)整理使坑塘更加規(guī)則化；斑塊結(jié)合度指數(shù)和聚集度幾乎沒(méi)有變化，說(shuō)明坑塘的連接性沒(méi)有發(fā)生變化。由坑塘景觀格局指數(shù)變化情況可得，坑塘除斑塊密度外，其他指數(shù)并沒(méi)有發(fā)生較大變化，說(shuō)明坑塘不是該研究區(qū)整理的重點(diǎn)內(nèi)容。

3.1.2 景觀水平上景觀格局動(dòng)態(tài)變化分析 從表3可以看出，在農(nóng)村居民點(diǎn)整理后，研究區(qū)景觀格局有所變化。斑塊密度(PD)增加、最大斑塊指數(shù)(LPI)降低，說(shuō)明通過(guò)新建溝渠、道路以及對(duì)水澆地進(jìn)行分割，使得研究區(qū)整體斑塊密度增加。由表2下朱莊街類型水平上的景觀格局變化可得，除水澆地外，其他類型的斑塊密度均呈現(xiàn)增加的趨勢(shì)，水澆地變化對(duì)整體景觀格局變化影響最大，這也與水澆地在研究區(qū)所占面積最大有關(guān)。平均斑塊形狀指數(shù)(SHAPE_MN)略微減小，說(shuō)明從整體上來(lái)說(shuō)，斑塊形狀更加規(guī)則，由表2了解到，各土地類型平均斑塊形狀指數(shù)均有一定減小，斑塊形狀表現(xiàn)出受人為干擾作用增強(qiáng)，最終使得景觀水平上研究區(qū)斑塊形狀趨近于規(guī)則化。斑塊結(jié)合度指數(shù)(COHESION)略微增加，說(shuō)明其斑塊空間連接性增強(qiáng)，而討論其原因，主要由于溝渠和道路的系統(tǒng)性規(guī)劃，加強(qiáng)了其連接性。聚集度(AI)有所增加，分離度指數(shù)(SPLIT)大大降低，說(shuō)明土地整理通過(guò)將細(xì)碎斑塊進(jìn)行合并以及新建溝渠、道路，增加斑塊聚集程度，使得斑塊間分離程度降低。香農(nóng)多樣性指數(shù)(SHDI)取決于斑塊類型的多少，其值增加而研究區(qū)內(nèi)土地類型沒(méi)有發(fā)生變化，說(shuō)明各土地類型所占比例差異增大[25-26]。從表4居民點(diǎn)整理前后土地利用類型面積變化可以看出，水澆地、道路以及溝渠的面積有較為明顯的增加，且所增加的面積主要來(lái)源于居民點(diǎn)面積的減少。香農(nóng)均勻度指數(shù)(SHEI)增加，且值更加趨近于1，說(shuō)明各斑塊類型在景觀中的分布更加均勻。

表3 下朱莊街景觀水平景觀格局變化

3.2 生態(tài)效應(yīng)分析

3.2.1 生態(tài)服務(wù)價(jià)值估算 引用上文所述公式(1)，結(jié)合生態(tài)服務(wù)價(jià)值系數(shù)對(duì)研究區(qū)的土地利用類型進(jìn)行賦值并計(jì)算。下朱莊街總面積為85.85 hm2，由于土地利用類型的相互轉(zhuǎn)移，導(dǎo)致整理前后生態(tài)服務(wù)價(jià)值共增加了11 426.96$，說(shuō)明生態(tài)服務(wù)功能總體上得到提高，區(qū)域生態(tài)環(huán)境得到提升。在整理過(guò)程中水澆地生態(tài)服務(wù)價(jià)值共增加了240.12$；整理前后坑塘水面的面積呈減少趨勢(shì)，相比土地整理前減少了0.02 hm2，其生態(tài)服務(wù)價(jià)值減少了169.96$；土地整理后，渠系生態(tài)服務(wù)價(jià)值增加了11 727.24$，果園生態(tài)服務(wù)價(jià)值減少了199.32$；道路以及居民點(diǎn)，由于其生態(tài)服務(wù)價(jià)值系數(shù)為0，因此，此類用地的變化對(duì)生態(tài)服務(wù)價(jià)值沒(méi)有影響；最后，農(nóng)村居民點(diǎn)整理使菜地以及設(shè)施用地減少，由于其生態(tài)服務(wù)價(jià)值系數(shù)相同，因此，其生態(tài)服務(wù)價(jià)值共減少171.12$。最終，通過(guò)整理，下朱莊街的生態(tài)服務(wù)價(jià)值共增加11 426.96$，增加率為22.12%。

