1990-2015年三峽庫區(qū)重慶段水田時(shí)空分布及演變特征*

羅曉虹，王鎣燕，王 舒，鄭杰炳，王 丹，王子芳，高 明※

（1.西南大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院，重慶 400715；2.重慶地質(zhì)礦產(chǎn)研究院，重慶 400042）

0 引言

土地利用/覆被變化是人類活動(dòng)對(duì)全球環(huán)境變化與可持續(xù)發(fā)展影響的重要研究?jī)?nèi)容[1-3]，耕地作為重要的土地利用方式，是人類進(jìn)行農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)的資源基礎(chǔ)，在保障糧食和生態(tài)安全、穩(wěn)定經(jīng)濟(jì)社會(huì)秩序等方面發(fā)揮著重要的作用[4]。水田不僅是長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶農(nóng)業(yè)耕作系統(tǒng)的重要組成部分，也是一種重要的濕地類型，作為“山水林田湖草系統(tǒng)”中重要的一環(huán)，其在降解污染物、調(diào)蓄洪水、凈化水質(zhì)、調(diào)節(jié)氣候、維持生物多樣性和區(qū)域生態(tài)安全等方面具有重要的作用，因此，水田面積的變化對(duì)區(qū)域的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)功能和農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)具有重要影響[7-8]。

三峽庫區(qū)作為我國(guó)東部經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)支援西部地區(qū)發(fā)展的橋頭堡，同時(shí)也是西南地區(qū)重要的生態(tài)屏障，具有重大的戰(zhàn)略意義[9-10]。三峽庫區(qū)重慶段位于長(zhǎng)江上游，耕地在其景觀格局內(nèi)占主導(dǎo)地位，對(duì)維護(hù)三峽庫區(qū)重慶段的糧食安全和生態(tài)安全起著重要作用。黨的十八大以來，中央高度重視耕地保護(hù)工作，要求堅(jiān)持最嚴(yán)格的耕地保護(hù)制度和最嚴(yán)格的節(jié)約用地制度，像保護(hù)大熊貓一樣保護(hù)耕地，著力加強(qiáng)耕地?cái)?shù)量、質(zhì)量、生態(tài)“三位一體”保護(hù)，全面落實(shí)“占優(yōu)補(bǔ)優(yōu)、占水田補(bǔ)水田”制度。受20世紀(jì)90年代三峽庫區(qū)修建后水位上漲，以及城市擴(kuò)張、工業(yè)化發(fā)展的影響，研究區(qū)內(nèi)土地利用形式變化劇烈[9]，城鎮(zhèn)化建設(shè)和工業(yè)化發(fā)展使大量水田轉(zhuǎn)為建設(shè)用地，勞動(dòng)力的流失使務(wù)農(nóng)成本上升，大量水田轉(zhuǎn)為種植經(jīng)濟(jì)作物的旱地，水田景觀破碎化加劇。因此，研究三峽庫區(qū)重慶段的水田時(shí)空分布及演變特征對(duì)農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、水田經(jīng)營(yíng)政策的制定以及保障庫區(qū)生態(tài)系統(tǒng)的安全具有重要意義。

長(zhǎng)期以來，國(guó)內(nèi)外眾多學(xué)者對(duì)水田的演變進(jìn)行了大量的實(shí)例研究，主要集中于驅(qū)動(dòng)力因素分析[11]、水田與旱地的相互轉(zhuǎn)化特征[12]、對(duì)氣候的響應(yīng)[13-14]等方面。水田作為重要的耕地和濕地資源，其變化受到人類活動(dòng)的影響，空間表現(xiàn)為區(qū)域內(nèi)水田種植面積的擴(kuò)張或者縮小。周銳等[15]對(duì)蘇南典型城鎮(zhèn)辛莊鎮(zhèn)的研究表明，受社會(huì)經(jīng)濟(jì)等因素的影響，1991—2009 年辛莊鎮(zhèn)水田景觀面積比例減少了30.5%，且呈加速下降趨勢(shì)，減少的水田主要被工業(yè)用地、魚塘和居住用地占用。張文琦[11]等研究指出，1989—2015 年富錦市受政策、土壤類型及河流等因素影響，大量旱地轉(zhuǎn)為水田，該地已基本實(shí)現(xiàn)水田化?？梢姡祟惢顒?dòng)是影響水田面積變化的主要因素。目前學(xué)者對(duì)水田變化的研究多集中于東北平原地區(qū)[16-17]，已有的對(duì)三峽庫區(qū)重慶段的研究?jī)?nèi)容也多集中于植被活動(dòng)[18]、生態(tài)安全格局[19]、景觀格局[20]等方面，針對(duì)三峽庫區(qū)水田變化的研究較為少見。因此，文章以三峽庫區(qū)重慶段水田為研究對(duì)象，利用1990—2015 年3 個(gè)時(shí)相土地利用圖像，基于GIS分析技術(shù)，利用土地利用轉(zhuǎn)移矩陣、核密度分析和景觀指數(shù)模型等方法，對(duì)三峽庫區(qū)水田的時(shí)空分布及演變特征進(jìn)行系統(tǒng)分析，以期為三峽庫區(qū)重慶段農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整、水田經(jīng)營(yíng)政策的制定以及保障庫區(qū)生態(tài)系統(tǒng)的安全提供科學(xué)依據(jù)。

