南方丘陵區(qū)耕地質(zhì)量與景觀格局指數(shù)相關(guān)性分析

韓逸 郭熙 江葉楓 饒磊 孫凱 余慧敏

摘要：研究耕地質(zhì)量與耕地景觀格局的相關(guān)性，可為耕地質(zhì)量保護(hù)與提升工作提供景觀生態(tài)學(xué)依據(jù)。在ArcGIS 10.2與Fragstats 4.2軟件的支持下，選取斑塊面積、斑塊所占景觀面積的比例、斑塊密度、邊界密度、平均斑塊大小、景觀形狀指數(shù)、蔓延度指數(shù)、景觀分離度、香農(nóng)多樣性指數(shù)共9個(gè)景觀格局指數(shù)進(jìn)行研究，同時(shí)將耕地國(guó)家自然質(zhì)量等級(jí)指數(shù)、耕地國(guó)家利用質(zhì)量等級(jí)指數(shù)和耕地國(guó)家經(jīng)濟(jì)質(zhì)量等級(jí)指數(shù)分別與耕地景觀格局指數(shù)進(jìn)行相關(guān)性分析。結(jié)果表明：耕地國(guó)家自然質(zhì)量等級(jí)指數(shù)與邊界密度、平均斑塊大小顯著相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為-0.361（P<0.01）和0.344（P<0.05）;耕地國(guó)家利用質(zhì)量等級(jí)指數(shù)與景觀形狀指數(shù)、景觀分離度、香農(nóng)多樣性指數(shù)顯著相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為0.271（P<0.05），0.323（P<0.05）和0.290（P<0.05）;耕地國(guó)家經(jīng)濟(jì)質(zhì)量等級(jí)指數(shù)與邊界密度顯著相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為-0.283（P<0.05）。耕地質(zhì)量與部分耕地景觀格局指數(shù)存在顯著相關(guān)性，區(qū)域耕地景觀格局可以在一定程度上反映區(qū)域耕地質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：景觀生態(tài)學(xué);耕地質(zhì)量;景觀格局指數(shù);相關(guān)性分析

中圖分類(lèi)號(hào)：F301.24

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)： 1000-4440（2018） 05-1057-09

耕地作為土地資源的重要組成部分，是人類(lèi)賴(lài)以生存與發(fā)展的基礎(chǔ)和保障。耕地的存在與發(fā)展提供了人類(lèi)社會(huì)必需的生存資料，從而極大地推動(dòng)了社會(huì)生產(chǎn)力乃至整個(gè)社會(huì)的發(fā)展。耕地質(zhì)量是由耕地土壤肥力和耕地位置所決定的耕地綜合屬性，是耕地生產(chǎn)能力高低，耕地環(huán)境狀況優(yōu)劣以及耕地產(chǎn)品質(zhì)量好壞的反映。耕地質(zhì)量?jī)?yōu)劣關(guān)系到國(guó)家農(nóng)業(yè)綜合生產(chǎn)能力的高低，影響到國(guó)家糧食安全。隨著人口的不斷增長(zhǎng)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，在建設(shè)大量占用優(yōu)質(zhì)耕地以及耕地退化的雙重影響下，中國(guó)耕地?cái)?shù)量與耕地質(zhì)量持續(xù)下降，相對(duì)于耕地?cái)?shù)量的有形減少，耕地質(zhì)量的下降是隱性的，且是較為穩(wěn)定的，短期內(nèi)難以恢復(fù)的，其負(fù)面影響不弱于、甚至更甚于耕地?cái)?shù)量的減少。為保證國(guó)家糧食安全、耕地生態(tài)安全以及耕地的可持續(xù)發(fā)展，在新時(shí)期、新形勢(shì)下的耕地保護(hù)工作當(dāng)中，除了要注重耕地?cái)?shù)量的控制，更為迫切的是基于耕地生態(tài)安全的耕地質(zhì)量的保護(hù)和提升。

