老撾沙灣水經(jīng)濟(jì)區(qū)生態(tài)用地利用評(píng)價(jià)

袁沫汐， 彭玉玲， 林愛(ài)文， 張建東， 秦文杰

(1.武漢大學(xué) 資源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院， 湖北 武漢 430079;2.教育部 地理信息系統(tǒng)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 湖北 武漢430079; 3.昆明勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院， 云南 昆明 650000)

老撾沙灣水經(jīng)濟(jì)區(qū)生態(tài)用地利用評(píng)價(jià)

袁沫汐1,2， 彭玉玲1,2， 林愛(ài)文1,2， 張建東1,2， 秦文杰3

(1.武漢大學(xué) 資源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院， 湖北 武漢 430079;2.教育部 地理信息系統(tǒng)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 湖北 武漢430079; 3.昆明勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院， 云南 昆明 650000)

[目的] 探索老撾沙灣水經(jīng)濟(jì)區(qū)的生態(tài)用地特征，為土地利用規(guī)劃提供依據(jù)，并保證在土地合理利用的同時(shí)，保障生態(tài)環(huán)境的健康發(fā)展。[方法] 從景觀格局和生態(tài)敏感性2個(gè)方面選取適宜的指標(biāo)，并采用變異系數(shù)法，客觀確定評(píng)價(jià)因子權(quán)重，綜合評(píng)價(jià)研究區(qū)內(nèi)生態(tài)用地的敏感程度和空間分布。[結(jié)果] 極敏感區(qū)、高敏感區(qū)、中敏感區(qū)、低敏感區(qū)、不敏感區(qū)分別占研究區(qū)總面積的1.42%，19.36%，32.85%，46.01%，0.36%；林地景觀類型破碎度相對(duì)其他景觀類型最低，受人類活動(dòng)干擾最?。凰蚝娃r(nóng)用地景觀類型破碎度最高，形狀復(fù)雜，受人類活動(dòng)影響嚴(yán)重；建設(shè)用地景觀類型由于研究區(qū)自身發(fā)展條件的制約，面積較小，破碎度相對(duì)其他景觀類型而言位處于中等水平。[結(jié)論] 研究區(qū)生態(tài)用地可劃分為生態(tài)用地優(yōu)先建設(shè)區(qū)、生態(tài)用地次優(yōu)先建設(shè)區(qū)、生態(tài)用地過(guò)渡區(qū)和生態(tài)用地保育區(qū)4種生態(tài)用地類型。

生態(tài)用地; 生態(tài)敏感性; 景觀指數(shù)分析; 老撾沙灣區(qū)

文獻(xiàn)參數(shù)： 袁沫汐, 彭玉玲, 林愛(ài)文, 等.老撾沙灣水經(jīng)濟(jì)區(qū)生態(tài)用地利用評(píng)價(jià)[J].水土保持通報(bào)，2017,37(1)：234-240.DOI:10.13961/j.cnki.stbctb.2017.01.042； Yuan Moxi， Peng Yuling， Lin Aiwen, et al. Evaluation on Ecological land use in Savan water economic zones of Laos[J]. Bulletin of Soil and Water Conservation, 2017,37(1)：234-240.DOI:10.13961/j.cnki.stbctb.2017.01.042

