生态韧性视角下淄博市土地利用转型的时空演变研究
张小丫 陈圆 赵雨馨 王俊骅 梁光翠
山东农业工程学院 山东淄博 255300
摘要:本研究以中国华东地区典型工业城市淄博市为研究对象,基于2010年与2020年土地利用遥感数据,结合土地利用动态幅度和转移矩阵方法,系统分析近十年区域土地利用格局的时空演变特征及其对生态可持续发展的影响并对淄博市未来发展提出建议。
关键词:土地利用变化;生态可持续发展;淄博市
1.研究区概况
淄博市位于我国华东地区,山东省中部的核心位置。地理坐标为北纬35°55’20”至37°17’14”,东经117° 32' 15"至118° 31' 00"之间。该地属温带季风气候,全年平均气温在12.5℃到14.2℃之间。年均降水量高达657.8毫米。作为我国工矿业开发的先行地区之一,淄博市拥有超过百年的工业发展历史,是国内非常重要的老工业基地和现代化工业城市。随着我国经济的快速发展和城市化进程的不断推进,土地利用格局在近年来发生了显著的变迁。工业的发展对土地利用产生了重大的影响,同时也带来了生态环境等方面的问题。
2.数据来源与研究方法
2.1数据来源
本文采用的2010、2020年淄博市土地利用数据来源于中国多时期土地利用遥感监测数据集,数据精度为30m。土地利用分类采用中国科学院资源环境数据库中的土地利用分类系统,结合淄博市当地土地利用将淄博市土地利用类型分为水田、耕地、有林地、灌木林地、疏林地、其他林地、高覆盖度草地、中覆盖度草地、低覆盖度草地、河渠、水库、滩地、城镇、农村居民点、工交建设用地、裸土地、裸岩石地17类。
2.2研究方法
(1)土地利用动态幅度
土地利用类型转移特征可以衡量单一地类变化的强度。从不同时期土地利用类型的转移速度和幅度参数可以反映出土地系统的动态演化过程。本文将根据2010—2020年淄博市土地利用类型转移矩阵,对淄博市土地利用类型动态演化模式进行构建,以揭示淄博市土地覆被变化的时空动态演化和区域异质性。其计算公式为其计算公式为
式中:L为2010年至2020年土地利用类型的转移速率;,分别为研究初始和末期该土地利用类型的面积,T为该土地利用类型的变化时间间隔。
(2)土地利用转移矩阵
土地利用转移矩阵可通过系统量化表征不同地类间的演变路径与转移概率,实现区域土地资源时空配置特征的动态监测。其计算公式为
为土地利用类型的面积;为淄博市土地利用类型的数量;为淄博市初期到终期a类土地类型向类土地类型转移的面积。
3.结果分析
3.1土地利用变化情况
研究区内土地类型变化量明显,耕地、林地、灌木林地、疏林地、中覆盖度草地、低覆盖度草地、滩地面积增加较大,其中耕地(地类水田、耕地)10年内面积增长61.12km²,整体耕地变化率达到了2.1%,占比较高。水库、城镇、农村居民点、工交建设用地面积减少较大,净减量达到-1.18km²、-24.31km²、-26.60km²、-14.08km²,其中农村居民点从 525.77 km² 减少到 499.17 km²,减少 26.60 km²;工交建设用地面积从 114.64 km² 减少到 100.56 km²,减少 14.08 km²,整体呈现明显的面积减少趋势,该类土地变化率约为 -12.28%,表明在这十年间城镇农村居民点和工交建设用地的面积收缩明显,这可能与城市化进程中的土地集约利用水平提高、部分老旧工矿企业关停并转、城镇规划调整优化等因素密切相关,使得土地利用更加高效合理。
3.2土地利用转移变化特征
淄博市土地转移呈现显著动态平衡:因土地集约利用,城镇、农村居民点与工交建设用地转出量远超转入量,主要源于耕地转出,分别减少约24.31km²、26.60km²、14.08km²。耕地总体从2010年的2927.70km²增加到2020年的2988.82km²,转入量大于转出量,净增61.63 km²(+2.1%),主要依赖土地整理补充,尽管转出15.59 km²至农村居民点,但转入来源多元(农村居民点转入36.51km²、城镇转入27.06km²、林地转入3.33km²等)。林地整体变化平稳,有林地从耕地转入3.12 km²,转出3.33km²至耕地,灌木林地从高覆盖草地和中覆盖度草地分别转入1.27km²和1.79km²疏林地在10年内面积增加0.77km²,各类型草地面积总体呈增长趋势,生态功能持续增强。
3.3土地利用变化趋势
近年来,淄博市大力调整产业结构,积极培育壮大新材料、新能源、生物医药等重点新兴产业,使得土地利用格局发生新变化,传统工业用地被改造或闲置,新兴产业园区、科技研发基地等用地需求增大,例如高新区的建设与发展,吸引大批高新技术企业入驻,土地利用方式更加集约高效。随着人们对生态环境重视度的提高,淄博市加大生态用地的保护力度,城市公园、绿地、湿地等生态用地面积逐渐增加,一定程度上改善了生态景观。以孝妇河湿地公园为代表的生态工程建设,在区域环境质量得到显著提升的同时,新建的滨水绿地成为市民日常休憩的重要场所。农村土地流转加快,规模化经营渐成趋势,农业产业结构不断优化,农村建设用地的利用效率也有所提高,一些闲置农村宅基地被盘活,用来发展乡村旅游、农村电商等新兴产业。
4.研究结论
本研究基于2010年—2020年遥感数据,系统分析了淄博市土地利用的时空演变特征极其生态影响,得出以下结论:
第一,耕地净增加61.12km2,大部分为城镇、农村居民点和工交建设用地的集约调整项目,是城市化进程中土地资源的有效配置。耕地是粮食生产和生态平衡的重要载体,10年间,耕地面积净增加61.12km2,耕地面积不断增加。耕地面积的增加在一定程度上有利于减少水土流失,改善小区域内的微区气候,为小型生物提供生存场所,但是林草地等生态用地的过多侵占,会降低原有系统的服务功能。如林地转变为耕地会削弱水源涵养能力,造成对野生动物栖息地的不利影响。研究区的林地总量增加1.88km2,主要由耕地转化而来。林地的增加能显著提高森林的固碳释氧能力,增加水土保持能力,并有效保持生物多样性。城镇、农村居民点和工交建设用地的总量减少64.99km2,总体环境质量提高,也有少部分来转自耕地和生态用地。据研究表明这此用地扩张,容易破坏自然植被、栖息地斑块和生物多样性,并增加热岛和污染扩散的威胁。
第二,生态用地双向波动。林地、草地有小幅增加,但主要来自耕地转化,可能会降低生态服务效益;城镇、农村居民点、工交建设用地整体减幅较大、热岛效应和污染压力得到缓解。城镇、工交建设占用虽然总量下降,但同时有耕地和生态用地转入,一定程度上还是历史生态用地的占用。长期建设占用容易带来不透水表面积扩大、热岛效应加强、极端天气频发,以及废水、废重金属、废物等污染进入水环境、土壤,生物栖息地破坏、物种多样性减少等问题。尽管近年来出台的土地集约利用等改革政策使低效建设用地得到一定改造,但应注意生态重建的滞后会对可持续建设产生新的抑制作用。
参考文献
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作者简介:张小丫,四川巴中人,2002.11-,本科在读,土地资源管理专业。