葉均艷

（寧夏大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院，寧夏銀川750021）

生態(tài)移民安置區(qū)耕地景觀生態(tài)安全評價
——以寧夏紅寺堡為例

葉均艷

（寧夏大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院，寧夏銀川750021）

利用1995年、2005年和2015年三個時期遙感影像，對研究區(qū)耕地景觀生態(tài)安全進行綜合評價，分析了移民安置區(qū)耕地景觀生態(tài)安全特征及其驅(qū)動因素。結(jié)果表明：移民安置區(qū)的耕地景觀生態(tài)安全呈下降趨勢。安置區(qū)耕地景觀生態(tài)安全格局也在變化，1995—2005年Ⅱ級區(qū)有向Ⅲ級區(qū)轉(zhuǎn)化，2005—2015年Ⅰ級區(qū)和Ⅲ級區(qū)都向Ⅱ級區(qū)轉(zhuǎn)化。土地利用政策、生態(tài)移民及人口增長是耕地景觀生態(tài)安全變化主要驅(qū)動因素。

土地利用；移民安置區(qū)；耕地；景觀生態(tài)安全；驅(qū)動因素

生態(tài)安全是指自然因素和人為活動給生態(tài)環(huán)境帶來的安全隱患[1]。生態(tài)安全包括生物安全、國土資源安全、生態(tài)系統(tǒng)安全、環(huán)境與健康安全等[2]。耕地資源的保護對于國家糧食安全及社會經(jīng)濟穩(wěn)定都具有重要意義[3-4]，隨著人類對耕地資源使用強度的增加，耕地資源受到的壓力越來越大，有必要對耕地景觀進行生態(tài)安全評價[5-6]。近年來，國內(nèi)外許多學(xué)者在耕地景觀生態(tài)安全評價進行了研究，主要集中在耕地景觀生態(tài)安全評價指標(biāo)體系的選取[7]及模型構(gòu)建[8]上，研究方法主要包括主成分分析法[9]、層次分析法[10]、模糊物元模型[11]及正態(tài)云模型[12]等。

2001年以來，國家對居住條件惡劣的貧困人口組織實施了易地扶貧搬遷[13-15]。目前，學(xué)術(shù)界普遍開展了生態(tài)移民安置區(qū)的地理位置選擇[16]、安置區(qū)移民生計的評估[17-18]、安置模式研究[19-20]以及安置區(qū)滿意度評價[21-22]研究，在研究生態(tài)移民與生態(tài)環(huán)境關(guān)系中，主要包括生態(tài)移民環(huán)境容量[23]、生態(tài)移民生態(tài)環(huán)境效益[24]、生態(tài)移民生態(tài)環(huán)境影響驅(qū)動機制[25]等，但生態(tài)移民這種大規(guī)模、短時期、集中安置的人口遷移模式對遷入?yún)^(qū)耕地景觀格局產(chǎn)生的可能影響并未引起足夠重視。本研究以寧夏紅寺堡區(qū)為例，從生態(tài)安全的角度，研究縣域生態(tài)移民安置區(qū)耕地景觀的生態(tài)安全，為科學(xué)確定生態(tài)移民安置區(qū)土地用途管制措施提供理論依據(jù)。

1 研究區(qū)概況

紅寺堡位于寧夏中部干旱帶，地處105°43′～106°42′E，37°28′～37°37′N之間，縣域面積共2 767 km2，總?cè)丝?79 390人，回族人口占總?cè)丝诘?2%以上。地勢南高北低，屬于溫帶大陸性氣候，氣候干旱少雨，晝夜溫差大。1999年開始建設(shè)，2009年設(shè)立吳忠市紅寺堡區(qū)。是在“八七”和寧夏“雙百”扶貧攻堅計劃下，建設(shè)的國家最大的異地生態(tài)移民扶貧開發(fā)區(qū)，截止到2015年，異地搬遷安置寧南山區(qū)8縣移民23萬人。