隨著經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，人類密集的經(jīng)濟(jì)社會(huì)活動(dòng)給區(qū)域生態(tài)環(huán)境帶來(lái)了巨大的壓力，尤其在城市擴(kuò)建過(guò)程中，大量具備生態(tài)價(jià)值的自然生態(tài)用地被轉(zhuǎn)變?yōu)榻ㄔO(shè)用地，逐漸喪失了其原有的生態(tài)價(jià)值，致使生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能受到削弱乃至損害，生態(tài)效益降低，破壞了區(qū)域生態(tài)平衡，威脅區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展。因此，對(duì)城市生態(tài)用地的研究也逐漸成為國(guó)內(nèi)外學(xué)者熱議的焦點(diǎn)[1-3]，眾多學(xué)者以地理學(xué)、景觀生態(tài)學(xué)、城市生態(tài)學(xué)等學(xué)科的理論與技術(shù)方法為依托，采用學(xué)科交叉、定性與定量結(jié)合的研究方法與技術(shù)手段，探討城市用地?cái)U(kuò)張過(guò)程中對(duì)生態(tài)環(huán)境以及生態(tài)安全的影響。國(guó)外城市生態(tài)用地空間結(jié)構(gòu)評(píng)價(jià)的研究和實(shí)踐開(kāi)展較多，其評(píng)價(jià)對(duì)象一般分為2個(gè)層面：一是對(duì)城市生態(tài)系統(tǒng)起支撐作用的市域生態(tài)用地的評(píng)價(jià)；二是對(duì)用于提高居民生活質(zhì)量的城市內(nèi)部的公園綠地等系統(tǒng)進(jìn)行的評(píng)價(jià)。歐盟URGE項(xiàng)目[4]以綠色空間的質(zhì)量、使用功能以及規(guī)劃為著重點(diǎn)，為城市綠色空間的評(píng)價(jià)提供了一套系統(tǒng)的方法；美國(guó)馬里蘭州自然資源部[5]開(kāi)發(fā)了一套綠色基礎(chǔ)設(shè)施評(píng)價(jià)系統(tǒng)，用于確定與評(píng)估馬里蘭州重要的生態(tài)區(qū)域及各生態(tài)區(qū)域面臨的開(kāi)發(fā)風(fēng)險(xiǎn)強(qiáng)度；國(guó)內(nèi)學(xué)者針對(duì)城市生態(tài)用地空間結(jié)構(gòu)評(píng)價(jià)進(jìn)行了探索性研究，研究重點(diǎn)集中在對(duì)生態(tài)用地的評(píng)價(jià)及結(jié)構(gòu)量化分析。王世東等[6]以遼寧省大洼縣為例，在建立基于生態(tài)服務(wù)功能的生態(tài)用地分類體系的基礎(chǔ)上,選取合適的生態(tài)用地評(píng)價(jià)指標(biāo),采用指數(shù)和法對(duì)遼寧省大洼縣生態(tài)用地進(jìn)行了定量評(píng)價(jià)；榮冰凌等[7]依托ArcGIS空間分析和Fragstats景觀格局分析手段，設(shè)計(jì)4個(gè)方面的綜合指標(biāo)體系，對(duì)城市綠色空間進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。李曉麗等[8]采取遙感、GIS和景觀格局方法，結(jié)合突變級(jí)評(píng)價(jià)模型，對(duì)長(zhǎng)沙市生態(tài)用地現(xiàn)狀進(jìn)行辨識(shí)與評(píng)價(jià)，在不改變生態(tài)用地?cái)?shù)量的基礎(chǔ)上，改變生態(tài)用地的分布格局，以優(yōu)化其生態(tài)效能。國(guó)內(nèi)外對(duì)生態(tài)用地研究主要關(guān)注的是自然和人文因素較為富集的地區(qū)，同時(shí)也是資料較為容易獲取或經(jīng)濟(jì)較為發(fā)達(dá)的地區(qū)；而對(duì)于邊境、不發(fā)達(dá)地區(qū)的生態(tài)用地研究重視不足，導(dǎo)致地區(qū)及國(guó)別間生態(tài)用地研究不均衡，或形成生態(tài)用地空白區(qū)，這對(duì)于資源數(shù)據(jù)本地建設(shè)及區(qū)域綜合發(fā)展均不利。目前，涉及老撾或東南亞地區(qū)生態(tài)用地的研究甚少，而在經(jīng)濟(jì)發(fā)展的過(guò)程中，必須考慮對(duì)生態(tài)用地的保護(hù)和合理利用，因此，本文將研究區(qū)域瞄準(zhǔn)東南亞地區(qū)并選取老撾沙灣水經(jīng)濟(jì)區(qū)作為研究對(duì)象，擬借鑒城市規(guī)劃、景觀生態(tài)學(xué)的相關(guān)理論和方法，基于3S技術(shù)，對(duì)當(dāng)?shù)爻鞘猩鷳B(tài)用地空間結(jié)構(gòu)進(jìn)行評(píng)價(jià)與優(yōu)化布局研究。

老撾沙灣水經(jīng)濟(jì)區(qū)是老撾政府2014年以來(lái)重點(diǎn)投資發(fā)展的地區(qū)，該區(qū)為老撾的地理中心，處于東盟合作經(jīng)濟(jì)圈和大湄公河次區(qū)域合作經(jīng)濟(jì)圈的共同范圍之內(nèi)，同時(shí)也是目前中國(guó)“一帶一路”倡議構(gòu)想在東南亞的重要合作地區(qū)，這使得沙灣水經(jīng)濟(jì)區(qū)與中國(guó)、泰國(guó)、越南及柬埔寨等各國(guó)之間交流更加密切。目前缺乏針對(duì)這一區(qū)域開(kāi)展的生態(tài)用地相關(guān)研究，因此本文選取沙灣水經(jīng)濟(jì)區(qū)作為研究區(qū)具有一定的代表性。

本文擬根據(jù)研究區(qū)的自然條件、社會(huì)發(fā)展?fàn)顩r、土地利用特點(diǎn)以及生態(tài)保護(hù)要求，將生態(tài)敏感性評(píng)價(jià)方法與景觀生態(tài)安全理論相結(jié)合，以GIS，RS為技術(shù)支持，摒棄了傳統(tǒng)的層次分析法、Delphi法、因子分析權(quán)數(shù)等主觀確定因子權(quán)重的不足之處，采用了變異系數(shù)法客觀確權(quán)。在研究各類生態(tài)用地合理配置及區(qū)域生態(tài)可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)上，提出基于生態(tài)用地評(píng)價(jià)的規(guī)劃和建設(shè)目標(biāo)，以期在促進(jìn)老撾沙灣水經(jīng)濟(jì)區(qū)發(fā)展的同時(shí)，協(xié)調(diào)當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)系統(tǒng)，達(dá)到人地合一的用地目標(biāo)。同時(shí)按照保護(hù)和改善生態(tài)環(huán)境的原則，促進(jìn)土地資源的可持續(xù)利用，從而為老撾土地利用和生態(tài)環(huán)境建設(shè)提供依據(jù)，深化對(duì)老撾及東南亞地區(qū)土地利用及區(qū)域發(fā)展的認(rèn)識(shí)。與此同時(shí)，相關(guān)成果不僅有助于豐富中老地區(qū)生態(tài)用地研究的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)，而且可為中老兩國(guó)交流合作，“一帶一路”創(chuàng)意構(gòu)想的建設(shè)和發(fā)展，以及中國(guó)與東南亞區(qū)域地緣經(jīng)濟(jì)合作提供盡可能詳盡的研究基礎(chǔ)、數(shù)據(jù)支持、方法借鑒和實(shí)踐參考。

