近25年長(zhǎng)江中游地區(qū)土地利用時(shí)空變化格局與驅(qū)動(dòng)因素

胡昕利,易 揚(yáng),康宏樟,王彬,史明昌,劉春江,3,*

1 上海交通大學(xué)農(nóng)業(yè)與生物學(xué)院,上海 200240 2 北京林業(yè)大學(xué)水土保持學(xué)院,北京 100083 3 國(guó)家林業(yè)和草原局上海城市森林生態(tài)系統(tǒng)國(guó)家定位觀測(cè)研究站,上海 200240

近30年來(lái),我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展,城市化水平大幅提高,在各個(gè)地區(qū)引發(fā)了不同程度的土地利用變化[1,2]。同時(shí),土地利用變化也強(qiáng)烈影響生態(tài)環(huán)境,為城鄉(xiāng)居民提供了新的生活、工作和游憩環(huán)境[2]。因而,研究城市化與土地利用變化關(guān)系是保護(hù)生物學(xué)、景觀生態(tài)學(xué)、城鄉(xiāng)發(fā)展規(guī)劃、社會(huì)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展等研究領(lǐng)域的熱門課題之一。近年來(lái),國(guó)內(nèi)外學(xué)者關(guān)于土地利用時(shí)空變化格局的研究在方法上主要集中在土地利用轉(zhuǎn)移矩陣、動(dòng)態(tài)變化數(shù)學(xué)模型、景觀格局指數(shù)、梯度分析等方面[3-5],其成果多集中在景觀格局變化[5]、城市化進(jìn)程及生態(tài)環(huán)境效應(yīng)[6]、驅(qū)動(dòng)機(jī)制[7-8]和土地利用模型模擬與預(yù)測(cè)[9-10]等方面。國(guó)內(nèi)針對(duì)土地利用變化格局的研究主要集中在單個(gè)城市上[11],研究區(qū)域主要集中在東部沿海地區(qū)[12-13],對(duì)城市群及中西部地區(qū)研究較少,定量分析土地利用變化的社會(huì)經(jīng)濟(jì)驅(qū)動(dòng)力的研究相對(duì)較少。

長(zhǎng)江中游地區(qū)(湖北省、湖南省、江西省)是長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶開(kāi)發(fā)的核心區(qū)域,也是國(guó)家“兩屏三帶”生態(tài)安全戰(zhàn)略的重點(diǎn)區(qū)域。該區(qū)土地利用變化既受社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的影響,也受當(dāng)?shù)氐乩憝h(huán)境的制約[14]。因此,研究該區(qū)城市化對(duì)土地利用變化的影響具有重要的生態(tài)、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)意義。目前,已有的有關(guān)長(zhǎng)江流域的土地利用變化研究?jī)H涉及到長(zhǎng)江三角洲[15-16]、安慶沿江濕地[17]等局部地區(qū),而長(zhǎng)江中游地區(qū)的研究尚值得探討。

本文以長(zhǎng)江中游地區(qū)湖北省、湖南省、江西省作為研究對(duì)象,以1990年、2000年、2010年和2015年的四期Landsat TM遙感影像為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)源,采用基于緩沖區(qū)的梯度分析與景觀格局分析結(jié)合的方法分析土地利用變化格局,用相關(guān)性分析方法探討其社會(huì)經(jīng)濟(jì)驅(qū)動(dòng)力。研究主要回答的問(wèn)題是：(1)近25年城市化進(jìn)程中,研究區(qū)土地利用格局如何變化？(2)基于緩沖區(qū)的分析,不同土地利用類型是否具有一定的梯度變化特征？各景觀指數(shù)在梯度帶中如何變化？(3)影響研究區(qū)土地利用時(shí)空變化的驅(qū)動(dòng)因素是什么？通過(guò)研究區(qū)域土地利用時(shí)空變化及其驅(qū)動(dòng)因素,可加深認(rèn)識(shí)城市格局與城市化之間的相互關(guān)系,為優(yōu)化長(zhǎng)江中游地區(qū)景觀生態(tài)格局、提升生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能、加強(qiáng)土地資源保護(hù)與可持續(xù)利用等提供科學(xué)依據(jù)。

