貴州省山地-壩地系統(tǒng)土地利用與景觀格局時空演變

李陽兵, 姚原溫, 謝 靜, 王發(fā)艷, 白曉永

(1.貴州師范大學(xué)地理與環(huán)境科學(xué)學(xué)院，貴陽 550001； 2.中國科學(xué)院地球化學(xué)研究所環(huán)境地球化學(xué)國家重點實驗室，貴陽 550002)

貴州省山地-壩地系統(tǒng)土地利用與景觀格局時空演變

李陽兵1,*, 姚原溫1, 謝 靜1, 王發(fā)艷1, 白曉永2

(1.貴州師范大學(xué)地理與環(huán)境科學(xué)學(xué)院，貴陽 550001； 2.中國科學(xué)院地球化學(xué)研究所環(huán)境地球化學(xué)國家重點實驗室，貴陽 550002)

探討貴州省山地-壩地系統(tǒng)的景觀變遷與優(yōu)化調(diào)控具有重要的意義。以貴州省典型的蒲場、洋川山地-壩地系統(tǒng)為例，從一個地貌單元對以萬畝大壩為中心的山地-壩地土地系統(tǒng)1960 年代到2010 年的土地利用變化與格局演變進(jìn)行系統(tǒng)的研究。把研究區(qū)劃分成中央壩地、壩中丘陵和壩周山地3個部分，結(jié)合遙感技術(shù)與實地調(diào)查，獲得研究區(qū)4個時期土地利用的空間分布，基于移動窗口法計算了景觀格局指標(biāo)。壩中丘陵和壩周山地景觀多樣性高于壩地，土地利用綜合程度以壩地最高；平壩耕地從1963 年所占比例90.81%下降到2010年的79.94%，壩中丘陵和壩周山地林地減少，灌木林增加，坡耕地仍保持在較高水平；耕地有向經(jīng)濟(jì)效益更高的土地利用方式轉(zhuǎn)變的趨勢。壩子在土地利用變化和景觀格局演變過程中，原有的土地利用格局逐漸被改變，形成新的斑塊-廊道-基質(zhì)格局。研究區(qū)中部壩地、壩中丘陵和壩周山地的土地利用變化表明，壩地的土地利用變化和土地集約利用可對壩中丘陵及壩周山地產(chǎn)生影響，壩子與壩中丘陵和壩周山地土地利用存在耦合變化。進(jìn)一步應(yīng)加強(qiáng)研究區(qū)土地利用優(yōu)化調(diào)控，使壩地、壩周山地和壩中丘陵的土地利用協(xié)同演化。研究結(jié)果對貴州省山地-壩地系統(tǒng)土地優(yōu)化利用有參考價值。

山地-壩地系統(tǒng)；土地利用；演變；貴州省

土地利用/覆蓋變化(LUCC)集中體現(xiàn)了自然與人文的交互作用，LUCC研究涵蓋LUCC 時空過程探測、驅(qū)動機(jī)理分析、過程刻畫與模擬及宏觀生態(tài)效應(yīng)評價等多個方面[1]，研究尺度的綜合和模型構(gòu)建是LUCC研究的兩大難點問題[2]。如今，越來越多的專家學(xué)者開始從多種角度開展土地利用、覆被變化及其景觀生態(tài)效應(yīng)方面的研究工作，如城市[3]、區(qū)域[4]、流域[5]、脆弱生態(tài)區(qū)[6]和農(nóng)業(yè)土地利用[7]，總體上，21 世紀(jì)初5 年中國處于土地利用快速變化期[8]。對西南巖溶山地的土地利用變化研究，集中在城市地區(qū)[9- 10]、鄉(xiāng)村聚落[11]和典型流域土地變化模擬[12]，以及喀斯特山區(qū)的土地利用變化[13- 14]和石漠化演變[15- 16]。

