周寧縣耕地景觀格局及其影響因素分析.pdf

1、耕地的保護(hù)與可持續(xù)利用是全球研究的重點(diǎn)課題之一，景觀生態(tài)學(xué)的相關(guān)研究方法為我們提供了研究耕地景觀功能機(jī)制、利用特點(diǎn)和空間分布格局的途徑。本研究利用GIS技術(shù)，結(jié)合景觀生態(tài)指數(shù)理論和分形理論對(duì)周寧縣耕地景觀格局特征進(jìn)行分析，并在此基礎(chǔ)上運(yùn)用SOM模型對(duì)耕地利用的空間差異進(jìn)行聚類，研究耕地利用的空間分異特征。同時(shí)選取坡度、河流水面和農(nóng)村居民點(diǎn)三個(gè)因素來(lái)代表自然因素和人文因素，分析它們對(duì)耕地景觀空間分布的影響。 結(jié)果表明： (

2、1)各鄉(xiāng)鎮(zhèn)各耕地景觀類型具有不同的空間分布格局特征和空間異質(zhì)性特征，且它們的分維值大小具有異同點(diǎn)。 (2)耕地利用狀況的空間差異可以分為四類，各類在各鄉(xiāng)鎮(zhèn)的分布情況及所占面積比例不同，使得全縣耕地總體上以人為影響程度中等為主，斑塊形狀復(fù)雜程度中等。 (3)各類耕地的空間分布與坡度、河流和農(nóng)村居民點(diǎn)有密切的關(guān)系，耕地的空間分布并不是雜亂無(wú)章的，而是受到自然因素和人為因素的深刻影響，呈現(xiàn)出一定的規(guī)律性。 耕地是人類賴

3、以生存的基礎(chǔ)，它不但具有為人類提供農(nóng)產(chǎn)品以確保糧食安全的功能，而且還具有更重要的社會(huì)價(jià)值與生態(tài)價(jià)值。近年來(lái)，隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人類從耕地生態(tài)系統(tǒng)中獲取產(chǎn)品與服務(wù)的方式越來(lái)越多樣化與劇烈化。人類活動(dòng)不僅改變了耕地景觀的組成要素與空間格局，而且導(dǎo)致大量耕地流失，耕地退化與污染現(xiàn)象嚴(yán)重，迫使耕地原有的生態(tài)服務(wù)功能下降。因此，準(zhǔn)確識(shí)別人類活動(dòng)對(duì)耕地的干擾方式與強(qiáng)度，已成為耕地保護(hù)與可持續(xù)利用的重要研究課題。而景觀生態(tài)學(xué)的相關(guān)研究方法又為我們提

4、供了研究耕地景觀功能機(jī)制、利用特點(diǎn)和空間分布格局的途徑。周寧縣地處福建省東北山區(qū)，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人類活動(dòng)的加劇，耕地利用格局已經(jīng)或正在受到不同程度的影響。本研究利用GIS技術(shù)，運(yùn)用景觀生態(tài)指數(shù)理論、分形理論和SOM模型理論等相關(guān)研究方法，對(duì)研究區(qū)耕地景觀格局特征進(jìn)行評(píng)價(jià)，并進(jìn)一步對(duì)其空間分布影響因素進(jìn)行分析，為區(qū)域耕地的可持續(xù)利用、管理和保護(hù)提供科學(xué)依據(jù)。 全文共分為以下幾部分： 緒論。介紹研究背景和意義、國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)

5、展、研究區(qū)的基本情況和研究?jī)?nèi)容。 第一章：研究的理論基礎(chǔ)、方法與技術(shù)路線。介紹本研究用到的主要方法：景觀格局研究方法、分形理論、SOM神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)原理與算法以及本研究的技術(shù)路線、數(shù)據(jù)來(lái)源與處理。 第二章：周寧縣耕地景觀格局分析。結(jié)合景觀生態(tài)指數(shù)理論和分形理論對(duì)耕地景觀格局特征進(jìn)行分析，并在此基礎(chǔ)上運(yùn)用SOM模型對(duì)耕地利用的空間差異進(jìn)行聚類，研究耕地利用的空間分異特征。結(jié)果表明：(1)各鄉(xiāng)鎮(zhèn)各耕地景觀類型具有不同的空間分布格局

6、特征和空間異質(zhì)性特征。(2)各鄉(xiāng)鎮(zhèn)各耕地景觀類型的分維值大小不一，反映了各耕地景觀類型具有不同的穩(wěn)定性結(jié)構(gòu)，受到了不同程度的人為干擾。從周寧全縣來(lái)看，四類耕地景觀類型的分維值也具有相對(duì)的差異性。但各鄉(xiāng)鎮(zhèn)的分維值又有相同之處：各個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)望天田的分維值均大于灌溉水田、旱地和菜地，具有最小的穩(wěn)定性指數(shù)，反映其景觀結(jié)構(gòu)是耕地類型中最不穩(wěn)定的，受到的人為干擾程度最弱。(3)耕地利用狀況的空間差異大致可以分為四類，各類在各鄉(xiāng)鎮(zhèn)的分布情況及所占面積比例

7、不同，使得全縣耕地總體上以人為影響程度中等為主，斑塊形狀復(fù)雜程度中等，受到人為活動(dòng)和自然因素的雙重影響。 第三章：耕地景觀空間分布影響因素分析。選取坡度、河流水面和農(nóng)村居民點(diǎn)三個(gè)因素來(lái)分析它們對(duì)耕地景觀空間分布的影響。首先利用ArcGIS軟件生成五個(gè)坡度級(jí)的耕地景觀格局，分析各坡度內(nèi)耕地的空間分布特征，探討坡度對(duì)耕地空間分布格局的影響情況；其次利用ArcGIS的空間連接功能，產(chǎn)生各耕地斑塊到最近河流水面和最近農(nóng)村居民點(diǎn)的距離，并

8、通過(guò)對(duì)耕地到各影響因素最近距離的分析，來(lái)揭示它們對(duì)耕地景觀空間分布的影響。結(jié)果表明：(1)各鄉(xiāng)鎮(zhèn)各耕地類型面積隨著坡度級(jí)別的增加所呈現(xiàn)出的規(guī)律性不一；在坡度≤2°和>2°的范圍內(nèi)，分別以灌溉水田和望天田作為最主要的耕地利用類型：坡度2°～6°和6°～15°是耕地的兩個(gè)主要分布坡度級(jí)。(2)各類耕地的空間分布均與河流有密切的關(guān)系，在離開河流一定距離的情況下，越靠近河流斑塊數(shù)量和面積越多，越離開河流斑塊數(shù)量和面積越少。且大部分的斑塊和面積集

9、中在距離河流很近的范圍內(nèi)，越離開河流，累計(jì)面積百分比增加越慢，而不是呈現(xiàn)線性的緩慢降低。(3)各類耕地的空間分布也均與農(nóng)村居民點(diǎn)有密切的關(guān)系，在一定的范圍內(nèi)，越靠近農(nóng)村居民點(diǎn)斑塊數(shù)量和面積越多，越離開農(nóng)村居民點(diǎn)斑塊數(shù)量和面積越少。且大部分的斑塊數(shù)量和面積集中在距離農(nóng)村居民點(diǎn)很近的范圍內(nèi)，越離開農(nóng)村居民點(diǎn)，累計(jì)面積百分比增加越慢，而不是呈現(xiàn)線性的緩慢降低。因此，可以反映出這些因素對(duì)耕地景觀空間分布存在著重要的影響，即：耕地的空間分布并不是