1 研究區(qū)概況及數(shù)據(jù)來源

1.1 研究區(qū)概況

三峽庫區(qū)重慶庫段（105°49′E～110°12′E、28°31′N～31°44′N）位于長(zhǎng)江上游，占三峽庫區(qū)總面積的85%，東鄰鄂西，西南與川黔接壤，西北與川陜相鄰，包含巫山縣、巫溪縣、奉節(jié)縣、云陽縣、開縣、萬州區(qū)、忠縣、涪陵區(qū)、豐都縣、武隆縣、石柱縣、長(zhǎng)壽區(qū)、渝北區(qū)、巴南區(qū)、江津區(qū)及重慶核心城區(qū)（包括渝中區(qū)、北碚區(qū)、沙坪壩區(qū)、南岸區(qū)、九龍坡區(qū)、大渡口區(qū)和江北區(qū)）等22個(gè)區(qū)縣。該區(qū)域?qū)賮啛釒Ъ撅L(fēng)性濕潤(rùn)氣候，雨量充沛，四季分明，年均溫16℃～18℃，光溫水同季，氣候資源豐富。區(qū)內(nèi)以山地、丘陵地貌為主，自然條件復(fù)雜，植被層次豐富，種類繁多，土地利用類型多樣，其中林地（亞熱帶常綠闊葉林、暖性針葉林）和耕地（旱坡地、水田）是區(qū)域內(nèi)最主要的土地利用方式。三峽庫區(qū)重慶段行政區(qū)及高程圖和土地利用現(xiàn)狀圖如圖1所示。

圖1 三峽庫區(qū)重慶段行政區(qū)、數(shù)字高程圖（a）和2015年土地利用現(xiàn)狀圖（b）

1.2 數(shù)據(jù)來源與處理

該研究的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)依據(jù)中國(guó)科學(xué)院計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信息中心地理空間數(shù)據(jù)云平臺(tái)（http://www.gscloud.cn）提供的1990 年、2005 年Landsat-TM 遙感圖像以及2015 年Landsat-8OLI 遙感數(shù)據(jù)（數(shù)據(jù)空間分辨率均為30 m）為主要數(shù)據(jù)源，結(jié)合重慶市地形圖、土地利用現(xiàn)狀圖等數(shù)據(jù)，利用人機(jī)交互目視判讀解譯的方法獲得單幅土地利用圖?；谥貞c的氣候和水田的耕作期，選擇3月下旬到5月中旬的遙感圖像用于解譯。圖幅解譯完成后用利用ARCINFO 的ARCEDIT模塊編輯圖形檢查、修改錯(cuò)誤并整理匯總，最終生成研究區(qū)土地利用/覆被解譯成果數(shù)據(jù)。土地利用分類包括耕地、林地、草地、水域、建設(shè)用地和未利用土地6個(gè)一級(jí)類型以及21個(gè)二級(jí)類型。根據(jù)解譯結(jié)果進(jìn)行實(shí)地調(diào)查隨機(jī)抽樣核查，耕地和建設(shè)用地的正確率大于95%，而草地、林地和水域的正確率在90%以上[21]，因此，解譯結(jié)果能夠達(dá)到精度要求，滿足該次研究的需要。