表4 下朱莊街生態(tài)服務(wù)價(jià)值估算

由表4可以看出，生態(tài)服務(wù)價(jià)值增長(zhǎng)最多的為溝渠，其增長(zhǎng)價(jià)值為11 727.24 $，變化率為71.88%，說(shuō)明整理后規(guī)劃新建了大量溝渠，不僅方便農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，還起到了改善生態(tài)環(huán)境的作用；水澆地雖面積增加最多，但由于其生態(tài)服務(wù)價(jià)值系數(shù)較小，因此，其對(duì)生態(tài)服務(wù)價(jià)值提升作用不大；果園、菜地、坑塘水面以及設(shè)施用地都有一定減少，由于減少面積或生態(tài)服務(wù)價(jià)值系數(shù)較小，最終，對(duì)生態(tài)服務(wù)價(jià)值變化影響不大。

整理后的下朱莊街生態(tài)服務(wù)價(jià)值平均每1 hm2增加了133.10 $，說(shuō)明對(duì)研究區(qū)進(jìn)行土地整理活動(dòng)有利于該區(qū)的生態(tài)發(fā)展。該地經(jīng)農(nóng)村居民點(diǎn)整理過(guò)后，水澆地仍占最大比重，由此可見(jiàn)，農(nóng)戶對(duì)土地的依賴性很強(qiáng)，經(jīng)濟(jì)的發(fā)展主要以農(nóng)業(yè)為主。對(duì)土地進(jìn)行總體規(guī)劃時(shí)，不僅要考慮農(nóng)用地的配置與管理，還應(yīng)保障生態(tài)服務(wù)功能發(fā)揮作用，該研究區(qū)農(nóng)村居民點(diǎn)整理完成了生態(tài)效益和經(jīng)濟(jì)效益的雙重任務(wù)，建立了一種平衡合理的土地利用空間格局。

3.2.2 生態(tài)服務(wù)敏感度分析 將下朱莊街的水澆地、坑塘、溝渠、果園、菜地以及設(shè)施農(nóng)地的生態(tài)服務(wù)價(jià)值系數(shù)上下各調(diào)整50%，運(yùn)用上述公式(2)，計(jì)算其生態(tài)服務(wù)價(jià)值的敏感度變化范圍為0.002～0.538(表5)。水澆地、菜地、設(shè)施農(nóng)地中生態(tài)服務(wù)價(jià)值變化最大的為水澆地，其變化率為4.91%，接近于區(qū)域耕地生物量?jī)r(jià)值總和的生態(tài)價(jià)值系數(shù)真實(shí)值；同樣，

由果園敏感度分析可得，其生態(tài)服務(wù)價(jià)值系數(shù)接近研究區(qū)生態(tài)系統(tǒng)價(jià)值系數(shù)的真實(shí)值。敏感度變化較大的主要為坑塘以及溝渠，范圍為0.316～0.538，這是由于其生態(tài)服務(wù)價(jià)值系數(shù)較大所引起，說(shuō)明水域面積的變化對(duì)生態(tài)服務(wù)價(jià)值的變化起到關(guān)鍵的作用，在生態(tài)環(huán)境保護(hù)和城市建設(shè)時(shí)應(yīng)予以特別關(guān)注[27]。

3.2.3 景觀生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)分析 根據(jù)所構(gòu)建的景觀生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指數(shù)，運(yùn)用公式(3)計(jì)算下朱莊街景觀生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)值，結(jié)果如表6所示。

表5 下朱莊街生態(tài)服務(wù)價(jià)值敏感度

表6 下朱莊街景觀生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)值

由表6可得出，景觀生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)值由整理前的0.76變化為1.12。通過(guò)對(duì)風(fēng)險(xiǎn)劃分的研究，為使劃分的風(fēng)險(xiǎn)區(qū)更加趨近于客觀實(shí)際，本文決定按照高賓等人對(duì)區(qū)域風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)的分類法，分類標(biāo)準(zhǔn)為：高風(fēng)險(xiǎn)風(fēng)險(xiǎn)區(qū)(ERI≥0.85)、較高生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)區(qū)(0.75≤ERI≤0.85)、中等生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)區(qū)(0.55≤ERI≤0.75)、較低生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)區(qū)(0.45≤ERI≤0.55)、低生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)區(qū)(ERI≤0.45)[22]。景觀生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)與那些衡量干擾的指標(biāo)相關(guān)聯(lián)，它能夠清晰地評(píng)價(jià)和定量化描繪各種景觀類型所代表的生態(tài)系統(tǒng)在受到危害性和不確定性因素后產(chǎn)生風(fēng)險(xiǎn)的概率[22]。農(nóng)村居民點(diǎn)整理前，該研究區(qū)景觀生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)值為0.76，屬于較高生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)區(qū)，這可能與研究區(qū)的生態(tài)環(huán)境有密切的關(guān)系。天津是一個(gè)典型的人均占有耕地面積較少的城市，在土地利用方面存在結(jié)構(gòu)不合理以及利用率較低等問(wèn)題，該地工業(yè)企業(yè)較多，生態(tài)環(huán)境質(zhì)量較低。農(nóng)村居民點(diǎn)整理在該地的實(shí)施，使該地景觀生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)值增加為1.12，屬于高生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)區(qū)。

