基于景观功能协调平衡原理的绿洲农业景观多功能性研究

农业景观多功能性是景观生态学的研究前沿和新的学科生长点。多功能农业景观兼具生态、生产、经济、文化和社会等功能，强调各功能的协调平衡发展。只有定量辨识农业景观功能并深入分析功能间的相互作用才能认识农业景观多功能性的实质。本项目拟选择具有典型农业景观特征和扎实研究基础的玛纳斯河流域作为研究区。基于"功能房子"概念构建绿洲农业景观功能评价模型，对区域内农业景观功能性进行动态综合评价；在景观功能空间量化的基础上，以GIS和地统计分析等为主要技术方法定量分析农业景观功能的相互关系；利用基于多目标线性规划与元胞自动机整合的景观格局优化模型（MCDM-CA）对区域内农业景观进行多功能性约束下的空间优化，探讨多功能农业景观发展的合理模式。这将深化景观的功能性研究，也有力地推动了景观地理学和区域可持续性研究的发展。

项目组按原定计划开展了研究，已基本完成了预期的设计内容，并取得了预期的研究成果。截至目前，本项目组在国内外核心期刊发表研究论文全文3篇，尚有2篇文章正在撰写和修改中。此外，项目负责人参加国际会议1次。.农业景观的功能性研究是全球土地计划的前沿研究课题，新疆绿洲是定量研究人为驱动下农业景观变化与农业景观多功能性的理想区域。本项目选择天山北坡玛纳斯河流域下游绿洲为研究区，借助遥感和GIS手段定量分析兵团和地方两种典型农业景观的时空变化特征，对景观多功能性进行评价，通过景观功能的空间分布制图探讨各功能间的影响程度，在此基础上进行农业景观资源空间优化配置。主要研究结论如下：（1）兵团集约式与地方农户式土地利用结构差异较大，兵团区土地利用由准平衡状态向平衡状态发展，地方区则由不平衡状态向准平衡状态发展。近30年来，研究区土地利用程度均显著提高。区域内受人类活动影响大的景观类型其形状也比较简单，地方区各景观类型斑块密度均高于兵团区。整个时段内兵团区和地方区的景观多样性均持续下降，其中兵团区下降幅度较小，而地方区下降幅度较明显，均匀度指数也显示出相同的趋势。（2）地形地貌因子在流域尺度上对研究区土地利用类型的分布和变化起到一定约束作用。局地尺度上，政策体制、人口变化和生产技术是景观格局演变的主要驱动力，也是造成两种景观格局差异的主要原因。（3）整个时段内兵团区和地方区的农业景观总体功能均呈现逐步增加的趋势，由不和谐状态转变到准和谐状态，兵团区的景观总体功能较早地达到准和谐状态。各时段内兵团区和地方区的“功能房子”的形状、容积和最短边均有显著的差异。指标权重的确定导致“功能房子”能否闭合及其最终形状存在一定的不确定性。项目还在流域尺度开展了景观功能相关性定量研究。结果表明：研究区农业景观各功能间均存在显著的相关性，景观各功能间的影响程度呈现双向性。研究区农业景观多功能性组合共有15组，各组总体功能容量均高于单一功能容量，随着景观功能组合中功能数量的增加，景观的总体功能容量显著上升，但同时组合中单一功能容量的均值有所下降，这种变化趋势没有随各单一功能权重的变化而变化。（4）针对农业景观格局及功能发展不和谐的问题，基于元胞自动机理论，对研究区农业景观格局进行了优化。耕地、林地和草地比例由原来的 4.86：0.59：4.55调整为 4.01：0.93：5.06，景观结构较之前更加合理。