全 文 ：　 　 倡 广东省科学院优秀人才基金项目 、广东省农业科技攻关项目 （２００３C２０５１２）资助
收稿日期 ：２００５唱０７唱０６ 　 改回日期 ：２００５唱０９唱２０
农业景观生态功能评价与分区研究 倡
———以福建省漳浦县马坪镇为例
程 　炯 　吴志峰 　刘 　平
（广东省生态环境与土壤研究所广东省农业环境综合治理重点实验室 　 广州 　 ５１０６５０）
摘 　 要 　 在 GIS支持下 ，以生态功能指数（ E）作为农业景观生态功能的量度指标 ，以福建省漳浦县马坪镇作为研
究区 ，划分景观评价单元 ，在各景观单元评价过程中充分考虑到作用于景观生态功能的各类指标及其权重 ，并利用
隶属函数计算出各指标对景观生态功能的贡献率 ，最后计算出每一景观单元 E值 ，并根据其频率分布进行景观生
态功能分区 ，结果符合研究区实际情况 ，为进一步的景观生态设计和规划提供了必要的科学依据 ，同时也为景观生
态功能的量化研究提供参考 。
关键词 　 农业景观 　 生态功能指数 　 评价
Evaluation and zoning of agro唱landscape ecological function — A case study from Maping Town in Zhangpu County ，Fu唱
jian Province ．CHENG Jiong ，WU Zhi唱Feng ， L IU Ping （ Institu te of Eco唱environment and Soil Science of Guangdong
Province and the Key Lab of Agro唱Environment Protection of Guangdong Province ，Guangzhou ５１０６５０ ， China） ， CJEA ，
２００７ ， １５（２） ：１６０ ～ １６３
Abstract 　 On the base of GIS ， Maping Town ， Zhangpu County ， Fujian Province was zoned into units to evaluate the
landscape with the index of ecological function （ E） as measuring parameter of agro唱landscape ecological function ． Every
parameter and its weigh t w ere calculated and its function ratio was analyzed by using subjection function ． E value of every
unit is calculated ．And the landscape ecological function zoning was conducted according to E f requency of every unit ． The
zoning results are consisten t with the practical ones and provide a scientific support for the landscape ecological design ．
Key words 　 Agro唱landscape ， Index of ecological function ，Evaluation
（Received July ６ ，２００５ ； revised Sept ．２０ ， ２００５）
景观生态功能主要表现于景观的稳定性及其抗外界干扰和自我恢复的能力 。 按景观自然演替的规律 ，
热带雨林应该是生态功能最强大的景观［１］ 。 由于人类对自然的不断改造和索取 ，纯自然演替景观已逐步被