由上文景觀生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)的構(gòu)建方式可以了解到，景觀生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)與景觀破碎化程度、景觀分離度、景觀優(yōu)勢(shì)度、景觀脆弱度以及類型面積等有關(guān)。景觀生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)值的增加可能包含以上多方面的原因，也可能與某一主要方面有關(guān)。

景觀生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)值的增加主要來(lái)源于水澆地、溝渠以及道路生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)值的增加。因此，本文認(rèn)為研究區(qū)生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)增加原因可能是由于景觀結(jié)構(gòu)的變化。一般來(lái)說(shuō)，某地類面積增加且其斑塊密度增加，破碎度指數(shù)也相應(yīng)增加。農(nóng)村居民點(diǎn)整理通過(guò)新建大量溝渠、道路，使得面積較大的水澆地分割為規(guī)則形狀，使土地利用布局更加合理，更加方便生產(chǎn)。水澆地、溝渠、道路的斑塊密度以及面積都相應(yīng)增加，且水澆地和溝渠受人為干擾作用較弱，脆弱度指數(shù)較高，因此，其生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)值增加，由于這三類地類所占比重較大，導(dǎo)致區(qū)域生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)增大。

4 結(jié) 論

(1) 景觀格局變化的總體趨勢(shì)為：水澆地、溝渠以及道路面積增加。居民點(diǎn)、坑塘、果園、菜地以及設(shè)施用地的面積相應(yīng)減少。下朱莊街在居民點(diǎn)整理項(xiàng)目實(shí)施過(guò)后，表現(xiàn)出斑塊破碎化程度增強(qiáng)，連接性以及斑塊聚集性增強(qiáng)等特點(diǎn)。實(shí)現(xiàn)了將零散分布的居民點(diǎn)合理規(guī)劃，從而增加耕地面積等數(shù)量方面的目的。

(2) 生態(tài)服務(wù)價(jià)值變化上，研究區(qū)生態(tài)服務(wù)價(jià)值提高22.12%，且生態(tài)價(jià)值敏感度變化在合理范圍之內(nèi)，該研究區(qū)居民點(diǎn)整理規(guī)劃工程考慮了該地生態(tài)功能，在考慮經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求，增加耕地面積的過(guò)程中建立了一種生態(tài)平衡合理的土地利用空間格局。

(3) 農(nóng)村居民點(diǎn)整理工程實(shí)施后，景觀生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)值由0.76變?yōu)?.12，研究區(qū)生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)從較高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)轉(zhuǎn)變?yōu)楦唢L(fēng)險(xiǎn)區(qū)，表現(xiàn)出增加的趨勢(shì)。其原因可能與溝渠、道路的系統(tǒng)性規(guī)劃，水澆地斑塊被分割有關(guān)，在方便生產(chǎn)的同時(shí)，由于其面積所占比重較大，使得區(qū)域景觀生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)增加。

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ResearchforLandscapePatternandEcologicalEffectsundertheInfluenceofRuralResidentialLandConsolidation

DENG Jing1, ZHANG Zhen1, CHEN Chen2, GAO Jin-quan3

(1.SchoolofGeologyandGeomatics,TianjinChengjianUniversity,Tianjin300384,China; 2.LiaoningProvincialAgriculturalDivisionResearchInstitute,Shenyang110034,China; 3.CenterforPopularizationofAgriculturalofTianjin,Tianjin300061,China)

Rural residential land consolidation in Xiazhuzhuang of Tianjin was taken as a case, this paper analyzed change in landscape pattern index under the rural residential land consolidation by using ArcGIS 9.3, Fragstats 3.3. Based on the ecosystem service value and ecological sensitivity analysis, the ecological effects of the project were also studied. The results indicated that the patch shape tended to be regularized, connectivity and aggregation enhanced; ecosystem service value improved 22.12%, the value of ecological sensitivity was in a reasonable range. And it showed that ecological risk value was enhanced from 0.76 to 1.12, ecological risk showed an increasing trend. This research effectively evaluated the effect of rural residential land consolidation, also provided a scientific basis for decision-making system.

rural residential land consolidation; landscape pattern; ecological risk; ecosystem service value; Xiazhuzhuang in Wuqing district of Tianjin City

2013-11-30

：2014-01-03

國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“土地質(zhì)量評(píng)價(jià)的尺度效應(yīng)研究”(41101536)

鄧靜(1991—),女,四川德陽(yáng)人,碩士研究生,研究方向:土地利用與自然災(zāi)害防治。E-mail:jackfal@163.com

張貞(1982—),女,四川宜賓人,副教授,博士,研究方向:土地利用與生態(tài)過(guò)程。E-mail:zhangzhen1227@126.com

F301.2

：A

：1005-3409(2014)05-0157-06