農(nóng)業(yè)景觀一般指草地、耕地、林地、樹籬及道路等多種景觀斑塊的鑲嵌體，表現(xiàn)為物種生存于其中的各類破碎化棲息地的空間網(wǎng)格［１］；廣義的農(nóng)業(yè)景觀包括農(nóng)田、果園及廠礦、人工林地、農(nóng)場(chǎng)、牧場(chǎng)、水域和村莊等生態(tài)系統(tǒng)，以農(nóng)業(yè)特征為主，是人類在自然景觀基礎(chǔ)上建立起來的自然生態(tài)結(jié)構(gòu)與人為特征的綜合體［２］。景觀空間格局是景觀生態(tài)學(xué)的重要研究?jī)?nèi)容之一，最常用的定量化研究方法［３］是用景觀指數(shù)描述景觀格局特征，建立景觀格局與生態(tài)過程之間的聯(lián)系，生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值指人們能夠直接或者間接從生態(tài)系統(tǒng)功能中獲取的產(chǎn)品和服務(wù)［４］，近年來生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的研究逐漸成為生態(tài)學(xué)研究的一個(gè)熱點(diǎn)問題。本文參照Ｃｏｓｔａｎｚａ等［４］人提出的生態(tài)服務(wù)價(jià)值計(jì)算方法，以景觀之間的轉(zhuǎn)化數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，以冀東平原典型區(qū)域———河北灤縣為例分析生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的變化，并借助土地利用圖進(jìn)行分類，結(jié)合ＧＩＳ和Ｆｒａｇｓｔａｔｓ軟件進(jìn)行計(jì)算與分析，研究農(nóng)業(yè)景觀格局與動(dòng)態(tài)變化，并簡(jiǎn)要探究景觀格局與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)之間的相關(guān)性，這些內(nèi)容對(duì)深入研究生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)與景觀格局的內(nèi)在變化，進(jìn)一步揭示生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)變化的驅(qū)動(dòng)機(jī)制具有重要意義，并可為指導(dǎo)冀東平原區(qū)域農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和農(nóng)業(yè)景觀生態(tài)設(shè)計(jì)與發(fā)展規(guī)劃提供科學(xué)依據(jù)。

１研究區(qū)概況與數(shù)據(jù)來源

灤縣地處冀東燕山南麓，灤河西畔，總面積１０２７．６７ｋｍ２，是傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)大縣。其地理坐標(biāo)１１８°１４′—１１８°４９′Ｅ、３９°３４′—３９°５８′Ｎ；轄１３個(gè)鎮(zhèn)，全縣地勢(shì)北高南低，山丘面積約占２２％，中部、南部為灤河沖積平原，地勢(shì)平坦，約占全縣的６０．４％，縣域河道縱橫，有灤河、沙河、白龍河等１１條河流。灤縣屬季風(fēng)性大陸氣候區(qū)，全年平均氣溫１０．５℃，常年平均降雨量為７１５ｍｍ。本研究采用１９９６年、２００９年灤縣土地利用現(xiàn)狀圖及矢量化圖，結(jié)合灤縣區(qū)域的實(shí)際情況，將其農(nóng)業(yè)景觀類型劃分為６種類型（表１）：林地景觀、農(nóng)田景觀、園地景觀、建設(shè)地景觀、水域景觀、荒地景觀。使用ＡｒｃＧＩＳ９．３將矢量數(shù)據(jù)柵格化（圖１），并將柵格數(shù)據(jù)導(dǎo)入Ｆｒａｇｓｔａｔｓ３．３中進(jìn)行景觀空間格局指數(shù)的計(jì)算。

２研究方法

２．１景觀格局指數(shù)

景觀指數(shù)是景觀格局信息的高度濃縮，能定量反映其結(jié)構(gòu)組成和空間配置特征，能建立景觀結(jié)構(gòu)與過程間的聯(lián)系，更好地解釋與理解景觀功能。許多學(xué)者應(yīng)用該理論和方法在土地利用、環(huán)境和自然保護(hù)、農(nóng)業(yè)等方面作了大量的工作，依此描述建設(shè)用地景觀的形態(tài)及分布情況，取得了較好效果［５－６］。本文主要選取表現(xiàn)景觀要素、分布和形狀特征的指標(biāo)，包括斑塊總面積（ＣＡ）、斑塊密度（ＰＤ）、最大斑塊指數(shù)（ＬＰＩ）、分維數(shù)（ＰＦＤ）、穩(wěn)定性指數(shù)（ＳＫ）。各個(gè)指標(biāo)的表達(dá)公式及其生態(tài)學(xué)意義可以參見文獻(xiàn)［７－９］。

２．２生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)評(píng)估指標(biāo)