耕地景觀格局是耕地生態(tài)系統(tǒng)的空間表象，直接影響著耕地生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性、脆弱性和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)功能。景觀生態(tài)學(xué)是生態(tài)學(xué)、地理科學(xué)和環(huán)境科學(xué)之間的研究宏觀尺度上景觀類(lèi)型的空間格局和生態(tài)過(guò)程的相互作用及其動(dòng)態(tài)變化特征的一門(mén)綜合交叉學(xué)科，而景觀格局是指景觀的空間結(jié)構(gòu)特征，是景觀組成單元的類(lèi)型、數(shù)目及空間分布與配置，是景觀異質(zhì)性在空間上的綜合表現(xiàn)，景觀格局分析是景觀生態(tài)學(xué)研究的核心內(nèi)容和熱點(diǎn)問(wèn)題之一。目前國(guó)內(nèi)學(xué)者在耕地景觀格局方面做了不少的探索，如杜國(guó)明等對(duì)水田化進(jìn)程中的耕地景觀格局演化規(guī)律進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)耕地景觀格局指數(shù)變化可以有效地描述耕地結(jié)構(gòu)與功能的時(shí)空變化。王千等從耕地景觀格局角度分析耕地對(duì)外部干擾的抵抗能力，抵御風(fēng)險(xiǎn)能力，以及自身的恢復(fù)能力，對(duì)江蘇沿海地區(qū)耕地景觀生態(tài)安全做了有益探索，為區(qū)域耕地保護(hù)提供了有力支持與決策依據(jù)。李洪義等基于景觀格局視角研究了土地整治對(duì)農(nóng)地細(xì)碎化的影響，認(rèn)為合理的景觀格局設(shè)計(jì)可以在一定程度上改善農(nóng)地細(xì)碎化狀況和提高土地整治景觀生態(tài)效益?？梢?jiàn)基于耕地生態(tài)角度的景觀格局分析可以反映耕地的空間異質(zhì)性、空間相關(guān)性以及空間規(guī)律性等景觀生態(tài)學(xué)特征。然而，目前大部分學(xué)者的耕地景觀格局研究只是基于耕地的外部特征，關(guān)于耕地內(nèi)在條件如不同質(zhì)量耕地景觀格局特征的研究尚不多見(jiàn)，耕地質(zhì)量保護(hù)與提升工作缺乏生態(tài)學(xué)基礎(chǔ)。因此，本研究選取了適宜的景觀格局指數(shù)對(duì)吉安縣不同質(zhì)量耕地的景觀格局進(jìn)行分析，并研究耕地質(zhì)量與耕地景觀格局指數(shù)的相關(guān)性，以期為保護(hù)優(yōu)勢(shì)耕地資源，優(yōu)化耕地空間布局以及實(shí)現(xiàn)耕地?cái)?shù)量、質(zhì)量、生態(tài)“三位一體”保護(hù)提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

1.1.1 研究區(qū)自然、社會(huì)經(jīng)濟(jì)條件吉安縣隸屬于江西省吉安市，古稱(chēng)廬陵，地處江西省中部，位于吉泰盆地中心，界于114°27'～ 115°30'E，26°38'～ 27°37'N，全縣國(guó)土面積2.14xl05hm2。吉安縣屬贛中丘陵區(qū)，地貌類(lèi)型主要包括山地、丘陵和河谷平原，山地與丘陵總面積達(dá)到1.54x105hm2，占全縣總面積的72%。東南、西南和北面三面邊境山峰連綿，山嶺起伏，地勢(shì)由四周向中部?jī)A斜。吉安縣屬亞熱帶季風(fēng)氣候，氣候溫和，日照豐富，四季分明，冬夏長(zhǎng)，春秋短，雨量充沛，無(wú)霜期較長(zhǎng)。2015年末，吉安縣戶(hù)籍總?cè)丝?.1x105人，其中城鎮(zhèn)人口2.Ox105人，鄉(xiāng)村人口3.lx105人，地區(qū)生產(chǎn)總值1.43×1010元，全縣財(cái)政總收入2.5×l09元，農(nóng)業(yè)、工業(yè)、服務(wù)業(yè)三大產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)為18.6∶54.5∶26.9。