1 研究區(qū)概況

沙灣水經(jīng)濟(jì)區(qū)位于老撾中部到南部的過(guò)渡區(qū)域，面積占全國(guó)的16%，人口占全國(guó)的20%。是老撾重要的地理、經(jīng)濟(jì)中心和農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)區(qū)。在行政區(qū)劃上包括甘蒙省和沙灣拿吉省，其中甘蒙省下轄9個(gè)縣，面積16 315 km2，人口約38萬(wàn)，首府為他曲；沙灣拿吉省下轄15個(gè)縣，面積38 073 km2，人口約91萬(wàn)，首府為沙灣拿吉。該區(qū)地廣人稀，土地利用率低。

沙灣水經(jīng)濟(jì)區(qū)地勢(shì)東高西低，東部老、越邊境為長(zhǎng)山山脈構(gòu)成的高原，西部為湄公河谷地和湄公河及其支流沿岸的盆地和平原。地貌類型主要包括了甘蒙高原和沙灣拿吉平原：甘蒙高原在中部的甘蒙省境內(nèi)，平均海拔1 000 m，多被森林覆蓋。沙灣拿吉平原分布在甘蒙以南的湄公河?xùn)|岸，海拔100～200 m，地勢(shì)平坦。研究區(qū)屬熱帶季風(fēng)氣候，氣溫高，全年分為旱季和雨季。區(qū)內(nèi)河流水系主要由西部邊界的湄公河及其位于老撾境內(nèi)的一級(jí)支流色邦非河、色邦亨河組成。

2 數(shù)據(jù)來(lái)源與處理

研究基礎(chǔ)數(shù)據(jù)主要有土地利用數(shù)據(jù)和現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查數(shù)據(jù)兩類。其中，土地利用數(shù)據(jù)主要來(lái)源于老撾政府部門(mén)提供的土地利用現(xiàn)狀數(shù)據(jù)(2006年)、地形數(shù)據(jù)(2006年)和相關(guān)規(guī)劃數(shù)據(jù)(2006—2015年)，中科院地理空間數(shù)據(jù)云平臺(tái)提供的研究區(qū)2009年DEM數(shù)據(jù)，以及美國(guó)國(guó)家航空航天局平臺(tái)提供的2015年Landsat 8遙感數(shù)據(jù)；現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查數(shù)據(jù)為2015年通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)踏勘和測(cè)試獲得的研究區(qū)地形條件、區(qū)位條件、土地利用條件、植被覆蓋條件等現(xiàn)狀信息和基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

根據(jù)老撾土地法、中國(guó)土地法、中國(guó)土地利用現(xiàn)狀分類標(biāo)準(zhǔn)(GBT 21010-2007)，以及世界其他國(guó)家(泰國(guó)、越南、美國(guó))土地分類標(biāo)準(zhǔn)，將研究區(qū)域土地利用類型劃分為農(nóng)業(yè)用地、林業(yè)用地、建設(shè)用地、工業(yè)用地、交通用地、文化用地、國(guó)防用地、水資源地、其他用地共9個(gè)大類，其中生態(tài)用地評(píng)價(jià)主要針對(duì)農(nóng)業(yè)用地、建設(shè)用地、水資源地、林業(yè)用地4個(gè)類型開(kāi)展；并將矢量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為30 m×30 m 的柵格數(shù)據(jù)，基于ArcGIS 10.2等工作平臺(tái)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理與空間分析。① 運(yùn)用GIS平臺(tái)，將研究區(qū)2006年土地利用屬性數(shù)據(jù)、空間數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)字化處理和分析； ② 通過(guò)對(duì)2015年遙感影像的解譯和分析，將研究區(qū)土地利用現(xiàn)狀更新為2015年； ③ 通過(guò)對(duì)2006和2009年DEM數(shù)據(jù)的質(zhì)量分析，選取精度較高、時(shí)效性較強(qiáng)的數(shù)據(jù)，并通過(guò)差值計(jì)算，剔除數(shù)據(jù)中的錯(cuò)誤點(diǎn)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行優(yōu)化處理； ④ 通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，運(yùn)用全球定位系統(tǒng)、移動(dòng)測(cè)量技術(shù)等對(duì)土地利用現(xiàn)狀數(shù)據(jù)、地形數(shù)據(jù)等進(jìn)行檢驗(yàn)和校正，從而得到最新、最優(yōu)的研究區(qū)土地利用現(xiàn)狀數(shù)據(jù)。

