跨越城乡自然梯度:山地农业景观类型、格局与序列的多维解析
《Landscape Ecology》:Beyond farmland: typology, patterns and sequences of mountainous agricultural landscapes along the urban–rural-nature gradient
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时间:2025年07月25日
来源:Landscape Ecology 3.7
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本研究针对山地农业景观研究长期被笼统归入土地利用范畴、忽视其内部复杂性的问题,构建了融合土地利用、种植结构、地形与治理类型的多维分类框架,系统识别了攀西山区11种农业景观类型(覆盖27.93%区域)。通过梯度分析与景观序列方法,揭示了沿城乡自然梯度(U-R-N)的景观演变规律(集约型→混合型→半自然型),发现平原-山地过渡带是平衡农业生产与生态多样性的关键区域。该研究为山地农业景观优化与可持续发展目标(SDGs)协同推进提供了新范式。
在全球可持续发展目标(SDGs)的推进背景下,山地农业景观作为维系粮食安全与生态屏障的关键载体,其复杂空间格局的解析成为学界焦点。然而,现有研究多将农业景观简单等同于耕地,忽视了山地环境下因地形起伏、种植结构差异及治理模式分化所形成的景观异质性。尤其在城乡自然梯度(Urban-Rural-Nature Gradient, U-R-N)交织的山区,农业景观如何响应自然与社会经济要素的协同驱动,其类型组合与空间序列规律仍不清晰。这一问题制约了山地农业景观多功能协同与可持续治理策略的精准制定。
为破解这一难题,四川师范大学何玉清、张绍尧等研究团队在《Landscape Ecology》发表研究,以中国西南典型山区——攀西地区(面积11,289 km2)为案例,创新性地构建了融合土地利用、种植结构、地形与治理类型的四维农业景观分类框架,系统识别出11种农业景观类型。通过景观梯度分析、典型样带采样及景观网络序列方法,揭示了农业景观沿U-R-N梯度的空间分异规律与关键序列模式。研究发现,攀西山区农业景观以果园(OR)、果园-畜牧混合经营(ORL)、雨养粮食农业(RG)、中低山畜牧业(ML)及高寒畜牧业(AL)为主,总面积占比27.93%。沿U-R-N梯度,景观类型由集约型农业(IA)向混合型农业(MA)及半自然农业(SNA)逐步过渡,景观多样性呈“低-高-低”格局。研究进一步识别出三条关键景观序列:S1(IG-IS-RG-ORL-ML-AL)完整呈现城乡自然梯度演变,S2(IG-ICG-OR-RG-ORL)凸显城乡梯度下的商品化农业转型,S3(FA-ML-ORL-AL)则体现乡村向自然景观的生态化转变。尤为重要的是,平原-山地过渡带通过ORL、RG等景观类型有效协调生物多样性保护与农业生产效率,成为实现SDG 2(零饥饿)、SDG 15(陆地生物)等多目标协同的关键区域。
本研究的关键技术方法主要包括:基于第三次国土调查的宗地尺度土地利用数据、30米分辨率DEM(数字高程模型)及气象数据(干旱指数DI、≥0°C生长度日GDD0),通过景观优势度(Landscape Advantage Degree, LAD)模型整合斑块密度(PD)、最大斑块指数(LPI)、连通性(CONNECT)等7项指标,量化景观主导性;采用样带法(5条宽度5km的样带)与景观邻接网络分析,解析景观序列空间配置。
农业景观分类框架与类型识别
研究突破单一土地利用视角,从土地利用(水田、旱地、果园、灌木林地、草地)、种植结构(粮食作物/经济作物轮作、林粮间作)、地形(坡度、海拔、地貌形态)及治理类型(集约型、混合型、半自然型)四个维度构建分类体系。结果显示,攀西山区自然景观占主导(69%),农业景观集中于安宁河谷与盐源盆地,形成城乡周边密集、自然区域稀疏的异质格局。11类农业景观中,ML、AL、ORL、RG、OR为主要类型,而RS、FA、ICG、IS等面积占比较小。空间上,IA类(34%)集中于低海拔城乡邻近区,MA类(26.7%)广布于平原-山地过渡带,SNA类(39.4%)则主导中高山区。
自然梯度下的农业景观格局
海拔、坡度及水热条件显著驱动景观分异。显示:3000米以下区域涵盖全部11类景观,以上则仅存AL、ORL等类型;缓坡区景观类型最丰富,陡坡区以ORL、ML、AL为主;湿润区与高积温区景观多样性更高。地形是景观分布的主控因子,IA类对梯度响应最敏感,MA类生态位宽泛,适应性更强。
景观优势度与主导类型
对比发现,村域尺度因“一村一品”政策推动景观趋同,流域尺度更强调生境适宜性。河谷盆地景观优势度高,体现集约化导向;高山区受自然约束,景观单一;平原-山地过渡带因自然与社会经济因子交织,景观多样性突出。主导类型上,村域识别9类,流域识别8类,ORL、RCG等过渡带景观在村域更易被识别为主导类型。
典型样带序列特征
显示,T1、T4、T5样带覆盖完整U-R-N梯度,景观序列为IA→MA→SNA的渐进演变(如T1:IG-IS-RG-ORL-ML-AL);T2样带沿城乡梯度呈IG-OR-IS-ICG-RG序列,受市场与政策主导;T3样带沿乡村-自然梯度呈现FA-ML-ORL-AL序列,响应气候与地形约束。样带分析揭示了山地农业景观的梯度层次结构。
景观邻接网络与关键序列
表明,MA类易与IA、SNA邻接,而IA与SNA直接邻接较弱。ORL、RCG、RG、ML等景观中心性高,易成为景观基质。基于邻接网络与样带识别,研究提炼出三条关键序列:S1(IG-IS-RG-ORL-ML-AL)体现社会经济与自然因子协同作用,S2(IG-ICG-OR-RG-ORL)反映城乡梯度下商品农业扩张,S3(FA-ML-ORL-AL)表征生态约束下的半自然化转型。进一步明确,序列演变对应治理模式从商品化农业向多功能农业及生态农业的转变。
结论与启示
本研究通过多维分类框架与景观序列方法,系统揭示了山地农业景观沿U-R-N梯度的空间规律:平原区应以提升生产效率为主,高山区侧重生态功能维护,而平原-山地过渡带成为平衡生产与生态的关键区域。ORL、RG等景观类型在过渡带通过多元种植与生态循环增强系统韧性,为协调SDG 2(零饥饿)、SDG 15(陆地生物)等目标提供实践路径。研究成果为山地农业景观优化提供了空间识别工具与治理范式,对推进山区可持续发展具有重要理论价值。
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