貴州省土地資源的特點是山地、丘陵多，壩地(相當(dāng)于其它地方的平原、盆地)少，壩子是指面積較大且較寬闊，形狀比較有規(guī)則的連片山間平壩，由盆地(壩子)、洼地等一系列空間尺度不一的壩地及其周邊山地構(gòu)成了貴州省廣泛分布的山地-壩地土地利用系統(tǒng)，萬畝大壩與周邊山地系統(tǒng)就是其中的典型代表。貴州全省176167 km2的土地上，據(jù)《貴州農(nóng)業(yè)地貌區(qū)劃》，萬畝以上的大壩不超過20 個；據(jù)“貴州省地理學(xué)會”不完全統(tǒng)計，萬畝(666.7 hm2)以上的典型大壩為19 個；也有人認(rèn)為貴州萬畝以上的大壩有62 個[17]。貴州省國土資源廳現(xiàn)已查明貴州省坡度在6°以下，面積大于6.67 km2，集中連片的萬畝耕地大壩共47 個，耕地面積612.8 km2[18]。

萬畝大壩土地利用結(jié)構(gòu)可分為耕地主導(dǎo)型、建設(shè)用地耕地主導(dǎo)型、耕地林地主導(dǎo)型3類，以耕地主導(dǎo)型為主[19]，往往也是一些縣城、鄉(xiāng)鎮(zhèn)、聚落、工礦和交通線發(fā)展的主要場所。萬畝大壩土地利用格局更多的是受壩子自身條件以外的社會經(jīng)濟(jì)因素的影響，如城鎮(zhèn)、交通條件和區(qū)位因素的影響，反過來，隨著貴州省城鎮(zhèn)化發(fā)展、道路條件改善，各壩子的區(qū)位條件也會發(fā)生變化，必將引起萬畝大壩土地利用格局的變化。在壩區(qū)空間局限性的限制作用下，耕地減少和建設(shè)占地增加將是萬畝大壩土地利用變化的基本方面，壩地面臨以有限的適宜土地既要保證“吃飯”又要保證“建設(shè)”和“生態(tài)”的三難局面，在這種情形下，亟需回答萬畝大壩的土地利用變化過程及其與周邊山地土地利用的協(xié)同演進(jìn)過程，如萬畝大壩的建設(shè)用地擴(kuò)張與耕地流失過程？萬畝大壩土地利用變化是否引起周邊山地土地利用變化？萬畝大壩建設(shè)用地增加與土地利用程度提高是否增加了山地-壩地系統(tǒng)的生態(tài)安全？如何對山地-壩地系統(tǒng)進(jìn)行土地利用優(yōu)化調(diào)控？但目前還沒有從一個地貌單元對以萬畝大壩為中心的山地-壩地土地系統(tǒng)進(jìn)行系統(tǒng)的研究。因此，研究萬畝大壩及其與周邊山地的土地利用與景觀格局演變過程、土地利用耦合變化情景，在當(dāng)前就顯得十分迫切。本文以貴州省綏陽縣的蒲場、洋川山地-壩地系統(tǒng)為例，結(jié)合遙感技術(shù)與實地調(diào)查，研究從1960 年代到2010 年壩子與壩周山地土地利用與景觀格局演變耦合過程，研究結(jié)果試圖了解萬畝大壩土地利用變遷過程中的耕地流失，探索山地-壩地系統(tǒng)土地利用耦合變化和協(xié)同演進(jìn)關(guān)系。

