西南山区包括重庆、四川、云南、贵州和西藏等地区，是集山区、农村、少数民族为一体的典型生态敏感区，同时也是中国经济欠发达地区集中分布的区域. 区内山高坡陡，喀斯特地貌发育完全，地形破碎化程度高，土壤侵蚀力度大，地貌复杂，石漠化现象突出，立体气候明显. 近年来，为改善西南山区的生态环境和经济状况，国家出台了一系列政策，农业生态系统也发生了转型变化. 本文以重庆市石柱县(29°39′-30°32′ N，107°59'-108°34' E)为研究对象，该县是集丘陵山区、少数民族自治为一体的特殊区域. 全县总面积为3 014.16 km²，以中、低山为主，兼有平坝和丘陵，面积分别占总面积的64.40%，29.40%和6.20%，属于典型的山地区域. 石柱县是长江经济带国家发展战略和成渝地区双城经济圈的重要组成部分，也是我国长江上游的生态屏障区. 但是，随着区域工业化和城镇化进程加快，生产型农业景观(耕地)面积呈减小趋势，并出现资源枯竭现象^[17-18]，农业生产系统面临转型的挑战^[2]，富含农耕文化因子的农业景观和农耕遗产严重受损，特别是山地丘陵生态系统本身的脆弱性，需要动态和系统地进行科学研究^[19]，从而避免农区生态系统单一化及农业景观生物多样性降低^[20]，引起生态服务功能受损^[21]，削弱抵御自然灾害风险的能力.

2005年、2010年、2015年、2020年土地利用变更调查数据来源于石柱县规划和自然资源局，其中2005年数据为第1次土地调查年度变更调查数据，2010-2020年数据为第2次土地调查年度变更调查数据. 通过投影转换和边界校正后，4期数据范围和图斑边界基本一致. 本文在土地利用矢量数据库基础上进行景观类型重分类，形成生产型农业景观、生活型农业景观、生态型农业景观和拓展型农业景观4种农业景观类型矢量数据库.

农业景观分类是进行区域景观差异性描述和景观格局特征分析的依据与基础，也是农业景观评价、规划与管理的基础^[22]. 目前，学界关于农业景观分类大多基于土地利用分类或农业用地分类的演化^[23]，将农业景观概括为耕地、草地、林地、水域、建设用地等. 本文在进行石柱县农业景观分类时，以景观分类原则和景观生态学基本原理为指导，采用景观主导功能形态分类方法^[22-24](具有相同的主导功，能即相同的景观类型)，结合不同景观结构类型功能来制定划分方案，把农业景观划分为生产型、生态型、生活型和拓展型4个一级分类(表 1). 在ArcGIS 10.4软件中进行重分类，将耕地、坑塘、人工牧草地、园地(除果园和茶园之外)、设施农用地、沟渠合并为生产型农业景观；林地、水域(河流、滩涂)、草地(天然草地、其他草地)合并为生态型农业景观；农村居民点、农村道路合并为生活型农业景观；风景名胜及特殊用地、果园、茶园、水库水面、裸地合并为拓展型农业景观.

农业景观类型转化是指由一种农业景观类型转变为另一种农业景观类型的过程，而农业景观转移矩阵表征的是农业景观结构变化及不同类型农业景观之间的数量特征，其可反映一定时期内景观类型转移的数量大小和方向. 转移矩阵的数学表达形式为：

式(1)中：S表示农业景观类型面积，n表示农业景观类型总数，i代表研究期初的农业景观类型，j代表研究期末的农业景观类型. 本文通过对2005年，2010年，2015年，2020年农业景观类型图进行叠加分析，分别获取到2005-2010年、2010-2015年、2015-2020年的农业景观类型转移矩阵，进而剖析了不同时段农业景观转移数量及结构变化特征.

景观利用图谱分析法是指通过地图、图像、图表的综合分析，反映事物现象空间结构特征与时序变化规律的一种信息处理与显示手段^[25]. 在ArcGIS 10.4软件支持下，将4期农业景观图谱单元类型进行重组，获取石柱县15年农业景观土地利用变化模式信息图谱，并定量、直观地分析农业景观土地利用格局时空变化历程. 图谱的计算公式为：

式(2)中：M是通过土地利用代码计算合成的4位编码的时空复合体数据；n为参与计算的土地利用时期数目；G₁，G₂，…，G_n为不同时期的土地利用单元，M为图谱，由4期景观类型图复合而成，没有数学意义；G₁，G₂，G₃，G₄分别为2010年、2005年、2015年、2020年的景观类型代码.

