土地整理对项目区生境景观连接度的影响开题报告

一．项目研究背景及意义

1、研究背景

土地整理是指在一定区域内，依据土地利用总体规划，采取行政、经济、法律和技术手段，对田、水、路、林、村等进行综合整治，增加有效耕地面积，提高土地质量和利用率，改善生产、生活条件和生态环境的活动[1]。

土地整理最早出现于德国、法国和俄国等国家。经过几个世纪的摸索，国外的土地整理已由早期的归并田块、调整权属、改善农业生产条件的简单土地整理转为以提高农业综合生产能力、保护和改善生态环境、居住环境为主要内容的综合土地整理。

人均耕地少，优质耕地减少过快；耕地总体质量差，局部地区退化严重；耕地后备资源不足是中国耕地的基本国情。随着中国人口的不断增长、经济的快速发展以及城镇化的推进，用地供需矛盾日益突出。土地整理自上世纪90年代后期开始，已经走过了10余年的历程。十多年来，土地整理工作从起步到全面推进，在补充耕地面积、保护耕地资源、提高耕地生产能力、优化用地结构等方面发挥了重要作用。中国土地整理起步较晚，但开展较为迅速。多数土地整理的目标仍是耕地数量，追求耕地占补平衡,由于缺乏统一的规划和管理，引发了一系列生态问题。近年来，土地整理的生态环境问题引起学术界的广泛关注，有的学者运用能值分析法、生态系统服务功能价值核算、生态足迹、数学模型等方法定量化研究土地整理的生态环境效应[2-10]，有的学者运用GIS和景观格局指数从景观格局与生态过程的角度探讨土地整理的生态效应评价[11-15]。已有的研究深化了土地整理生态效应评价的方法，也建立了相对完整的指标体系，但是基于景观过程和功能变化的生态效应评价却较少。

景观生态建设与环境保护已逐步纳入土地整理的目标之中，其中土地整理的景观生态效应评价是土地整理理论和实践研究的重要组成部分[16]。如何借鉴、综合已有的景观生态学方法，对土地整理生态效应进行科学、客观的评价，是亟待解决的科学问题，也是推动土地整理健康有序发展的基础[17]。

景观连接度是景观生态学研究的主要内容之一，它描述了景观要素在其生态学过程和特定生态功能上的有机联系，具有能够促进或阻碍景观内物种和生态流过程在斑块间的运动行为的作用，直接影响着景观生态功能[18]，景观生态功能的变化会导致物质能量流动、干扰传播等生态过程以及生物的迁移扩散运动的变化[19]，对生态过程的正常运转具有重要作用，是保证生态系统的整体性和延续性的重要基础，并且在反映空间景观异质性以及探究景观格局与生态过程之间关系等相关研究中提供了理论基础与技术框架。由于人类的干扰破坏，景观斑块的破碎化和孤岛化程度日益加剧，保护、恢复以及重建景观内部及景观之间生态结构和功能，已然成为加强区域景观生态功能、完善区域生态安全的重要手段[20]。

因此，景观连接度的理论和实践方法不仅运用于景观生态学研究的范畴，并且被广泛地应用于野生动植物保护以及城市生态规划的相关研究中[21-22]。在信息科学、社会科学及生态学等不同的学科领域里，图论的理论和技术都已参与相关研究，它能直观表达并量化网络连接度的质量和流量[20-21]。目前，在较大尺度上研究景观连接度，图论法被广泛学者认可并运用，其具有高性价比，可以直接利用景观基础空间数据，并结合特定物种的扩散行为能力，不仅可以直观地展现景观结构连接度，并能有效预测景观功能连接度。图的构成元素非常简单，即节点和连接它们的路径所组成[22]，图论的应用极大地推着连接度的相关研究，通过对图中要素赋予特定的生态意义，能有效地反映结构及功能连接度，将区域自然系统的中的生态网络表达为一种直观和可视化的形式，对在不同尺度上分析景观动态变化、区域规划决策以及生物资源管理等具有重要意义[23]。

2、研究意义

土地整理实质是对土地生态系统的重塑，整个过程必然会打破一定地域内土地资源的原位状态，对区域内的水资源、土壤、植被、生物等环境要素及其生态过程产生许多直接或间接、有利或有害的影响[24]。其中，生态用地是维护生物多样性和生态系统动态平衡的重要景观类型[25]。生境景观连接度是对生态用地景观空间结构单元相互之间连续性的量度[26-27]，是斑块延展性、廊道通达性和景观可持续性的综合表征，也是区域生态系统内物质能量流动、基因干扰与传播等生态过程及生物的迁移扩散运动的基础与保障。在高度破碎化的景观中维持较高的生境景观连接度有利于种群个体在残留生境间的扩散运动，从而可有效地缓解片段化种群的局域灭绝风险[28-30]。因此，生境景观连接度逐渐成为定量评价土地整理生态效应的重要指标。

景观连接度包括结构连接度和功能连接度，目前的景观连接度大多停留在景观结构的研究上，忽略了生物体在景观中的扩散行为，如利用破碎度、聚集度、蔓延度、斑块形状及斑块面积等景观格局指数来分析土地整理项目区的景观格局变化及其生态效应[31-33]，这些指标应用广泛，但只能反映某种土地覆盖类型在景观中的空间连续性，而忽视了景观过程和功能变化。景观连接度实质是景观促进或阻碍生物体在资源斑块间运动的程度，反映了生物体在景观中扩散和生存的能力[34-36]。因此，在评价景观连接度的过程中，如果不考虑生物体的扩散过程而单纯考虑景观的结构连接度是没有生态学意义的。而如果将景观功能连接度换算为生物体在景观中扩散所需的费用，费用通过生境斑块间的距离来度量，则在度量功能连接度时将极为便利[37]。基于图论理论的景观连接度方法通过对图中要素赋予特定的生态意义,可以直接利用景观基础空间数据，不仅考虑景观的空间布局，而且还将生物个体和种群的扩散距离和行为反应纳入分析之中[38]，即从功能连接度的角度探讨景观连接度的状况，并且可以得到景观中每一单独生境斑块对于维持现存连接度的贡献程度。