1 研究區(qū)概況

研究區(qū)位于貴州省綏陽縣的中部，面積202.04 km2，其中，坡度小于6°的壩子面積82.26 km2，為婁山關(guān)組白云巖形成的溶丘盆地地貌，壩地為第四系覆蓋，構(gòu)成了貴州省典型的萬畝大壩。研究區(qū)包括蒲場鎮(zhèn)、風(fēng)華鎮(zhèn)和洋川鎮(zhèn)各一部分，其中縣城洋川鎮(zhèn)距離省會貴陽市194 km、距離遵義市所在地38 km，屬長江經(jīng)濟(jì)帶重慶經(jīng)濟(jì)輻射區(qū)。平均氣溫15.0 ℃左右，年平均降雨量在900—1250 mm之間，主要種植糧食和豆類，經(jīng)濟(jì)作物、蔬菜等。研究區(qū)有1 個縣城、3 個鎮(zhèn)，屬耕地-建設(shè)用地主導(dǎo)型，中部壩地目前分布有綏陽循環(huán)經(jīng)濟(jì)園區(qū)的輕工產(chǎn)品加工工業(yè)區(qū)，占地2 km2；風(fēng)華工業(yè)園區(qū)，總規(guī)劃面積15.95 km2，首期建設(shè)7.56 km2；綏陽現(xiàn)代農(nóng)業(yè)觀光示范園，規(guī)劃面積為0.715 km2；縣域公路一縱線S207綏陽段自西南至東北橫貫研究區(qū)中部壩地，是綏陽縣的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)區(qū)、工業(yè)聚集區(qū)、城市經(jīng)濟(jì)區(qū)。從研究區(qū)的壩地面積、城鎮(zhèn)分布和可達(dá)性來看，構(gòu)成研究區(qū)的山地-壩地系統(tǒng)在貴州省的一定的代表性。

2 研究方法

2.1 研究區(qū)劃分

本文把壩子、壩周山地看成是1個山地-壩地土地系統(tǒng)，在壩子中又根據(jù)坡度是否大于6度劃分出壩中丘陵，這樣就把研究區(qū)劃分成3個部分：中央壩地、壩中丘陵和壩周山地(圖1)。(1)中央壩子，坡度小于6° 面積82.26 km2，占研究區(qū)面積比例的40.71%；(2)壩中丘陵，坡度大于6°，14.44 km2，占研究區(qū)面積比例的7.15%；(3)壩周山地，坡度一般在20°以上，面積105.34 km2，占研究區(qū)面積比例的52.14%。這樣劃分研究區(qū)的目的，在于探討3個研究分區(qū)間的土地利用耦合變化和協(xié)同演進(jìn)。

圖1 研究區(qū)示意圖Fig.1 Sketch map of the study area

2.2 數(shù)據(jù)來源

1963年和1979年的土地利用數(shù)據(jù)來源于對2個時期1∶50000地形圖數(shù)字化和航片、MSS影像。2006年和2010年的土地利用數(shù)據(jù)分別來源于2.5 m分辨率SPOT 和10 m分辨率ALOS影像。根據(jù)1∶50000萬地形圖對2006年SPOT影像進(jìn)行精校正，再以校正后的2006年SPOT影像對ALOS影像進(jìn)行配準(zhǔn)以確?？刂普`差。采用人機(jī)交互解譯，用Arcmap軟件建立4個時期相應(yīng)的土地利用矢量數(shù)據(jù)層并進(jìn)行圖斑修正，成圖時最小圖斑面積以ALOS影像為準(zhǔn)，對結(jié)果進(jìn)行野外抽樣檢查和調(diào)查訪問后，抽樣圖斑的解譯正確率均達(dá)到90%左右。研究區(qū)土地利用類型劃分為坡耕地、平壩耕地、有林地、灌木林地、疏林地，草坡(高、中、低覆蓋)、水體、城鎮(zhèn)、農(nóng)村居民點和交通工礦用地。

2.2 指標(biāo)計算

采用Fragstats3.3軟件，用邊長為200 m的移動窗口計算整個研究區(qū)4個時期局部水平的多樣性、最大斑塊指數(shù)和景觀形狀指數(shù)等3個指標(biāo)，以探求研究區(qū)40多年來景觀格局空間分布與演變特征。

計算了各土地利用類型的單一動態(tài)度[20]和研究區(qū)的土地利用綜合程度指數(shù)[21]。并根據(jù)耕地和建設(shè)用地來反映壩地土地利用綜合變化程度，其指數(shù)為：

LCCI = (LACI ×LBCI)1/2

式中, LCCI 為土地利用綜合變化程度指數(shù)、LACI 為耕地變化綜合程度指數(shù)、LBCI 為建設(shè)用地變化綜合程度指數(shù)，該指數(shù)越大,說明綜合變化程度越劇烈[22]。利用這些指標(biāo)來反映研究區(qū)壩地、壩中丘陵和壩周山地土地利用綜合程度和變化程度。