2 數(shù)據(jù)來源及處理

以紅寺堡1995年、2005年和2015年TM遙感影像為數(shù)據(jù)源，遙感影像來自于USGS（美國地質(zhì)勘探局）下載的Landsat數(shù)據(jù)，分辨率為30 m×30 m。利用ENVI5.0軟件對遙感影像進行配準(zhǔn)并與國家基礎(chǔ)地理中心生產(chǎn)的1∶50 000數(shù)字柵格地圖結(jié)合進行幾何校正，采取將目視解譯與監(jiān)督分類中的最大似然法相結(jié)合的解譯方法，結(jié)合土地利用調(diào)查資料進行解譯。對解譯結(jié)果進行野外精度驗證，使土地利用類型解譯結(jié)果的準(zhǔn)確率達到95%以上。根據(jù)土地利用分類，參考《土地利用現(xiàn)狀分類》并結(jié)合生態(tài)移民安置區(qū)的特點，將研究區(qū)分為耕地、林地、草地、建設(shè)用地、水域、未利用地和沙地7種景觀類型。

2.1 耕地景觀生態(tài)安全評價模型構(gòu)建

景觀指數(shù)能夠在結(jié)構(gòu)和空間配置方面反映景觀格局的信息，在生態(tài)安全評價方面應(yīng)用較為廣泛。耕地景觀的生態(tài)安全指在長期的自然或人為干擾下，耕地景觀生態(tài)環(huán)境由單一向復(fù)雜、連續(xù)向不連續(xù)變化，人類干擾程度越大，耕地景觀的生態(tài)環(huán)境的安全程度就越低。根據(jù)已有研究并結(jié)合研究區(qū)的特點，從斑塊類型水平和景觀水平上分別選取了反映耕地景觀結(jié)構(gòu)和形狀的景觀格局指數(shù)。選取的景觀格局指數(shù)及其生態(tài)學(xué)意義如下：

表1 景觀格局指數(shù)

綜合所選的景觀格局指標(biāo)，結(jié)合已有研究建立了反映耕地景觀穩(wěn)定性、恢復(fù)力及耕地生產(chǎn)效率的脆弱度模型，公式如下：

式中：α、β、γ是各個因子的權(quán)重；本研究對各個因子的權(quán)重采取層次分析法，確定α、β、γ分別為0.59，0.28，0.13。V為脆弱度指數(shù)、AWMSI為面積加權(quán)的平均形狀因子指數(shù)、F為分維度指數(shù)、D為分離度指數(shù)。文章充分考慮了生態(tài)移民安置區(qū)耕地景觀的特點，結(jié)合移民安置區(qū)的特征，并且以已有的研究為基礎(chǔ)，構(gòu)建生態(tài)移民安置區(qū)耕地景觀生態(tài)安全評價模型。公式如下：

式中：ES為耕地景觀生態(tài)安全指數(shù)；PD為邊界破碎度指數(shù)；ED為破碎度指數(shù)；V為脆弱度指數(shù)。

3 結(jié)果與分析

3.1 耕地景觀生態(tài)安全特征

本研究計算了1995年、2005年、2015三個時期生態(tài)移民安置區(qū)耕地景觀的生態(tài)安全指數(shù)（表2）。結(jié)果表明：紅寺堡生態(tài)移民安置區(qū)耕地景觀生態(tài)安全指數(shù)呈下降趨勢，耕地景觀的平均生態(tài)安全指數(shù)由1995年的0.67，下降到2005年的0.59，再下降到2015年的0.55。這種變化與人為原因是分不開的。隨著移民的遷入，人類對自然環(huán)境的干擾增強，耕地景觀的破碎度從1995年到2005年在增加，雖破碎度從2005年到2015年在減小，但減小的幅度很??；耕地景觀的斑塊形狀也越來越不規(guī)則，面積加權(quán)平均形狀指數(shù)在不斷增大，由1995年的0.40到2005年的0.46到2015年的0.60，都是在不斷增加；耕地景觀的脆弱度整體也在增加。