3 研究方法

3.1 景觀格局指數(shù)分析

景觀格局指數(shù)是能夠高度濃縮景觀格局信息，反映其結(jié)構(gòu)組成和空間配置特征的定量指標(biāo)[9-11]，同時(shí)也是景觀空間分析的重要方法。它使生態(tài)過(guò)程與空間格局相互關(guān)聯(lián)的度量成為可能，在景觀格局分析與功能評(píng)價(jià)等領(lǐng)域都具有重要作用[12]。根據(jù)研究區(qū)土地分類特點(diǎn)，將研究區(qū)分為農(nóng)用地、建設(shè)用地、水域、林地4種景觀類型，詳細(xì)見(jiàn)表1。以此為研究單元，分析沙灣水經(jīng)濟(jì)區(qū)的景觀生態(tài)安全格局和生態(tài)功能的可持續(xù)發(fā)展。將預(yù)處理后的數(shù)據(jù)導(dǎo)入Fragstats 4.2軟件中，進(jìn)行景觀指數(shù)計(jì)算。選取的12個(gè)指標(biāo)[13-15]分別為：斑塊類型面積(CA)、斑塊面積比例(PLAND)、斑塊數(shù)量(NP)、斑塊密度(PD)、邊緣密度(ED)、景觀形狀指數(shù)(LSI)、最大斑塊指數(shù)(LPI)、平均斑塊面積(AREA_MN)、散布并列指數(shù)(IJI)、聚合度指(AI)、面積加權(quán)平均分維數(shù)(FRAC-AM)、面積加權(quán)平均形狀指數(shù)(SHAPE-AM)，從而對(duì)研究區(qū)整體景觀格局進(jìn)行分析。

表1 老撾沙灣水經(jīng)濟(jì)區(qū)土地利用的景觀分類

3.2 生態(tài)敏感性評(píng)價(jià)

3.2.1 評(píng)價(jià)因子選取 生態(tài)敏感性評(píng)價(jià)實(shí)質(zhì)上是對(duì)現(xiàn)狀自然環(huán)境背景下潛在的生態(tài)環(huán)境問(wèn)題進(jìn)行明確的辨識(shí),并將其落實(shí)到具體的空間區(qū)域[16]。根據(jù)研究區(qū)當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境現(xiàn)狀、通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)勘測(cè)調(diào)查、咨詢相關(guān)專家以及參考已有的相關(guān)文獻(xiàn)，并根據(jù)數(shù)據(jù)的可獲得性確定研究區(qū)生態(tài)敏感性評(píng)價(jià)指標(biāo)[17-20]。

結(jié)合研究區(qū)水域面積大、海拔高差大與坡度分異明顯等實(shí)際情況,根據(jù)區(qū)域特殊性、綜合性、代表性與可操作性原則,主要選取了地形坡度、土地覆被、自然保護(hù)區(qū)、河流水庫(kù)作為生態(tài)敏感性分析的主要評(píng)價(jià)因子。① 地形坡度，坡度高低影響著水土流失程度的嚴(yán)重與否，坡度高的地方易發(fā)生水土流失且生態(tài)環(huán)境較脆弱； ② 土地覆被，不同的土地覆被類型對(duì)區(qū)域生態(tài)環(huán)境的影響程度不同，其生態(tài)敏感性也具有一定差異，土地覆被能夠直觀的反映出這種特征； ③ 自然保護(hù)區(qū)，自然保護(hù)區(qū)具有重要的生態(tài)服務(wù)功能價(jià)值，物種多樣豐富，物質(zhì)、能量、信息交流頻繁，抗干擾能力較強(qiáng)； ④ 河流水庫(kù)，河流水域?qū)?dòng)植物的生存、生長(zhǎng)有重要影響，也是最容易受到人為干擾的因子之一[21]。將4項(xiàng)評(píng)價(jià)因子分極敏感、高敏感、中敏感、低敏感和不敏感5級(jí)，并對(duì)不同分級(jí)進(jìn)行賦值(表2)，作為測(cè)算生態(tài)敏感性的依據(jù)。

3.2.2 評(píng)價(jià)因子權(quán)重確定 由于生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)包含多個(gè)因子，而各個(gè)因子之間相互影響與作用，因此試圖將變異系數(shù)法引入評(píng)價(jià)中，反映不同因子之間的細(xì)微差異，根據(jù)差異大小客觀的對(duì)評(píng)價(jià)指標(biāo)賦權(quán)。

變異系數(shù)法是一種客觀的賦權(quán)的方法，常用于衡量數(shù)據(jù)之間的差異。它通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)差與平均值進(jìn)行求比來(lái)獲得。變異系數(shù)越大的指標(biāo)，其在評(píng)價(jià)對(duì)象中的分布變異性就越大，故用該項(xiàng)指標(biāo)就能對(duì)各評(píng)價(jià)對(duì)象進(jìn)行明確的區(qū)分，其在整個(gè)評(píng)價(jià)體系中應(yīng)該賦予較大的權(quán)重；反之，則應(yīng)賦予較小的權(quán)重。計(jì)算公式如下[22]。

表2 生態(tài)敏感性評(píng)價(jià)因子分級(jí)

式中：W——評(píng)價(jià)因子權(quán)重；V——評(píng)價(jià)因子變異系數(shù)；S——評(píng)價(jià)因子標(biāo)準(zhǔn)差為評(píng)價(jià)因子均值；i——評(píng)價(jià)因子數(shù)(i=1，2，3，4)。