1 研究區(qū)概況

長(zhǎng)江中游地區(qū)包括湖北省、湖南省、江西省,三省總面積達(dá)56萬(wàn)km2,該區(qū)既有地勢(shì)平坦的平原,也有丘陵和陡峭的山地。在漫長(zhǎng)發(fā)展過(guò)程中,該區(qū)形成了農(nóng)林漁業(yè)生產(chǎn)傳統(tǒng)和燦爛的人文藝術(shù)景觀,對(duì)當(dāng)?shù)赝恋乩卯a(chǎn)生了重要影響[18]。三省省會(huì)武漢市、長(zhǎng)沙市、南昌市三市呈“△”分布,相互間距離不足300km,結(jié)構(gòu)較為緊湊。隨著城市化及長(zhǎng)江中游地區(qū)一體化進(jìn)程加快,該區(qū)土地利用格局發(fā)生了較大變化[18]。

圖1 長(zhǎng)江中游湖北省、湖南省和江西省行政區(qū)圖Fig.1 Administrative map of Hubei,Hunan and Jiangxi Provinces in the middle reaches of the Yangtze River

2 數(shù)據(jù)處理與研究方法

2.1 數(shù)據(jù)處理

本文數(shù)據(jù)采用長(zhǎng)江中游地區(qū)1990年、2000年、2010年和2015年Landsat TM/ETM解譯生成的土地利用/覆被變化(空間分辨率1km×1km),數(shù)據(jù)來(lái)自國(guó)家地球系統(tǒng)科學(xué)數(shù)據(jù)共享服務(wù)平臺(tái)。結(jié)合全國(guó)土地覆蓋分類體系和研究區(qū)特征,采用ArcGIS軟件進(jìn)行重分類,分為耕地、林地、灌木、果園、草地、水域、建設(shè)用地、未利用地8種類型。人口、GDP、人均GDP和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)等社會(huì)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)來(lái)源于《湖北省統(tǒng)計(jì)年鑒》、《湖南省統(tǒng)計(jì)年鑒》和《江西省統(tǒng)計(jì)年鑒》。本文其他數(shù)據(jù)分析主要采用ArcGIS 10.2、Fragstats 4.2、Graphpad prism 6.0和SPSS軟件。

2.2 研究方法

2.2.1建立緩沖區(qū)梯度帶

本研究以長(zhǎng)江中游地區(qū)三省省會(huì)連接成的三角形重心為中心,建立100km間距的緩沖區(qū)梯度帶,中心區(qū)為包括省會(huì)城市武漢、長(zhǎng)沙、南昌半徑為250km的圓,向外依次建立距中心350km、450km、550km、650km的4個(gè)梯度帶(圖2),并將5個(gè)梯度帶與土地利用類型圖(圖3)疊加,獲得各梯度帶內(nèi)土地利用類型圖。

圖2 研究區(qū)梯度帶示意圖Fig.2 Gradient zone diagram in the study area 圖中數(shù)字表示距中心距離Number in the figure represented distance from the center/km

圖3 1990—2015年研究區(qū)土地利用類型Fig.3 Land use types from 1990 to 2015 in the study area

2.2.2景觀格局指數(shù)及相關(guān)性分析

利用景觀格局分析軟件Fragstats 4.2,計(jì)算區(qū)域整體景觀指數(shù)及各梯度帶內(nèi)斑塊類型和景觀水平上的景觀指數(shù),結(jié)合該區(qū)經(jīng)濟(jì)與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)等社會(huì)經(jīng)濟(jì)因素,采用相關(guān)性分析法探討其社會(huì)經(jīng)濟(jì)驅(qū)動(dòng)力。本文選取以下景觀指數(shù)：

斑塊密度(PD)、最大斑塊指數(shù)(LPI)、周長(zhǎng)面積分維數(shù)(PAFRAC)、平均斑塊面積(MPS)、蔓延度指數(shù)(CONTAG)、香農(nóng)多樣性指數(shù)(SHDI)、斑塊所占景觀面積比例(PLAND)、連接度指數(shù)(COHESION)共8個(gè)指標(biāo)[19]。

