长三角沙地圩田类型分布识别与形态特征分析

 

摘要：【目的】沙地圩田在长三角地区沿江地带以线性分布的形式跨越多个县市，目前正面临类型划分不清与资料收集困难等问题，需要进行系统性的形态类型划分与分布范围识别。

 

【方法】本研究依据文献资料中对沙地圩田形成机制的记载，结合历史地图和历史遥感影像对景观形态进行初步类型辨识和标记。随后利用基于卷积神经网络（convolutionalneuralnetworks,CNN）的SegNet语义分割网络模型配合人工目视解译技术，预测识别长三角地区沙地圩田的分布范围。最后从风景园林的视角分析沙地圩田的区域分布特征与水网发育动力，总结其景观营建智慧。

 

【结果】长三角地区沙地圩田可初步划分为3种类型：沙地内圈圩田、沙地外滩圩田、江口新垦圩田。预测结果表明，自然地理环境的变迁是沙地圩田景观结构、分布规律和水网发育的主导性因素。3种类型沙地圩田所呈现出的景观结构存在历时性演变特征，体现出景观营建的环境适应性特点。

 

【结论】研究表明类型学归类方法可以对区域尺度下的沙地圩田进行类型划分、形态分析与演变特征总结，同时配合机器学习类人工智能可以更高效地识别各类型圩田的分布范围，为今后类似的乡村景观研究提供经验和参考。

 

沙地圩田主要分布于长江下游沿江地带，是古人围垦江边滩涂和江中新涨沙洲的产物。这些江岸边新淤生的土壤含有丰富的有机质，相当肥沃，加上水利设施的逐步完善，具有较好的农业耕种和灌溉条件，生产力较高。正如李本樟所说：“其滨江一带为圩田，设堤防而立斗门以司吐纳，往往称沃壤。”[1-2]①明洪武（1368—1398）年间“人水争地”的现象愈演愈烈，人与自然的矛盾也日益尖锐。人们在长江两岸利用涨滩围垦，先后在马驮沙、刘海沙、太平州垦殖，建设排水河道。位于长江以北的如皋县（今如皋市），其县志中也有关于境内永兴圩、复兴圩、百盛圩等150余座圩区的文字记载，20世纪中期前沿江便已形成狭长的圩区地带[3]。

 

长三角地区是中国圩田景观分布较广、类型多样、发育完善的典型地区，目前的研究主要集中在太湖平原、里下河平原、宁绍平原和皖东平原东部地区，内容涉及类型划分[4]、农田水利[5-6]、管理分工[7-8]、农业经济[9-10]、风景营建[11]等多个方面。但由于沙地圩田以线性分布的形式跨越沿江地区的多个县市，不同地区的景观形态差异较大，相对独立分散的史志文献和图纸资料仍需系统性梳理整合，因此国内外学者对于沙地圩田的关注度较低。

 

长三角沿江地区发育形成的时间跨度较大，各时期自然条件与社会环境存在差异，不同背景下的生成机制导致了沙地圩田景观形态的多样化。从类型学的观点来看，人类建成环境的形成是一个与自身特征息息相关的连续过程，而且这种特征是可以识别并归类的[12]。机器学习类人工智能具有强大的遥感图像识别能力，可以替代人脑劳动来提升研究效率和准确性[13]，目前在土地覆盖与利用分类[14-18]、城市肌理识别[19]、景观肌理识别[20]等研究应用中取得了一定的成果。

 

 

本研究以江流摆脱山体约束的起点南京作为长江三角洲的顶点[21]，采用基于卷积神经网络（convolutionalneuralnetworks,CNN）的SegNet语义分割网络模型对历史遥感图像中的沙地圩田分布范围进行预测，结合历史地理学、类型学、社会学等学科对识别结果进行判断，从风景园林的角度对沙地圩田的景观形态分类进行研究，对于长三角沿江地区保护历史文化遗产、建设生态廊道、促进地区全面协同发展具有重要意义。