县域土地利用细碎度综合度量与空间分异研究——以江苏省东海县为例

［ ３～６］，
并构建了 Ｓ 指 数 、 Ｊ 指 数 和Ｉ 指 数 ３ 个 指 数 对 土 地 细碎度进行衡 量 。 也 有 学 者 从 景 观 生 态 学 的 角 度 ，
１ ２， １ ３］ ， 通过不同的景观 指 数 来 衡 量 土 地 细 碎 度 ［ 但是
因此 ， 土地细碎 化 问 题 的 研 究 已 经 成 为
２ 研究方法及数据来源
２ ． １ 数据来源与研究对象 本文以 ２ ０ １ ０年东海县１ ∶ ５ ０ ０ ０土地利用现状 并 从 中 提 取 所 需 地 类 进 行 分 析。 考 图为工作底图 ， 虑到土地利用现状图与实际用地类型存在一定的差 异， 笔者以东海县航片图对该底图进行了校正 ， 主要 针对底图上耕地 、 建设用地与实际地类不符的两种 一是一些已经通过建设用地审批手续的耕地 ， 情况 ： 在土地利 用 现 状 图 上 为 已 建 设 用 地， 而实际上是 耕地； 二 是 由 于 一 些 历 史 遗 留 问 题， 底图上为耕 而实际上是建设用地。对 底 图 进 行 处 理 后， 在 地， 并以乡镇为评价 Ａ ｒ ｃ Ｇ Ｉ Ｓ ９ ． ３ 软件中提 取 所 需 地 类 ， 单元空间重采样后形成 １ ０ ｍ×１ ０ ｍ 栅 格 图 像。本 文选取耕地 、 居民点用地 、 基础设施用地及生态用地 为研究 对 象 ， 其 中， 耕地包含 水田、 旱 地、 水 浇 地、 其 居 民 点 用 地 包 含 城 市、 建 制 镇、 村 他可调整耕地等 ， 庄居民点等 ， 基础设施用地包含道路 、 机场 、 码头 、 采 矿用地等 ， 生态用地包含草地 、 园地 、 林地 、 水库等 。
１ 研究区自然概况
东海县位于江苏省东北部， 地处 ３ ４ ° １ １ ′ ３ ４ ° ４ ４ ′ Ｎ， ～ １ １ ８ ° ２ ３ ′ １ ９ ° １ ０ ′ Ｅ。 该县属黄淮海平原东南边缘的 ～１ 平原岗岭地 ， 地势 西 高 东 低 ， 中 西 部 平 原 丘 陵、 起伏 连绵， 东部 地 势 平 坦， 县 域 内 河 流 水 系 发 达， 水库 园地 林 地 等 生 态 用 地 有 较 多 分 布。 伴 随 着 众多， 城市化进程的加快， 近年来东海县人口不断增加， 基础设施不断建设 ， 经济实力大增 ， 通过基本农田建 土地整理等工 程 ， 农 业 生 产 条 件 不 断 改 善， 粮食 设、 生产 连 续 ７ａ 增 长 。 作 为 经 济 快 速 发 展 的 典 型 县 ， 东海县用地 类 型 多 样 ， 主 要 用 地 类 型 耕 地、 建设用 生态用地的比 例 约 为 ４ 加 之 复 杂 的 地 形， 地、 ∶ １ ∶ １， 具有比较强的代表 性 ， 因此本研究选取东海县作为 研究区域 。
１ ０， １ １］ ， 特征以及地块的 粒 度 分 布 来 衡 量 土 地 细 碎 度 ［
列土 地 政 策 等 社 会 经 济 原 因
［ ２］
， 我国的土地经营存
在着地块面积狭小 、 形状杂乱 、 相互交错等细碎化问 这在一定程度上 与 国 家 所 倡 导 的 规 模 化 经 营 理 题， 土地细碎化对我国的 念背道而驰 。 不少 研 究 表 明 ， 粮食生产 、 土地利用 效 率 以 及 景 观 格 局 等 有 着 不 利 的影响
土地规划 、 农业生产等关注的热点问题 。 国外有关土地细碎化的研究已经有数十年的历 ， 史， 其中最早提出 土 地 细 碎 化 的 是 Ｂ 他认为土 ｉ ｎ ｎ ｓ 地细碎化是指一个 农 场 由 许 多 分 开 的 、 不相连接的 并且这 些 地 块 散 布 在 一 个 比 较 大 的 范 地块所组成 ， 围内