3 結(jié)果分析

3.1 土地利用時(shí)空變化總體特征

1990—2015年期間,長(zhǎng)江中游地區(qū)土地利用類型面積從大到小排序始終為林地>耕地>灌木>水域>草地>建設(shè)用地>果園>未利用地(表1)。就2015年來(lái)看,耕地占30.41%,林地占49.82%,兩者之和占80%左右,其余土地利用類型較小,因此研究區(qū)耕地與林地為主體景觀。近25年建設(shè)用地、果園、水域面積增加,分別增加1.08%、0.54%、0.36%；耕地、林地、灌木面積則減少,分別減少1.06%、0.49%、0.25%。

近25年,研究區(qū)斑塊密度、周長(zhǎng)面積分維數(shù)、香農(nóng)多樣性指數(shù)升高,斑塊平均面積與蔓延度指數(shù)降低,最大斑塊指數(shù)前10年增加,2000年后降低,整體表明隨城市化進(jìn)程,該區(qū)景觀整體越來(lái)越分散、破碎化程度增加,景觀形狀更復(fù)雜；而最大斑塊指數(shù)降低0.83,多樣性指數(shù)升高0.05,表明區(qū)內(nèi)景觀異質(zhì)性加強(qiáng),景觀類型趨于多樣化(表2)。

表1 1990—2015年研究區(qū)土地利用類型面積及其比例

表2 1990—2015年研究區(qū)景觀水平景觀指數(shù)

3.2 緩沖區(qū)類型水平上指數(shù)梯度變化

研究區(qū)主體景觀為耕地與林地,同時(shí)建設(shè)用地是城市化進(jìn)程中變化較顯著的土地類型,所以本文重點(diǎn)討論這三類土地類型的梯度變化。

3.2.1建設(shè)用地景觀格局梯度動(dòng)態(tài)

近25年建設(shè)用地面積占比、斑塊密度、景觀連接度不斷升高,2010—2015年升幅較大,表明建設(shè)用地隨城市化進(jìn)程加快持續(xù)增加,人為干擾程度在2010—2015年較為嚴(yán)重,斑塊逐漸向大面積發(fā)展(圖4)。在距中心梯度帶上,建設(shè)用地面積占比、斑塊密度、最大斑塊指數(shù)、周長(zhǎng)面積分維數(shù)、景觀連接度與斑塊平均面積均呈降低趨勢(shì),250—350km梯度帶降幅明顯。2015年從第一梯度帶到邊緣梯度帶其景觀連接度由63%下降到18%,降低了71%；面積占比由5.08%下降到0.50%,降低了90%,且下降速率越來(lái)越慢,表明其向外擴(kuò)張的趨勢(shì)?？傮w來(lái)看,離中心距離增大,建設(shè)用地面積占比減小,其斑塊數(shù)目減少、密度減小且形狀趨于簡(jiǎn)單規(guī)則,破碎化程度增加。

3.2.2耕地景觀格局梯度動(dòng)態(tài)

近25年耕地景觀指數(shù)變幅不大。在距中心梯度帶上,耕地面積占比、最大斑塊指數(shù)、景觀連接度與斑塊平均面積均降低,斑塊密度、周長(zhǎng)面積分維數(shù)升高(圖4)。2015年耕地斑塊平均面積從第一梯度帶到邊緣梯度帶由2288km2下降到304km2,降低了87%。在250—350km梯度帶上耕地最大斑塊指數(shù)與斑塊平均面積降幅最大,表明近中心區(qū)耕地受到的人為干擾較大。整體表明,耕地隨梯度帶破碎化及形狀復(fù)雜化程度均加劇。

圖4 梯度帶景觀類型水平指數(shù)變化Fig.4 Variations in landscape indices along gradient zones at class level

3.2.3林地景觀格局梯度動(dòng)態(tài)