1.1.2 研究區(qū)耕地質(zhì)量概況2014年，吉安縣耕地總面積為4.82x l04hm2，其中水田4.16×104hm2，占耕地總面積的86.31%，旱地0.66x104hm2，占耕地總面積的13.69%。2014年耕地質(zhì)量年度更新成果顯示，吉安縣耕地國(guó)家自然質(zhì)量等級(jí)分布在9—l4等，面積加權(quán)平均自然質(zhì)量等級(jí)為9.13等，國(guó)家利用質(zhì)量等級(jí)分布在3—l3等，面積加權(quán)平均利用質(zhì)量等級(jí)為6.96等，國(guó)家經(jīng)濟(jì)質(zhì)量等級(jí)分布在2—11等，面積加權(quán)平均經(jīng)濟(jì)質(zhì)量等級(jí)為7.40等。如圖l所示，吉安縣耕地質(zhì)量等級(jí)較高的耕地主要分布于中部的梅塘鄉(xiāng)、涅田鄉(xiāng)、登龍鄉(xiāng)，東部的永和鎮(zhèn)以及中北部的大沖鄉(xiāng)和萬(wàn)福鎮(zhèn)。

1.2 數(shù)據(jù)來(lái)源

數(shù)據(jù)來(lái)源于吉安縣2013年度1： 50000耕地質(zhì)量更新數(shù)據(jù)，其中包含了吉安縣耕地圖斑矢量數(shù)據(jù)以及耕地國(guó)家質(zhì)量等級(jí)數(shù)據(jù)。運(yùn)用ArcGIS 10.2軟件，分別以國(guó)家自然質(zhì)量等級(jí)、國(guó)家利用質(zhì)量等級(jí)和國(guó)家經(jīng)濟(jì)質(zhì)量等級(jí)字段為依據(jù)，將耕地圖斑矢量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為像元大小為Sm的柵格數(shù)據(jù)。

1.3 耕地景觀格局指數(shù)計(jì)算方法

景觀格局指數(shù)是景觀格局信息的高度概況，是反映景觀結(jié)構(gòu)組成、空間配置特征的量化指標(biāo)，是景觀格局研究的重要指標(biāo)之一。不同質(zhì)量耕地景觀格局分析，是運(yùn)用景觀格局指數(shù)法對(duì)不同質(zhì)量的耕地的空間異質(zhì)性、空間相關(guān)性和空間規(guī)律性進(jìn)行定量化的研究。

本研究在前人研究的基礎(chǔ)上，從斑塊類(lèi)型與景觀鑲嵌體層次選取了部分有代表性的斑塊類(lèi)型水平指數(shù)與景觀水平指數(shù)。其中斑塊面積（CA）、斑塊所占景觀面積的比例（PLAND）主要用于描述不同質(zhì)量等級(jí)耕地的統(tǒng)計(jì)學(xué)特征：斑塊密度（PD）、邊界密度（ED）、平均斑塊大小（MPS）、景觀形狀指數(shù)（LSI）主要用于描述耕地的景觀破碎度;蔓延度指數(shù)（CONTAG）、景觀分離度（DIVISION）主要用于描述不同質(zhì)量等級(jí)耕地的交錯(cuò)及聚集程度;香農(nóng)多樣性指數(shù)（SHDI）主要用于描述耕地質(zhì)量景觀結(jié)構(gòu)組成的復(fù)雜性。運(yùn)用Fragstats4.2計(jì)算區(qū)域內(nèi)整個(gè)景觀鑲嵌體的景觀格局指數(shù)，在此基礎(chǔ)上對(duì)景觀格局指數(shù)進(jìn)行分析，從而獲得不同區(qū)域耕地景觀格局定量化的差異及其產(chǎn)生的規(guī)律。