竹镇镇位于南京市六合区的西北部，地处长江北部开发腹地，属于典型的丘陵山

区。区域内，地势呈东北高、西南低走势，植被广袤，野生动植物种类繁多,是南京市自然保护区和风景名胜区。近年来，竹镇镇大力开展土地整理活动，涉及双龙村、金磁村、光华村、三星村等多个村，土地利用结构发生了很大的变化，引起了很多学者的关注，该区也成为土地集约利用，耕地质量评价、居民点整理等研究方面的一个典型区域[40-42]，而研究土地整理的生态效应评价方面的研究还比较少，尤其是从项目小尺度来研究反映景观斑块结构与布局对生物多样性的影响来测度土地整理的生态效应研究比较少。

本文基于景观连接度理论方法，以竹镇镇重点土地整理项目区双龙村为研究区，研究土地整理前后景观生境连接度变化，识别出影响生物群体的重要地段和关键点，以期丰富土地整理生态效应评价方法，并为土地整理项目区的生态用地结构、布局等提供理论参考。

二．相关研究进展

1、土地整理生态环境效应研究

生态环境是影响人类生存与发展的自然资源与环境状况的总称，包括土地环境、水环境、生物环境以及气候环境，人类活动会对生态环境产生正面或负面影响。土地整理是对土地资源及其利用方式的再组织和再优化过程，是一项复杂的系统的过程。由于土地整理活动需要借助一系列生物、工程措施对水、田、路、林、村等进行综合整治,在此过程中将不可避免地会对土地整理区域及其背景区域的水资源水环境、土壤、植被、大气、生物等环境要素及其生态过程产生诸多直接或间接、有利或有害的影响。

（1）土地整理对土壤的影响：土地整理将会对土壤的各种理化性质及相关生态过程产生不同程度的影响，如改变土壤结构和土壤质地，影响土壤肥力，造成土壤污染和加剧土壤退化。通过土地整理实施后不同年限对紫色丘陵区土壤质量的研究发现，土地整理的实施能促进土壤理化性状和生物学性状的改善，提高土壤综合质量，随着整理年限的增加，改善土壤质量的效果越明显[43]。

（2）土地整理对水环境的影响:土地整理的土地平整工程和农田水利工程会对水环境产生直接和间接的影响。土地整理不仅可以改善道路系统，还可以改善水资源管理系统及景观和自然条件[44]。农田大型水利工程的建设会对水文环境产生影响，如水库修建后会改变河流下游河道的流量过程，建设过程中形成的弃土弃渣，容易加剧区域水土流失，或者导致弃渣在水体中淤积[45]。

（3）土地整理对植被的影响：土地整理过程中的一系列工程、生物措施会对地表的植被数量、质量产生影响。以提高农业生产力和改善生产条件为唯一目标的土地整理可能对生态环境有负面影响[46]。将未利用地和零星闲散地整理开发为耕地，能够增加有效耕地面积，植被覆盖率和覆盖程度却降低了，导致了次生自然植被及人工植被

面积的减少，整理开发区的植被组成逐步走向单一的农作物[47-48]。

（4）土地整理对生物资源的影响：土地整理工程的实施不可避免会对生物资源产生影响，规划设计中生态用地的减少，必然会减少生物的生存空间，为改善土地质量、促进作物生长而大量使用化学药品会影响野生生物的生存。在西欧国家和斯洛文尼亚的土地整理经验表明，土地整理仅仅聚焦于生产力的增长，不考虑生态方面很容易导致负面的影响。不合理的土地整理导致自然生态系统的破碎，也是导致生物多样性降低、水位下降的一个主要原因[49]。在一定区域内的土地整理结束后，土地利用类型结构和布局重新分布，原有的生物栖息地、繁殖地发生改变，生态环境结构简单化或比以前更复杂，生物的生存环境和繁殖环境受到极大影响，对生物多样性存在潜在的影响[50]。

（5）土地整理对小气候的影响：土地整理活动是一个地形地貌重建的过程，其地形地貌、地表植被覆盖、水文结构、土壤结构等受到影响，这些环境要素的变化可能会引起局部小气候的变化。基于地块聚集的土地整理可能减少温室气体的排放，在更大及更规整的单元中，地块的聚集能够减少耕作的时间和燃料，从而影响温室气体的排放[51]。国内学者对河北省保定市蠡县土地整理项目的研究发现，完善的防护林建设将使项目区林网控制率达到90%以上，风速降低20%～50%，大大减少了风害[52]。

（6）土地整理对景观格局的影响：土地整理导致土地利用数量、结构、空间布局的变化，对景观的多样性、空间格局产生影响。土地整理是对农村景观侵蚀控制的一个有效手段[53]。通过对中国西南丘陵地区土地整理前后的景观格局进行对比分析，发现整理后整体形状复杂度降低，图斑形状趋近于圆形和方形，土地平整工程的实施改变了农田景观原有格局，单位斑块的面积增大，斑块边界的复杂弯曲程度降低[54]。道路廊道有利于物种的空间运动和本来是孤立的斑块内物种的空间运动及其生存和延续，但廊道本身也可能引入天敌对本来是安全的庇护所产生危害。

2.土地整理生态效应评价方法研究

2.1建立评价指标体系，运用定性、定量、定性与定量相结合方法进行土地整理生态环境评价

这种方法通过选取影响土地生态系统的有关因子建立评价体系，采用层次分析法、特菲尔法等方法评定参评因子的权重，然后再运用数学模型或公式将参评因子进行量化，最后根据量化结果评定土地整理对生态环境可能产生的影响。这是目前国内学者采用的最为普遍的方法，相对简便实用，其关键的一点是评价指标体系的建立。

王军利用综合指数法，借助Gis技术，利用评价模型，探讨了土地整理生态评价的技术方法，分析了生态评价不同综合分值的耕地、林地、牧草地、未利用地等土地利用的土地整理措施[55]。欧阳彦选取了比较有代表性的土地整理项目生态环境影响的指标体系,采用熵值法确定权重,构建了基于可拓物元的土地整理生态环境影响评价模型,并应用该模型对老河口市孟楼镇基本农田整理项目进行了评价[56]。赵华等利用生态效应评价的一般指标，应用模糊关系合成原理，根据多因素在评价对象上的隶属度，从数量上进行量化和描述，对土地整理项目中的生态环境效应进行模糊综合评价[57]。