近25年林地景觀指數(shù)變幅不大,2015年林地斑塊密度最大,表明這一時(shí)期林地破碎化最嚴(yán)重。在距中心梯度帶上,林地面積占比、斑塊平均面積升高,斑塊密度下降,景觀連接度保持較高比例,變幅小(圖4)。2015年林地景觀面積比從第一梯度帶到邊緣梯度帶由34%上升到60%,上升了76%?？傮w來(lái)看,最大斑塊指數(shù)與周長(zhǎng)面積分維數(shù)的梯度性不明顯,林地隨梯度帶面積占比增加,破碎化程度降低、形狀趨于簡(jiǎn)單規(guī)則。在550—650km邊緣梯度帶上受面積較小、豐富度較低等影響,景觀指數(shù)的變幅較大。

3.3 景觀水平指數(shù)梯度變化

在景觀水平上,斑塊密度、周長(zhǎng)面積分維數(shù)隨梯度帶遞增,斑塊平均面積減小(圖5),中心區(qū)附近土地類型主要為耕地與林地,單個(gè)斑塊面積較大；隨梯度帶遞增,灌木、果園和草地等斑塊增多、面積比例上升,單位面積斑塊數(shù)目增多,形狀不規(guī)則化程度增加。林地作為優(yōu)勢(shì)土地類型,面積占比最大,因此景觀水平上的最大斑塊指數(shù)與蔓延度指數(shù)在梯度帶上變化趨勢(shì)與林地相似。距中心350km以內(nèi),城市擴(kuò)張使香農(nóng)多樣性指數(shù)減小,而距中心350km以外,多樣性反而增加,450—550km梯度帶以林地為主,多樣性降低?？傮w變化為距中心350km梯度帶內(nèi),斑塊團(tuán)聚程度高、景觀異質(zhì)性降低,350—650km梯度帶斑塊趨于破碎化。

圖5 梯度帶景觀水平指數(shù)變化Fig.5 Variations in landscape indices along gradient zones at landscape level

3.4 土地利用變化與社會(huì)經(jīng)濟(jì)因素的關(guān)系

1990—2015年,長(zhǎng)江中游地區(qū)的GDP、人均GDP、第一、二、三產(chǎn)業(yè)等不斷發(fā)展(圖6),增幅分別達(dá)36.03倍、30.45倍、8.28倍、25.72倍和39.5倍,研究區(qū)城市化水平從21.19%上升到51.43%,增幅達(dá)1.43倍,非農(nóng)業(yè)人口迅速增加,農(nóng)村勞動(dòng)力大量遷移到城市,社會(huì)經(jīng)濟(jì)得以迅速發(fā)展。

在各種土地類型中,耕地面積與農(nóng)業(yè)人口呈正相關(guān),與非農(nóng)業(yè)人口、城市化水平、三大產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值和GDP均呈負(fù)相關(guān)；而建設(shè)用地與農(nóng)業(yè)人口呈負(fù)相關(guān),與GDP和三大產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值呈正相關(guān),與第三產(chǎn)業(yè)顯著正相關(guān)(p<0.01)；灌木與農(nóng)業(yè)人口呈正相關(guān),與第一產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值和城市化水平呈負(fù)相關(guān)(表4)。長(zhǎng)江中游地區(qū)經(jīng)濟(jì)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展與果園、建設(shè)用地顯著正相關(guān),而與耕地和未利用地顯著負(fù)相關(guān)。1990—2015年間,非農(nóng)業(yè)人口和城市化水平對(duì)研究區(qū)土地利用影響趨勢(shì)同步,與耕地、灌木呈顯著負(fù)相關(guān)(表4)。

圖6 研究區(qū)人口和社會(huì)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)Fig.6 The population and the social economic indicators of the study area