人工景观和农业景观所取代 ，景观生态的整体功能也逐步削弱 。 农业景观功能的评价不同于自然景观 ，农
业景观的稳定性不是建立在自然演替的基础之上 ，而是一种逆向演替过程 ，该过程或景观之所以能维持 ，是
由于人工能量的投入或负熵流的增加 。 自然景观通常表现为单元空间上的异质性趋势 ，而农业景观则尽力
保持同一性（如耕作中的除草 、杀虫等）［２］ 。 对农业景观（包括林地景观）的评价实际上也即对农业景观的生
态适宜程度的评价 。 适宜性强 ，表明景观单元较稳定 ，反之 ，则表示景观单元较脆弱 ，生态功能差 。 本研究
以福建省漳浦县马坪镇为例 ，进行景观生态功能评价与分区 ，以期为区域景观生态设计和规划提供科学依
据 ，并为景观生态功能的量化研究提供参考 。
1 　 评价方法
1畅1 　 景观单元的划分
景观单元是区域景观生态功能评价的基本空间单位 。 景观单元划分的基本要求是景观单元内土地质量相
对均一 ，单元之间有较大差异 ，由地物或廊道界限封闭的 ，便于评价的自然区域 。 景观单元的划分基本上满足
两个条件 ：一是景观单元不能跨越两种或两种以上景观类型 ；二是同一景观类型内景观单元的划分必须满足其
主导因素的原则 ，即地貌构型 、土壤条件等差异显著的 ，不划分为同一单元 。 所有评价单元的划分都是在 GIS
软件支持下进行的 。 以研究区土壤图 、地形图和土地利用现状图等作为基础图件 ，并利用 ARCINFO 软件矢量
化后进行空间叠加以确定评价单元 。为减少一些小面积不规则图斑的不确定性 ，采用面积过滤法进行剔除或归并
第 １５卷第 ２ 期 中 国 生 态 农 业 学 报 Vol ．１５ 　 No ．２
２ ０ ０ ７ 年 ３ 月 Chinese Journal of Eco唱Agriculture March ，　 ２００７
处理 ，拟定在当前研究尺度（比例尺 １∶１００００）下 ，实地最小景观单元面积不低于 ０畅３６hm２ ，图斑面积不低于 ６mm２ 。
1畅2 　 指标选择与权重
区域农业景观单元的稳定性受自然和人为因素的双重制约 ，在这种评价中既要考虑自然条件的差异 ，
也要兼顾人为因素作用的影响 。 同时由于不同景观的功能以及在农业生产中的地位不同 ，故其评价指标亦
不同 。 各景观单元生态功能大小是不同指标共同作用的结果 。
　 　 根据马坪研究区具体情况 ，研究区主
要参评景观类型有林地 、旱地 、果园 、稻田 、
菜地 、裸地 ６ 种 ，其中林地和裸地并非纯天
然景观 ，所以仍参与评价 。 城镇由于几乎
完全人工的特点 ，不参与评价 ，而水体由于
界面的特殊性 ，也不参与评价 。 根据实地
情况以及专家评定 ，研究区各类景观评价
指标及其权重见表 １ 。 林地和裸地指标的
选取主要考虑两个方面 ：一是林地自身的
景观生态条件 ，包括土层厚度 、土壤有机
质 、水土流失状况 ；二是林地发展优先级
（或优先级）条件因素如坡度和地形 ，也即
随海拔高度的增加以及坡度的变陡 ，林地
发展的优势越明显 。 旱地 、稻田 、果园以及
菜地等纯农业景观生态适宜性评价指标包
括土层厚度 、土壤有机质含量 、水土流失状
况 、土地污染状况 、地形坡度 、高程 、灌溉保
证率以及人为干扰强度等 。 同时各指标对
　 　
表 1 　 各景观评价指标及其权重
Tab ．１ 　 Evaluation facto rs and their weight of various landscapes
景观类型 评价指标及其权重
Landscapes Evaluat ion f act or s and their w ei ght
林地 土层厚度 ０畅１６ ，土壤有机质含量 ０畅１４ ，水土流失状况 ０畅１７ ，
地形坡度 ０畅１３ ，高程 ０畅１１ ，人为干扰强度 ０畅２９
旱地 土层厚度 ０畅１３ ，土壤有机质含量 ０畅１０ ，水土流失状况 ０畅１７ ，