3 結(jié)果分析

3.1 研究區(qū)土地利用演變

壩區(qū)地形對土地利用格局具有基礎(chǔ)作用[23]。壩地、壩中丘陵和壩周山地的土地利用類型明顯不同(圖2)。研究區(qū)土地利用大致有環(huán)狀分布的特點，平壩耕地分布在中間，四周坡麓為坡耕地，隨坡度增大過渡為草坡、林地等；城鎮(zhèn)、交通干線分布在壩子的中央；在壩子中，有一些起伏的溶丘，多為林、灌地；村落分布在壩子的四周，或沿壩子道路分布，或圍繞壩子內(nèi)的溶丘分布，盡量不占用農(nóng)田。壩地以耕地為主導(dǎo)土地利用類型；壩中丘陵分布在研究區(qū)的中部，形成斑塊狀格局，土地利用以林地為主，其次是坡耕地；壩周山地土地利用以林地、草地和坡耕地為主。從1963 年到2010 年，土地利用變化總的趨勢是有林地減少，灌木林增加，中覆蓋草坡增加，城鎮(zhèn)用地、農(nóng)村居民點和工礦交通用地增加(圖2)。

圖2 研究區(qū)土地利用構(gòu)成與演變Fig.2 Percentage of different land use types and its evolve in the study area

研究區(qū)壩地、壩中丘陵和壩周山地的土地利用分布明顯不同，土地利用程度與變化過程也存在較大的差異。土地利用綜合程度指數(shù)以壩地最高，從1963年的298.79增加2010年的308.4，以壩周山地最低，壩中丘陵的土地利用綜合程度指數(shù)高于壩周山地，2005年最高，因退耕2010年有所降低(圖3)。

進(jìn)一步比較了壩地、壩中丘陵和壩周山地的土地利用綜合變化指數(shù)(表1)，從壩地、壩中丘陵和壩周山地耕地和建設(shè)用地變化綜合指數(shù)看，耕地減少的地區(qū)往往是建設(shè)用地增加的地區(qū)，耕地減少緩慢的地區(qū)則一般是建設(shè)用地平緩增加的地區(qū)。而從土地利用綜合變化程度指數(shù)看，壩地土地利用綜合變化情況相對劇烈，而壩中丘陵、壩周山地土地利用綜合變化緩慢，相對穩(wěn)定。

圖3 研究區(qū)土地利用綜合程度Fig.3 The comprehensive land-use index in the study area

地貌類型Landformtype綜合變化指數(shù)Comprehensivechangeindex壩地Flatland1963—19791979—20062006—2010壩中丘陵Hillsinthebasin1963—19791979—20062006—2010壩周山地Mountainsaroundthebasin1963—19791979—20062006—2010LACI6.35525.00270.58440.1330.26470.12430.03550.01140.0182LBCI17.822218.93674.44190.35850.01450.04150.11140.02130.0127LCCI10.642690.73311.61110.21840.0620.07190.06280.01560.0152

LACI：耕地變化綜合程度指數(shù)The comprehensive change index of arable land; LBCI: 建設(shè)用地變化綜合程度指數(shù)The comprehensive change index of build land; LCCI： 土地利用綜合變化程度指數(shù)The comprehensive change index of land use

3.2 研究區(qū)景觀格局演變

研究區(qū)壩區(qū)地形決定了土地利用格局，從而也影響著景觀格局及其演變。由圖4可以看出，在1963年，壩子中的景觀多樣性是低值帶，壩中丘陵和壩周山地的景觀多樣性較高；到2010年，壩子中由于道路建設(shè)、居民點擴(kuò)展等，集中連片的耕地被分割，景觀多樣性明顯增加；而壩周山地因生態(tài)恢復(fù)，或因植被退化成連片的草坡，景觀類型逐漸變單一，其景觀多樣性下降，成為低值帶。景觀形狀指數(shù)、最大斑塊化指數(shù)也具有和景觀多樣性類似的分布和變化規(guī)律。壩周山地景觀多樣性高的區(qū)域往往是林地，景觀形狀復(fù)雜，最大斑塊化指數(shù)低，景觀多樣性高的區(qū)域一般是草坡，景觀形狀簡單，最大斑塊化指數(shù)高。