将图谱变化模式概括为6种类型，①前期变化型. 在2005-2010年农业景观类型发生变化，但在2010-2020年未发生变化. ②稳定型. 在2005年、2010年、2015年、2020年均未发生变化. ③持续变化型. 2005-2020年4期景观类型均不相同；至少发生2种类型的变化，2005年和2020年景观类型不同；④中间过渡型. 2010-2015年发生变化. ⑤后期变化型. 2005-2015年未发生变化，但在2015-2020年发生变化；⑥反复变化型. 2005-2020年至少有2种转化，且2005和2020年类型相同.

地形位指数将高程与坡度组合来定量表征农业景观空间格局与地形梯度的关系^[26]，揭示农业景观格局地形位梯度上的空间分布特征，其公式为：

式(3)中：T表示地形位指数，E表示空间任一点的高程值，E表示该点所在区域内的平均高程值，S与S分别代表空间任一点所在区域的坡度值和该点所在区域的平均坡度值^[27]. 高程低、坡度小的区域地形位小，高程高、坡度大的区域地形位大；其他组合情况(如高程低、坡度大的区域，高程高、坡度小的区域以及高程和坡度均属于中等水平的区域)的地形位则居于中间值区域.

分布指数反映景观组分在地形位梯度上的分布变化情况^[28]，其公式为：

式(4)中：P表示分布指数，为无量纲指数，i表示第i种景观类型或图谱类型，j表示第j级地形位；S_ie表示e地形位下第i种景观组分的面积，S_i表示整个工作区内第i种景观组分的总面积；S_e表示整个区域内第e种地形位的总面积，S表示整个区域的面积. 当P=1时，表示每一类型在该级地形位上的占比与研究区内该类型的占比相等；当P＞1时，表明某景观类型在该地形上的占比大于研究区内该类型的占比，因此该类型呈现出优势分布. P值越大，适宜程度和分布优势度越高. 反之，若P＜1则呈现出劣势分布. 分布指数越小，优势度越低. 在人为干扰作用下，不同时期的P值变化体现了景观类型结构在相应地形位上进行了调整.

采用Logistic回归模型剖析农业景观格局变化影响因素，选取景观组分所处时间段面积的平均值与选取指标所处时间段的平均值进行Logistic回归模型构建和分析. 本文在参考已有文献基础上^[29-30]，结合研究区域喀斯特山区的自然环境、生态状态以及社会经济现状，在确定农业景观格局演变的影响因素时主要从经济、文化、政策、社会、产业、环境因素这6个维度设立指标体系(表 2). 根据Logistic模型的构建理论，设定P为农业景观格局变化的发生概率，1-P则为不发生概率(0≤P≤1)，其表达式为：

通过Logistic变换来构建线性模型，即

式(6)中：Y为因变量，表示景观变化概率；x_i为变化驱动因子，表示某种景观发生的概率；β₀为常数项，表示自变量取值全是0时，比数的自然对数；β_i为Logistic函数回归系数，表示自变量x_i对Y或Logit(P)的影响大小.

如表 3所示，石柱县农业景观面积在2005-2010年、2010-2015年、2015-2020年这3个时段变化特征为：①农业景观用地面积总体呈减少趋势. 由于石柱县城镇化发展加速，城镇建设用地得以拓展，导致农业景观用地面积减少. 其中，生产型农业景观呈现出持续减少态势，拓展型农业景观呈现出持续增长趋势，生活型农业景观呈“V”形变化趋势，生态型农业景观呈先下降后上升趋势. ②以生态型和生产型农业景观为主要类型，占绝对优势. 石柱县形成了以生态型、生产型为主的农业景观，且结构基本稳定，其中生态型、生活型、拓展型农业景观呈增长趋势，生产型农业景观呈下降趋势. 生态型农业景观占绝对主导地位反映了石柱县山地的地形地貌；生产型农业景观的占比则反映了第一产业在石柱县经济中的重要性. 因生态屏障区建设，石柱县的生态地位日趋强化，生态型农业景观势必成为该县的主要目标. 同时，根据石柱县产业结构调整与发展的要求，提出种植业结构调整发展思路，大力发展家庭农场，推广现代农业技术，成立黄连产业发展领导小组等，促进了石柱县休闲农业的发展，并促使拓展型农业景观持续上升.

由表 4可知，2005-2020年石柱县农业景观发生改变，其中生产型农业景观总体流出面积大于流入面积，且绝大部分转化为生态型和生活型农业景观，仅有少部分转化为拓展型农业景观. 生活型农业景观总体流出面积远远少于流入面积. 生态型农业景观总体流出面积略大于流入面积，呈现出增长趋势. 拓展型农业景观流出面积少于流入面积，总体上呈现出增长趋势.