土地污染状况 ０畅１６ ，地形坡度 ０畅１０ ，高程 ０畅０８ ，灌溉保证率
０畅０７ ，人为干扰强度 ０畅１９
稻田 土层厚度 ０畅０８ ，土壤有机质含量 ０畅１２ ，水土流失状况 ０畅０９ ，
土地污染状况 ０畅１５ ，地形坡度 ０畅１１ ，高程 ０畅１０ ，灌溉保证率
０畅１７ ，人为干扰强度 ０畅１８
果园 土层厚度 ０畅１１ ，土壤有机质含量 ０畅１３ ，水土流失状况 ０畅１９ ，
土地污染状况 ０畅１１ ，地形坡度 ０畅１０ ，高程 ０畅０５ ，灌溉保证率
０畅０９ ，人为干扰强度 ０畅２２
菜地 土层厚度 ０畅１２ ，土壤有机质含量 ０畅１３ ，水土流失状况 ０畅１５ ，
土地污染状况 ０畅１７ ，地形坡度 ０畅１０ ，高程 ０畅０６ ，灌溉保证率
０畅０９ ，人为干扰强度 ０畅１８
裸地 土层厚度 ０畅１０ ，土壤有机质含量 ０畅１４ ，水土流失状况 ０畅１３ ，
地形坡度 ０畅１７ ，高程 ０畅１６ ，人为干扰强度 ０畅３０
图 1 　 S型隶属度函数曲线
Fig ．１ 　 The “S” curve of subjection function
不同景观类型的作用程度（即权重）不同 。 各指标权重通过专家打分
后采用特尔斐法求得 。 本研究未考虑气候等因子的作用 ，是由于较小
尺度范围内其作用程度较一致 。
1畅3 　 各单项指标的计算方法
由于各指标对于景观生态功能的影响是一个模糊的概念 ，因此对
景观中各参评指标建立相应的隶属度函数 ，计算其隶属度值 ，以此表
示各指标对景观生态功能作用的大小 。 由于各评价指标与生态功能
指数之间的作用关系主要呈现为 S 型曲线形式 ，故隶属度函数也采用
S型 ，并把曲线函数转化为相应的折线函数以利于计算（图 １） 。 再根
据各指标的作用差异建立相应的隶属函数［见公式（１）和（２）］ 。
f（ x） ＝
１畅０ （ x ≥ x２）
０畅９（ x － x１）／（ x２ － x１） 　 　 （ x１ ≤ x ＜ x２）
０畅１ （ x ＜ x１）
（１）
f（ x） ＝
０畅１ （ x ≥ x２ ）
１
０畅９（ x － x１）／（ x２ － x１） 　 　 （ x１ ≤ x ＜ x２ ）
１畅０ （ x ＜ x１ ）
（２）
　 　 其中土层厚度和土壤有机质以及用于林地和裸地等景观类型生态评价的高程和坡度 、灌溉保证率等 ５ 项
指标采用式（１）进行计算 ，灌溉保证率用灌溉面积比来度量 。 水土流失状况 、土地污染状况和人为干扰强度 ３
类指标以及用于耕地景观类型生态功能的高程和坡度等 ２个指标用式（２）进行计算 ，其中水土流失状况按水土
流失面积比计算 ，土地污染主要以化肥污染评价指数（化肥施用量与推荐标准间的比值）或用化肥施用量表示 。
人为干扰强度对于农业景观而言主要指农业生产强度 ，它涉及农业机械化强度 、耕作时间等 ，定量化比较复杂 ，
第 ２期 程 　 炯等 ：农业景观生态功能评价与分区研究 １６１　
这里主要通过专家评估的办法 ，确定林地 、旱地 、菜地 、裸地 、稻田和菜园的人为干扰强度指数分别为 ０畅０８ 、
０畅４６ 、０畅６０ 、０畅０５ 、０畅５５ 和 ０畅４５ ，再根据其指数 ，通过公式（２）计算其对单元景观生态稳定性的贡献率 。 最后 ，根
据经验判断以及前人研究结果［２ ，３］ ，确定曲线中转折点的相应取值 ，其中土层厚度的折点取值分别为 ３０cm 和
１００cm ，土壤有机质为 １００g／kg和 ２００g／kg ，高程为 ５０m和 ５００m ，坡度为 １０°和 ２５°，灌溉保证率为 ２０ ％ 和 ８０ ％ ，
水土流失面积比为 １０ ％ 和 ５０ ％ ，土壤污染状况为 ３７５kg／hm２ 和 ５６２畅５kg／hm２（见表 ２） 。
1畅4 　 景观生态功能指数的计算
本研究农业景观生态功能的定量指标采用景观生态功能指数（ E）表示 。 由于人工景观完全失去了其自