通过建立评价指标体系进行定性与定量结合的方法进行土地整理生态环境评价虽简便实用，但其评价因子的选择与指标体系的建立一直是一个难点，由于没有统一的评价指标体系及评价指标的选取的不确定性，再加上在具体操作时难以避免人为主观性，所以运用这种方法进行土地整理生态环境评价研究一直没有较大的突破。

2.2结合生态系统服务价值理论，建立数学模型进行土地整理生态环境评价

生态系统服务价值是指由生态系统结构，过程和功能所形成及维持人类赖以生存的自然环境条件及其效用，其实质是指人类从生态系统和生态过程中所得到的利益，这种利益主要分为实物形态生态产品和非实物形态的生态系统功能两大类[58]。土地整理是一项大量运用工程技术手段改造和优化区域土地利用结构的活动，其必然会对原有的生态系统的结构和功能产生影响，从而使该地区的生态服务价值发生改变，通过数学模型计算、对比整理前后的生态服务价值的变化，能够定量评价土地整理活动对生态环境系统的影响。基于此，一些学者将生态服务价值引入土地整理生态环境评价中，进行土地整理生态环境评价实证研究，取得了较为理想的效果。如郑慧敏、王夷平等在分析生态服务价值及在土地整理规划环境影响评价中的意义和评价程序的基础上，运用生态系统服务价值理论并建立数学模型，对响水县小尖镇土地整理规划项目进行了实证分析[58]。王军、严慎纯等以吉林省大安市的土地整理项目为例，利用生态服务价值模型计算了村域、镇域和县域尺度下土地整理区的生态服务价值及其总量变化[59]。张正峰分别从中国东、中、西三大地带中各选取一个土地整理项目，通过货币化生态系统服务功能，定量土地整理前后项目区的生态服务价值，估算了由于土地整理活动而引起的生态系统服务价值的损益[60]。

2.3结合能值理论，建立评价模型进行土地整理生态环境评价

能值是指某种流动或储存的能量所包含的另一种类别能量的数量，其核心内容就是将不同种类，不可比较的能量，通过能值转换率转换成同一标准太阳能值，然后再通过能值/货币比率，将能值用货币形式表示出来。这是一种将自然资源与经济社会能量流度量进行对接的有效方法[61]。土地整理活动对项目区的土地利用结构、有效耕地面积、灌溉水利设施、农田防护林体系等会产生剧烈的影响，使项目区的产品数量和质量发生变化，必将使其能值发生变化，因此，学者将能值理论引入土地整理生态环境评价，以土地整理前后区域产品或服务的自然环境系统的无偿能值投入变化为表征，选取评价因子，建立计算模型，进行土地整理生态环境评价。常春，金晓斌等在对传统生态效益评价方法综合评价的基础上，结合能值理论和生态系统服务理论，提出基于能值分析的土地整理生态效益评价步骤、因子选取和测算方法，并进行实证[61]。

赵俊锐，朱道林应用能值分析方法，以山东省淄博市杨峪地域土地整理项目为例，对土地开发整理前、后自然环境与人类社会系统能值输入与输出的变化进行分析，研究土地开发整理的后效益[62]。胡廷兰,杨志峰则阐述了土地整理内容,分析了生态效益评价在土地整理中的地位,通过对土地整理效应特征和边界的辨析,以能值理论为基础,提出了以自然环境系统的无偿能值投入变化量为表征的土地整理生态效益评价方法,构建了土地整理生态效益的评价公式[63]。

能值分析法充分考虑自然资源对生态系统的重要作用，采用一致的能值标准,避免了偏颇生态或经济某一方面的常规不足。但获得产品的转换率较难,没有统一的折算标准;需要大量、全面、连续的数据作支撑,较耗时。

2.4结合生态足迹理论，建立评价模型进行土地整理生态环境评价

生态足迹是指用生物或生态生产性土地面积度量一个区域确定人口对经济规模的资源消费和废物吸收水平的账户工具[64]。任何特定人口的生态足迹，就是其占用的用于生产所消费的资源与服务以及利用现有技术消化其所产生的废弃物的生物生产土地或海洋（水域）的总面积。地整理将改变整理区的土地利用状况，改善整理区的生产条件，使整理区的生产能力发生变化，其承载力也相应发生变化，因此，将生态足迹理论运用到土地整理生态环境评价，能对整理前后的生态承载力进行量化评价[65]。

费良军，黄宝友等在深入分析土地整理生态效益评价问题特点的基础上，将基于生态足迹模型的生态承载力定量计算应用到陕西省土地整理工程中，并按土地整理地貌分区对生态承载力进行分析计算，发现土地整理有效缓解了陕西省的生态环境压力[66]。李文慧、李振国等则以湖南韶山市为例，运用生态足迹模型，对2001~2007年间的土地整理效果进行测算和评价后，指出生态足迹法对土地开发整理生态环境评价具有重要意义[67]。

2.5结合景观生态学原理，建立评价模型进行土地整理生态环境评价

景观生态学是研究景观单元类型组成、景观格局及其与生态学过程的综合性学科，景观空间格局、生态学过程与尺度之间的相互作用是景观生态学研究的核心问题。近年来，土地整理中的生态环境问题问题受到广泛关注，景观生态学原理越来越多地应用于土地整理活动中。严金明首次提出在土地整理中引入景观生态学理论，并对国内景观生态保护型土地整理设计模式进行了构想[68]。