研究區(qū)中部壩地是耕地、城鎮(zhèn)、工礦交通用地、農(nóng)村居民點集中分布的地方，在山地-壩地土地系統(tǒng)中的變化也最為明顯。平壩耕地從1963 年所占比例90.81%下降到2010年的79.94%，城鎮(zhèn)用地從0.37%增加到2.25%，平壩耕地在總面積減少的同時，斑塊平均面積從41.90、29.97 hm2下降到2010年的15.60 hm2，最大斑塊占景觀面積比例從31.7920%下降到5.5442%，平壩耕地逐漸斑塊化，形狀也變復(fù)雜。中部壩地的農(nóng)村居民點在1963年、1979年、2006 年和2010 年分別占研究區(qū)居民點總面積的78.59%、72.59%、77.33%和76.79%，農(nóng)村居民點在總面積增加的同時，斑塊平均面積在1963—1979 年變化不明顯，到2006 年下降為0.65 hm2，到2010 年增加0.68 hm2，說明從1979到2006 年新生的村落數(shù)增加，到2010 年新生居民點逐漸擴(kuò)大，同時空間形狀也變得更復(fù)雜；但居民點在斑塊平均面積減少的過程中，最大斑塊占景觀面積的比例不斷增加，形成了一些大的居民點，聚集程度提高。城鎮(zhèn)在總面積增加的同時，因斑塊的增加，斑塊平均面積略有下降，但最大斑塊占景觀面積比例在2006 年后增加明顯，有形成大斑塊的趨勢，分布形狀也明顯變復(fù)雜，斑塊彼此鄰近程度增加。

壩子在土地利用變化和景觀格局演變過程中，原有的土地利用格局逐漸被改變，形成新的斑塊-廊道-基質(zhì)格局(圖5)：(1)由縣城所在地洋川鎮(zhèn)、蒲場鎮(zhèn)和金承村逐漸構(gòu)成一個主中心、2個副中心的3大建設(shè)用地斑塊；(2)環(huán)繞壩中丘陵，農(nóng)村居民點和工業(yè)用地等不斷向洋川鎮(zhèn)、蒲場鎮(zhèn)和金承村相互間的道路聚集，3大建設(shè)用地斑塊之間道路的廊道效應(yīng)正不斷顯現(xiàn)出來；(3)壩子中農(nóng)村居民點由分散向聚集轉(zhuǎn)變；(4)耕地不斷被切割、細(xì)碎化，研究區(qū)正由農(nóng)業(yè)耕地壩子逐漸向城鎮(zhèn)-耕地壩子轉(zhuǎn)變?；谶@樣的景觀格局轉(zhuǎn)變，研究區(qū)成為全縣環(huán)境污染主要控制地區(qū)。

圖4 研究區(qū)景觀格局指數(shù)空間分布Fig.4 The spatial distribution of landscape pattern indices in the study area

圖5 研究區(qū)建設(shè)用地演變Fig.5 The evolving of construction land in the study area

研究區(qū)壩地和壩周、壩中丘陵土地利用變化的差異在于驅(qū)動機(jī)制不同。經(jīng)濟(jì)發(fā)展、人們生活水平提高導(dǎo)致的非農(nóng)用地增加以及農(nóng)業(yè)用地內(nèi)部結(jié)構(gòu)的調(diào)整，導(dǎo)致耕地不斷流失，是壩地土地利用變化格局形成的主要驅(qū)動因素。在壩周、壩中丘陵，土地利用變化以生存型經(jīng)濟(jì)福利驅(qū)動和環(huán)境安全驅(qū)動為主，維持生存、擴(kuò)大開墾的動力與保護(hù)生態(tài)、退耕還林還牧的壓力并存，表現(xiàn)為林地有增有減，坡耕地仍保持在較高的比例。