由表 4可知，农业景观不同功能类型之间流入、流出变化呈现了一定的方向性，其中流出面积最大的是生产型农业景观，主要流向生态型农业景观，占总流出面积的86.84%；流入面积最大的是生态型农业景观，占总流入面积的73.22%. 总之，石柱县研究时段内农业景观结构发生了较大变化，生产型农业景观大规模缩减，生活型农业景观大规模增长，拓展型农业景观也呈增加趋势，生态型农业景观也得到了一定范围的扩展.

运用ArcGIS栅格计算方法，通过变化图谱探讨农业景观利用变化图谱，结果如表 5和图 1所示.

① 在2005-2020年间研究区农业景观变化模式以稳定型为主，占比达87.25%，前期变化型图谱占比为11.76%，其余4种图谱面积占比为0.99%. 其中，稳定型图谱以“生态—生态—生态—生态”和“生产—生产—生产—生产”图谱为主，表明石柱县2005-2020年以生态型和生产型农业景观以为主. ②前期变化型图谱在2005-2020年占比达11.76%，图谱类型以“生产—生态—生态—生态”和“生态—生产—生产—生产”为主，表明该时段存在生产型和生态型农业景观互转现象. ③持续变化型图谱类型面积最少，仅占0.033%，以“生产—生态—生态—生活”和“生态—生产—生产—生活”图谱为主，说明石柱县在研究期内景观格局呈连续变化的可能性最小. ④中间过渡型所占面积也较少，仅为0.282%，其中“生产—生产—生活—生活”的面积最大，占该变化类型的52.16%；再次表明生产型农业景观向生活型农业景观转化突出. ⑤后期变化型图谱类型占总面积的0.453%，以“生产—生产—生产—生态”和“生产—生产—生产—生活”图谱为主. ⑥反复变化型农业景观占总面积的0.222%，以“生态—生产—生产—生态”为主要变化类型，“生态—拓展—生产—生态”其次.

在定量分析农业景观图谱类型与地形梯度之间相互关系的基础上，计算最大图谱演变类型的地形位分布指数，探索不同地貌部位的自然因素和人类活动对农业景观类型的影响程度(表 6).

由表 6分析可以得出6种类型的等级位区域. ①稳定型：“生产—生产—生产—生产”变化模式主要分布在1~3级，说明生产型农业景观的优势分布区集中在低等级位区域. “生态—生态—生态—生态”图谱的优势分布区为6~10级，4~5级为“生态—生态—生态—生态(3333)”的劣势分布区，说明生态型农业景观主要分布在中高等级位区域. ②前期变化型：“生产—生态—生态—生态(1333)”在地形位等级1~4级的分布指数较大，分布优势度均大于1，且在2级地形位分布优势度最大，指数为2.16，说明在退耕还林政策驱动下，将长江上游生态屏障区的耕地进行退耕，减少对石柱县长江上游生态系统的干扰，有利于保护区域生态系统的安全. 5~10级地形位最大变化图谱类型是“生态—生产—生产—生产(3111)”，随着地形梯度上升该图谱的分布指数下降，且在10级下降至最低，为0.26，表明该变化图谱随着地形位增加，生产型农业景观在高等级位呈劣势分布. ③后期变化型：“生产—生产—生产—生态(1113)”变化模式的优势分布区为3~6级，1~2级和7~10级为劣势分布区，说明中低和中高地势区是生产型农业景观向生态型农业景观转化的主要区域，也说明生产型农业景观主要分布在低等级位区. ④中间过渡型：“生产—生产—生活—生活(1122)”变化模式的优势分布区为1~2级，5级为劣势分布区；“生活—生活—生产—生产(2211)”变化模式的优势分布区为3~4级，6~7级为劣势分布区；“生态—生态—拓展—拓展(3344)”变化模型分布在8~10级，分布指数随着地形梯度升级而上升，8~9级为劣势分布区，10级为优势分布区，说明生产型农业景观转化为生活型农业景观主要发生在人类活动频繁的低海拔区域，生活农业景观向生产型农业景观转化主要发生在中级梯度地区，随着人们生活和社会经济的发展，高级地形梯度的生态型农业景观向拓展型农业景观转化. ⑤反复变化型：“生态—生产—生产—生态”变化模式的优势分布区为4~8级，分布指数都在1以上，1~3级和9~10级是生态型农业景观向生产型农业景观转化的劣势分布区. ⑥持续变化型：“生产—生态—生态—生活(1332)”的优势分布区在1~4级，说明在中低地势区也存在以耕地或坑塘水域为主的生产型农业景观及以林地或草地为核心的生态型农业景观之间的相互转化. “生态—生产—生产—生活(3112)”的优势分布区在5~6级，分布指数随地形梯度上升而下降；7~9级为“生态—生产—生产—生活(3112)”劣势分布区. 10级最大变化图谱为“生态—生活—生活—生产(3221)”，但为劣势分布区.