類型Land use types人口Population農(nóng)業(yè)人口Agricultural population非農(nóng)業(yè)人口Non-agricultural population地區(qū)生產(chǎn)總值GDP人均GDPPer capita GDP第一產(chǎn)業(yè)primary industry第二產(chǎn)業(yè)Secondary industry第三產(chǎn)業(yè)Tertiary industry城市化水平Urbanizationlevel耕地-0.9230.987?-0.974?-0.988?-0.989?-0.988?-0.983?-0.987?-0.974?林地-0.4350.696-0.590-0.797-0.793-0.735-0.800-0.837-0.589灌木-0.992??0.972?-0.996??-0.933-0.935-0.958?-0.925-0.914-0.997??果園0.727-0.9050.8390.959?0.957?0.9270.958?0.977?0.838草地-0.960?0.857-0.916-0.769-0.773-0.827-0.766-0.720-0.915水域0.986?-0.980?0.997??0.9380.9400.966?0.9340.9110.996??建設(shè)用地0.829-0.953?0.9120.984?0.983?0.965?0.980?0.996??0.912未利用地-0.8680.983?-0.945-0.989?-0.989?-0.990??-0.993??-0.976?-0.943

* 表示在0.05水平上顯著相關(guān); **表示在0.01水平上顯著相關(guān)

4 討論

4.1 近25年長(zhǎng)江中游地區(qū)土地利用時(shí)空變化及驅(qū)動(dòng)因素

社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、城市化水平和地理?xiàng)l件是影響區(qū)域土地利用格局和變化速度的重要因子[20-21]。本研究揭示了長(zhǎng)江中游地區(qū)近25年土地利用時(shí)空變化格局及其驅(qū)動(dòng)因素。根據(jù)研究結(jié)果,1990-2015年期間,該區(qū)建設(shè)用地、果園分別增加1.08%、0.54%；耕地、林地分別減少1.06%、0.49%(表1)。與我國(guó)沿海地區(qū)城市群相比,長(zhǎng)江中游地區(qū)土地利用變化較小。例如,長(zhǎng)三角近10年建設(shè)用地增加8.68%,耕地減少8.34%[22]；珠三角近16年建設(shè)用地增加9.98%,耕地、林地分別減少7.12%、2.26%[12]。長(zhǎng)江中游地區(qū)土地利用變化與其社會(huì)經(jīng)濟(jì)水平、地理?xiàng)l件和國(guó)家發(fā)展政策相一致,其原因有三個(gè)方面。

第一,在社會(huì)經(jīng)濟(jì)層面,城市化是土地利用格局變化的重要驅(qū)動(dòng)力。處于沿海的長(zhǎng)三角和珠三角對(duì)外開(kāi)放較早,經(jīng)濟(jì)發(fā)展較快,建設(shè)用地需求強(qiáng)烈,導(dǎo)致耕地面積更快速降低[12-23]。統(tǒng)計(jì)顯示,上海、北京的開(kāi)發(fā)強(qiáng)度達(dá)36.5%、48%；而倫敦、東京的開(kāi)發(fā)強(qiáng)度僅為23.7%、29.4%[23]。地處我國(guó)中西部的長(zhǎng)江中游地區(qū),經(jīng)濟(jì)發(fā)展相對(duì)較慢,城市人口增長(zhǎng)也較慢,對(duì)耕地、林地影響較小。2016年開(kāi)始,長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶開(kāi)發(fā)作為國(guó)家戰(zhàn)略開(kāi)始實(shí)施[24],經(jīng)濟(jì)發(fā)展將會(huì)增速,因此研究區(qū)土地利用變化應(yīng)吸取其它地區(qū)發(fā)展經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn),以便滿足社會(huì)經(jīng)濟(jì)和環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。

第二,在自然環(huán)境層面,地理環(huán)境對(duì)土地利用變化具有制約性。長(zhǎng)三角和珠三角地區(qū)多為江河入?？谛纬傻娜侵藓蜎_積平原,缺乏山地自然屏障對(duì)土地的開(kāi)發(fā)限制,會(huì)助長(zhǎng)土地?zé)o序利用,而長(zhǎng)江中游地區(qū)三省山地丘陵面積約為50%[25],即使在武漢-長(zhǎng)沙-南昌的中三角地帶仍有大量山地分布,對(duì)城市化擴(kuò)張有一定的制約作用。但是,近25年隨城市化進(jìn)程,該區(qū)景觀破碎化程度加重、所受干擾較大,斑塊形狀復(fù)雜程度持續(xù)增加,即使在邊緣區(qū)也有這種趨勢(shì),對(duì)維持其生態(tài)系統(tǒng)功能造成不利影響。

