地形异质性如何塑造中国景观格局：加剧还是缓解景观破碎化？

本研究针对地形异质性对景观破碎化(LFI)的双重作用机制，通过均值变点法确定最佳分析尺度(9 km2)，构建地表起伏度(RDLS)与景观破碎化指数(LFI)评价模型，结合广义加性模型(GAM)揭示非线性关系。发现地形在低起伏区弱约束导致破碎化加剧，中起伏区形成空间屏障保护景观完整，高起伏区则产生自然破碎效应，为复杂地形区差异化土地利用规划提供理论依据。

　　

在全球城市化加速的背景下，景观破碎化已成为威胁生态安全的核心问题。传统研究多聚焦人类活动的影响，却忽视了一个根本性矛盾：作为景观形成基础的自然地形，究竟在破碎化过程中扮演何种角色？是推波助澜的"帮凶"，还是维持生态完整的"守护者"？这个问题的答案，对于中国这样拥有青藏高原至沿海平原巨大地形落差的国度尤为关键。

研究人员通过创新性的多尺度分析方法，首次系统揭示了中国境内地形异质性与景观破碎化的非线性关系。这项发表在《Environmental Impact Assessment Review》的研究，采用均值变点法确定9 km²为最佳分析窗口，构建地表起伏度(Relief Degree of Land Surface, RDLS)与景观破碎化指数(Landscape Fragmentation Index, LFI)的量化模型，结合广义加性模型(Generalized Additive Model, GAM)解析其复杂关联。

关键技术包括：基于90像素窗口的均值变点法确定空间尺度；RDLS模型整合高程标准差与相对高差；LFI综合斑块密度、边缘密度等指标；GAM模型捕捉非线性响应；利用中国全域1 km分辨率DEM和土地利用数据。

【研究结果】

1. 空间分布特征：RDLS高值区集中分布于青藏高原等地形第一阶梯，呈现"西高东低"格局，与我国三大地形阶梯高度吻合。

2. 非线性响应规律：

• 低起伏区(RDLS<0.5)：地形约束弱，人类活动导致LFI随RDLS上升
• 中起伏区(0.5≤RDLS<1.47)：地形屏障效应显著，隔离人类干扰维持景观完整
• 高起伏区(RDLS≥1.47)：自然地形本身分割景观形成"天然马赛克"

1. 地形引导作用：陡峭地形压缩可用空间时，人类活动向平坦区域集聚，反而增强空间连续性。

研究结论突破传统认知，揭示地形对景观格局的四重作用机制：低区的弱约束、中区的屏障保护、高区的自然分割、以及整体的空间引导。这一发现为"山水林田湖草"系统治理提供新视角——在生态保护红线划定中，应充分考虑1.47这个RDLS临界值，中起伏区可作为天然生态屏障，而高起伏区需重点防范自然破碎化效应。

该研究创新性地将地形从背景变量提升为解释景观演化的核心因子，建立的9 km²分析尺度与RDLS-LFI响应模型，为全球复杂地形区的国土空间规划树立了新范式。特别是在中国推进"双碳"战略背景下，研究成果可直接应用于青藏高原生态屏障区、黄土高原水土保持区等关键地域的差异化管控策略制定，实现生态保护与经济发展的精准平衡。