刘峻岭，李申等从生态系统结构的整体出发，结合宏观的景观格局与微观的生态过程，选取了斑块个数、破碎化指数、景观隔离度、植被覆盖率、生物多样性指数、物质循环速率、干扰频率和土壤质量8个二级评价指标，构建了土地整理项目的生态效应评价体系，运用归一化方法对评价指标量化，并结合天津市七里海镇土地整理项目进行实证研究，指出今后需要在土地整理项目中从生态学角度进行规划设计，以取得经济、社会和生态综合效益[79]。刘勇,吴次芳等选择典型的土地整理项目作为研究案例,以GIS和景观指数为研究手段,结合景观格局优化目标建立相应的指标体系,对土地整理的生态效应进行评价，发现土地整理既有正效应也有负效应，需在土地整理规划和设计时融入景观设计和生态保育思想[70]。邓劲松等利用景观格局指数分析桐乡市4个乡镇耕地整理对耕地景观格局的影响后发现，不合理的土地整理使斑块数量明显增加，斑块密度增大，而平均斑块大小却显著下降[71]。

2.6结合图论理论，运用景观连接度模型评价土地整理生态效应评价

景观连接度描述了景观要素在其生态过程和特定生态功能上的有机联系，具有能够促进或阻碍景观内物种和生态流过程在斑块间的运动行为的作用，直接影响着景观生态功能[72]，景观生态功能的变化会导致物质能量流动、干扰传播等生态过程以及生物的迁移扩散运动的变化[73]。

图论作为研究连接度的新方法，极大地推动着其发展，通过将真实且具有特定生态意义的生态要素转化为图论理论中的要素参数加以研究，以一种直观、可视化的形式展示区域自然系统的生态网络特点，结合景观连接度指数，不仅考虑景观的空间布局，而且还将生物个体和种群的扩散距离和行为反应纳入分析之中，即从功能连接度的角度探讨景观连接度的状况，并且可以得到景观中每一单独生境斑块对于维持现存连接度的贡献程度，从而识别出影响生物群体的重要地段和关键点，并为土地整理项目区的生态用地结构、布局等提供理论参考。

但目前将景观连接度运用于土地整理，从功能连接度的角度评价土地整理的生态效应并不多，刘世梁、杨珏婕等取贵州省道真县洛龙镇国家重点土地整理项目区，运用基于结构与功能相结合景观连接度模型，计算了不同种群迁移扩散距离阈值情景下，土地整理前后各生境斑块对景观连接度的重要程度，识别重要斑块变化范围，从功能角度评价了整理后的生态效应[74]。

3.景观连接度研究

Merriam在研究景观格局特征与物种扩散行为之间的相互作用时，第一次将景观连接度概念和方法运以探究其作用[75]。景观生态学的不断发展，使得越来越多的学者提出不同的景观连接度的概念进而丰富景观连接度的理论研究和应用。还有学者总结了景观连接度的研究和应用，将景观连接度堪称一种衡量指标，用以测度空间景观的延续性特点[76]。Taylor等提出的景观连接度概念是定量的且便于描述和应用的，他认为景观连接度具有能够促进或阻碍景观内物种和生态流过程在斑块间的运动行为的作用，直接影响着景观生态功能[77]。虽然学者们提出的景观连接度概念些许不同，景观连接度的作用是公认的，它反映出景观的生态功能，是对景观空间要素单元之间连续性的量度，可以直观描述景观生态功能及过程的指标。景观连接度包括直观上景观格局要素之间是否直接连接的程度，即结构连接度；根据特定生态学联系的某种生态功能受到景观结构促进、阻碍作用的，在景观结构中的潜在连续性，即功能连接度[77-78]。

城市区域的不断扩张和土地利用的集约化，使自然环境中的生境面积不断萎缩、破碎化，自然生境的消失、隔离已成为全球生物资源丰富的最大威胁。很多景观生态及生物学者利用景观连接度理论方法，研究区域生境斑块的变化对生物多样性的影响。物种生境的破碎化会致使物种种群栖息地的丧失，从而进一步导致生物多样性的

的丧失，因而提高景观连接度可以有效地促进种群的迁移扩散，提高种群延续的可能，避免种群的灭绝[79]。还有发现景观连接度对植物的生存和延续有着积极地作用，较好景观连接度有利于授粉传播和种子的传播，避免隔离植物群落的遗传功能[80]。

有关连接度的研究多是基于渗透理论基础，而近年来从图论角度探讨连接度的研究备受关注。这种基于网络或图形的空间显性分析被称之为研究生态拓扑学的新方法[81]，这种方法将景观斑块以节点方式表达，节点间结构上相接或者基于某种生态意义，节点存在生态联系，就以线段连接节点，这样整个景观就被表达成由线段连接节点对的路径图，并通过连接度指数和图论中的要素指标可以评价并反映某一生态过程的生态连接度及其空间差异。图论中主要指标参数包括：图中的边（线段）数、成份（景观斑块）数及大小以及流动指数、综合连接度指数和连接度概率指数等[82]。Cantwell在不同的景观格局中，基于图论开发建立了可以运用于不同景观格局的生态模型，以探测空间配置的特点[83]。OBrien等人以图论为研究方法，探究林地驯鹿冬季栖息地景观连接度状况，并展示林地驯鹿分布与连接较好的生境之间的联系[84]。另外，还有学者以景观连接度理论为基础，探讨研究区农业斑块对于恢复森林连接度的作用以及对农业斑块的贡献度分等定级，并展示农业斑块面积与其斑块重要值即贡献度的一一对应关系，确定该研究中农业斑块重要值与其面积关系并不明显[84]。