第三,在國(guó)家發(fā)展戰(zhàn)略層面,土地利用也受到政策的重要影響。長(zhǎng)江中游地區(qū)是兩屏三帶、長(zhǎng)江防護(hù)林帶、退耕還林工程的中心區(qū)域,我國(guó)近年來(lái)生態(tài)工程的實(shí)施與保護(hù)政策的頒布為該區(qū)景觀生態(tài)保護(hù)提供了有利條件,同時(shí)也影響了土地利用格局[25]。近25年林地仍是研究區(qū)優(yōu)勢(shì)土地類型,區(qū)域仍保持較高的自然生態(tài)系統(tǒng)比例,為基于生態(tài)保護(hù)的發(fā)展提供了后發(fā)優(yōu)勢(shì)的基礎(chǔ)。然而由于人類活動(dòng)強(qiáng)度大,該區(qū)耕地、林地減少,景觀破碎化程度依舊增加,因此該區(qū)要做好基本農(nóng)田的保護(hù)及城市擴(kuò)展規(guī)模的控制工作,加強(qiáng)對(duì)自然生態(tài)系統(tǒng)連接性的維護(hù)[25]。

4.2 長(zhǎng)江中游地區(qū)沿中心-邊緣梯度景觀格局變化特征及影響因素

結(jié)果顯示,在中心城區(qū)-邊緣區(qū)梯度上,土地利用變化格局有兩個(gè)明顯特點(diǎn),一是顯著變化的土地類型為建設(shè)用地、耕地和林地,后者與前兩類的變化格局相反。建設(shè)用地與耕地景觀指數(shù)變化相似均隨梯度帶破碎化程度加重,林地則破碎化程度減小(圖4)。二是總體景觀水平梯度變化表現(xiàn)為中心景觀集聚,而邊緣區(qū)破碎化程度高。研究結(jié)果與一般的城鄉(xiāng)梯度景觀格局的研究結(jié)果相同,即中心區(qū)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)水平高、建設(shè)用地集聚,邊緣區(qū)建設(shè)用地趨于破碎化[26]。相對(duì)于中心城市的平原地區(qū),在邊緣區(qū)山地地形多變,土地斑塊復(fù)雜多樣,因此邊緣區(qū)耕地趨于破碎化。相反,林地在中心區(qū)破碎化程度高,由于邊緣地區(qū)人類干擾較少,多為偏遠(yuǎn)山地,林地多呈集中連片的大面積分布,破碎化程度較低。

隨城市化進(jìn)程,建設(shè)用地以圈層式空間形態(tài)向外擴(kuò)張,城市設(shè)施逐步取代耕地、林地等,因此中心區(qū)集聚效應(yīng)明顯、景觀異質(zhì)性降低。同時(shí),人類活動(dòng)強(qiáng)度的加大對(duì)邊緣區(qū)的景觀生態(tài)格局造成影響,邊緣區(qū)景觀破碎化程度加大。隨著長(zhǎng)江中游城市群發(fā)展規(guī)劃的批復(fù),區(qū)域經(jīng)濟(jì)進(jìn)入高速增長(zhǎng)階段,資源整合與中心區(qū)一體化趨勢(shì)更加明顯,會(huì)使原有的中心城區(qū)-邊緣區(qū)梯度格局更加強(qiáng)烈[27-28]。

4.3 基于長(zhǎng)江中游地區(qū)土地利用變化的生態(tài)問(wèn)題及生態(tài)發(fā)展對(duì)策

作為長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶開(kāi)發(fā)的中心地區(qū),近來(lái)長(zhǎng)江中游地區(qū)面臨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和城市化水平的不斷提高,有可能對(duì)現(xiàn)有土地利用格局造成強(qiáng)烈沖擊,這種情形已在長(zhǎng)三角和珠三角地區(qū)發(fā)生過(guò)[29]。為避免土地利用混亂,造成嚴(yán)重生態(tài)環(huán)境問(wèn)題,影響可持續(xù)發(fā)展,需采取如下對(duì)策：