4 結(jié)果與分析

4.1 景觀格局指數(shù)分析

4.1.1 研究區(qū)景觀斑塊組成結(jié)構(gòu) 從研究區(qū)景觀要素斑塊組成(表3)可以看出，林地景觀的面積明顯大于其他3類景觀，達(dá)到2 869 639.29 hm2，占總面積的75.37%；其次是農(nóng)田景觀，為548 994.96 hm2，所占比例為14.42%。建設(shè)用地和水域的面積較小，分別為252 034.74和136 677.15 hm2，占總面積的6.62%和3.59%。由景觀格局分布可見(jiàn)，林地景觀類型遍布全區(qū)；農(nóng)用地景觀類型主要分布于研究區(qū)西部的沿湄公河流域；建設(shè)用地景觀類型主要在甘蒙省的西北部和東南部集中分布，在沙灣拿吉省呈零星分布狀態(tài)。由于甘蒙省地勢(shì)較高，集中連片分布的是一些未利用的裸露地面，而沙灣拿吉省處于平原地區(qū)，建設(shè)用地規(guī)模較小，分布也較為零散。這種用地結(jié)構(gòu)反映了沙灣水經(jīng)濟(jì)區(qū)以林業(yè)和種植業(yè)為主的用地特色，主要原因是當(dāng)?shù)卮竺娣e的林業(yè)用地尚未開(kāi)發(fā)，仍然處于相對(duì)原始的狀態(tài)，當(dāng)?shù)厝嗣裆钏捷^低，建設(shè)用地面積相對(duì)較小。

斑塊數(shù)量(NP)和平均斑塊面積(AREA-MN)，反映了景觀異質(zhì)性，并揭示景觀內(nèi)部的破碎化程度。表3中顯示，林業(yè)用地斑塊數(shù)量最少且平均斑塊面積最大，表明林業(yè)用地受到人類活動(dòng)干擾小，斑塊破碎化程度最低；水域和農(nóng)用地斑塊數(shù)量最多，分別為3 526個(gè)和3 019個(gè)，平均斑塊面積相對(duì)較小，分別為38.76和181.85 hm2，表明這2種景觀類型的破碎化程度較大，主要是由于研究區(qū)內(nèi)當(dāng)?shù)厝嗣裆钌娑家蕾囖r(nóng)用地和水資源，因此對(duì)其開(kāi)發(fā)利用程度大。建設(shè)用地的斑塊數(shù)量為2 373個(gè)，平均斑塊面積為106.21 hm2，景觀破碎度相對(duì)而言居于中等水平。

邊緣密度(ED)指數(shù)反映評(píng)價(jià)單元的分異特征；最大斑塊指數(shù)(LPI)反映優(yōu)勢(shì)斑塊顯著程度；散布與并列指數(shù)(IJI)反映各個(gè)斑塊類型之間的散布與并列狀況。由表3可知，LPI指數(shù)排序?yàn)椋毫值?農(nóng)用地>水域>建設(shè)用地；IJI指數(shù)排序?yàn)椋毫值?建設(shè)用地>水域>農(nóng)用地；ED指數(shù)排序?yàn)椋毫值?農(nóng)用地>水域>建設(shè)用地。上述結(jié)果表明：林地覆蓋廣闊且受人類干擾程度小，是有優(yōu)勢(shì)的斑塊，且該類景觀下的斑塊彼此鄰近，景觀開(kāi)放性強(qiáng)，與周邊斑塊的物質(zhì)、能量和信息易于交換，與其他景觀類型也能有效地進(jìn)行物質(zhì)能量交換?；诖?，在進(jìn)行生態(tài)規(guī)劃應(yīng)該注重林地景觀的保護(hù)。

表3 研究區(qū)不同景觀類型的斑塊組成

注:NP為斑塊數(shù)量； CA為斑塊類型面積； PLAND為斑塊面積比例； AREA-MN為平均斑塊面積； IJI為散布與并列指數(shù)； LPI為最大斑塊指數(shù)； ED為邊緣密度。下同。

4.1.2 研究區(qū)景觀類型尺度分析 面積加權(quán)平均分維數(shù)(FRAC-AM)和面積加權(quán)平均形狀指數(shù)(SHAPE-AM)均反映了景觀格局的形狀復(fù)雜程度，從2個(gè)指數(shù)來(lái)看(表4)，林地景觀和水域均為較高的數(shù)值，農(nóng)用地和建設(shè)用地的2類指數(shù)值都較低，表明林地和水域景觀的形狀比其余兩者復(fù)雜。

斑塊密度(PD)反映某一類景觀對(duì)境內(nèi)生物物種保護(hù)、物質(zhì)和能量分布的影響。由表4可見(jiàn)：水域景觀和農(nóng)用地景觀的斑塊密度較大，建設(shè)用地的斑塊密度中等，林地景觀最小。林地面積最大，但是斑塊密度排在末位，而水域斑塊密度最大，出現(xiàn)這種狀況的原因是林地面積廣闊并且成面狀大面積覆蓋分布于研究區(qū)內(nèi)，景觀破碎程度小。而研究區(qū)內(nèi)河流水系分支眾多，呈樹(shù)枝狀形態(tài)因而破碎化程度較高；而農(nóng)用地則是受到人類活動(dòng)影響最多，因此比較分散，破碎化程度也較高。

景觀形狀指數(shù)(LSI)反映了斑塊聚合和離散程度，排序?yàn)椋恨r(nóng)用地>水域>林地>建設(shè)用地，說(shuō)明農(nóng)用地景觀的斑塊形狀不規(guī)則性高，建設(shè)用地的形狀相對(duì)于其他3種景觀類型是最規(guī)則。出現(xiàn)農(nóng)用地形狀最不規(guī)則的原因主要是由于受人類活動(dòng)的影響比較多，農(nóng)用地景觀斑塊的形狀趨于復(fù)雜。