2 研究方法

2.1 土地利用轉(zhuǎn)移矩陣

轉(zhuǎn)移矩陣是反映數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和類型轉(zhuǎn)換的一種非常有效的方法，土地利用轉(zhuǎn)移矩陣通過將不同類型土地間的轉(zhuǎn)移面積以矩陣的形式加以列出，反映期內(nèi)各類土地減少的去向以及增加的來源，是分析土地利用動(dòng)態(tài)變化，研究土地利用格局的重要方法。土地利用矩陣為：

式（1）中，S代表土地面積（km2），n代表轉(zhuǎn)移前后的土地利用類型數(shù)，i、j分別代表轉(zhuǎn)移前與轉(zhuǎn)移后的土地利用類型。

2.2 核密度估計(jì)模型

核密度估計(jì)（kernel density estimation，KDE）是探測(cè)數(shù)據(jù)整體分布特征的一種方法，適用于分析點(diǎn)狀、線狀地理要素，通過計(jì)算空間點(diǎn)或空間線在周圍鄰域中的密度，對(duì)要素密度分布進(jìn)行優(yōu)化模擬，最終根據(jù)核密度值反映要素的空間分布特征[22-23]。核密度估計(jì)計(jì)算方式為：

式（2）中，f(x)為x處的核密度估計(jì)值；r為搜索半徑；n為樣本總數(shù)；dix為估計(jì)點(diǎn)i與x間的距離；φ為距離的權(quán)重。

基于ArcGIS 10.4 軟件中的Create Fishnet 工具對(duì)研究區(qū)域建立1 km×1 km 的格網(wǎng)，分區(qū)統(tǒng)計(jì)每個(gè)格網(wǎng)中水田的面積，再依此展開水田分布的核密度估計(jì)。在核密度分析中，不同的搜索半徑會(huì)導(dǎo)致核密度估計(jì)結(jié)果表面光滑度的不同，半徑越大，結(jié)果表面越光滑[24]。該文根據(jù)ArcGIS 中核密度分析自動(dòng)生成的默認(rèn)帶寬和研究區(qū)實(shí)際情況，分別設(shè)置6 000 m、8 000 m、10 000 m 與12 000 m 搜索半徑進(jìn)行對(duì)比分析，綜合核密度估計(jì)結(jié)果的整體效應(yīng)和局部識(shí)別效果，選取最優(yōu)搜索半徑。

2.3 景觀指數(shù)分析

為了反映三峽庫區(qū)重慶段水田及轉(zhuǎn)化地類的空間變化特征，該研究從斑塊類型水平指數(shù)和景觀類型水平指數(shù)中選取斑塊類型百分比（PLAND）、最大斑塊指數(shù)（LPI）、斑塊密度（PD）、邊界密度（ED）、平均斑塊面積（MPS）5個(gè)景觀指數(shù)進(jìn)行分析，借助FFRAGSTATS 4.2完成（表1）。

表1 景觀指數(shù)及其含義

3 結(jié)果與分析

3.1 水田空間分布特征

以2015 年的土地利用圖代表現(xiàn)狀土地利用數(shù)據(jù)，計(jì)算可得三峽庫區(qū)重慶段水田面積為5 267.94 km2。1990—2015年三峽庫區(qū)重慶段的水田面積持續(xù)減少，共減少了1 018.53 km2，變化率為40.74 km2/年。截止2015 年，三峽庫區(qū)重慶段的水田面積占耕地面積的26.7 %，25 年水田面積占耕地面積的比例減少了3.9%。

依據(jù)三峽庫區(qū)重慶段特殊的地形，水田類型主要分為山地水田、丘陵水田以及平原水田，圖2為三峽庫區(qū)重慶段2015 年的水田空間分布圖。從圖2 中可以看出，丘陵水田是三峽庫區(qū)重慶段區(qū)內(nèi)分布最廣的水田類型，占70%以上，平原水田分布最少，僅占不到2%。庫段內(nèi)各個(gè)區(qū)縣均有水田分布，但空間分布極不均勻，西南地區(qū)的主城區(qū)、長(zhǎng)壽、涪陵等區(qū)縣水田分布較為密集，并且以丘陵水田為主；山地水田主要分布庫區(qū)西北部的在開縣、云陽以及石柱土家族自治縣；平原水田主要分布在長(zhǎng)壽及開縣；而庫區(qū)東南部的武隆及東北部的巫溪、巫山、奉節(jié)等區(qū)縣水田分布較少。從水田空間格局來看，三峽庫區(qū)重慶段的水田空間分布呈現(xiàn)出明顯的破碎化分布特征，集中連片效應(yīng)較差。