然成分 ，原有的景观结构和功能完全消失 ，故其生态功能指数假定为 ０ ，完整的自然景观（主要是指天然林景
观）生态功能指数假定为 １ ，则农业景观的生态功能指数（ E）介于 ０ 和 １ 之间 。 E 值的计算主要通过因素法 ，
对因素因子加权求和得到 。 即 ：
E ＝ ∑
n
i ＝ １
ki · w i （３）
图 2 　 试验区景观单元频率序列及其拐点
Fig ．２ 　 The chart of frequency serials and break唱point of
experimental plot landscape
式中 ，ki 为第 i个评价指标的作用指数 ，wi
为第 i个指标的权重 ，n 为指标个数 。 由于
E值只是区域内各景观单元的生态功能指
数 ，而整个区域景观生态功能质量的好坏则
以 E值区间表示 ，E值区间通过 E值的景观
单元频率分布曲线图中拐点所对应值求得 。
2 　 结果与分析
经统计 ，试验区参与评价的景观单元
共有 １１９３ 个 ，其中林地景观单元 ２１１ 个 ，旱
地景观单元 ２８９ 个 ，菜地景观单元 ５３ 个 ，
裸地景观单元 ９７ 个 ，稻田景观单元 ２００
个 ，果园景观单元 ３４３ 个 。 将景观单元图
图 3 　 马坪试验区景观生态功能分区图
Fig ．３ 　 The char t of landscape ecological function cate唱
gorization in Maping experimental plot
与已经建立的各指标要素图进行叠加 ，即得到各景
观单元的生态指数 E 。 根据 E 值所对应的景观单
元分布的频率曲线（图 ２） ，以景观单元相对分布较
为集中的区域确定为 E 值分布区间 。 具体是通过
曲线特征点（如拐点）来判断区间临界值 。 图 ２ 中的
特征点有 a１ 、a２ 和 a３ ，分别取值为 ０畅３２ 、０畅５９ 和
０畅７８ ，结合曲线形状特征 ，E 值共分为 ４ 个区间 。 E
的区间值越高 ，表示景观越稳定 ，生态功能强 ，具有
较强的缓冲能力 ；区间值越低 ，则景观生态功能越
差 。 E 最高值区间为 ０畅７８ ～ １ ，称作一类区 ；其次为
０畅５９ ～ ０畅７８ ，称作二类区 ；再次为 ０畅３２ ～ ０畅５８ ，称作
三类区 ；最后为 ０ ～ ０畅３１ ，称作四类区 。 在分区的基
础上 ，以 E 值区间临界值作依据 ，编制区域景观生
态功能分区图（图 ３） ，并利用 ARCINFO 中的 AREA
（面积）函数统计不同景观类型在不同景观生态功能
区中的面积（表 ２） 。 根据景观生态功能分区以及面积
统计结果（图 ３ 和表 ２） ，整个区域内景观生态功能一
类区面积为 ７７７畅５hm２ ，占区域总面积的 １６畅３ ％ ，二类
区占 １７畅５ ％ ，三类区占 ２５畅５ ％ ，四类区为 ４０畅８ ％ ，说明整个区域景观生态功能偏低 。 从区域内各景观类型
看 ，林地景观生态功能最好 ，一类区面积达到 ５７２畅８hm２ ，占林地景观总面积的 ５１畅４ ％ 。 该类景观主要分布
于马坪镇西北部杨美水库和东北部石过陂水库周围海拔较高的地区 。 但林地景观生态功能二类区和三类
　 　
１６２　 中 国 生 态 农 业 学 报 第 １５ 卷
区所占面积比重也较大 ，分别为 ２０畅５ ％
和 ２８畅１ ％ ，主要分布在西南部低山丘陵
区 。 林地这种生态功能的弱化与人类干
扰强度以及林地自身的生态环境条件密
切相关 。 随着人类干扰强度的加大 ，林地
景观的破碎化进程加快 ，从而逐步失去其
自身所应有的稳定性及生态调节功能等 。
旱地 、菜地和稻田等景观在一类区中的面
积为 ０ ，而在四类区中所占面积最大 ，分
别为 ８１畅５ ％ 、５２畅２ ％ 和 ５０畅０ ％ 。 这主要
是由于这 ３ 种类型景观地表覆被变化差
异大 ，人类直接作用时间长 。 研究区内果