从各地形位图谱类型分布指数的分析可知(图 2)，前期变化型、中间过渡型的变化趋势相似，地形位等级1~2是优势分布区，分布指数均大于1，且在2级时最大，之后随级别增加而减少，但中间过渡型在9~10级呈现一个略微增长趋势. 持续变化型、后期变化型的分布趋势相似，分布指数在1~3级时出现持续增长，之后随着级别增加而减少. 反复变化型的分布指数在1~6级时一直呈现增加趋势，在6级时最大，之后呈现减少趋势，且在4~8级时都大于1，说明其分布具有明显的区域特征. 稳定型分布的地形位指数相对稳定，在1~3级呈现上升趋势，之后呈现一定的下降曲线变化，在5级接近于1，随后又呈上升态势.

石柱县农业景观格局演变影响因素分析研究结果见表 7-表 9. 在2005-2010年的农业景观驱动模型中，Hosmer-Lemeshow(HL)指标检验模型的拟合效果较好(显著水平sig=0.623，大于0.05)，模型较为稳定(表 7). 根据显著水平和Wald统计量，可知农业人口、与农村居民点的距离、农民人均纯收入、第一产业产值比例等因素对这一阶段景观演变的影响最大. 同时，环境因素中的坡度对农业景观变化的影响较大，其中坡度的解释变量参数估计值β为负，说明农业景观变化概率与坡度的大小呈负相关，坡度越大时农业景观的变化率越小；与农村居民点距离的解释变量参数估计值β也为负，说明与农村居民点距离越近时变化越大. 因此，人类活动对农业景观变化有重要的影响作用. 由此可见，第一个阶段石柱县农业景观格局演变的主要驱动力为社会因素(农业人口)、经济因素(农村居民点的距离、农民人均纯收入)、产业因素(第一产业产值比例)和环境因素(坡度).

在2010-2015年农业景观驱动模型中，HL指标检验模型的拟合效果较好(sig=0.161，大于0.05)，模型稳定，结果可靠(表 8). 根据显著水平和Wald统计量，可知在农业景观格局演变过程中，环境因素因素中的高程和坡度对农业景观格局演变的影响最大；人文因素中的经济因素(农民人均纯收入、与公路的距离、与农村居民点的距离)、产业因素(第一产业比例、第三产业比例、建设用地比例)对农业景观格局演变的影响较大. 由此可见，相较于2005-2010年，主要影响因素稍有差异. 环境因素、经济因素、社会因素、产业因素和政策因素依然是共同促使农业景观格局演变的重要因素，但该时期环境因素的作用大于人文因素的作用.

在2015-2020年农业景观驱动模型中，HL指标(sig=0.218，大于0.05)模型拟合效果好(表 9)，模型结果可靠. 根据显著水平和Wald统计量，在农业景观格局演变过程中，自然因素中的坡度对农业景观演变的影响较大；人文因素中的经济因素(农村经济总收入、与公路的距离、与农村居民点的距离)、社会因素、政策因素、产业因素对农业景观格局演变具有重要的影响力. 相较于上两个阶段，文化因素成为2015-2020年农业景观变化的重要推动因素.

本文以石柱县2005-2010年、2010-2015年和2015-2020年3期土地利用变更数据为基础，开展农业景观格局时空变化规律分析，并进一步挖掘其影响因素，得出以下结论：

1) 石柱县以生态型和生产型农业景观为主. 2005-2020年生产型农业景观持续下降，生活型和拓展型农业景观呈增长趋势，生态型农业景观呈波动变化趋势. 生产型农业景观的优势分布区集中在低等级位区域，生态型农业景观的优势分布区在高等级地形位区域，而生活型农业景观优势分布区在中低等级地形位区域，即人类活动的聚集区域，说明人类活动对农业景观分布具有影响作用；拓展型农业景观的优势分布区域随着时间推移逐渐由中低等级区域向较高地形位区域拓展.