国内学者运用景观连接度评估方法展开诸多颇有价值的景观生态及野生动物研究。陈利顶等以筛选而得到的3种影响大熊猫生存的典型因子(高程、坡度和食物来

源)建立大熊猫生境连接度评价体系，直观定量分析了研究区大熊猫的适宜生境类型及生境景观的空间特征，这是国内第一次在研究生境破碎化的实践中运用了景观连接度的内容[85]。陈杰等基于景观连接度原理，探讨并确定以森林景观为基础的连接度距离阈值的分析和确定，并展现了每个农业斑块对森林景观连接度的提高的贡献度大小，并依据当地特征，得到基于森林恢复的农业类型斑块的选取及恢复的重要性等级[86]。俞孔坚基于景观连接度的原理，提出景观生态安全格局的内涵及相关识别方法，以阻力模型地方法确定关键性斑块以及这些关键斑块间联系的廊道和辐射道等空间组合[87]。熊春妮等以城市区绿地景观为研究对象，通过综合连接度指数以及可能连接度指数来评价研究区绿地景观连接度，通过景观中斑块连接度重要值确定对维持绿地连接度的重要斑块，并探讨其重要性与面积的关系[88]。孙贤斌以盐城滨海湿地带为研究区，分析研究了湿地景观的生态系统功能情况，并通过研究景观中具有高生态价值的重要点的变化对景观连接度和生态流的影响从而确定重要生态区，即对其重要值大的点，就是湿地景观的敏感区，以期优化景观格局[89]。景观优化研究应首先基于对景观连接度及生态过程的研究。我国生态学者近年来根据景观连接度概念，已将景观连接度研究方法应用到其他更为广泛的研究领域，通过景观连接度的研究方法分析生态结构及特定生态功能之间的联系和过程，重构景观内部成分的空间生态流，从而达到优化区域景观格局、提高区域生态安全的目的[90-92]。

4.简要评述

综合前面的研究，国内外学者关于土地整理对生态环境的影响进行了许多有益的研究探索，土地整理的生态环境效应正受到越来越多的关注。已有的研究深化了土地整理生态效应评价的方法，也建立了相对完整的指标体系，但是基于景观过程和功能变化的生态效应评价却较少。在景观连接度方法方面，以景观生态学的角度出发，用景观生态学的相关理论和方法在生物多样性保护和城市景观规划研究中较为成功，其理论和方法都有很好的参考价值。但目前将景观连接度运用于土地整理，从功能连接度的角度评价土地整理的生态效应并不多。尤其是从项目小尺度来研究反映景观斑块结构与布局对生物多样性的影响来测度土地整理的生境景观连接度变化比较少。本文基于景观连接度理论方法，以竹镇镇重点土地整理项目区双龙村为研究区，研究土地整理前后景观生境连接度变化，识别出影响生物群体的重要地段和关键点，以期丰富土地整理生态效应评价方法，并为土地整理项目区的生态用地结构、布局等提供理论参考。

三．应用前景

基于图论的景观连接度与传统的景观指数方法相比，不仅能有效的反映结构和功能连接度水平，还能从空间上明确每一生境斑块对景观连接度的贡献作用，有利于采取恰当措施保护对景观连接度具有重要作用的的大面积生境斑块和脚踏石的斑块。因此采用图论的方法对土地整理项目区进行景观连接度评价可提前识别影响生物群体的重要地段和关键点，为项目区规划、景观生态型土地整理的建设提供科学的决策依据。

加强对景观连接度的研究，从功能角度评价土地整理的生态效应。进一步考虑景观基质异质性的影响，特别是不同景观土地利用阻力效果不同，同时加强对区域物种的生物学特性、扩散能力的考虑和分析。构建适合土地整理活动对生态环境影响研究的科学方法和技术。

四．参考文献

[1]严金明,钟金发,池国仁.土地整理[M].北京:经济管理出版社,1998.

[2]许璐璐.基于能值分析的土地整理生态效益研究，南京农业大学，2007

[3]张正峰.土地整理中的生态服务价值损益估算[J].农业工程学报，2008，24(9)：69－72.

[4]吴翔华，唐德善，付光辉.区域土地整理对生态系统服务价值的影响以徐州市贾汪区为例[J].城市发展研究，2008，15(4)：36－41.

[5]陈丹杰，王智勇，曲晨晓，等.生态足迹法在土地整理规划环境影响评价中的应用[J].中国农学通报，2008，24(9)：444－447.

[6]费良军，黄宝友，孙胜祥.陕西省土地整理工程生态承载力模型[J].农业工程学报，2008，24(8)：80－83.

[7]王军，罗明，龙花楼.土地整理生态评价的方法与案例[J].自然资源学报，2003，18(3)：363－367.

[8]欧阳彦，刘秀华.基于熵权物元可拓模型的土地整理生态环境影响评价以老河口市孟楼镇基本农田整理项目为例[J].西南师范大学学报：自然科学版，2009，34(6)：67－73.

[9]樊敏，刘耀林，吴艳娟，等.基于云模型的土地整理生态影响评价研究[J].武汉大学学报：信息科学版，2008，33(9)：986－987.

[10]朱彦刚，胡石元，张奇.基于关联度分析法的土地整理生态环评研究[J].测绘信息与工程，2008，33(1)：30－32.

[11]王军，邱杨，杨磊，等.基于GIS的土地整理景观效应分析[J].地理研究，2007，26(2)：258－264.

[12]刘勇，吴次芳，岳文泽，等.土地整理项目区的景观格局及其生态效应[J].生态学报，2008，28(5)：2261－2269.

[13]安晨,刘世梁,李新举,邱扬.景观生态学原理在土地整理中的应用[J].地域研究与开发,2009,06:68-74.

[14]刘峻岭,李申,孟伟庆.基于景观格局与生态过程的土地整理生态效应评价以天津市七里海镇为例[J].中国农业资源与区划,2014,01:95-101.

[15]王军,严慎纯,白中科,余莉,郭义强.土地整理的景观格局与生态效应研究综述[J].中国土地科学,2012,09:87-94.

[16]边振兴，张心昱，刘芳，等．2004．浅析土地整理中的生态观．沈阳农业大学学（社会科学版），6(4):366－368．

[17]严金明．2000．农地整理要兼顾景观生态．中国土地，(5):19－20．

[18]TaylorPD,FahrigL,HeneinK,MerriamG.Connectivityisavitalelementoflandscapestructure.Oikos,1993,68:571-573.

[19]TurnerMG，GardnerRH，DaleVH，etal．1989．Predictingthespreadofdisturbanceacrossheterogeneouslandscapes．Oikes，55:121－129．

[20]邬建国.景观生态学格局、过程、尺度与等级.高等教育出版社,2000.213~256.

[21]GoodwinBJ.IslandscapeconnectivityadependentorindependentvariableLandscapeEcology,2003,18(7):687-699.