1.4 相關(guān)性分析方法

相關(guān)性分析是指對(duì)2個(gè)或多個(gè)具備相關(guān)性的變量元素進(jìn)行分析，從而衡量2個(gè)變量因素的相關(guān)密切程度的過(guò)程。耕地質(zhì)量和耕地景觀格局是耕地所表現(xiàn)出來(lái)的2種特征，李竹青的研究結(jié)果表明，二者之間在一定程度上存在著一種耦合關(guān)系，但它們之間的具體聯(lián)系并不明晰。因此，本研究基于吉安縣2013年度耕地更新數(shù)據(jù)，運(yùn)用IBM SPSS Statis-tics 22.0 （IBM SPSS，Somers，NY，USA）分析軟件，分別對(duì)一定區(qū)域的耕地自然質(zhì)量等級(jí)指數(shù)、耕地利用質(zhì)量等級(jí)指數(shù)和耕地經(jīng)濟(jì)質(zhì)量等級(jí)指數(shù)與景觀格局指數(shù)進(jìn)行Pearson相關(guān)性分析，以便更加具體地探究耕地質(zhì)量與耕地景觀格局之間的聯(lián)系與變化規(guī)律。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同耕地質(zhì)量下的耕地景觀格局指數(shù)分析

耕地國(guó)家自然質(zhì)量等級(jí)、耕地國(guó)家利用質(zhì)量等級(jí)和耕地國(guó)家經(jīng)濟(jì)質(zhì)量等級(jí)是對(duì)耕地自然質(zhì)量、耕地利用質(zhì)量和耕地經(jīng)濟(jì)質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)化量化，無(wú)論是耕地國(guó)家自然質(zhì)量等級(jí)、耕地國(guó)家利用質(zhì)量等級(jí)或耕地國(guó)家經(jīng)濟(jì)質(zhì)量等級(jí)，作為耕地的一種屬性，在空間分布上均存在高度的空間異質(zhì)性。為研究不同質(zhì)量耕地空間分布的空間相關(guān)性及空間規(guī)律性，本研究分別以耕地國(guó)家自然質(zhì)量等級(jí)、耕地國(guó)家利用質(zhì)量等級(jí)和耕地國(guó)家經(jīng)濟(jì)質(zhì)量等級(jí)為依據(jù)，將吉安縣全部耕地劃分成若干質(zhì)量等級(jí)不同的斑塊類(lèi)型，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行景觀格局分析。