從聚集度指數(shù)(AI)反映的信息來(lái)看，林地>建設(shè)用地>農(nóng)用地>水域，這表明林地具有最高的景觀聚集度，破碎化最低，而水域則反之。

表4 研究區(qū)景觀類型特征

4.2 生態(tài)敏感性評(píng)價(jià)

4.2.1 單因子評(píng)價(jià) 土地覆被類型是影響生態(tài)敏感

性的重要生態(tài)因子之一。極敏感區(qū)、中敏感區(qū)面積較大(表5，圖1)，分別占研究區(qū)總面積的32.24%，44.23%，低敏感區(qū)次于前兩者，占研究區(qū)總面積的13.05%，不敏感區(qū)和高敏感區(qū)面積最小，僅占研究區(qū)總面積的6.62%和3.86%。其中極敏感區(qū)主要分布在地勢(shì)較高的昆坎縣、納開(kāi)縣、馬哈賽縣、布拉帕縣、中部色邦非縣以及阿薩豐縣東北部沿線。高敏感區(qū)則零散的分布于陡峭的山地之中。由于研究區(qū)內(nèi)林地面積廣闊，中敏感區(qū)分布幾乎遍及整個(gè)研究區(qū)內(nèi)，其中于沙灣拿吉省南部平原區(qū)最為集中，行政區(qū)劃上主要包括欣奔縣、賽布東縣、賽布里縣、阿薩豐縣西南部、阿薩旁東縣、帕蘭賽縣、遜納布里縣、宋孔縣、塔旁東縣；不敏感區(qū)主要位于甘蒙省西北—東南走向的谷地；低敏感區(qū)位于研究區(qū)西南部湄公河流域一帶的平原地區(qū)。

坡度是影響研究區(qū)內(nèi)城市生態(tài)建設(shè)和保護(hù)的重要因素。坡度越大，越難開(kāi)發(fā)和保護(hù)。區(qū)內(nèi)坡度大于10°的區(qū)域占總面積的34.77%，主要分布于研究區(qū)北部高原以及最南端；坡度小于10°的區(qū)域占總面積的65.23%，集中分布在地勢(shì)平坦的西南部平原以及湄公河流域。

表5 研究區(qū)土地生態(tài)敏感性因子分析 %

圖1 老撾沙灣水經(jīng)濟(jì)區(qū)生態(tài)敏感因子空間分布

自然保護(hù)區(qū)是以保護(hù)當(dāng)?shù)匾吧鷦?dòng)植物、平衡人與自然生態(tài)系統(tǒng)以及發(fā)展風(fēng)景區(qū)的自然人文綜合體為核心的區(qū)域。極敏感區(qū)面積占總面積的29.06%，高敏感區(qū)、中敏感區(qū)、低敏感區(qū)3區(qū)面積較小，分別占總面積的2.79%，3.84%，3.75%；不敏感區(qū)面積最大，占總面積的60.56%。

研究區(qū)內(nèi)主要的河流水系為西側(cè)的湄公河以及橫穿區(qū)內(nèi)上、中、下3部的色邦非河、色努河、色邦亨河。河流水庫(kù)對(duì)動(dòng)植物生長(zhǎng)、人類活動(dòng)都有重要影響，同時(shí)也是最容易受人為干擾的因子之一。研究區(qū)內(nèi)極敏感區(qū)面積最小，占總面積的4.69%，高敏感區(qū)占總面積的7.7%，中敏感區(qū)，占總面積的8.76%，低敏感、不敏感區(qū)域分別占總面積的7.94%，70.92%。

4.2.2 評(píng)價(jià)因子權(quán)重確定 為便于空間分析和分值計(jì)算，將4項(xiàng)評(píng)價(jià)因子的數(shù)據(jù)格式統(tǒng)一轉(zhuǎn)為30 m×30 m的柵格數(shù)據(jù)，利用ArcMap區(qū)域分析功能，對(duì)25個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)級(jí)行政單元構(gòu)成的評(píng)價(jià)單元的4項(xiàng)因子進(jìn)行柵格計(jì)算，并采用均值法獲得各因子的最終指數(shù)，從而利用變異系數(shù)法客觀確定各項(xiàng)評(píng)價(jià)因子的權(quán)重。結(jié)果見(jiàn)表6。

表6 研究區(qū)變異系數(shù)法確定評(píng)價(jià)因子權(quán)重

4.2.3 綜合評(píng)價(jià) 利用ArcGIS 10.2加權(quán)疊加方法，對(duì)土地覆被、坡度、河流水庫(kù)緩沖區(qū)、自然保護(hù)區(qū)緩沖區(qū)4個(gè)因子敏感等級(jí)的柵格數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算，并將其劃分為極敏感、高敏感、中敏感、低敏感、不敏感5個(gè)等級(jí)(圖2)。