表2 研究區(qū)各研究單元景觀格局指數(shù)計算結(jié)果

3.2 耕地景觀生態(tài)安全演變特點

根據(jù)生態(tài)安全評價模型計算出的不同時期不同鄉(xiāng)鎮(zhèn)的生態(tài)安全指數(shù)：1995年介于0.42～0.74之間，2005年介于0.42～0.77之間，2015年介于0.45～0.69之間。在ArcGIS中使用自然斷點法將安置區(qū)各鄉(xiāng)鎮(zhèn)生態(tài)安全指數(shù)劃分為3個等級：Ⅰ級區(qū)（ES≤0.42）、Ⅱ級區(qū)（0.42＜ES≤0.74）、Ⅲ級區(qū)（0.74＜ES≤1）。1995年的Ⅰ級區(qū)主要是大河鄉(xiāng)，其余4個鄉(xiāng)鎮(zhèn)（柳泉鄉(xiāng)、紅寺堡鎮(zhèn)、太陽山、新莊集鄉(xiāng)）都屬于Ⅱ級區(qū)；2005年Ⅰ級區(qū)域沒有變化，柳泉鄉(xiāng)、紅寺堡鎮(zhèn)和新莊集鄉(xiāng)仍是Ⅱ級區(qū)域，太陽山由Ⅱ級區(qū)域變成了Ⅲ級；2015年紅寺堡的5個鄉(xiāng)鎮(zhèn)都屬于Ⅱ級區(qū)域。從三個時期的變化趨勢可以看出：隨著移民的遷入，紅寺堡耕地景觀的生態(tài)安全是有變化的，并且呈下降趨勢。

3.3 耕地景觀生態(tài)安全變化驅(qū)動因素

耕地景觀生態(tài)安全的變化是自然因素和社會經(jīng)濟因素雙重作用的結(jié)果，對于生態(tài)移民安置區(qū)來說，自然原因主要是氣候變暖導(dǎo)致的降水量減少；社會經(jīng)濟因素主要是移民遷入帶來的人口增加、土地利用政策的變化等。

3.3.1 降水量的減少

降水量的減少是生態(tài)移民安置區(qū)紅寺堡生態(tài)安全變化的主要自然原因。根據(jù)1995—2015年寧夏統(tǒng)計年鑒統(tǒng)計得出紅寺堡年降水量變化情況，結(jié)果顯示：紅寺堡多年降水量逐漸下降，降水量的減少，土地更加干旱，耕地面積減小，農(nóng)作物種類也會隨之減少，耕地景觀的穩(wěn)定性下降，生態(tài)安全整體下降。

3.3.2 人口的增長

人口的增長也是移民安置區(qū)紅寺堡耕地景觀生態(tài)安全變化的驅(qū)動因素之一。紅寺堡從1999年開始，陸續(xù)搬遷共計20.5萬貧困移民群眾，成為全國最大的異地生態(tài)移民安置區(qū)，人口的增長會使居民地增加以及人們對土地的利用程度加深，導(dǎo)致耕地景觀發(fā)生變化，耕地破碎度增大，安全性降低。

3.3.3 土地的利用政策

土地的利用政策也會影響耕地景觀的大小及其破碎度，進一步影響耕地景觀的生態(tài)安全。

4 結(jié)論與討論

通過分析生態(tài)移民安置區(qū)紅寺堡耕地景觀生態(tài)安全格局及動態(tài)變化特征，得到：

（1）研究區(qū)耕地景觀結(jié)構(gòu)變化導(dǎo)致景觀生態(tài)安全在時空分布上都有差異性。在這20年間，耕地景觀生態(tài)安全值從1995年的0.67下降到2015年的0.55，耕地景觀生態(tài)安全整體呈下降趨勢。