圖2 2015年三峽庫區(qū)重慶段水田空間分布

三峽庫區(qū)重慶段各區(qū)縣水田面積及平均坡度數(shù)據(jù)，見表2。從表2中可以看出，14個(gè)不同區(qū)縣間水田面積分布差異顯著，面積分布在24.37～1 210.26 km2，其大小關(guān)系為：主城區(qū)＞涪陵＞長(zhǎng)壽＞開縣＞萬州＞江津＞豐都＞忠縣＞云陽＞石柱＞奉節(jié)＞武?。疚紫疚咨?，總的來說南部大于北部，西部大于東部。從水田面積占耕地面積的比例來看，不同區(qū)縣水田占耕地面積比例分布在2.34%～55.75%，其中長(zhǎng)壽的水田面積占耕地面積比例最大。就水田類型分布而言，長(zhǎng)壽、涪陵、江津、主城區(qū)、忠縣、萬州及豐都以丘陵水田為主，其余7 個(gè)區(qū)縣均以山地水田為主。從坡度來看，不同區(qū)縣水田總平均坡度分布在6.99°～18.62°，其中奉節(jié)水田平均坡度最大，云陽、武隆次之，主城區(qū)、長(zhǎng)壽、江津水田平均坡度較小（＜10°）?？偟膩碚f，各區(qū)縣3種水田類型平均坡度的大小關(guān)系為：山地水田＞丘陵水田＞平原水田，山地水田各區(qū)縣平均坡度均大于10°。

表2 三峽庫區(qū)重慶段各區(qū)縣水田面積及平均坡度

3.2 水田空間轉(zhuǎn)移特征

該研究基于1990年、2005年、2015年三峽庫區(qū)重慶段土地利用/覆被變化及轉(zhuǎn)移矩陣（表3、4）來反映水田的空間轉(zhuǎn)移特征，為便于研究水田的空間轉(zhuǎn)移，該文將耕地分為旱地和水田兩個(gè)二級(jí)地類進(jìn)行分析，其他地類皆按一級(jí)地類進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，共7個(gè)土地利用類型。從表3、4可以看出，從1990—2015林地、水域和建設(shè)用地持續(xù)增加，水田、草地和未利用地持續(xù)減少，旱地則呈現(xiàn)先增加后減少的趨勢(shì)。水田轉(zhuǎn)化的特征如下。

1990—2015年除未利用地外，5類非水田土地類型流向水田，水田轉(zhuǎn)入的地類以旱地、林地和草地為主。1990—2005 時(shí)段流入水田的地類總面積較小，為38 km2，其中旱地和林地是主要轉(zhuǎn)入來源；2005—2015時(shí)段旱地、林地、草地和建設(shè)用地轉(zhuǎn)入水田的面積都在增加，其中旱地轉(zhuǎn)入面積最多，占78.75%。

水田主要轉(zhuǎn)向除未利用地外的5 種土地利用類型，以旱地和建設(shè)用地為主。從表2 和表3 可知，1990—2005 時(shí)段水田主要轉(zhuǎn)向旱地，旱地占水田轉(zhuǎn)出面積的81.78%，其次為建設(shè)用地和林地，較少轉(zhuǎn)為草地。而在2005—2015時(shí)段，建設(shè)用地轉(zhuǎn)換的面積占水田轉(zhuǎn)換總面積的87.9%。

表3 1990—2005年三峽庫區(qū)重慶段土地利用轉(zhuǎn)移矩陣 km2

在1990—2015 年研究區(qū)水田轉(zhuǎn)出的面積大于轉(zhuǎn)入的面積，1990—2005 時(shí)段水田面積減少681.82 km2，2005—2015時(shí)段減少336.72 km2。水田轉(zhuǎn)入、轉(zhuǎn)出的變化幅度不同程度地減小。

3.3 水田的核密度估計(jì)