圖2 老撾沙灣水經(jīng)濟(jì)區(qū)土地綜合生態(tài)敏感性空間分布

從圖2中可以發(fā)現(xiàn)，極敏感區(qū)占總面積的1.42%，面積相對(duì)較小，僅分布于東北部山林地區(qū)，主要是由于該地區(qū)地勢(shì)高，坡度大，森林覆蓋廣闊，生物多樣性復(fù)雜，鮮有人類活動(dòng)。高敏感區(qū)占總面積的19.36%，分布于東北部、東南部以及中部地區(qū)，出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因是許多重要的自然保護(hù)區(qū)分布于此。中敏感區(qū)占總面積的32.85%，區(qū)域內(nèi)分布廣泛，在中部平原周圍以及東部山體的坡下分布較集中。這些地區(qū)海拔相對(duì)較低，植被種類數(shù)量豐富，人類活動(dòng)相對(duì)而言較多。因此，在開(kāi)發(fā)過(guò)程中，需要兼顧這一過(guò)渡地區(qū)的生態(tài)保護(hù)，避免破壞原有生態(tài)環(huán)境。低敏感區(qū)占地面積最大，占總面積的46.01%，主要分布在地勢(shì)起伏不大且植被覆蓋少，人類活動(dòng)頻繁的地區(qū)。不敏感區(qū)面積最小，占總面積的0.36%。零散分布于湄公河流域中部以及地勢(shì)平緩地區(qū)，人類活動(dòng)頻繁。在開(kāi)發(fā)過(guò)程中，可作為人類活動(dòng)的聚集區(qū)，并且是修建相關(guān)設(shè)施的優(yōu)先選擇區(qū)域。

5 結(jié) 論

(1) 從景觀生態(tài)格局角度分析，水域景觀的破碎化程度最高，受到的人類活動(dòng)干擾相對(duì)比較嚴(yán)重；林地景觀破碎化程度最低，由于研究區(qū)特殊的自然條件，林地面積廣闊且分布范圍廣泛，保持自身良好的完整性，可以與周圍有效地進(jìn)行物質(zhì)和能量交換，破碎化程度最低，受人為影響干擾??；農(nóng)用地與建設(shè)用地景觀破碎化程度居于兩者之間，受人類的干擾程度也處于中等狀態(tài)。

(2) 從生態(tài)敏感性評(píng)價(jià)可知，生態(tài)敏感度分布與研究區(qū)內(nèi)生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀特征具有緊密的聯(lián)系，其敏感性分布規(guī)律與當(dāng)?shù)氐匦蔚貏?shì)及植被覆蓋等空間分布格局有明顯一致性。其中生態(tài)高敏感區(qū)最主要集中于研究區(qū)東北部林地景觀區(qū)域，景觀生態(tài)格局分析中的破碎化程度越低，受到人為影響越小，與生態(tài)敏感度分布的結(jié)果相符。通過(guò)上述研究，可以將研究區(qū)劃分為生態(tài)用地優(yōu)先建設(shè)區(qū)、生態(tài)用地次優(yōu)先建設(shè)區(qū)、生態(tài)用地過(guò)渡區(qū)和生態(tài)用地保育區(qū)，以此為依據(jù)，可以提出不同區(qū)域相應(yīng)的管制措施。

文章探索了區(qū)域土地資源合理利用過(guò)程中生態(tài)用地的景觀格局和生態(tài)敏感性特征，為老撾以及同類型區(qū)域生態(tài)評(píng)價(jià)及開(kāi)發(fā)提供借鑒和參考。由于受數(shù)據(jù)獲取的局限性和該區(qū)域同類研究成果匱乏等因素的限制，本文結(jié)合了中國(guó)和全球其他國(guó)家的相關(guān)研究成果，并根據(jù)老撾沙灣水經(jīng)濟(jì)區(qū)生態(tài)用地的實(shí)際情況和特點(diǎn)，分析了研究區(qū)生態(tài)用地景觀格局指數(shù)和生態(tài)敏感性，填補(bǔ)了研究區(qū)生態(tài)用地利用評(píng)價(jià)這一領(lǐng)域研究成果的缺失。本文針對(duì)特定區(qū)域提出的研究方法和評(píng)價(jià)體系仍處于探索階段，研究結(jié)果將在今后的實(shí)踐中進(jìn)一步檢驗(yàn)和完善。

[1] 龔建周,夏北成.城市生態(tài)安全水平的空間分異與動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)移特征:以廣州市為例[J].生態(tài)環(huán)境學(xué)報(bào),2009,18(1):210-215.

[2] 張林波,李偉濤,王維,等.基于GIS的城市最小生態(tài)用地空間分析模型研究:以深圳市為例[J].自然資源學(xué)報(bào),2008,23(1):69-78.

[3] 張健,高中貴,濮勵(lì)杰,等.經(jīng)濟(jì)快速增長(zhǎng)區(qū)城市用地空間擴(kuò)展對(duì)生態(tài)安全的影響[J].生態(tài)學(xué)報(bào),2008,28(6):2799-2810.

[4] URGE-Team. Making Greener Cities: A Practical Guide[R]. Leipzig: UFZ Centre for Environmental Research Leipzig-Halle, 2004:120.

[5] Weber T, Sloan A, Wolf J. Maryland’s Green Infrastructure Assessment: Development of a comprehensive approach to land conservation[J]. Landscape and Urban Planning, 2006,77(1):94-110.

[6] 王世東,慎利,王新闖.基于RS和GIS的生態(tài)用地評(píng)價(jià):以遼寧省大洼縣為例[J].中國(guó)生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào),2013,21(5):628-637.

[7] 榮冰凌,陳春娣,鄧紅兵.城市綠色空間綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系構(gòu)建及應(yīng)用[J].城市環(huán)境與城市生態(tài),2009,22(1):33-38.

[8] 李曉麗,曾光明,石林,等.長(zhǎng)沙市城市生態(tài)用地定量分析及優(yōu)化[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào),2010,21(2):415-421.