2.1.1 不同耕地質(zhì)量下的耕地斑塊類(lèi)型水平景觀格局指數(shù)分析經(jīng)Fragstats 4.2軟件分析，得出吉安縣不同質(zhì)量等級(jí)耕地的斑塊類(lèi)型水平景觀格局指數(shù)如表1。其中斑塊面積、斑塊所占景觀面積的比例是在斑塊類(lèi)型層次上選取的斑塊類(lèi)型水平指數(shù)，它們所反映的是不同質(zhì)量等級(jí)耕地在統(tǒng)計(jì)學(xué)上的特征，可以在一定程度上反映吉安縣耕地的整體質(zhì)量狀況。吉安縣耕地國(guó)家自然質(zhì)量等級(jí)主要分布于8等、9等、10等，面積加權(quán)平均自然質(zhì)量等級(jí)為9.13等，耕地國(guó)家利用質(zhì)量等級(jí)主要分布于5等、6等、7等、8等，面積加權(quán)平均利用質(zhì)量等級(jí)為6.96等，耕地國(guó)家經(jīng)濟(jì)質(zhì)量等級(jí)主要分布于5等、6等、7等、8等，面積加權(quán)平均經(jīng)濟(jì)質(zhì)量等級(jí)為7.40等。由于耕地國(guó)家質(zhì)量等級(jí)數(shù)值越大，耕地質(zhì)量越低，因此從3種耕地質(zhì)量等級(jí)分布狀況可以發(fā)現(xiàn)，吉安縣耕地利用質(zhì)量最優(yōu)，經(jīng)濟(jì)質(zhì)量，自然質(zhì)量相對(duì)較差，但整體而言，相比于全國(guó)耕地平均質(zhì)量等級(jí)（9.80等），吉安縣耕地質(zhì)量處于較好的水平。表明在經(jīng)濟(jì)社會(huì)影響和人類(lèi)投入資本與勞動(dòng)對(duì)耕地本身及耕地環(huán)境進(jìn)行生產(chǎn)性改造的情況下耕地自然質(zhì)量的缺陷可以在一定程度上得到彌補(bǔ)，從而使吉安縣耕地耕作條件和耕作經(jīng)濟(jì)效益在一定程度上突破耕地自然條件的限制。斑塊密度、邊界密度、平均斑塊大小、景觀形狀指數(shù)這4個(gè)景觀格局指數(shù)在一定程度上可以反映耕地景觀的破碎度。斑塊密度、邊界密度、景觀形狀指數(shù)3個(gè)景觀格局指數(shù)數(shù)值越大，平均斑塊大小數(shù)值越小，則證明研究區(qū)的耕地圖斑愈加破碎，形狀越不規(guī)則。如圖2所示，隨著耕地質(zhì)量等級(jí)下降，斑塊密度、邊界密度，景觀形狀指數(shù)波動(dòng)增大，平均斑塊大小波動(dòng)減小。這反映出在耕地圖斑破碎的情況下，由于耕作不便，灌溉和排水條件較差以及土壤養(yǎng)分不易積累和貯存，耕地可能會(huì)受耕地破碎的影響而呈現(xiàn)出質(zhì)量較差的情況。從橫向來(lái)看，耕地破碎度對(duì)耕地國(guó)家利用質(zhì)量等級(jí)與國(guó)家經(jīng)濟(jì)質(zhì)量等級(jí)的下降更加敏感，趨勢(shì)更加明顯：而隨著耕地國(guó)家自然質(zhì)量等級(jí)的下降，耕地破碎度雖有增大但趨勢(shì)并不明顯，表明人類(lèi)活動(dòng)越強(qiáng)，耕地生態(tài)過(guò)程越活躍，景觀破碎程度越高。

2.1.2 不同耕地質(zhì)量下的耕地水平景觀格局指數(shù)分析蔓延度指數(shù)、景觀分離度主要用于描述不同斑塊的聚集及交錯(cuò)程度。蔓延度指數(shù)描述的是相同質(zhì)量等級(jí)耕地的團(tuán)聚程度或延展趨勢(shì)，從理論上來(lái)講，蔓延度指數(shù)越趨于0表明相同質(zhì)量耕地分布分散且存在較多獨(dú)立斑塊，越趨于100%時(shí)表明有較大面積的某一質(zhì)量等級(jí)耕地聚集。景觀分離度是度量某一質(zhì)量等級(jí)耕地圖斑分布離散程度的指標(biāo)，景觀分離度越趨于0時(shí)表明某一耕地圖斑相鄰耕地為相同質(zhì)量等級(jí)耕地的概率越大，越趨于100%時(shí)表明某一耕地圖斑相鄰耕地為不同質(zhì)量等級(jí)的概率越大。

從表2可以看出，研究區(qū)范圍內(nèi)耕地自然質(zhì)量、利用質(zhì)量、經(jīng)濟(jì)質(zhì)量存在較大差異，使得具有相同質(zhì)量等級(jí)的耕地空間分布較為分散、凌亂，表現(xiàn)為蔓延度指數(shù)處于較低的水平，而景觀分離度處于一個(gè)極高的水平。然而，盡管不同質(zhì)量耕地圖斑的景觀分離度均處于極高的水平，但在蔓延度指數(shù)上，由于耕地利用質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)質(zhì)量受人類(lèi)活動(dòng)的影響極大，而耕地自然質(zhì)量主要由其自身自然條件決定，使得自然質(zhì)量相同耕地的聚集性要強(qiáng)于利用質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)質(zhì)量。