第一,各級(jí)政府要嚴(yán)格執(zhí)行《長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶生態(tài)環(huán)境保護(hù)規(guī)劃》[24],劃定生態(tài)紅線,形成嚴(yán)格制度,由環(huán)保部門監(jiān)督執(zhí)行。在快速城市化進(jìn)程中,受沖擊最大的是農(nóng)田和林地[23],因此要特別加大耕地、林地的保護(hù)力度。

第二,相較于我國(guó)東部沿海地區(qū)(長(zhǎng)三角、珠三角等),長(zhǎng)江中游地區(qū)山區(qū)河流和山地丘陵較多,未來(lái)城市、高速公路和鐵路、水壩等工程建設(shè),會(huì)隔斷生態(tài)廊道并造成野生動(dòng)物棲息地的破碎化,形成更多生物多樣性保護(hù)問(wèn)題[30]。在未來(lái)規(guī)劃建設(shè)中,有關(guān)部門應(yīng)提前做出預(yù)判,采取新技術(shù)和方法,降低并避免生物多樣性和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)損失[24]。同時(shí),針對(duì)該區(qū)破碎化程度加大和連通性不佳的問(wèn)題,應(yīng)以自然生態(tài)斑塊的空間連接和多種生態(tài)服務(wù)功能的集聚為手段,選擇景觀生態(tài)功能較高、位于研究區(qū)中北部的水域和規(guī)模較大的林地核心斑塊作為基礎(chǔ),依此建設(shè)和完善生態(tài)廊道、生態(tài)節(jié)點(diǎn),促進(jìn)區(qū)域資源合理配置及整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)轉(zhuǎn)化和能量流通[15]。除區(qū)域間的協(xié)調(diào)外,還需考慮到城鄉(xiāng)協(xié)調(diào)。邊緣區(qū)建設(shè)用地破碎易產(chǎn)生資源重復(fù)配置、面源污染等負(fù)面影響,應(yīng)對(duì)邊緣區(qū)居民點(diǎn)進(jìn)行集約化管理；邊緣區(qū)耕地破碎,也應(yīng)開(kāi)展集約化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。

第三,長(zhǎng)江中游地區(qū)是三峽大壩所在地,需要功能強(qiáng)大的水源涵養(yǎng)林生態(tài)系統(tǒng)[31]。根據(jù)研究結(jié)果顯示的林地景觀格局,應(yīng)該在保護(hù)現(xiàn)有森林資源的基礎(chǔ)上,鞏固和擴(kuò)大退耕還林、封山育林成果[32],提高森林連接度,加強(qiáng)低效林改造,保護(hù)林地生態(tài)系統(tǒng)物種多樣性,提高林地的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能。

5 結(jié)論

(1)近25年研究區(qū)建設(shè)用地面積增加,耕地和林地面積減少；景觀破碎化程度加重,斑塊形狀復(fù)雜程度增加。景觀指數(shù)的梯度效應(yīng)明顯,建設(shè)用地與耕地沿梯度帶趨于破碎化,林地則破碎化降低。

(2)城市化是土地利用格局變化的主要驅(qū)動(dòng)因素。長(zhǎng)江中游地區(qū)一體化方向發(fā)展是形成中心區(qū)集聚效應(yīng)明顯、邊緣區(qū)破碎化程度較高此格局的影響因素。

(3)耕地、林地的保護(hù)和城市擴(kuò)展規(guī)模的控制將是未來(lái)區(qū)域景觀可持續(xù)管理的主要任務(wù)。以水域和林地為基礎(chǔ),加強(qiáng)生態(tài)廊道、節(jié)點(diǎn)的建設(shè),是鞏固和增強(qiáng)區(qū)域景觀生態(tài)功能的有效途徑。同時(shí)區(qū)域應(yīng)對(duì)邊緣區(qū)居民點(diǎn)集約化管理,開(kāi)展農(nóng)業(yè)集約化生產(chǎn),加強(qiáng)維護(hù)林地的自然連接性,提高林地的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能。