[9] 鄔建國(guó).景觀生態(tài)學(xué):格局、過(guò)程、尺度與等級(jí)[M].北京:高等教育出版社,2007.

[10] 陳利頂.景觀生態(tài)學(xué)中的格局分析:現(xiàn)狀、困境與未來(lái)[J].生態(tài)學(xué)報(bào),2008，28(11):5521-5531.

[11] 張秋菊,傅伯杰,陳利頂.關(guān)于景觀格局演變研究的幾個(gè)問(wèn)題[J].地理科學(xué),2003,23(3):264-270.

[12] 彭建,王仰麟,張?jiān)?等.土地利用分類對(duì)景觀格局指數(shù)的影響[J].地理學(xué)報(bào),2006,61(2):157-168.

[13] Tischendorf L. Can landscape indices predict ecological processes consistently[J]. Landscape Ecology, 2001(16):235-254.

[14] Li Harbin, Wu Jianguo. Use and misuse of landscape indices[J].Landscape Ecology, 2004(19):389-399.

[15] 林孟龍,曹宇,王鑫.基于景觀指數(shù)的景觀格局分析方法的局限性:以臺(tái)灣宜蘭利澤簡(jiǎn)濕地為例[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào),2008,19(1):139-143.

[16] 徐廣才,康慕誼,趙從舉.阜康市生態(tài)敏感性評(píng)價(jià)研究[J].北京師范大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版,2007,43(1):88-92.

[17] 顏磊,許學(xué)工,謝正龍,等.北京市域生態(tài)敏感性綜合評(píng)價(jià).生態(tài)學(xué)報(bào),2009,29(6):3117-3125.

[18] 宋曉龍,李曉文,白軍紅,等.黃河三角洲國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)生態(tài)敏感性評(píng)價(jià)[J].生態(tài)學(xué)報(bào),2009,29(9):4836-4846.

[19] 李淑芳,馬俊杰,唐升義,等.基于GIS的寶雞市土地生態(tài)環(huán)境敏感性評(píng)價(jià)[J].水土保持通報(bào),2009,29(4):200-204.

[20] 周銳,王新軍,蘇海龍.平頂山新區(qū)生態(tài)用地的識(shí)別與安全格局構(gòu)建[J].生態(tài)學(xué)報(bào),2015,35(6):2003-2012.

[21] 陳彩虹,劉照程,佘濟(jì)云,等.基于GIS的城市生態(tài)公園生態(tài)敏感性評(píng)價(jià)研究:以廣西南丹城市生態(tài)公園建設(shè)為例[J].中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào),2011,27(14):187-191.

[22] 吳金華,李紀(jì)偉,朱鴻儒.基于ArcGIS區(qū)統(tǒng)計(jì)的延安市土地生態(tài)敏感性評(píng)價(jià)[J].自然資源學(xué)報(bào),2011,26(7):1180-1188.

Evaluation on Ecological Land Use in Savan Water Economic Zones of Laos

YUAN Moxi1,2， PENG Yuling1,2， LIN Aiwen1,2, ZHANG Jiandong1,2, Qin Wenjie3

(1.SchoolofResourceandEnvironmentalScience,WuhanUniversity,Wuhan,Hubei430079,China; 2.TheKeyLaboratoryofGeographicInformationSystem,MinistryofEducation,Hubei,Wuhan430079,China; 3.KunmingEngineeringCorporationLimited,Kunming,Yunnan650000,China)

[Objective] On the basis of the survey on ecological land use status in Savan water economic zone of Laos, the characteristics of ecological land in this research area is explored through the landscape index analysis and ecological sensitivity evaluation to provide the basis for land use planning, to ensure the rational land use and guarantee the healthy development of the ecological environment. [Methods] Appropriate indicators were selected in terms of landscape pattern and ecological sensitivity. Variation coefficient method was used to determine weights of evaluation indices, so as to analyze comprehensively the sensitivity and spatial distribution of ecological land in Savan water economic zone. [Results] The extremely sensitive area, highly sensitive area, medium sensitive area, low sensitive area and not sensitive area accounted for 1.42%, 19.36%, 32.85%, 46.01% and 32.85% respectively. Forest landscape fragmentation was the lowest, with minimal disturbance by human activities. Water and farmland landscape fragmentation were highest and have complex shapes. In addition, the two landscape types were significantly affected by human activities. Construction land area was small and its landscape fragmentation was in medium level due to the restriction of its development condition in the study area. [Conclusion] According to this research， the study area is divided into priority construction zones, secondary construction zones, transition zones, and conservation zones.

ecological land; ecological sensitivity; landscape index analysis; Savan water economic zones of Laos

2016-05-09

2016-07-22

國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“農(nóng)業(yè)干旱和水文干旱對(duì)氣象干旱的預(yù)警響應(yīng)模擬研究”(41301586)

袁沫汐(1992—),女(漢族),湖南省邵陽(yáng)市人,碩士研究生,研究方向?yàn)橘Y源環(huán)境與區(qū)域可持續(xù)發(fā)展。E-mail:yuanmoxi@whu.edu.cn。

林愛(ài)文(1963—),男(漢族),湖北省黃岡市人,博士,教授,博士導(dǎo)師,主要從事區(qū)域發(fā)展與土地利用方面的研究。E-mail:aiwenlin@whu.edu.cn。

A

1000-288X(2017)01-0234-07

F129.9