第２ ２卷第９期 ２ ０ １ ３年９月
长江流域资源与环境 Ｒ ｅ ｓ ｏ ｕ ｒ ｃ ｅ ｓ ａ ｎ ｄ Ｅ ｎ ｖ ｉ ｒ ｏ ｎ ｍ ｅ ｎ ｔ ｉ ｎ ｔ ｈ ｅ Ｙ ａ ｎ ｔ ｚ ｅ Ｂ ａ ｓ ｉ ｎ ｇ
Ｖ ｏ ｌ ． ２ ２Ｎ ｏ ． ９ Ｓ ｅ ｔ量土地细 碎 度 的 景 观 指 数 有 很 多 ， 无法对 因此 ， 有学者将与 每一个景观指数都进行详细分析 ， 土地细碎 度 关 系 密 切 的 景 观 指 数 列 出 进 行 因 子 分
１ ４， １ ５］ ， 得出一 个 综 合 的 土 地 细 碎 度 指 数 ［ 借此来 析，
土地规模经营是提高土地利用效率的一个重要 然 而 近 几 十 年 来， 由 于 地 形、 土地数量有限 举措 ，
１］ ， 性［ 加之人多地少 、 平均主义思想以及推行的一系
土地呈 分 散 、 无 序、 杂 乱 状 态， 难 以 成 片、 集 中、 规模
２］ 。 地经营 ［
在关 于 土 地 细 碎 度 的 量 化 方 面 ， 目前还未有比 较权威和统 一 的 指 标 ， 有 学 者 以 农 场 大 小、 地块数 地块平均面积 、 地 块 形 状 特 征、 地块的空间分布 量、
； Ｔ ｉ ｎ等
［ ８］
认为土地细碎化是指农户经营至
［ ９］
少一块以上分开 的 地 块 。 在 我 国 ， 土地细碎化的提 出相 对 较 晚 ， 郭书田 最早指出我国土地有继续细 碎化的趋向 ， 但却未对其细加分析 。 一般来讲 ， 土地 细碎化是指受人为 或 自 然 条 件 的 影 响 ， 农户经营的
县域土地利用细碎度综合度量与空间分异研究
— — — 以江苏省东海县为例
田 兴１， 周生路１＊ ， 吴绍华１， 王晓瑞１， 林 晨２， 周 华１
（ 南京大学地理与海洋科学学院 ， 江苏 南京 ２ １． １ ０ ０ ９ ３； ） 湖泊与环境国家重点实验室 ， 江苏 南京 ２ ２．中国科学院南京地理与湖泊研究所 ， １ ０ ０ １ ８ 摘 要 ：土地细碎化是与土地规模经营理念相背离的一种土地 形 态 ， 细碎化的土地经营模式会造成土地利用效率 粮食减产以及景观美观度降低等一系列问题 。 目前 ， 土地细碎化程度的衡 量 多 通 过 细 碎 度 表 征 ， 但尚无统一 下降 、 标准 ， 且主要针对农用地 。 以江苏东海县为例 ， 首先结合景观指数与主成分 分 析 ， 分别计算耕地、 基础设施用地、 居 民点用地以及生态用地的细碎度 ， 再通过系统聚类 ， 分析不同地类细碎度组合 的 地 域 分 异 特 征 。 结 果 显 示 ： 不同用 社会经济的综合影响结果 ， 耕地细碎度与居民点细碎度 有 着 较 显 著 的 正 相 关 关 系 ， 与生态 地类型的细碎度是自然 、 基础设施用地 细 碎 度 和 居 民 点 细 碎 度 存 在 一 定 的 正 相 关 关 系 ， 与生态用地 用地细碎度有着较显著的负相关关系 ， 细碎度存在一定的负相关关系 ， 土地细碎度基于不同自然 、 社会经济条件 ， 其分 区 也 有 着 特 定 的 区 位 特 征 。 探 讨 不 经济发展以及景观改善等提供科学的引导 。 同用地类型细碎度间的关联性及空间分异特征可以为土地利用 、 关键词 ：土地细碎度 ； 景观 ； 主成分分析 ； 聚类分析 ； 空间分异 （ ） 中图分类号 ： Ｆ １ ２ ４ ． ５ 文献标识码 ：Ａ 文章编号 ： １ ０ ０ ４ ８ ２ ２ ７ ２ ０ １ ３ ０ ９ １ １ ４ ２ ０ ７ － － －
第９期
— — 以江苏省东海县为例 田 兴， 等： 县域土地利用细碎度综合度量与空间分异研究— ２ ． ２ 景观指数选取