[22]岳天祥,叶庆华.景观连接性模型及其应用沿海地区景观[J].地理学报,2002.57(1):67-75.

[23]ThulasiramanK,SwamyMNS.Graphs:theoryandalgorithms.NewYork:Wiley-Interscience,1992,1-10.

[24] 罗明,张惠远.土地整理及其生态环境影响综述[J].资源科学,2002,24(2):60-63

[25] ZhangQ,LuoH,YanJ.Integratingbiodiversityconservationin-tolandconsolidationinhillyareas:Acasestudyin SouthwestChina[J].ActaEcologicaSinica,2012,32(6):274-278

[26] TischendorfL,FahrigL.Ontheusageandmeasurementoflandscapeconnectivity[J].Oikos,2000,90:7-19

[27] 邬建国.景观生态学概念与理论[J].生态学杂志,2000,19(1):42-52

[28] GoodwinBJ.Islandscapeconnectivityadependentorindependentvariable?[J].LandscapeEcology,2003,18:687-699

[29] BunnAG,UrbanDL,KeittTH.Landscapeconnectivity:Aconservationapplicationofgraphtheory[J].Journalof EnvironmentalManagement,2000,59:265-278

[30] UrbanD,KeittT.Landscapeconnectivity:Agraph-the-oreticperspective[J].Ecology,2001,82:1205-1218

[31] CoulonA,CossonJF,AngibaultJM,etal.Landscapeconnectivityinfluencesgeneflowinaroedeerpopulation inhabitingafragmentedlandscape:Anindividualbasedapproach[J].MolecularEcology,2004,13:2841-2850

[32] 刘勇,吴次芳,岳文泽,等.土地整理项目区的景观格局及其生态效应[J].生态学报,2008,28(5):2261-2269

[33] 刘峻岭,李申,孟伟庆.基于景观格局与生态过程的土地整理生态效应评价以天津市七里海镇为例[J].中国农 业资源与区划,2014(1):95-101

[34] 王军,严慎纯,白中科,等.土地整理的景观格局与生态效应研究综述[J].中国土地科学,2012(9):87-94

[35] TischendorfL,FahrigL.Ontheusageandmeasurementoflandscapeconnectivity[J].Oikos,2000,90:7-19

[36] TaylorPD,FahrigL,HeneinK,etal.Connectivityisavitalelementoflandscapestructure[J].Oikos,1993,68:571-573

[37] SunDF,DawsonR,LiH,etal.Alandscapeconnec-tivityindexforassessingdesertification:AcasestudyofMinqin County,China[J].LandscapeEcology,2007,22:531-543

[38] 吴昌广,周志翔,王鹏程,等.基于最小费用模型的景观连接度评价[J].应用生态学报,2009(8):2042-2048

[39] TheobaldDM.Exploringthefunctionalconnectivityoflandscapesusinglandscapenetworks//CrooksKR,SanjayanM. ConnectivityConservation[C].NewYork:CambridgeUniversityPress,2006:416443

[40]李贵周.乡镇企业土地集约利用评价与激励约束机制研究[D].南京农业大学,2012.

[41]袁瑜.基于GIS的南京市六合区耕地质量评价研究[D].南京农业大学,2009.

[42]张伟龙.农村居民点整理驱动力与综合潜力研究[D].南京农业大学,2013.

[43]徐畅，高明，谢德体，等.土地整理年限对紫色丘陵区土壤质量的影响[J].农业工程学报，2009，25(8)：242－248.

[44]SonnenbergJ.Fundamentalsoflandconsolidationasaninstrumenttoabolishfragmentationofagriculturalholdings[C]//FIGXXIIInternationalCongress,2002,19－26.

[45]张正峰，赵伟.土地整理的生态环境效应分析[J].农业工程学报，2007，23(8)：281－285.

[46]ThomasJ.AttemptonsystematizationoflandconsolidationapproachesinEurope[J].ZeitschriftfrGeodsieGeoinformationandLandmanagement,2006,

[47]艾东，朱道林，赫晓霞.土地整理与生态环境建设关系初探[J].生态环境，2007，16(1)：257－263.

[48]徐翠兰，朱成立.土地开发整理中的生态环境问题及其对策探讨[J].安徽农业科学，2010，38(7)：3837－3839.

[49]LisecA,CerjakM,PintarM.Theinfluenceofthelandconsolidationontheecologicalelementsintherurallandscape[C]//InProceedingsofthe6thInternationalConferenceEnvironmentalEngineering,2005,5:26－27.

[50]范金梅，王磊，陈原，等.关于中国农地整理中预测性环境影响评价问题[J].农业工程学报，2005，21(10)：74－77

[51]JuhanaHiironen,PiviMattila,MaijaLti,etal.Renewingtheevaluationoflandconsolidationeffects[C]//FIGCongress2010FacingtheChallengesBuildingtheCapacitySydney,Australia,2010,4.

[52]牛传军，贾芳芳，马好霞，等.土地整理对区域生态环境的影响分析[J].水土保持研究，2008，15(1)：193－196.

[53]MiharaM.Effectofagriculturallandconsolidationonerosionprocessesinsemi-mountainouspaddyfieldsofJapan[J].JournalofAgriculturalEngineeringResearch,1996,64(3):237－247.

[54]ZhangZhen,WeiChaofu,ZhangWeihua,etal.ChangesoflocalagriculturallandscapepatternsinducedbylandconsolidationinhillyandmountainousSouthwesternChina[J].JournalofChongqingUniversity:EnglishEdition,2009,8(3):151－164.

[55]王军，罗明，龙花楼.土地整理生态评价的方法与案例[J].自然资源学报，2003,18（3）:363~367.

[56]欧阳彦,刘秀华.基于熵权物元可拓模型的土地整理生态环境影响评价以老河口市孟楼镇基本农田整理项目为例[J].西南师范大学学报(自然科学版),2009,06:67-74.

[57]赵华,卞正富,冷海龙.在土地开发整理项目中加强生态环境效益评价的探讨[J].中国土地科学,2003,03:34-37 14.

[58]郑慧敏，王夷平，孙华.生态服务价值理论在土地整理规划环境影响评价中的应用初探[J].广东土地科学，2007,6（4）：27~30.