在壩子中，1963—1979年，農(nóng)村居民用地增加的相對速度較快，1979—2006年，城鎮(zhèn)用地增加最快，2006—2010年，工礦交通用地動態(tài)度最大，增加明顯；在壩中丘陵，1963—1979年，農(nóng)村居民用地和工礦交通用地增加的相對速度較快，1979—2006年，灌木林和坡耕地增加較快，2006—2010年，城鎮(zhèn)用地、工礦交通用地和草灌增加較快，坡耕地減少；在壩周山地，1963—1979年，農(nóng)村居民用地和工礦交通用地增加較快，1979—2006年，灌木林、疏林地增加，2006—2010年，農(nóng)村居民用地和工礦交通用地增加較快，林地減少。

1963年壩地以耕地為基質(zhì)，到2010年，多樣性指數(shù)、均勻度指數(shù)上升，聚集度指數(shù)下降，其實質(zhì)就是平壩耕地不斷轉(zhuǎn)變?yōu)榻ㄔO(shè)用地，作為優(yōu)勢景觀的耕地處于數(shù)量不斷減少、不斷破碎化的過程中(圖6)；從耕地流失的空間分布看，城鎮(zhèn)、居民點周邊，公路兩側(cè)的耕地流失快，國道兩側(cè)建設(shè)用地增加，且耕地向園地等轉(zhuǎn)變。壩中丘陵景觀多樣性高于壩地，從1963年到2010年，其多樣性指數(shù)、均勻度指數(shù)存在升—降—升3個變化過程，實質(zhì)就是其反復(fù)受到干擾，林、灌、草和坡耕地之間相互轉(zhuǎn)換的過程，同時伴隨農(nóng)村居民點減少，工礦交通用地增加。壩周山地景觀多樣性同樣高于壩地，但其景觀格局變化與壩中丘陵相反，從1963年到2010年，其多樣性指數(shù)、均勻度指數(shù)存在降—升—降3個變化過程，其景觀的被擾動過程與壩中丘陵相反，總體上林地減、灌草增。3個分區(qū)的聚集度其值較大，說明景觀則表現(xiàn)出綴塊聚集而形成少數(shù)大綴塊的趨勢。壩地中的耕地和城鎮(zhèn)形成大斑塊，壩中丘陵以林、灌構(gòu)成大斑塊，壩周山地的大斑塊則由草、林向草、灌轉(zhuǎn)變。總體來說，研究區(qū)壩地在建設(shè)用地不斷增加、耕地不斷流失的同時；總體而言，壩中丘陵和壩周山地的灌草植被在增加，成為防止水土流失強(qiáng)有力的生態(tài)屏障。

圖6 壩地、壩中丘陵和壩周山地景觀格局特征Fig.6 The landscape pattern characteristics of flatlands, hills and the mountain around the flatland

4 討論

4.1研究區(qū)山地-壩地系統(tǒng)土地利用變遷啟示意義

近年來，在包括“西部大開發(fā)”、“工業(yè)園區(qū)建設(shè)”、“縣縣通高速” 等政策，以及農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的影響下，貴州省壩地耕地有向經(jīng)濟(jì)效益更高的土地利用方式轉(zhuǎn)變的趨勢。研究區(qū)作為貴州壩地的一個縮影，其土地利用變遷反映了貴州省萬畝大壩土地利用變化的總體情況。研究區(qū)壩地耕地流失嚴(yán)重，不斷轉(zhuǎn)變成建設(shè)用地，壩地土地利用強(qiáng)度提高的同時，一定程度上帶動壩周山地生態(tài)安全得到好轉(zhuǎn)，但目前并沒帶動壩周山地、壩中丘陵土地利用綜合程度的整體下降，其土地利用強(qiáng)度在一定程度上反而有所增加。

研究區(qū)中部壩地、壩中丘陵和壩周山地的土地利用變化表明，壩地的土地利用變化和土地集約利用可對壩中丘陵及壩周山地產(chǎn)生影響，壩子與壩中丘陵和壩周山地土地利用存在耦合變化，這啟示我們，在對壩子進(jìn)行土地利用管理時，應(yīng)把壩子、壩中丘陵和壩周山地視作為一個土地利用系統(tǒng)而存在，考慮它們之間的耦合土地利用變化，且不能忽視這種土地利用耦合變化對區(qū)域生態(tài)安全的影響。