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其格局也受到了 一 定 的 影 响 。 因 此 ， 本研究将土地 以江苏省东海县 细碎度这一理念拓 展 到 建 设 用 地 ， 为例 ， 结合景观分析以及 Ｇ 探讨 Ｉ Ｓ 地 统 计 学 原 理， 建设用地 、 生态用地等不同土地利用类型间的 耕地 、 细碎度关联性及空间分异特征 ， 为土地利用规划 、 生 景观美化和 经 济 建 设 关 系 协 调 发 展 提 供 理 态保护 、 论与现实依据 。
景观指数在很大程度上能够概括土地格局的信 息和反映土地空间 配 置 方 面 的 特 征 ， 借鉴已有的研
１ １～１ ４］ ， 本 文 从 土 地 的 密 度、 面 积、 形 状、 空间 究成 果 ［
分布等方面选取一些常用的景观指数衡量土地细碎 度， 并通 过 Ｆ ｒ ａ ｓ ｔ ａ ｔ ｓ ３ ． ３ 软 件 计 算 各 个 景 观 指 数。 ｇ 考虑到不同景观指数可能在一定程度上存在共线性 问题 ， 因此 ， 将选取的各个景观指数进行 Ｐ ｅ ａ ｒ ｓ ｏ ｎ相 关分析后 ， 选取相关 系 数 较 低 的 七 景 观 指 数 作 为 衡 量土地细碎度的指标 ： （ ） 。ＰＤ 是 某 种 用 地 类 型 斑块密度指数 （ １ ＰＤ） 在单位面积上的斑 块 数 量 ， 等于景观斑块中斑块数 除以总景观面积 ， 可用于衡量该种土地类型的细碎 其值越大 ， 细碎度越高 。 度， （ ） 。Ｌ 最大 斑 块 指 数 （ ２ Ｌ Ｐ Ｉ） Ｐ Ｉ等于某一拼块 其值 类型中的最大拼块 占 据 整 个 景 观 面 积 的 比 例 ， 确定优势类型 ， 可以被纳入细 可以反映景观的模地 ， 碎度的衡量中 。 （ ） 。ＡＷＭＳ 面积加权形状指数（ ３ ＡＷＭＳ Ｉ） Ｉ 是度量景 观 空 间 格 局 复 杂 性 的 重 要 指 标 之 一， 地 其实际的可用面积就越 块形状的 复 杂 程 度 越 高， 小， 其对土地利用格局有着较大的影响， 因此也将 面积加权形状指数作为衡量土地细碎 度 的 一 个 重 要指标。 （ ） 。ＭＮＮ 斑块平均最近 邻 距 离 指 数 （ ４ ＭＮＮ ） 在拼块级别上等于从拼块到同类型的拼块的最近距 离之和 除 以 具 有 最 近 距 离 的 拼 块 总 数 ， 一般来说 反映出同类型拼块间相隔距离远 ， 分布 ＭＮＮ 值大 ， 较离散 ， 反之 ， 说明 同 类 型 拼 块 间 相 距 近 ， 呈团聚分 用斑块平均最近 邻 距 离 可 以 很 大 程 度 上 衡 量 土 布， 地的细碎度 。 （ ） 。Ｌ 景观分割 指 数 （ ５ Ｌ Ｄ Ｉ） Ｄ Ｉ 等于１减去斑 块面积除以整个景 观 面 积 的 平 方 和 ， 随着组成景观 的焦点 斑 块 数 量 和 大 小 的 减 少 ， Ｌ Ｄ Ｉ 逐 渐 增 加， 在衡量土地细 Ｌ Ｄ Ｉ 从斑块大小分布量化土地格局 ， 碎度上有一定意义 。 （ ） 。Ｓ 景观分离度指数（ ６ Ｓ Ｐ Ｌ Ｉ Ｔ） Ｐ Ｌ Ｉ Ｔ 基于 ， 累积斑块面积分布 衡 量 景 观 其 值 等 于 景 观 面 积 的 平方除以所有斑块 面 积 的 平 方 和 ， 当焦点斑块细分 程度增加时 ， 是衡量斑块面积 Ｓ Ｐ Ｌ Ｉ Ｔ 值 逐 渐 变 大， 分布的一个指标 。 ） 。Ａ （ 聚合度指数（ ７ Ａ Ｉ） Ｉ 指数由同类型斑块 像元间公共边界长度来计算 ， 若不存在公共边界 ， 则 聚合度最低 ， 拼块 分 散 分 布 ， 反 之 则 表 示 拼 块 集 中，