鄉村非農景觀對林地破碎化的影響

楊 振，楊 芳

鄉村非農景觀對林地破碎化的影響

楊 振，楊 芳

（華中師范大學 城市與環境科學學院，湖北 武漢 430079）

降低林地景觀的破碎化程度，對生物多樣性保護、森林經營及林地生態功能發揮均具有重要意義。該文利用GIS技術提取典型縣域非農用地與林業用地的面積及斑塊資料，在鄉村尺度上研究非農景觀對林地破碎化的影響。結果表明，不同林地的破碎化程度存在顯著差異，有林地最大，其他林地次之，灌木林地最??；村域非農景觀廣泛鑲嵌于林地景觀中，其面積和斑塊數量存在較大差異；非農景觀對有林地的破碎化存在顯著正相影響，對灌木林地和其他林地的破碎化影響為負且不顯著。文章認為，深化實施新農村建設和集體林權制度改革，能夠有效減少非農景觀面積并優化其空間布局，是降低鄉村林地破碎化的重要舉措。

非農景觀；林地；破碎化；新農村建設；林權改革

林地破碎化已成為生物多樣性減少的首要因子，對相關動植物資源的蓄積能力有較大負面影響，會直接導致森林生態系統服務功能下降，嚴重影響到區域生態經濟系統的可持續發展[1]。因此，探討林地破碎化形成的影響因素并提出相應的規避措施，對生物多樣性保護、森林經營及林地生態功能發揮具有重要意義[2]。然而，盡管林地破碎化是自然和人文因素共同作用的結果，但鮮有研究集中于人文因素與林地破碎化關系的刻畫，一個重要的原因是缺乏相應的量化資料[3-4]。以村莊、工礦用地及交通運輸用地為代表的鄉村非農景觀隱含著豐富的人口、經濟和社會信息，是表征林地破碎化人文影響因素的良好指標。本文以典型多林山區英山縣為例，根據GIS技術提取非農用地與林業用地面積、斑塊資料，嘗試在鄉村尺度上分析非農景觀對林地破碎化的影響，探討林地破碎化的人文驅動機制，為林地生態經濟系統的可持續發展提供依據。

1 研究區概況與指標構建

1.1 研究區概況

英山縣位于湖北省東部、大別山主峰南麓，以中低山地形為主，生態脆弱，屬于國家級水土流失重點防治區之一。根據《土地利用現狀分類》（GB/T 21010-2007）和《英山縣第二次土地調查》資料，2010年該縣林地總面積為88 773.96 hm2，占全縣國土面積的61.70%，其中“有林地”、“灌木林地”與“其他林地”面積分別為80 091.63、1 132.00、7 550.33 hm2，所占比重分別為90.22%、1.28%、8.51%；“城鎮村及工礦用地”和“交通運輸用地”分別為8 681.11、1 861.88 hm2，合計占全縣總面積的7.33%?？h域經濟發展以農業為主，農村人口30.59萬（占77%），農村居民人均純收入4 062元，居全省靠后位置。隨著城鄉經濟的發展，以“城鎮村及工礦用地”和“交通運輸用地”為主的非農景觀快速蔓延，以各類林地破碎化為主的生態環境問題日益凸顯。

1.2 指標構建

1.2.1 林地破碎化指數

一般來說，在人為及自然因素的干擾下，內部或核心森林面積會大規模減少，林地斑塊顯著增加，斑塊形狀趨于不規則化，林地破碎化程度顯著變化[5]。衡量和評價林地破碎化的指標有多種，Armenteras等在評價哥倫比亞安第斯山脈東部的林地破碎化時，采用了斑塊數量、大小、形狀及斑塊間的平均最鄰近距離等指標[6]。K Piessens等則采用斑塊密度、邊界長度、斑塊距離和斑塊對比度，作為測度美國本土林地破碎化的指標[7]。根據研究區林地特征并考慮數據的易得性，這里選擇村域范圍內林地斑塊數量與村域面積的比值作為林地破碎化的衡量指標。

1.2.2 鄉村非農景觀指數

同樣基于數據易得性的考慮并與傳統農業景觀相對應，本文界定的鄉村非農景觀具體指“城鎮村及工礦用地”和“交通運輸用地”兩類建設用地景觀。鄉村發展推動了非農景觀的快速蔓延，其實質是區域自然生態系統向人工生態系統不斷轉化的過程。這一過程直接或間接地改變了地面形態和原本自然的生物地球化學過程，使鄉村生態系統結構和功能受到沖擊，甚至發生不可逆轉的變化[8-9]。參考相關文獻的做法，本研究利用村域內“城鎮村及工礦用地”和“交通運輸用地”的斑塊數量及面積比重作為非農景觀的表征指標。