壩地作為研究區(qū)土地資源的精華，它不僅是城鎮(zhèn)生活生產(chǎn)服務(wù)區(qū)與生活區(qū)，也是擁有大量優(yōu)質(zhì)農(nóng)田的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)供養(yǎng)區(qū)，應(yīng)充分發(fā)揮其生產(chǎn)型、生活型服務(wù)功能，集約利用土地，防止城鎮(zhèn)、農(nóng)村居民點的無序擴(kuò)張；在城市規(guī)劃和城市擴(kuò)展時應(yīng)盡可能利用壩子周邊的荒草地及裸地，少占耕地。通過提高壩地人口承載力來緩解壩周山地的土地壓力，以實現(xiàn)壩子內(nèi)土地利用變化與壩子四周坡地土地利用變化耦合、協(xié)調(diào)。

研究區(qū)壩地、壩中丘陵和壩周山地在水土等生態(tài)過程上存在密切的聯(lián)系。壩中丘陵和壩周山地，尤其是后者往往是研究區(qū)小流域的上游，應(yīng)對這些地段的土地利用進(jìn)行優(yōu)化，提高其土地利用的合理度，以充分發(fā)揮其生態(tài)防護(hù)和調(diào)節(jié)功能，土地利用類型優(yōu)化方向為水保防護(hù)林(包括水源涵養(yǎng)林和經(jīng)濟(jì)林)及自然植被，加強(qiáng)水土保持，盡可能減少水土流失和人類活動的影響，有效緩解耕地生態(tài)服務(wù)功能損失帶來的生態(tài)效應(yīng)[24]。

4.2 討論

丁勇，桂林電子科技大學(xué)計算機(jī)與信息安全學(xué)院教授、副院長，廣西密碼學(xué)與信息安全重點實驗室主任；主要研究方向為公鑰密碼理論、同態(tài)加密、密碼安全協(xié)議、區(qū)塊鏈等；主持國家自然科學(xué)基金、中國密碼發(fā)展基金、國防預(yù)研基金、廣西區(qū)自然科學(xué)基金等項目10余項；發(fā)表論文60余篇，其中SCI/EI檢索30余篇，出版學(xué)術(shù)專著1部、工信部規(guī)劃教材1部。

據(jù)第5次和第6次人口普查資料，綏陽縣常住人口由2000 年的441084 人下降到339783人；根據(jù)綏陽縣“十二五”規(guī)劃，研究區(qū)的人口規(guī)模將增加，占全縣城鎮(zhèn)人口65%以上、規(guī)模15萬以上的城鎮(zhèn)人口將聚集到研究區(qū)壩子。但因研究區(qū)包括3個鎮(zhèn)，但研究范圍與3個鎮(zhèn)的行政邊界并不一致，所以對研究區(qū)的經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)和人口數(shù)據(jù)的收集沒有進(jìn)一步收集，將在后續(xù)研究中加以完善。

貴州省存在由盆地、壩子、洼地等一系列空間規(guī)模不一的壩地及其周邊山地構(gòu)成的山地-壩地土地利用系統(tǒng)，本文只討論了由萬畝大壩和其周邊山地組成的山地-壩地系統(tǒng)土地利用與景觀格局時空演變,至于其它空間尺度的山地-壩地系統(tǒng)，其土地利用與景觀格局變遷規(guī)律，需要進(jìn)一步研究，但本文提出的方法是可以借鑒的。

5 結(jié)論

本文選擇貴州省蒲場-洋川大壩作為山地-壩地系統(tǒng)的典型代表，研究其從1963年到2010 年的土地利用變化，得到以下幾點結(jié)論：

(1)從1963 年到2010 年，土地利用變化總的趨勢是有林地減少，灌木林增加，中覆蓋草坡增加，城鎮(zhèn)用地、農(nóng)村居民點和工礦交通用地增加，平壩耕地逐年減少。