[59]王军,严慎纯,余莉,张亚男.土地整理的生态系统服务价值评估与生态设计策略以吉林省大安市土地整理项目为例[J].应用生态学报,2014,04:1093-1099.

[60]张正峰.土地整理中的生态服务价值损益估算[J].农业工程学报,2008,09:69-72.

[61]常春，金晓斌，展炜，等.基于能值理论的土地整理生态效益评价方法与实证研究[J].河南科学，2009,27（7）：857~861.

[62]赵俊锐,朱道林.土地开发整理生态效益后评价的能值分析研究以山东省淄博市窑峪流域与花林流域土地整理项目为例[J].山东理工大学学报(自然科学版),2010,02:24-30.

[63]胡廷兰,杨志峰.农用土地整理的生态效益评价方法[J].农业工程学报,2004,05:275-280.

[64]WackeragelM,ReesW.Ourecologicalfootprint:reducinghumanimpactontheearch[M].Gabriolaisland:NewSocietyPublishers,1996.

[65]王兴振,杨子生.我国土地整理生态环境评价研究综述[J].国土与自然资源研究,2012,02:38-41.

[66]费良军,黄宝友,孙胜祥.陕西省土地整理工程生态承载力模型[J].农业工程学报,2008,08:80-83.

[67]李文慧，李振国，李朝奎，等.基于生态足迹理论的土地整理项目可持续性评价以湖南省韶山市为例[J].安徽农业科学，2010,38（1）：300~302,305.

[68]严金明．2000．农地整理要兼顾景观生态．中国土地，(5):19－20．

[69]刘峻岭,李申,孟伟庆.基于景观格局与生态过程的土地整理生态效应评价以天津市七里海镇为例[J].中国农业资源与区划,2014,01:95-101.

[70]刘勇,吴次芳,岳文泽,叶艳妹.土地整理项目区的景观格局及其生态效应[J].生态学报,2008,05:2261-2269.

[71]邓劲松，王珂，沈掌泉，等.桐乡市乡镇耕地整理对耕地景观格局的影响及其分析［J］.农业工程学报，2005，21（3）：79-82.

[72]TaylorPD,FahrigL,HeneinK,MerriamG.Connectivityisavitalelementoflandscapestructure.Oikos,1993,68:571-573.

[73]TurnerMG，GardnerRH，DaleVH，etal．1989．Predictingthespreadofdisturbanceacrossheterogeneouslandscapes．Oikes，55:121－129．

[74]刘世梁，杨珏婕，安晨，等.基于景观连接度的土地整理生态效应评价.生态学杂志,2012，31(3):689－695.

[75]MerriamHG.Connectivity:afundamentalcharacteristicoflandscapepatternJ.BrandtandP.Aggereds.MethodologyinlandscapeecologicalresearchandPlanning.Vol1.Theme:Landscapeecologicalconcepts.Denmark:RoskildeUniversityCenter,1984,5-15.

[76]FormanRTT,GodronM.LandscapeEcology.NewYork:JohnWileyandSons,1986.

[77]TaylorPD,FahrigL,HeneinK,MerriamG.Connectivityisavitalelementoflandscapestructure.Oikos,1993,68:571-573.

[78]LutzTischendorf,LenoreFahrig.Ontheusageandmeasurementoflandscapeconnectivity.OIKOS,2000,90(1):7-19.

[79]吴昌广,周志翔,王鹏程,等.景观连接度的概念、度量及其应用[J].生态学报.2010,30(7):1903-1910.

[80]SorkVL,SmousePE.Geneticanalysisoflandscapeconnectivityintreepopulations.LandscapeEcology,2006,21:821-836.

[81]FerencJordan,Wei-chungLiu,AndrewJ.Davis.Topologicalkeystonespecies:measuresofpositionalimportanceinfoodwebs.OIKOS,2006,112:535-546.

[82]UrbanD,KeittT.Landscapeconnectivity:agraph-theoreticperspective.Ecology,2001,82:1205-1218.

[83]MargotD.Cantwell,RichardT.T.Forman.Landscapegraphs:Ecologicalmodelingwithgraphtheorytodetectconfigurationscommontodiverselandscapes.LandscapeEcology,1993,8(4):239-255.

[84]DanOBrien,MichelineManseau,AndrewFall,etal.Testingtheimportanceofspatialconfigurationofwinterhabitatforwoodlandcaribou:Anapplicationofgraphtheory.Biologicalconservation,2006,130:70-83.

[85]陈利顶,刘雪华,傅伯杰.卧龙自然保护区大熊猫生境破碎化研究[J].生态学报.1999,19(3):291-297.

[86]陈杰,梁国付,丁圣彦.基于景观连接度的森林景观恢复研究以巩义市为例[J].生态学报.2012,32(12):3773-3781.

[87]俞孔坚.生物保护的景观生态安全格局[J].生态学报.1999,19(1):8-15.

[88]熊春妮,魏虹,兰明娟.重庆市都市区绿地景观的连通性[J].生态学报.2008,28(5):2237-2244.

[89]孙贤斌,刘红玉.基于生态功能评价的湿地景观格局优化及其效应以江苏盐城海滨湿地为例[J].生态学报.2010,30(5):1157-1166.

[90]武剑锋,曾辉,刘雅琴.深圳地区景观生态连接度评估[J].生态学报.2008,8(4):1691-1701.

[91]张小飞,王仰麟,李正国.基于景观功能网络概念的景观格局优化以台湾地区乌溪流域典型区为例[J].生态学报.2005,25(7):1707-1713.

[92]岳德鹏,王计平,刘永兵,等.GIS与RS技术支持下的北京西北地区景观格局优化[J].地理学报.2007,62(11):1244-1231.