為了更加直觀地反映不同時(shí)點(diǎn)研究區(qū)水田的空間分布狀況，基于30 m 精度水田分布柵格數(shù)據(jù)，建立1 km×1 km 網(wǎng)格的水田面積點(diǎn)狀分布圖，進(jìn)行水田分布核密度估計(jì)。通過對(duì)搜索半徑進(jìn)行對(duì)比研究，選取10 000 m 作為搜索半徑研究三峽庫區(qū)重慶庫段水田面積分布的空間格局特征。根據(jù)KDE 法，對(duì)水田面積進(jìn)行核函數(shù)計(jì)算，得到水田的核密度值分布在0～75。采用自然斷點(diǎn)法，將水田面積分布密度區(qū)劃分為3 個(gè)等級(jí)區(qū)：核密度值＜21為低密度區(qū)，核密度值21～42為中密度區(qū)，核密度值＞42為高密度區(qū)。

由圖3 可知，不同時(shí)段下，三峽庫區(qū)重慶段大部分區(qū)域水田分布都屬于低密度區(qū)，其次為中密度區(qū)，高密度區(qū)所占面積比例最小，整體呈現(xiàn)“西密東疏”“南密北疏”的分布格局。1990—2015年隨著水田時(shí)空分布的演變，水田的核密度分布也發(fā)生了顯著的變化。1990年水田面積分布的聚集區(qū)呈現(xiàn)為2個(gè)顯著的核心分布帶：江津核心分布帶和長(zhǎng)壽核心分布帶；到2005 年，西南部的江津水田面積顯著減少，核密度由高聚集區(qū)轉(zhuǎn)變?yōu)榈兔芏葏^(qū)；至2015年，高聚集區(qū)僅剩長(zhǎng)壽核心分布帶。

圖3 三峽庫區(qū)重慶段1990年（a）、2005年（b）和2015年（c）3個(gè)時(shí)期水田分布的核密度估計(jì)

3.4 水田分布的景觀格局變化

1990—2015年三峽庫區(qū)重慶段不同土地利用類型景觀指數(shù)，如表5。三峽庫區(qū)重慶段各景觀類型都處于動(dòng)態(tài)變化之中，不同景觀類型表現(xiàn)出一定的空間分布差異性。土地利用類型景觀優(yōu)勢(shì)度（P）和最大斑塊指數(shù)（LPI）分別反映某種類型斑塊所占整個(gè)景觀面積的百分比與某種類型的最大斑塊面積占該種類型斑塊總面積的百分比，是度量景觀優(yōu)勢(shì)度的重要方式。1990—2015 年林地的P 指數(shù)和LPI 指數(shù)均為最大，其次是旱地。這在一定程度說明林地和旱地是整個(gè)土地利用格局中的優(yōu)勢(shì)景觀類型，水域、建設(shè)用地和未利用地的景觀優(yōu)勢(shì)度較小，水田和草地的景觀優(yōu)勢(shì)度居于中間位置。

表5 1990—2015 年三峽庫區(qū)重慶段不同土地利用類型景觀指數(shù)變化

斑塊密度（PD）、斑塊邊界密度（ED）和平均斑塊面積（MPS）反映了土地利用類型的景觀破碎化程度，當(dāng)PD、ED 指數(shù)越大，或MPS 越小，說明景觀的破碎度越高。由表4可知，1990—2015年7種土地利用類型中，旱地景觀格局破碎化特征最為顯著。從1990—2015 年景觀指數(shù)變化來看，水田景觀優(yōu)勢(shì)度（P 和LPI 指數(shù)）呈小幅減小趨勢(shì)，而景觀破碎化程度（PD、ED和MPS 指數(shù)）則呈小幅增加趨勢(shì)，表明近25 年來三峽庫區(qū)重慶段水田景觀破碎化程度增加，隨著水田面積不斷減少，水田景觀的破碎化進(jìn)一步擴(kuò)大。

