采用91位圖助手衛星影像,提取海峽現代農業示范園規劃建設前后的歷史衛星影像,通過CAD、Photoshop軟件結合實地調查對衛星圖像進行識別處理,對園區規劃前后的景觀本底、廊道、斑塊等因子進行量化分析;應用景觀生態多樣性指數、景觀均勻度指數、斑塊面積分布指數、景觀形狀指數、斑塊破碎化指數、斑塊分維數等對規劃建設前后園區的土地利用及景觀生態格局的變化進行分析,探索規劃人工干擾對景觀生態格局變化的影響。
1、引言
農業科技園區建設工作是新時期我國解決“三農”問題，實現農業與科技、農村與企業、農民與專家緊密聯系的重要舉措，對于加快我國現代農業建設和推進社會主義新農村建設具有十分重要的意義。諸多學者針對農業園區的內涵特征、發展模式、總體評價、發展對策等方面開展了大量的研究[1,2,3,4,5,6,7,8,9]，但多采用靜態分析、定性分析(如案例分析法、態勢分析法等)，缺乏時間、空間尺度上的動態變化特征分析和定量分析，對園區發展動態及趨勢和園區間差異性的研究不足。
景觀生態學著重研究景觀中各組成的異質性、尺度性、鑲嵌性和相互作用的規律性[10]。景觀格局是由各種自然與人為因素在不同時空尺度上作用的最終結果，深深影響并決定著各種生態過程和功能。研究景觀格局對有效管理景觀和改善生態功能具有重要意義，它決定了景觀功能以及景觀的空間分布。數量化的分析景觀格局可以闡明景觀要素空間分布的基本規律以及與人工干擾的關系。
景觀生態學理論應用于指導農業科技園區景觀規劃設計是當前發展的趨勢。應用景觀生態格局指數進行量化分析，對農業科技園區規劃成果進行評判、總結并指導未來園區的規劃建設，具有重要意義。海峽現代農業示范園是福建省最高的綜合性農業科研機構——福建省農業科學院打造的福建特色農業科技示范基地和農業科普教育基地。本研究通過園區規劃前后景觀生態格局變化比較，探索通過規劃人工干擾對景觀生態格局變化的影響效果。
2、研究方法
2.1 研究區概況
海峽現代農業示范園位于福州市晉安區新店鎮埔垱，經度119.34°，維度26.13°。總面積47.94hm2，本期規劃面積10.67hm2，是一個集科研、示范、展示、推廣、教育、休閑一體的多功能綜合高科技園區。
2.2 數據來源及處理
2.2.1 數據來源
利用91位圖助手軟件，提取2007年7月4日、2017年10月12日海峽現代農業示范園規劃建設前后的歷史衛星影像(見圖1、圖2)，分辨率：0.54m/像素。影像均來源于2019 Maxar Technologies。
圖1 2007.7.4海峽現代農業示范園衛星影像
2.2.2 斑塊類型的劃分和提取
根據規劃建設前后的歷史衛星影像，結合實地調查對衛星圖像地形、地貌和土地利用形式等特征進行識別分析(見圖3～4)，運用景觀生態學的景觀格局指數分析方法，按照異質性和均質性相結合、景觀功能與生態功能相協調、景觀實用性等原則，提取斑塊及廊道類型(見表1);利用Auto CAD 2010軟件提取斑塊周長和面積等基本斑塊信息。
2.2.3 景現格局分析及指標的選取
在生態學中主要是通過斑塊的數目、周長或面積等來獲得景觀指數，以此來分析空間景觀格局的特征。景觀格局指數能夠高度濃縮景觀格局信息，反映其結構組成和空間配置某些方面特征的簡單定量指標。本文選用景觀格局指數，應用景觀生態學的景觀格局分析理論及方法，結合園區現狀，在Office2007軟件的支持下，對園區景觀格局進行分析。
3、結果與分析
3.1 斑塊及廊道類型指數分析
利用91位圖助手衛星影像，結合實地踏查確定斑塊邊界，利用Auto CAD 2010軟件提取斑塊周長和面積等基本斑塊信息。通過CAD、Photoshop軟件結合實地調查對衛星圖像進行識別處理，對園區規劃前后的景觀本底、廊道、斑塊等因子進行量化分析。