香農(nóng)多樣性指數(shù)描述的是耕地質(zhì)量景觀結(jié)構(gòu)組成的復(fù)雜性。當(dāng)所有耕地質(zhì)量等級(jí)相同時(shí)香農(nóng)多樣性指數(shù)為0，當(dāng)耕地質(zhì)量等級(jí)增加或各質(zhì)量等級(jí)耕地面積趨于相似時(shí)，香農(nóng)多樣性指數(shù)越大。由于吉安縣耕地國(guó)家自然質(zhì)量等級(jí)共5等，國(guó)家利用質(zhì)量等級(jí)和國(guó)家經(jīng)濟(jì)質(zhì)量等級(jí)均有10等，且國(guó)家經(jīng)濟(jì)質(zhì)量各等級(jí)耕地的面積較為均勻，反映到耕地景觀格局上，吉安縣國(guó)家自然質(zhì)量等級(jí)、國(guó)家利用質(zhì)量等級(jí)、國(guó)家經(jīng)濟(jì)質(zhì)量等級(jí)耕地的香農(nóng)多樣性指數(shù)（SH-D/）分別為1.09、1.70和1.87（表2），表明自然質(zhì)量等級(jí)相同耕地的景觀復(fù)雜程度要大于利用質(zhì)量等級(jí)相同耕地和經(jīng)濟(jì)質(zhì)量等級(jí)相同耕地。

2.2 耕地質(zhì)量與耕地景觀格局指數(shù)的相關(guān)性

盡管上述不同質(zhì)量等級(jí)耕地的景觀格局分析可以初步反映耕地質(zhì)量與耕地景觀格局指數(shù)之間的聯(lián)系，但是它們之間的關(guān)系依然無(wú)法定量描述。為此，本研究通過(guò)對(duì)面積加權(quán)平均耕地國(guó)家自然質(zhì)量等級(jí)指數(shù)、面積加權(quán)平均耕地國(guó)家利用質(zhì)量等級(jí)指數(shù)和面積加權(quán)平均國(guó)家經(jīng)濟(jì)質(zhì)量等級(jí)指數(shù)與景觀格局指數(shù)進(jìn)行相關(guān)性分析，以定量揭示吉安縣耕地質(zhì)量與耕地景觀格局指數(shù)之間的關(guān)系。

從統(tǒng)計(jì)學(xué)意義上來(lái)講，相關(guān)性分析需要一定的樣本數(shù)（樣本數(shù)N>18）才能保證其結(jié)果在統(tǒng)計(jì)學(xué)上具有一定意義。如果單純地以耕地質(zhì)量等級(jí)為依據(jù)劃分評(píng)價(jià)單元，耕地自然質(zhì)量景觀格局分析的樣本數(shù)僅有5個(gè)，利用質(zhì)量、經(jīng)濟(jì)質(zhì)量景觀格局分析的樣本也僅有10個(gè)，因此無(wú)法保證直接以耕地質(zhì)量等級(jí)為依據(jù)劃分評(píng)價(jià)單元進(jìn)行相關(guān)性分析結(jié)果在統(tǒng)計(jì)學(xué)上的意義。為此，本研究以8kmx8km的網(wǎng)格將吉安縣耕地分割為54個(gè)評(píng)價(jià)單元（圖3），運(yùn)用Fragstats 4.2軟件分析，得出分別以耕地國(guó)家自然質(zhì)量等級(jí)、國(guó)家利用質(zhì)量等級(jí)和國(guó)家經(jīng)濟(jì)質(zhì)量等級(jí)為分類(lèi)依據(jù)的54個(gè)評(píng)價(jià)單元（表3）。在此基礎(chǔ)上將景觀格局指數(shù)分別與耕地面積加權(quán)國(guó)家自然質(zhì)量等級(jí)指數(shù)、耕地面積加權(quán)國(guó)家利用質(zhì)量等級(jí)指數(shù)和耕地面積加權(quán)國(guó)家經(jīng)濟(jì)質(zhì)量等級(jí)指數(shù)在SPSS軟件中進(jìn)行相關(guān)性分析。