(2)中央壩地耕地逐漸斑塊化，形狀也變復(fù)雜，形成了一些大的居民點，聚集程度提高。

(3)壩中丘陵和壩周山地林地減少，灌木林增加，坡耕地仍保持在較高水平。研究區(qū)壩子與壩中丘陵和壩周山地土地利用存在耦合變化。

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Spatial-temporalevolutionoflanduseandlandscapepatternofthemountain-basinsysteminGuizhouProvince

LI Yangbing1,*，YAO Yuanwen1，XIE Jing1， WANG Fayan1，BAI Xiaoyong2

1SchoolofGeographyandEnvironmentalSciences,GuizhouNormalUniversity,Guiyang550001,China2NationalKeyLaboratoryofEnvironmentalGeochemistry,GeochemistryIinstitute,ChineseAcademyofSciences,Guiyang550002,China)

Guizhou Province of China is more mountain and less plain, especially basins with a certain size are limited too.The basin and mountains around it constitute of mountain-basin land system, which distribute widely in Guizhou Province.It should be pointed out that, the limited suitable land of basin is confronted with variety of land use requirements to ensure agricultural land, construction land and ecological land use, therefore, it is of great importance to explore the landscape change and optimization of the mountain-basin land system.The purpose of this study is to demonstrate the land use landscape pattern changes from the 1963 to 2010，discuss the optimal regulation of mountain-basin land system centered around the basins which are more than 667 hm2from a geomorphic unit.A typical mountain-basin land system, namely, Puchang and Yangchuan area, located in Suiyang County, Guizhou province, is chose as a typical example.This mountain-basin land system was divided into three parts such as flatlands and hills in the basin and the mountain around the basin.The remote sensing method and field surveys were used to obtain the land use spatial distribution of four periods in 1963, 1979, 2006 and 2010 of the study area, and the landscape pattern indexes of the study area were calculated based on the moving window by use of Fragstats 3.3.The results showed that the landscape diversities of hilly in basin and mountain surrounding the basin are higher than flatlands, at the same time, the comprehensive degree of land use in flatlands are the highest.The woodland of the hills in basin and the mountains around the basin were reduced when the cultivated proportion of flatlands decreased from 90.81% in 1963 to 79.94% in 2010, but shrub forest increased and the slope cultivated land was still maintained at a higher level.What′s more, there is a trend that the cultivated distributed in the flatlands would convert into others land use types with the higher economic benefits.In the process of land use change and landscape pattern evolution, the original land use pattern of flatlands changed gradually, a new structure constituted by the construction land patch, road corridor and the cultivated matrix, was formed.The land use change of the flatlands, hills in the middle of study area and the mountain around the basin showed that the land use change and the intensive utilization of the flatlands could impact other two areas, namely, could influence the land use of hills and mountains.There exist a coupling land use changes among the three subareas in the mountain-basin land system.This paper concludes that the land use optimization and regulation of the study area should be strengthened in order to make land use of flatlands, hills in the middle basin and mountains around it evolve in a coordinating mode.The research results of this paper may provide some reference to the land use optimization and management of mountain-basin land system in Guizhou Province.

mountain and basin land system; land use; evolving; Guizhou Province

2010年度教育部人文社會科學(xué)研究一般項目(10XJAZH002); 國家科技支撐課題(2014BAB03B02); 國家自然科學(xué)基金項目(41261045); 貴州省科技專項重大課題(黔科合重大專項字﹝2012﹞6015號)

2013- 07- 02;

2014- 02- 27

10.5846/stxb201307021824

*通訊作者Corresponding author.E-mail: li-yapin@sohu.com

李陽兵, 姚原溫, 謝靜, 王發(fā)艷, 白曉永.貴州省山地-壩地系統(tǒng)土地利用與景觀格局時空演變.生態(tài)學(xué)報,2014,34(12):3257- 3265.

Li Y B，Yao Y W，Xie J， Wang F Y，Bai X Y.Spatial-temporal evolution of land use and landscape pattern of the mountain-basin system in Guizhou Province.Acta Ecologica Sinica,2014,34(12):3257- 3265.