表4 2005—2015年三峽庫區(qū)重慶段土地利用轉(zhuǎn)移矩陣 km2

4 討論

（1）土地利用是人類對(duì)土地進(jìn)行的長(zhǎng)期性或周期性的經(jīng)營(yíng)活動(dòng)，受到人為和自然的雙重影響[25]。而地形是影響土地利用類型結(jié)構(gòu)與變化的一個(gè)重要因素[26-27]。水稻作為我國(guó)三大糧食作物之一，其耕作制度是長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶整個(gè)農(nóng)業(yè)耕作制度的重要組成部分，它的生產(chǎn)受自然條件和人為管理的共同影響。其中，地形因素決定了水稻生長(zhǎng)必須的光熱等資源的再分配。因此，地形因素對(duì)水田分布的空間格局影響非常明顯[28]。三峽庫區(qū)重慶段位于長(zhǎng)江上游，屬亞熱帶季風(fēng)氣候，降雨和熱量較豐富、灌溉水源較充足，自然條件適宜水田的發(fā)展，且長(zhǎng)江流域自古就有種植水稻的歷史，但三峽庫區(qū)重慶段內(nèi)的水田類型主要為丘陵水田，坡度較大，且分布極不均衡，呈現(xiàn)西多東少、南多北少的分布格局。這主要是由于在重慶的地形分布中，山地面積占76 %，丘陵占22 %，河谷平壩僅占2 %，而東南部的石柱、武隆以及北部的奉節(jié)、巫山、巫溪等區(qū)縣位于山地地貌區(qū)，海拔較高，在一定程度上影響了土地的開發(fā)利用；此外，研究也表明，海拔通過影響區(qū)域溫度、水分和光照的分布影響耕地自然質(zhì)量等別，進(jìn)而影響作物的產(chǎn)量[29]，因此，三峽庫區(qū)重慶段內(nèi)的水田主要分布在丘陵地帶，東南部和北部區(qū)域水田分布較少。

（2）土地利用/覆被變化是人類活動(dòng)與自然環(huán)境相互作用最直接的表現(xiàn)形式，土地利用變化的空間格局表征了一段時(shí)間內(nèi)人—地關(guān)系的作用強(qiáng)度與作用模式[30]。水田作為我國(guó)西南地區(qū)重要的耕地利用類型與濕地景觀類型，受人類活動(dòng)和農(nóng)業(yè)發(fā)展?fàn)顩r影響，其空間分布不斷變化[31]。近25 年來三峽庫區(qū)重慶段內(nèi)的水田面積逐漸縮減，縮減的范圍和面積在時(shí)空上有所差異。1990—2005 年土地利用/覆蓋變化的主要方向是耕地向林地和建設(shè)用地轉(zhuǎn)化，水田向旱地轉(zhuǎn)化。這主要是由于重慶實(shí)施退耕還林政策以來，坡耕地面積減少，林地面積增加；城市化和工業(yè)化的發(fā)展和建設(shè)用地需求的不斷擴(kuò)大，大量耕地轉(zhuǎn)為建設(shè)用地[32];同時(shí)由于城鎮(zhèn)化的推進(jìn)使農(nóng)村勞動(dòng)力不斷減少，水田耕作的成本上升，從而使水田向種植經(jīng)濟(jì)作物的旱地轉(zhuǎn)化[33-34]。2005—2015年水田的轉(zhuǎn)移方向主要是向建設(shè)用地轉(zhuǎn)化，同時(shí)水域轉(zhuǎn)入面積較1990—2005 年也大幅增加，這主要由于是重慶市直轄以來城市化建設(shè)的擴(kuò)張以及三峽庫區(qū)蓄水導(dǎo)致耕地、林地、草地被淹沒，大量土地轉(zhuǎn)向水域和建設(shè)用地[35]?？偟膩碚f，近25 年來研究區(qū)水田與水域轉(zhuǎn)出面積大于轉(zhuǎn)入面積，表明研究區(qū)濕地面積不斷縮減。