（2）研究區(qū)的耕地景觀生態(tài)安全格局的變化是自然和社會雙重作用的結(jié)果。自然原因主要是降水量的減少導(dǎo)致耕地面積縮減，耕地景觀的破碎化程度加重，最終導(dǎo)致移民安置區(qū)內(nèi)耕地景觀生態(tài)安全性整體下降；人口的增長建筑用地增加，部分建筑用地可能會由耕地轉(zhuǎn)化而來，也會使耕地景觀破碎化程度加重；土地利用政策等的變化，也會對景觀的破碎化程度產(chǎn)生影響。

（3）人類活動也會影響耕地景觀的變化，引起耕地質(zhì)量及耕地使用效率的變化。因此，通過構(gòu)建評價模型來對耕地景觀進行生態(tài)安全評價是可行的。本研究運用景觀格局指數(shù)對耕地景觀進行生態(tài)安全評價，對于其他景觀類型的生態(tài)安全評價有一定的借鑒意義。

通過景觀格局指數(shù)并構(gòu)建評價模型對耕地景觀進行了生態(tài)安全評價，但是由于數(shù)據(jù)方面存在的不足，目前對耕地景觀驅(qū)動因素的研究多集中在定性研究上。對耕地景觀的生態(tài)安全評價為研究區(qū)耕地保護及農(nóng)用地的布局提供科學(xué)依據(jù)。

[1]宋戈，李曉靜，向長玉，等.松嫩高平原黑土區(qū)耕地資源安全及其驅(qū)動力分析——以黑龍江省巴彥縣為例[J].水土保持通報，2012，32（4）：213-218.

[2]裴歡，魏勇，王曉妍，等.耕地景觀生態(tài)安全評價方法及其應(yīng)用[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報，2014，30（9）：212-219.

[3]吳志勇.新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團耕地土壤養(yǎng)分現(xiàn)狀及演變規(guī)律[J].新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報，2012，35（1）：57-61.

[4]張鵬巖，秦明周，閆江虹，等.河南省耕地資源利用效益的影響因素及特征分析[J].中國人口·資源與環(huán)境，2013，23（1）：162-169.

[5]穆學(xué)英，任建蘭.新型城鎮(zhèn)化背景下山東省土地生態(tài)安全空間格局研究[J].中國環(huán)境管理干部學(xué)院學(xué)報，2016，26（3）：28-32.

[6]徐超，蔣平安，盛建東，等.基于GIS的新疆新和縣耕地地力等級評價研究[J].新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報，2010，33（4）：343-348.

[7]吳大放，劉艷艷，劉毅華，等.耕地生態(tài)安全評價研究展望[J].中國生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報，2015，23（3）：257-267.

[8]宋曉媚，周忠學(xué)，王明.城市化過程中都市農(nóng)業(yè)景觀變化及其生態(tài)安全評價——以西安市為例[J].冰川凍土，2015，37（3）：835-844.

[9]王鵬，況福民，鄧育武，等.基于主成分分析的衡陽市土地生態(tài)安全評價[J].經(jīng)濟地理，2015，35（1）：168-172.

[10]李純乾，林素蘭，柳金庫.層次分析法在遼東山區(qū)坡耕地生態(tài)安全評價中的應(yīng)用[J].遼寧農(nóng)業(yè)科學(xué)，2011（5）：29-33.

[11]施開放，刁承泰，左太安，等.基于熵權(quán)物元模型的耕地占補平衡生態(tài)安全評價[J].中國生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報，2013，21（2）：243-250.

[12]葉達，吳克寧，劉霈珈.基于正態(tài)云模型與熵權(quán)法的景泰縣耕地后備資源開發(fā)潛力評價[J].中國農(nóng)業(yè)資源與區(qū)劃，2016，37（6）：22-28.

[13]韓文文，劉小鵬，裴銀寶，等.不同地貌背景下民族村農(nóng)戶生計脆弱性及其影響因子[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報，2016，27（4）：1229-1240.