2) 研究区内农业景观以稳定型和前期变化型为主，主要分布在中低、中高地形梯度区，其图谱以“生态—生态—生态—生态” “生产—生产—生产—生产” “生产—生态—生态—生态” “生态—生产—生产—生产”为主. 稳定型变化在1~3级、6~10级为优势分布区. 前期变化型、中间过渡型、持续变化型、后期变化型在中低地形梯度区为优势分布区，反复变化型在1~6级为优势分布区.

3) 研究区农业景观格局在经济、社会、文化、产业、政策等因素驱动下，格局发生转化，具体为生产型农业景观向生活型、拓展型、生态型农业景观转化，生态型农业景观也呈现向拓展型、生产型农业景观转化，表现了石柱县山区农业景观格局演变独特的地域性特征.

4) 环境、社会、经济、产业、文化和政策等因素均对农业景观格局的演变产生影响，其中环境因素中的坡度是导致农业景观格局演变的主要驱动因素；社会因素中的农业人口对农业景观格局演变具有显著的驱动作用；经济因素中的区位条件(与公路的距离、与农村居民点的距离)等对农业景观格局演变具有特别重要的驱动影响；农民人均纯收入、农村经济总收入等经济因素对农业景观格局演变也具有重要的驱动作用；政策因素中的森林覆盖率对农业景观演变具有较强的驱动作用；产业因素中第一产业产值比例、第三产业产值比例和建设用地比例对农业景观格局演变作用显著，其中第一产业产值比例对农业景观格局的演变影响最为突出；文化因素对农业景观格局的演变影响较弱.

石柱县农业景观格局是长期适应西南山区独特地形地貌结构的产物，景观利用图谱反应了农业景观利用类型的动态变化过程，其在不同地形梯度下的分布指数反应了在自然环境影响下人类活动对农业景观利用的差异性. 地形因素决定了山地农业景观利用结构的空间配置，同时政策制度、人口因素、农业生计模式变化、经济发展、产业推动是石柱县农业景观格局和景观利用图谱空间特征形成的核心动力. 结合景观功能视角研究农业景观格局演变特征，未来应进一步优化和调整农业景观结构. 具体来讲，主要可以从以下几个方面进行优化调整：

1) 针对不同地形梯度区域进行不同功能景观的调整与优化. 石柱县农业景观在人类活动频繁的低海拔地区生产型农业景观向生活型农业景观转化显著，在高地形梯度区域生态型农业景观向拓展型农业景观转化，因此在石柱县农业景观格局优化上，应当针对不同地形梯度区域的农业景观结构进行调整和优化. 在低地形位上应减少生产型农业景观的流失，缓解生产型农业景观的破碎化现象，增加生产型农业景观的连续性和完整性；在中低、中高和高等级地形位上，应严禁损毁生态型农业景观等行为，坚决禁止陡坡地开垦，并结合石柱县地形梯度分析结果针对性地进行分区分景观管控，保证生态型农业景观的涵养水源，缓解水土流失的生态功能，增加农业景观斑块的连续性和完整性，确保区域物种的生物多样性，降低农业景观的脆弱性.

2) 引导政府科学制定农业景观各类型的供需规模和时序，尤其需要调整以建设用地为核心的生活型农业景观用地的供给规模和时序，达到供需总体平衡，服务于国家的宏观调控政策. 在农业景观总量调控平衡的基础上，使农业景观利用结构趋于合理. 结合现实需要科学制定石柱县生产型和生活型农业景观的年度用地计划，不断优化农业景观结构，保证农业景观资源的合理分配，满足社会基本需求，适应国家宏观调控的趋势与导向. 科学划分各类农业景观功能区，加强对各类农业景观功能区的用途和空间管控.

3) 提高农民可持续发展的景观保护意识. 生态文明建设是我国重要的战略决策，保护生态环境并确保耕地系统生态安全不仅关乎人们福祉，更关乎民族的未来. 农民是农业景观保护的重要主体，也是实现乡村振兴的重要支柱和基石的，但部分农民可能并不理解农业景观保护的深刻内涵和重要意义. 因此，应当从石柱县农业景观演变驱动力出发，提高石柱县农民可持续发展意识和农业景观保护意识. ①要改变研究区农民传统的经济思想，减少建设用地和生活型农业景观对生产型农业景观的占用，培养农民对生产型农业景观的管护和保护意识；②应当以县政府为主体，地方乡镇为二级单位，地方村委会为具体执行单位，对农民的农业景观保护意识进行宣传教育，并对农业景观保护知识进行教育和培训，强调农民在农业景观保护中的主体作用，使农民转变观念，更加积极、深入、全面地参与到农业景观保护中；③充分调动农村地区各类人才参与农业景观保护，充分发挥科技人才在农业景观保护中的支撑作用.