（3）景觀格局變化是土地利用/覆蓋變化和景觀異質(zhì)性在時(shí)空上的直接表現(xiàn)[36]。已有研究指出，受多方面的影響，耕地景觀在空間上往往表現(xiàn)出顯著的破碎化特征[37]。水田作為耕地的重要組成部分，同時(shí)也是重要的人工濕地，一定時(shí)間內(nèi)的水田變化能夠反映區(qū)域景觀變化的方向[38]。該研究發(fā)現(xiàn)，三峽庫區(qū)重慶段7種土地利用類型中，均表現(xiàn)為旱地的景觀破碎化程度最大。同時(shí)，隨著水田面積的大幅減少，水田景觀的破碎化也進(jìn)一步擴(kuò)大。這主要是因?yàn)槿龒{工程的實(shí)施導(dǎo)致庫區(qū)大量耕地被水淹沒，同時(shí)移民搬遷和城鎮(zhèn)重建占用耕地，耕地斑塊數(shù)量隨之減少趨于破碎[39]，此外，城市的擴(kuò)張以及重慶的丘陵山區(qū)地貌也是導(dǎo)致耕地破碎化的重要原因。旱地和水田的破碎化導(dǎo)致農(nóng)業(yè)生產(chǎn)率和效率降低，耕地的生產(chǎn)能力下降，同時(shí)限制了耕地機(jī)械化和規(guī)?；陌l(fā)展，不利于研究區(qū)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的發(fā)展[40-41]。此外，有研究指出，景觀破碎化會(huì)導(dǎo)致保護(hù)區(qū)與周邊區(qū)域原有的景觀生態(tài)聯(lián)系被中斷或削弱，從而影響區(qū)域的景觀生態(tài)功能[42]。水田作為濕地系統(tǒng)的重要組成部分，其破碎化不僅會(huì)影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，也會(huì)帶來生態(tài)系統(tǒng)退化、生物多樣性下降、自然保護(hù)功能受損等問題。

（4）三峽庫區(qū)重慶段是我國(guó)西南地區(qū)重要的生態(tài)屏障，同時(shí)也承載著重要的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)功能[43]。通過研究水田時(shí)空分布及演變特征，分析近25 年水田資源的動(dòng)態(tài)變化，為農(nóng)業(yè)的結(jié)構(gòu)調(diào)整、水田的經(jīng)營(yíng)政策制定以及保障庫區(qū)生態(tài)系統(tǒng)的安全提供參考。針對(duì)三峽庫區(qū)重慶段水田分布存在地形坡度較大、轉(zhuǎn)出面積比重大、破碎化顯著的特征，提出合理規(guī)劃、利用和保護(hù)水田的建議如下：①加強(qiáng)管控，減少建設(shè)用地對(duì)耕地的占用，穩(wěn)定一定數(shù)量的水田面積；②全面落實(shí)“占優(yōu)補(bǔ)優(yōu)、占水田補(bǔ)水田”的制度，不僅做到水田數(shù)量的平衡，更要保證水田質(zhì)量的平衡，建設(shè)高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田；③推動(dòng)旱地改水田工程的實(shí)施，充分挖掘土地的資源價(jià)值，將瘠薄分散的旱地改造成優(yōu)質(zhì)集中的規(guī)?；铮纳妻r(nóng)田耕作條件，提高農(nóng)作物產(chǎn)量，增加農(nóng)民收入；④推進(jìn)水田耕作田塊改造和機(jī)械化配套設(shè)施的建設(shè)，引進(jìn)和開發(fā)適宜山區(qū)作業(yè)的農(nóng)業(yè)機(jī)械，促進(jìn)水田的機(jī)械化和規(guī)?；l(fā)展，提高耕作效率，推動(dòng)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的發(fā)展；⑤推進(jìn)“山水林田湖草”的綜合治理，改善生態(tài)環(huán)境。

5 結(jié)論

（1）三峽庫區(qū)重慶段水田分布面積為5 267.94 km2，占耕地總面積的26.70%，平均坡度為11.87°，其中丘陵水田分布最廣。受地形影響，水田分布呈現(xiàn)“西密東疏”“南密北疏”的格局。

（2）近25 年來草地、建設(shè)用地和水田等土地利用類型發(fā)生了顯著的轉(zhuǎn)移，水田轉(zhuǎn)出的面積大于轉(zhuǎn)入的面積，水田的總面積持續(xù)減少。水田與水域轉(zhuǎn)出面積大于轉(zhuǎn)入面積，濕地面積不斷縮減。

（3）近25 年來三峽庫區(qū)重慶段的核密度分布發(fā)生顯著的變化。1990 年水田面積分布的聚集區(qū)呈現(xiàn)為2個(gè)顯著的核心分布帶：江津核心分布帶和長(zhǎng)壽核心分布帶；1990—2005年江津區(qū)的核密度由高密度區(qū)轉(zhuǎn)變?yōu)榈兔芏葏^(qū)；2005—2015年水田主要集聚分布在長(zhǎng)壽。

（4）景觀格局指數(shù)表明，近25 年來三峽庫區(qū)重慶段水田景觀破碎化程度增加，隨著水田面積不斷減少，水田景觀的破碎化進(jìn)一步擴(kuò)大。