從園區規劃建設前后斑塊指數表可以直觀地看到，海峽園區建設前后斑塊類型增加了景觀地斑塊，斑塊面積密度發生了重大變化，種植地斑塊面積密度從90.982%大幅減少至38.651%，景觀地斑塊面積密度達到29.652%，設施和硬質地斑塊面積密度增加。斑塊總數量由27增加到81，景觀地斑塊數量達到39;斑塊總周長從3836.0m增加到9502.5m，平均斑塊周長從142.07m降低到117.31m，平均斑塊面積從3786.43m2降低到1130.51m2;設施、種植地及建筑斑塊形狀指數變化不大，水體和硬質地斑塊形狀指數增大，增加的景觀地斑塊形狀指數最大，達到了7.654。設施和種植地分維數指標變化不大，均在1.1～1.2，水體斑塊分維數指標從1.167增大到1.281，硬質地和景觀地斑塊建設后分維數指標超過1.3。廊道類型作業道路變為景觀游步道，總長度也大幅增加，從1264.8m增加到5220m。
形成這些變化，主要是因為海峽園區相對面積較小，建設前以種植地為主，后規劃定位為集科研、示范、展示、推廣、教育、休閑一體的多功能綜合高科技園區，就需要更加有效的利用土地，更注重觀光效果和休閑性景觀的表達，采用了公園化的游憩設計手法，將示范、展示等功能(如果樹品種等)融合到景觀營造中，并通過大量的園路廊道將景觀斑塊進行了復雜的切割，達到科技展示與游賞合一的目的。
3.2景觀格局指數分析
由表5可知，海峽現代農業示范園景觀多樣性指數和均勻度指標出現大幅上升，最大斑塊指標LPI大幅下降由90.982%下降為38.651%，這與大量種植地開發為景觀地和設施地有關。形狀指數大幅上升，從2.933升到7.419，說明建設后整體園區斑塊形狀復雜。建設后園區廊道密度大幅提高，達到0.063，說明建設后道路分布密集，通達性更強。
4、結論與討論
海峽現代農業示范園相對面積較小，建設前以種植地為主，后規劃定位為集科研、示范、展示、推廣、教育、休閑一體的多功能綜合高科技園區，就需要更加有效地利用土地，更注重觀光效果和休閑性景觀的表達，采用公園化的游憩設計手法，將示范、展示等功能(如果樹品種等)融合到景觀營造中，并通過大量的園路廊道將景觀斑塊進行復雜的切割，達到科技展示與游賞合一的目的。
從景觀因素和景觀格局指數分析結果表明，建設前后景觀因素類型改變，斑塊數量急劇增多，種植地斑塊面積大幅下降，景觀地斑塊指標提升，景觀本底雖未發生改變，但種植地的本底地位減弱;廊道系統發生了較大的變化，類型改變，作業廊道消失被更有休閑觀賞性的景觀步道廊道所替代;總長度大幅提升，以景觀游步道為主;破碎化指數和分維數高，說明可以與更多的異質性斑塊相連接，場地布局更豐富多樣，場地趣味性更高，達到“移步異景”的效果，提升游賞體驗。
通過農業科技園區規劃前后的景觀因素分析和景觀格局指數分析，可以初步得出以下結論：經過規劃建設所產生的人為干擾，場地景觀因素類型(斑塊、廊道)發生改變，甚至景觀本底都將可能發生改變，斑塊呈現多樣化、不規則化，而形狀指數、分維數、破碎度指數等指標一般呈現上升趨勢;景觀格局總體的變化趨勢是形狀趨于復雜、異質性增加、破碎化加劇，人為干擾的影響更為明顯。景觀格局指數分析結果與景觀因素分析結果相一致，也與前人的研究結果相一致。
本研究嘗試用景觀生態學理論，初步對海峽現代農業示范園規劃建設前后景觀因素和景觀格局指數進行量化分析，揭示了通過規劃建設人工干擾，景觀生態格局變化趨勢及差異。就景觀生態學研究而言，本研究的對象尺度相對較小，景觀類型偏少，但對景觀類型進行了細致的劃分，這是對中小尺度景觀研究的一種嘗試。本研究對評判農業科技園區規劃成果、總結并指導未來園區的規劃建設具有一定的意義。
本研究處于初步探索階段，在研究中發現尚存在一些不足以及延伸性的探索，有待于進行后續的研究。例如，景觀因素類型的提取將直接導致景觀格局指數的取值進而整個分析結果，所以如何科學合理劃分景觀因素類型是今后深入研究的一個重點;本文未涉及景觀美感度評價，雖然一般認為景觀多樣性和破碎度的增加會提升景觀美感度和異質性，但仍需借助景觀生態學理論結合景觀美感度評判進行綜合研究，形成更為科學的評價體系;加強對農業科技園區時間動態變化研究與未來發展趨勢的預測，以及對農業園區發展的區域差異性進行研究等等，這些都有待于今后作進一步的探索。(作者：魏云華 潘宏 張燕青)
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