园景观由于其地表覆被的稳定性 ，故在一
类区和二类区中均占有一定比例 ，大部分
面积仍集中在三类区和四类区内 ，分别占
果园景观总面积的 １９畅８ ％ 和 ５７畅２ ％ 。 这
主要是由于研究区内新开果园面积大 ，耕
作方式以及管理的不合理所造成的 。 本
研究所设定的裸地景观包括荒地以及空
地等景观 ，在各个功能区中均有分布 ，在
一类区中分布面积较少 ，为裸地景观总面
积的 ９畅８ ％ ，而在二类区中分布面积最
广 ，为 ３５畅４ ％ ，裸地景观的这种生态功能
分区对于其开发具有指导意义 。
表 2 　 试验区各景观类型在不同景观生态功能区中的面积
Tab ．２ 　 The areas of categorization in various landscape in experimental plot
景观生态功能区 一类区 二类区 三类区 四类区
Ecolog ical function First Second Third Fourth
zones of landscape grade zone grade zone grade zone g rade zone
林地 景观单元数 １０６ ３２ ７３ ０
面积 ／hm ２ ５７２畅８ ２２８畅５ ３１３畅２ ０
面积比／ ％ ５１畅４ ２０畅５ ２８畅１ ０
旱地 景观单元数 ０ １２ ６１ ２１６
面积 ／hm ２ ０ ５１畅０ ９８畅８ ６６０畅０
面积比／ ％ ０ ６畅３ １２畅２ ８１畅５
菜地 景观单元数 ０ ３ １４ ３６
面积 ／hm ２ ０ ９畅５ ７０畅４ ８７畅３
面积比／ ％ ０ ５畅７ ４２畅１ ５２畅２
稻田 景观单元数 ０ １８ ８４ ９８
面积 ／hm ２ ０ ８７畅０ ２３５畅５ ３２２畅５
面积比／ ％ ０ １３畅５ ３６畅５ ５０畅０
果园 景观单元数 １８ ５６ １３６ １３３
面积 ／hm ２ １１９畅０ １４６畅７ ２２８畅７ ６６０畅８
面积比／ ％ １０畅３ １２畅７ １９畅８ ５７畅２
裸地 景观单元数 １２ ２９ ３２ ２４
面积 ／hm ２ ８５畅７ ３０９畅６ ２６７畅６ ２１１畅７
面积比／ ％ ９畅８ ３５畅４ ３０畅６ ２４畅２
总计 景观单元数 １３６ １５０ ４００ ５０７
面积 ／hm ２ ７７７畅５ ８３２畅３ １２１４畅２ １９４２畅３
占总面积 ／ ％ １６畅３ １７畅５ ２５畅５ ４０畅８
3 　 小 　 结
马坪研究区农业各景观类型生态功能评价与分区结果与实际景观格局相符 ，各景观类型在不同功能区
中所占面积能说明景观生态功能的差异 ，为进一步的景观生态规划与设计提供了必要的科学依据 。 本研究
引用生态功能指数作为农业生态功能的量度指标 ，它对景观生态功能的衡量是可行的 ，为景观生态功能的
量化研究及其方法探索提供了参考 。 利用 GIS 技术叠加不同要素图划分景观评价单元 ，大大缩减了工作
量 ，并提高了计算精度 。 利用隶属函数计算各指标对景观生态功能的贡献率 ，具有可操作性 ，在景观生态功
能评价过程中以及对于其他相关的模糊评价具有一定指导意义 。
区域景观生态功能不仅决定于各景观类型及其景观单元的功能大小 ，同时与各景观单元之间的横向构
造格局密切相关 。 景观单元与单元之间的分布格局和横向联系对整个景观生态功能的作用大小 、评价指标
的确定 、因子的量化等方面影响有待于进一步研究 。
参 　 考 　 文 　 献
１ 　 肖笃宁 ，布仁仓 ，李秀珍 ．生态空间理论与景观异质性 ．生态学报 ，１９９７ ，１７（５） ：４５３ ～ ４６１
２ 　 闻大中 ．农业景观生态刍议 ．景观生态学理论 、方法及应用 ．北京 ：中国林业出版社 ，１９９１ ． ４３ ～ ４６
３ 　 李新通 ．可持续农业生态规划与设计 ．地域研究与开发 ，２０００ ，１９（３） ：５ ～ ９
第 ２期 程 　 炯等 ：农业景观生态功能评价与分区研究 １６３