[14]趙瑩，劉小鵬，郭永杰，等.基于GIS的寧夏六盤山區(qū)空間貧困特征模型分析[J].水土保持研究，2014，21（5）：94-99.

[15]劉小鵬，蘇勝亮，王亞娟，等.集中連片特殊困難地區(qū)村域空間貧困測度指標(biāo)體系研究[J].地理科學(xué)，2014，34（4）：447-453.

[16]周宜君，周銀珍，胡紅青，等.三峽工程農(nóng)村外遷移民安置效果區(qū)域差異及其啟示[J].經(jīng)濟地理，2011，31（8）：1351-1357.

[17]王沛沛，許佳君.生計資本對水庫移民創(chuàng)業(yè)的影響分析[J].中國人口·資源與環(huán)境，2013，23（2）：150-156.

[18]賈國平，朱志玲，王曉濤，等.移民生計策略變遷及其生態(tài)效應(yīng)研究——以寧夏紅寺堡區(qū)為例[J].農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化研究，2016，37（3）：505-513.

[19]李江鵬，馬裕霞.生態(tài)移民的意義及安置模式探討——以普洱國家級綠色經(jīng)濟試驗示范區(qū)為例[J].中國環(huán)境管理干部學(xué)院學(xué)報，2015，25（4）：16-18，22.

[20]閔慶文，張永勛，趙貴根.三江源移民安置區(qū)農(nóng)戶能源利用及對生態(tài)環(huán)境影響——以貴南縣為例[J].資源科學(xué)，2012，34（11）：2018-2025.

[21]賈耀鋒.中國生態(tài)移民效益評估研究綜述[J].資源科學(xué)，2016，38（8）：1550-1560.

[22]楊顯明，米文寶，齊拓野，等.寧夏生態(tài)移民效益評價研究[J].干旱區(qū)資源與環(huán)境，2013，27（4）：16-23.

[23]肖建紅，王敏，于慶東，等.基于生態(tài)足跡的大型水電工程建設(shè)生態(tài)補償標(biāo)準(zhǔn)評價模型——以三峽工程為例[J].生態(tài)學(xué)報，2015，35（8）：2726-2740.

[24]劉小鵬，王亞娟.我國生態(tài)移民與生態(tài)環(huán)境關(guān)系研究進展[J].寧夏大學(xué)學(xué)報：自然科學(xué)版，2013，34（2）：173-176.

[25]王屏，戴年華，歐陽雪蓮，等.中西方森林游憩者生態(tài)行為影響研究——基于解說驅(qū)動機制視角[J].生態(tài)學(xué)報，2016，36（12）：3666-3677.

（編輯：周利海）

Cultivated Land Landscape Ecological Security Evaluation for Resettlement Area——A Case Study in Hongsibu District,Ningxia

Ye Junyan
（College of Resources and Environment,Ningxia University,Yinchuan Ningxia 750021,China）

Using the remote sensing data of 1995,2005 and 2015,the landscape ecological security of cultivated land in the research area was comprehensively evaluated based on each town unit,and the evolution of landscape ecological security pattern was analyzed.The results showed that：The resettlement area of cultivated land landscape ecological security was decreased.The pattern is changing:During 1995-2005,the classⅡarea was transformed into the classⅢarea, from 2005 to 2015 the classⅠarea and the classⅢarea were transformed into the classⅡgrade area.Land use policy,ecological migration and population growth are the main driving factors.

land use,resettlement area,cultivated land,landscape ecological security,driving factors

X826

A

1008-813X（2017）03-0034-04

10.13358 /j.issn.1008-813x.2017.03.09

2017-04-20

葉均艷（1993-），女，湖北襄陽人，寧夏大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院人文地理學(xué)專業(yè)碩士研究生在讀，主要從事生態(tài)經(jīng)濟與生態(tài)評估方面的研究。