2 結果與分析

2.1 林地分布與林地破碎化特征

利用GIS技術提取《英山縣第二次土地調查》數據庫中的林業用地矢量圖層，并統計每個村域的林地面積和斑塊數。圖1展示了研究區村域尺度的3類林地景觀格局?？梢园l現，有林地的分布范圍最為廣泛，尤以縣域北部和東北部的高海拔山區最為密集。灌木林地面積較小，總體呈零星分布狀態。其他林地分布也有此特征，且在東北部形成了多處集聚區?？傮w而言，3類林地的空間分布特征與研究區“三山加兩河”的地勢框架基本一致，自西向東間隔出現了三條林地分布高密度帶，其間的兩條河谷地帶則為林地分布稀疏區。

圖1 英山林地景觀分布格局Fig.1 Landscape pattern of the forest, Yingshan county

表1反映了英山縣316個村域單元的面積、林地斑塊及林地破碎化指標的描述性特征?？梢园l現，全縣平均每個村域面積為455.32 hm2，標準差為293.43，面積最大值與最小值相差43.97倍。林地斑塊總數為11 146個，村均35.27個。其中，有林地、灌木林地與其他林地斑塊數分別為7 862個、670個、2614個，村均24.88個、2.12個、8.27個。根據林地斑塊數和村域面積計算得到每個村域單元的林地破碎化指數，發現3類林地總的破碎化指數均值為0.086 9個/hm2，其中有林地破碎化指數最大（村域均值為0.063 2個/hm2），其他林地次之（村域均值為0.018 7個/hm2），灌木林地最?。ù逵蚓禐?.005 1個/hm2）。破碎化指數反映了林地斑塊的分化程度，指數越大，林地破碎化程度越高。另外，有林地、其他林地與灌木林地破碎化指數標準差分別為0.033 5個/hm2、0.013 1個/hm2、0.006 5個/hm2，表明3類林地破碎化程度的村際差異也不盡相同。

表1 英山村域面積、斑塊及林地破碎化指數特征Table 1 Area, plaque and forest fragmentation index of the village, Yingshan county

2.2 鄉村非農景觀分布格局特征

利用GIS技術提取《英山縣第二次土地調查》數據庫中“城鎮村及工礦用地”和“交通運輸用地”圖層，并統計相關的面積和斑塊數。圖2展現了全縣非農景觀分布的總體格局，發現該類用地基本覆蓋了整個研究區，表明人類非農景觀影響的廣泛性。其中，“城鎮村及工礦用地”中的村莊用地面積最大，分布最為廣泛，尤其在低海拔的河谷地帶最為稠密，在高海拔區域則相對稀疏?！敖煌ㄟ\輸用地”大致呈線狀布局，其中的農村道路多為零星分布。

根據《英山縣第二次土地調查》資料，該縣非農景觀面積總和為10 542.99 hm2，其中“城鎮村及工礦用地”為1 861.88 hm2，占82.34%，“交通運輸用地”面積為8 681.11 hm2，占17.66%。表2反映了村域非農景觀斑塊與面積比重指標的描述性統計特征，可以發現，在所有研究單元中，“城鎮村及工礦用地”斑塊數為14 819個，村均46.90個，標準差為21.84?！敖煌ㄟ\輸用地”斑塊數為80個，村均0.25個，標準差為0.59。兩類非農景觀的面積比重均值分別為0.075 0、0.015 0，標準差為0.059 9、0.010 1，村際差異顯著。

圖2 英山非農景觀分布格局Fig.2 Non-agricultural landscape pattern, Yingshan county

表2 英山村域非農景觀指數特征Table 2 Non-agricultural landscape index of the village,Yingshan county

2.3 非農景觀對林地破碎化的影響

將兩類非農景觀的面積比重和斑塊數量分別合并，分別稱之為非農景觀面積指數和斑塊指數。以村域單元為樣本，分別估計這兩個指數與林地破碎化指數之間的回歸關系，結果見表3。其中，模型1～4的自變量均為非農景觀面積指數，因變量分別為總林地（即3類林地總和）、有林地、灌木林地及其他林地的破碎化指數。模型1顯示，非農景觀面積指數對總林地破碎化有顯著的正向影響，回歸系數為0.166 0，說明隨著非農面積比重的增大，總林地的破碎化程度將顯著提高。在其他條件不變的情況下，村域非農景觀面積比重增加1%，總林地破碎化程度將會平均提高0.166 0%。模型2～4顯示，非農景觀面積指數對不同類型林地破碎化的影響不盡相同，其中對有林地為顯著的正向影響，對灌木林地和其他林地則為不顯著的負向影響。并且，無論是正向還是負向影響，影響程度都較?。ɑ貧w系數均低于0.2）。在模型5～8中，自變量均為非農景觀斑塊指數，因變量分別為總林地、有林地、灌木林地及其他林地的破碎化指數?？梢园l現，非農景觀斑塊指數對總林地破碎化的回歸系數為很小的正值且不顯著（模型5），對有林地為顯著的正向影響（模型6），對灌木林地和其他林地則為不顯著的、微弱的負向影響（模型7～8）。