生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)評(píng)估指標(biāo)的選取是以生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能為基礎(chǔ)。在本研究中，參照Ｄａｉｌｙ［１０］、聯(lián)合國千年生態(tài)系統(tǒng)評(píng)估（ＭＡ）［１１］和謝高地等［１２］的方法，將灤縣生態(tài)系統(tǒng)的服務(wù)功能劃分為產(chǎn)品服務(wù)和生命支持服務(wù)２個(gè)層面，服務(wù)類型包括供給、調(diào)節(jié)和文化服務(wù)３大類型，形成食物生產(chǎn)、原材料、氣體調(diào)節(jié)、氣候調(diào)節(jié)、水源涵養(yǎng)、廢物處理、土壤保持、生物多樣性保護(hù)、娛樂文化９項(xiàng)評(píng)估指標(biāo)。

２．３生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值評(píng)估方法

食物生產(chǎn)與原材料價(jià)值由凈第一性生產(chǎn)力、標(biāo)準(zhǔn)煤價(jià)格求算［１３］；根據(jù)植被凈初級(jí)生產(chǎn)力、光合作用反應(yīng)方程式與瑞典碳稅率及工業(yè)制氧價(jià)求算氣體調(diào)節(jié)價(jià)值［１４］；依照單位面積綠地改善區(qū)域溫度、濕度等能力及改善所需人工費(fèi)用來估算氣候調(diào)節(jié)價(jià)值；通過降雨徑流率與植被覆蓋度以及庫容成本求算水源涵養(yǎng)價(jià)值［１５］；依據(jù)植物對(duì)ＳＯ２、滯塵等的吸收能力及治理費(fèi)用估算廢物處理的潛在價(jià)值［１６］；依據(jù)潛在和實(shí)際土壤侵蝕量估算土壤保持量［１７］，結(jié)合土壤中Ｎ，Ｐ，Ｋ含量和化肥平均價(jià)格估算土壤形成與保護(hù)價(jià)值［１８］；依據(jù)費(fèi)用支出法考慮用于生物多樣性保護(hù)所需要經(jīng)濟(jì)價(jià)值成本來測(cè)算生物多樣性的經(jīng)濟(jì)價(jià)值［１９］；通過市場(chǎng)價(jià)值法估算區(qū)域旅游娛樂綜合收入測(cè)算娛樂文化的經(jīng)濟(jì)價(jià)值［２０］。

３結(jié)果與分析

３．１農(nóng)業(yè)景觀面積轉(zhuǎn)移矩陣分析

由表２可以看出，研究區(qū)的各農(nóng)業(yè)景觀類型面積在１９９６—２００９年間均發(fā)生較大變化。林地主要集中于西北坡地區(qū)域，面積較小，占研究區(qū)比例為５．５９％，其２００９年面積達(dá)到２６．８１ｋｍ２，面積增加主要是由農(nóng)田和荒地轉(zhuǎn)變來，這主要是由于研究年份間增加了農(nóng)田防護(hù)林的建設(shè)與加大了荒地綠化利用，荒地與林地的轉(zhuǎn)換主要發(fā)生在西北坡地區(qū)域。農(nóng)田景觀面積最大，兩期面積均占到總面積的５０％以上，但１９９６—２００９年總面積比例降低了１０．７３％，分析農(nóng)田的轉(zhuǎn)出方向可以發(fā)現(xiàn)，該類型用地在研究時(shí)期內(nèi)主要轉(zhuǎn)變?yōu)槌鞘薪ㄔO(shè)用地，其次是園地和林地，相較于農(nóng)田用地的轉(zhuǎn)出狀況，其轉(zhuǎn)入面積并不顯著。建設(shè)地快速擴(kuò)展，從１９９６年的１０８．９１ｋｍ２增加為２００９年的１８４．２２ｋｍ２，主要由農(nóng)田和荒地轉(zhuǎn)化而來，農(nóng)田與荒地對(duì)２００９年建設(shè)地貢獻(xiàn)比例分別為３９．３２％和７．２５％，１９９６年原有建設(shè)地貢獻(xiàn)為４６．０２％。園地景觀面積略有上升，從１９９６年的４１．３５ｋｍ２增加為２００９年的４９．４２ｋｍ２，主要是和農(nóng)田進(jìn)行面積轉(zhuǎn)換。水域和荒地面積呈減少趨勢(shì)，研究時(shí)段內(nèi)分別降低了１２．３２％和２３．２０％，水域主要轉(zhuǎn)換為農(nóng)田、荒地和建設(shè)地，而農(nóng)田和荒地的補(bǔ)充也相對(duì)較多，主要原因在于１９９６—２００９年間農(nóng)田的集約化，導(dǎo)致部分農(nóng)田建設(shè)重新布局，新增和填埋部分坑塘水面產(chǎn)生面積轉(zhuǎn)換，而水域與荒漠的轉(zhuǎn)化也多發(fā)生在灘涂與河流間的面積交換。