景观异质性是当今景观生态学研究热点,是最优化景观中资源组合配置和结构功能的基础。农田景观是人类对土地长期经营的产物,同时也是人类赖以生存的最基本的物质生产部门,对于农田景观异质性的研究有助于维持和提高农业生态系统以及农业生产的稳定性和高效性,为农田的科学布局以及空间有效化管理提供有力依据。非耕地镶嵌于农田景观中,是对农田耕地系统中的林地、园地、草地、树篱、沟渠、田坎、内陆滩涂、坑塘水面和河流水面等自然和半自然生境的统称。农田景观中高比例非耕地景观可以增加农田景观的异质性和连通性,但过于增加非耕地面积比例明显不符合中国对耕地的发展需求。已有研究表明非耕地比例与景观的空间异质性呈正相关,因此关于非耕地景观异质性的研究可为未来农田景观的合理布局和土地整治提供一定的借鉴意义。进一步探讨景观异质性与非耕地比例对应的定量关系,有助于未来非耕地景观的结构优化与合理布局,更有助于用简便的方法找到适合我国国情的非耕地比例区间。本文选取东北典型县域---昌图县为研究区,利用Arc GIS 10.2、Fragstats 4.2、GS+9.0、SPSS 26等软件,采用GIS技术、景观指数法、半变异函数法、相关分析法、数据结构分析法和曲线拟合法,探讨研究区农田景观异质性与非耕地比例对应关系。首先基于GIS技术划分昌图县景观类型,从景观水平和类型水平选取代表景观异质性的指数来分析研究区景观异质性分布特征。其次选取其中非耕地并划分网格,计算不同尺度的非耕地比例,将景观水平的景观指数与非耕地比例做相关性分析,最终拟合出农田景观异质性与非耕地比例的相关性和定量关系。主要研究结果如下:(1)在景观水平上,研究区在景观水平上非耕地破碎化程度较高,镶嵌化程度较低,同类型斑块分布较集中,多样化程度较好,耕地空间连接度较好,景观异质性处于较高水平;类型水平上,研究区整体其他农用地和林地破碎化程度最高,园地和草地破碎化程度相对最低;耕地空间连接度最好,结构最为紧凑,破碎化程度最低。耕地为研究区优势景观,园地和草地占比最小;在空间分布上,非耕地的结构和数量对农田景观空间异质性影响较大。研究区东西部地区异质性较高,主要非耕地景观类型为林地、园地和草地;而中部受优势景观(主要为耕地)影响整体空间异质性较低,导致周边非耕地的水域、其他农用地和人工种植的林地异质性一般。(2)在多尺度下,景观指数与非耕地比例在所选尺度均显著相关。非耕地比例的增长会使破碎化指数的景观形状指数(LSI)、景观分离度指数(DIVISION)和多样性指数的香农多样性指数(SHDI)、香农均匀度指数(SHEI)呈现先快速增加后增长减缓的变化趋势,即破碎度指数和多样性指数与非耕地比例呈显著正相关(P<0.01);连接度指数的聚集度指数(AI)、蔓延度指数(CONTAG)以及斑块粘合度指数(COHESION)呈现减小趋势被非耕地比例影响,即连接度与非耕地比例呈显著负相关(P<0.01)。并且随着尺度的减小,景观形状指数(LSI)的离散空间减少,其余景观指数离散空间则呈现增加趋势;聚集度指数(AI)和香农均匀度指数(SHEI)的变化幅度呈现升高趋势,其余景观指数变化幅度则呈现降低趋势。(3)在5km尺度下,在非耕地比例达到20%之前,非耕地面积和种类的增长也会使景观异质性快速增长,在20%非耕地比例时,破碎化指数、连接度指数和多样性指数同时增幅减缓;在3km尺度下,在20%非耕地比例时仅破碎化指数增幅减缓,连接度指数和多样性指数则在30%非耕地比例处增长速率减慢;在1.5km、1km和0.5km尺度下,破碎化指数、连接度指数和多样性指数等皆在30%非耕地比例处出现增幅减缓。达到20%-30%非耕地比例范围,景观异质性的增长趋势逐渐减缓,异质性基本保持稳定;超过30%非耕地比例后,非耕地比例的持续增长基本不会使景观异质性发生明显改变。(4)结果显示当非耕地比例在20%-30%为最优景观异质性比例区间,更适合非耕地景观结构的优化和合理布局及开展景观异质性相关研究。