五．研究目标、内容和拟解决的关键问题

1.研究目标

选取南京市六合区竹镇镇重点土地整理项目区双龙村，分析土地整理对该项目区景观类型结构的影响，并运用基于结构与功能相结合的景观连接度指数，探讨土地整理活动对区域关键物种生境的影响，识别出影响生物群体的重要地段和关键点，进而研究土地整理的生态效应。从基于有效连接的角度为土地整理区的生物多样性保护及景观的设计与规划提供指导意见。

2.研究内容

（1）项目区生态现状及问题

（2）土地整理景观格局变化研究：将项目区的土地利用类型划分为耕地、园地、林地、草地、交通运输用地、水域及水利设施用地、其他土地、城镇村及工矿用地。选取类型尺度的景观格局指数：斑块类型总面积（CA）、斑块类型所占景观面积比例（PLAND）、斑块数量（NP）、斑块密度（PD）、斑块面积平均值（AREA_MN)、分维数指数平均值（FRAC_MN）、最大斑块面积指数(LPI)。景观尺度的景观格局指数：连接度指数（CONNECT）、蔓延度（CONTAG）、Shannon多样性指数。在景观分析软件Fragstats4中进行景观格局指数的计算，研究整理前后项目区景观格局的变化特征。

（3）土地整理前后沟渠结构特征研究：在Arcgis中筛选得到土地整理前后沟渠廊道矢量数据，计算整理前后沟渠的长度、宽度、密度、连连接度、环通度来研究沟渠的结构变化，进而分析其对景观结构与功能的影响。

（4）土地整理前后生境斑块变化研究：将南京市六合区竹镇镇土地整理项目区双龙村的覆被类型划分为生态用地和非生态用地两种类型，通过整理前后生态用地的面积及变化率的变化，分析整理前后生态用地的变化特点；再将生境斑块依据面积大小，划分为巨、大、中、小型四种斑块类型，探究土地整理前后生境斑块结构特点及变化。

（5）土地整理前后生境景观连接度及重要性变化研究：通过筛选合并得到土地整理前后生境斑块，并根据物种的扩散行为确定连接度的距离阈值，构建整理前后生境图模型，通过在ConeforSensinode2.2软件中计算基于图论的评价连接度的综合连接度指数、概率连接度指数以及图论中其他评价参数（路径数、组分数、度等）用以探究整理前后生境斑块景观连接度的变化；以及根据每一生境斑块的重要值来识别维持生境景观连接度的关键斑块；并探究斑块重要性与其面积的关系。

（6）基于有效连接的土地整理规划启示或建议。

3.拟解决的关键问题

运用景观连接度模型，对项目区主要物种（动物）生境格局进行分析，探讨土地整理活动对区域关键物种生境的影响，识别出影响生物群体的重要地段和关键点，研究土地整理的生态效应，基于有效连接为土地整理规划与物种多样性保护提供建议。

六．研究方法、技术路线、实验方案及可行性分析

1.研究方法

（1）景观格局指数分析法：借助一定的文字、图表、景观格局指数等手段和方法对景观的结构组成特征及其空间配置关系进行描述，以分析景观格局的时空异质性，从而进一步对生态过程进行研究。从看似无序的景观要素镶嵌中，发现潜在的有意义的规律性，确定产生和控制空间格局的因子和机制。

（2）图论理论：图是由一系列的节点以及连接节点间的连线组成的。而连线的长度即路径是根据不同的研究对象被赋予特定的生态学意义而确定。在景观连接度的相关研究中，基于图论理论的连接度方法不仅考虑景观的空间布局，而且还将生物个体和种群的扩散距离和行为反应纳入分析之中，即从功能连接度的角度探讨景观连接度状况；并且可以得到景观中每一个单独生境斑块对于维持现存连接度的贡献程度，并以此可以选择重要的斑块给予加强保护和恢复。

（3）基于图论的连接度指数分析法：本研究选用综合连接度指数（IIC）、概率连接度指数（PC）作为整体评价景观连接度的指数。综合连接度指数(IIC)和概率连接度指数(PC)是被推荐为分析连接度最好的指数，相比与其他指数有多个改进的地方。综合连接度指数与概率连接度立足于图论理论并以矢量数据为基础的连接度评价指数，可以同时体现景观的结构连接度及功能连接度，对景观内的变化相当敏感，还能够较好反映景观破碎化、识别垫脚石。同时，概率连接度比综合连接度考虑了一个更丰富的连接模型，不受相邻栖息地的影响。

（4）斑块重要性分析法：斑块的重要值，是量化了的生境斑块对于维持景观连接度的贡献作用大小。本研究中在评价土地整理前后每一生境斑块对维持生境景观连接度的贡献大小时用到斑块重要性分析法。

2.技术路线

见附件

3.实验方案

（1）将土地覆被利用类型划分为耕地、园地、林地、草地、交通运输用地、水域及水利设施用地、其他土地、城镇村及工矿用地8类，在Arcgis下制作土地整理前后土地利用现状图，并利用Fragstats4处理景观格局指数，直观的分析整理前后土地利用类型及景观格局的变化。

（2）基于景观连接度理论方法，利用GIS平台和Conefor26软件，选择反映不同物种空间扩散能力的景观距离阈值，探讨土地整理项目区整理前后不同景观阈值下连接度的变化，并尝试在剔除沟渠的情况下，分析土地整理前后，景观结构与功能的变化。在此基础上分析整理前后各生境斑块对景观连接度的重要程度，识别重要斑块变化规模与空间范围，从功能角度评价整理后的生态效应。

4.可行性分析

（1）研究课题的可行性：随着土地整理在我国快速开展，土地整理所带来的生态环境问题已引起了广泛的关注。如何评价土地整理的生态环境效应已成为一个热点

和难点问题。我国如今推行景观生态型的土地整理，景观连接度是景观生态学研究的主要内容之一，目前,景观连接度研究已经在理论、方法以及应用方面取得了较快的发展,取得了许多具有价值的研究成果。

（2）研究方法的可行性：本项目的研究综合运用多种方法。通过遥感、GIS调查进行数据的获取，运用软件技术对数据进行处理和分析。具有较强的准确性与科学性。并通过制作表格与图对实验结果进行分析与总结，最终得出结论，具有一定的严谨性。

（3）操作的可行性：本人对土地整理的生态效应及景观连接度研究已有一定基础，需要运用的软件已掌握，可顺利进行研究。