如表3所示，在反映耕地景觀破碎度的斑塊密度、邊界密度、景觀形狀指數(shù)、平均斑塊大小上，評(píng)價(jià)單元國(guó)家自然質(zhì)量等級(jí)的景觀格局指數(shù)平均數(shù)除景觀形狀指數(shù)、平均斑塊大小外，其它指數(shù)略小于國(guó)家利用質(zhì)量等級(jí)和國(guó)家經(jīng)濟(jì)質(zhì)量等級(jí)：在反映各質(zhì)量等級(jí)耕地分布的聚集及交錯(cuò)程度的蔓延度指數(shù)、景觀分離度上，雖然各質(zhì)量等級(jí)耕地景觀分離度相似，但國(guó)家自然質(zhì)量等級(jí)相同耕地的蔓延度指數(shù)大于國(guó)家利用質(zhì)量等級(jí)相同耕地和國(guó)家經(jīng)濟(jì)質(zhì)量等級(jí)相同耕地;在香農(nóng)多樣性指數(shù)上，相同國(guó)家自然質(zhì)量等級(jí)耕地的香農(nóng)多樣性指數(shù)小于國(guó)家利用質(zhì)量等級(jí)相同耕地和國(guó)家經(jīng)濟(jì)質(zhì)量等級(jí)相同耕地。這一特征與上述不同質(zhì)量等級(jí)耕地的景觀格局分析結(jié)果相似，表明本次相關(guān)性分析所采用的評(píng)價(jià)單元?jiǎng)澐址椒梢暂^好地反映研究區(qū)耕地質(zhì)量與景觀格局特征。

相關(guān)性分析結(jié)果（表4）顯示：耕地國(guó)家自然質(zhì)量等級(jí)指數(shù)與邊界密度、平均斑塊大小顯著相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為-0.361（P<0.01）和0.344（P<0.05），具體來(lái)說(shuō)耕地自然質(zhì)量隨著耕地圖斑邊界的增多而呈下降趨勢(shì)，隨著耕地圖斑平均斑塊大小的增大而表現(xiàn)出上升趨勢(shì)。耕地國(guó)家利用質(zhì)量等級(jí)指數(shù)與景觀形狀指數(shù)、景觀分離度、香農(nóng)多樣性指數(shù)顯著相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為0.271（P<0.05），0.323（P<0.05）和0.290（P<0.05），即耕地利用質(zhì)量隨著耕地圖斑的破碎度、分散度的增大而提高。耕地國(guó)家經(jīng)濟(jì)質(zhì)量等指數(shù)與邊界密度顯著相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為-0.283（P<0.05），耕地經(jīng)濟(jì)質(zhì)量隨著耕地圖斑邊界的增多而下降。

3 討論

3.1耕地國(guó)家自然質(zhì)量等級(jí)指數(shù)與耕地景觀格局指數(shù)的關(guān)系

耕地國(guó)家自然質(zhì)量等級(jí)指數(shù)與邊界密度、平均斑塊大小顯著相關(guān)。由于邊界密度、平均斑塊大小能較好地反映景觀的破碎度，因此可以認(rèn)為耕地自然質(zhì)量隨著耕地景觀破碎度的增大而下降，這與前人研究結(jié)果一致。由于耕地景觀破碎度較高值常出現(xiàn)于丘陵山地.丘陵山地地形下耕地較為小而零碎的同時(shí)，隨著海拔升高，地形坡度增大，淋溶作用越強(qiáng)，保留在土壤中的速效養(yǎng)分和有機(jī)質(zhì)越少，耕層厚度小，耕地自然質(zhì)量較差。而地勢(shì)相對(duì)平緩的平原地區(qū)耕地面積大而連片，耕地破碎度較小，易于積水積肥，耕層厚度大，土壤養(yǎng)分含量高，耕地自然質(zhì)量較好。由于各評(píng)價(jià)單元耕地自然條件空間差異性較大，耕地國(guó)家自然質(zhì)量等級(jí)指數(shù)與景觀形狀指數(shù)、蔓延度指數(shù)、景觀分離度、香農(nóng)多樣性指數(shù)并無(wú)顯著相關(guān)性。因此，在耕地質(zhì)量保護(hù)與提升工作當(dāng)中，可以適當(dāng)?shù)仄秸?，歸并零散地塊，擴(kuò)大耕地平均面積，進(jìn)而在一定程度上提高耕地自然質(zhì)量。