表3 英山非農景觀對林地破碎化的影響?Table 3 Effect of non-agricultural landscape on forest fragmentation, Yingshan county

模型2和模型6的回歸結果表明，非農景觀對面積占絕對優勢的有林地的破碎化影響極其顯著。這一結論提示我們，大力壓縮村域非農景觀面積和斑塊數量，是從總體上降低林地破碎化程度的有效措施。實地調研顯示，村域內灌木林地及其他林地顯然也受到非農景觀的強烈干擾，使兩類林地嚴重退化或消失，或者由于居民的定向選擇使其在局部范圍內更加聚集，斑塊趨少，破碎化程度降低。這是非農景觀指標與灌木林地及其他林地破碎化之間呈現不顯著的負相關關系的原因。相對而言，非農景觀面積指數對林地破碎化的影響程度普遍高于斑塊指數，說明降低非農景觀面積，尤其是村莊用地面積是遏制林地破碎化進一步發展的較優選擇。但兩個指數的影響程度均不高，有的還不顯著，說明非農景觀只是影響林地破碎化的眾多因素之一，其他如農業景觀（農田、園地等）及自然因素（地形、坡度、海拔等）的聯合影響，則是占據優勢的關鍵因素。但隨著鄉村經濟的快速發展、人口增加及生活水平的提高，住房、交通及其他建設用地將會進一步擴展，對林地逆向演化的驅動作用無疑會進一步增強，因此必須重視非農景觀長遠的不利影響。

3 結論與討論

林地景觀建設關系到區域生態經濟系統的可持續發展，盡量減少各種不利干擾以降低其破碎程度，對生物多樣性保護、森林經營及林地生態功能發揮具有重要意義[2]。本研究利用GIS技術提取典型縣域非農用地與林業用地的面積及斑塊資料，在鄉村尺度上分析了非農景觀對林地破碎化的影響。研究發現，不同林地的破碎化程度存在顯著差異，有林地最大，其他林地次之，灌木林地最??；村域非農景觀廣泛鑲嵌于林地景觀中，其面積和斑塊數量存在較大差異；非農景觀對有林地的破碎化存在顯著正相影響，對灌木林地和其他林地的破碎化影響為負且不顯著。

以上結論提示，減少鄉村非農景觀面積并優化其空間布局是降低林地破碎化程度的有效途徑。具體做法建議，制定科學的新農村建設規劃，引導村民住房緊湊布局，減少村莊用地面積；各類道路盡量避免貫穿林地，減少對林地景觀的分割和破壞；引導各類工礦企業合理布局，加強礦區治理，維持林地景觀的完整性；進一步深化集體林權制度改革，使林地成為農戶收入的重要源泉，充分發揮制度建設對林地生態的保護作用。

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Effects of non-agricultural landscape on forest fragmentation

YANG Zhen, YANG Fang
(College of City and Environmental Science, Huazhong Normal University, Wuhan 430079, Hubei, China)

Lowering the degree of fragmentation about forest landscape is significant for biodiversity conservation, forest management and forest ecosystem functioning.The area and plaque of non-agricultural land and forest land in typical county were extracted by GIS, and effects of non-agricultural landscape on forest fragmentation were discussed.The results show that there was a remarkable discrepancy in the different forest fragmentation.The order as followings： woodland>other forest land>shrub land; Most of nonagricultural landscapes in the village are mounted in the forest landscape.There area and plaques were obvious different.Nonagricultural landscape had a positive on the woodland fragmentation, but had a negative and subtle effect on other forest land and shrub land fragmentation.According to the findings, deeply implementing the new rural construction and the reforming the collective forest right system can effectively reduce the area of non-agricultural landscape and optimize its spatial distribution, are the important measure to lower the fragmentation of rural forest land.

non-agricultural landscape; forest land; fragmentation; new rural construction; forest right reform

S788.1

A

1673-923X(2012)03-0094-04

2011-10-25

國家自然科學基金項目（71103073）

楊 振(1978—)，男，山東成武人，副教授，博士，碩士生導師，主要研究方向：農林生態經濟與鄉村地理；E-mail：yangzhen0971@ 163.com

[本文編校：吳 毅]