3.2 耕地國(guó)家利用質(zhì)量等級(jí)指數(shù)與耕地景觀格局指數(shù)的關(guān)系

耕地國(guó)家利用質(zhì)量等級(jí)指數(shù)與耕地景觀格局指數(shù)中的景觀形狀指數(shù)、景觀分離度、香農(nóng)多樣性指數(shù)顯著正相關(guān)，即耕地利用質(zhì)量隨著耕地圖斑的破碎度、分散度的增大而顯著提高。李竹青的研究結(jié)果表明，離河流、溝渠、道路、居民點(diǎn)越近的耕地斑塊受人類(lèi)活動(dòng)的影響越大，被割裂的程度越高，斑塊破碎化程度越高。而由于離河流、溝渠近的耕地灌溉排水條件相對(duì)較好，離道路、居民點(diǎn)較近的耕地交通便利，農(nóng)民耕作便捷，使得耕地利用程度更高，利用方式更加多樣化，耕地利用質(zhì)量更好。研究結(jié)果在前人的基礎(chǔ)上進(jìn)一步揭示了人類(lèi)活動(dòng)對(duì)耕地景觀的影響特征，表明盡管人類(lèi)活動(dòng)使耕地更加破碎，但同時(shí)也促進(jìn)了耕地利用質(zhì)量的提升。因此，在耕地利用過(guò)程中有必要適當(dāng)?shù)匾?guī)劃建設(shè)排灌溝渠與交通道路，以改善耕地排灌及交通條件，進(jìn)而提升耕地利用效率，促進(jìn)耕地利用方式多樣化，提高耕地利用質(zhì)量。

3.3 耕地國(guó)家經(jīng)濟(jì)質(zhì)量等級(jí)指數(shù)與耕地景觀格局指數(shù)的關(guān)系

耕地國(guó)家經(jīng)濟(jì)質(zhì)量等級(jí)指數(shù)與邊界密度顯著相關(guān)。耕地經(jīng)濟(jì)質(zhì)量隨著耕地圖斑邊界密度的增大而表現(xiàn)出下降趨勢(shì)，表明單位面積邊界較長(zhǎng)，形狀較為復(fù)雜的耕地不利于機(jī)械化耕作，且需要投入更多的資本和勞動(dòng)力用于耕地的基礎(chǔ)改造以及生產(chǎn)活動(dòng)，使這些耕地生產(chǎn)成本大于邊界密度小、集中連片，便于生產(chǎn)與管理的耕地，邊際效益較低。因此.對(duì)形狀復(fù)雜的耕地進(jìn)行土地整治，歸并零散地塊，規(guī)整耕地，可以提高耕地集中連片程度，使得田塊形狀趨于規(guī)則，從而進(jìn)一步推進(jìn)耕地利用規(guī)?；C(jī)械化，實(shí)現(xiàn)耕地利用內(nèi)部規(guī)模經(jīng)濟(jì)，最終提高耕地利用的經(jīng)濟(jì)效益。本研究發(fā)現(xiàn)，吉安縣耕地質(zhì)量與部分景觀格局指數(shù)相關(guān)性顯著，耕地景觀格局可以在一定程度上反映耕地質(zhì)量特征，某一區(qū)域耕地景觀破碎度越大，在一定程度上證明該區(qū)域耕地自然質(zhì)量、經(jīng)濟(jì)質(zhì)量偏差;某一區(qū)域耕地景觀分散度越大在一定程度上證明該區(qū)域耕地利用質(zhì)量可能較好。由此可見(jiàn)，研究耕地景觀格局可以為耕地質(zhì)量提升，保護(hù)優(yōu)勢(shì)耕地資源，優(yōu)化耕地空間布局提供一定的景觀生態(tài)學(xué)依據(jù)。