游麗平

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福清市江陰半島土地利用變化及其生態(tài)環(huán)境效應(yīng)分析

游麗平

福州市環(huán)境科學(xué)院

該文以江陰半島為研究對(duì)象，利用2006年、2009年2期TM遙感圖像，對(duì)2006～2009年江陰半島土地利用變化及其生態(tài)環(huán)境效應(yīng)進(jìn)行了研究，結(jié)果表明：(1)2006～2009年，江陰半島土地利用總體表現(xiàn)為道路、工礦用地、居民點(diǎn)的增加，林地、耕地、水體和養(yǎng)殖區(qū)的減少。(2)江陰半島土地利用程度逐年提高，變化量較大，說(shuō)明江陰半島土地利用集約度進(jìn)一步提高，處于土地利用快速發(fā)展時(shí)期；(3)各種土地利用類(lèi)型的空間動(dòng)態(tài)度較大，特別是工礦用地和道路、居民地；(4)生態(tài)環(huán)境效應(yīng)分析表明，江陰半島生態(tài)環(huán)境質(zhì)量出現(xiàn)一定程度的惡化。

土地利用變化 生態(tài)環(huán)境效應(yīng) 江陰半島

土地利用變化及其生態(tài)環(huán)境效應(yīng)研究對(duì)于了解區(qū)域生態(tài)環(huán)境變化具有重要意義，區(qū)域土地利用變化及其生態(tài)環(huán)境效應(yīng)已成為當(dāng)前區(qū)域環(huán)境研究的熱點(diǎn)之一，國(guó)內(nèi)學(xué)者從土地利用變化對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值、生態(tài)環(huán)境質(zhì)量影響等方面開(kāi)展了深入研究[1-9]。本文以近年來(lái)福清市江陰半島土地利用變化為切入點(diǎn)，對(duì)其2006～2009年間土地利用變化對(duì)區(qū)域生態(tài)環(huán)境效應(yīng)進(jìn)行了探討，試圖找出土地利用變化與生態(tài)環(huán)境效應(yīng)之間的內(nèi)在規(guī)律，以期為區(qū)域土地利用和生態(tài)環(huán)境建設(shè)提供參考。

1 研究區(qū)概況及數(shù)據(jù)處理

1.1 研究區(qū)概況

江陰半島坐落于福建省福清市南部，是福建省9個(gè)海島鄉(xiāng)鎮(zhèn)中第一大海島，面積69.74平方公里，海岸線(xiàn)長(zhǎng)65公里,屬地震引起的大陸斷層，地形以丘陵、崗臺(tái)地為主。江陰半島屬南亞熱帶海洋性季風(fēng)氣候，本地區(qū)年平均氣溫19.6°C，年降水量1239.1mm，土壤類(lèi)型有赤紅壤、鹽土等，島上植被主要為森林植被和農(nóng)田植被。

1.2 數(shù)據(jù)處理

以2006年和2009年2期LandsatETM+／TM遙感影像為數(shù)據(jù)源，結(jié)合對(duì)江陰半島的實(shí)地調(diào)查，參照國(guó)內(nèi)常用的土地利用分類(lèi)系統(tǒng)，并根據(jù)江陰半島的具體情況及研究目的，將土地利用分成道路、工礦用地（包括取料場(chǎng)）、居民點(diǎn)、林地、農(nóng)耕地、水體（包括河流水面、水庫(kù)水面、海域）、養(yǎng)殖區(qū)等7種類(lèi)型。在遙感數(shù)據(jù)預(yù)處理的基礎(chǔ)上，目視解譯得到江陰半島土地利用圖。

2 江陰半島土地利用時(shí)空變化分析

2.1 土地利用變化幅度及變化速度分析

土地利用變化幅度指土地利用類(lèi)型在面積方面的變化，它反映總量的變化。土地利用變化速率可直觀地反映某一土地利用類(lèi)型的變化劇烈程度與速度，也可反映不同類(lèi)型間變化的差異[10]。土地利用變化幅度和變化速率的數(shù)學(xué)表達(dá)式為：

根據(jù)公式（1）、（2）可得2006～2009年江陰半島土地利用類(lèi)型變化幅度及變化速率情況，結(jié)果如表1所示。

表1 2006～2009年江陰半島土地利用類(lèi)型變化幅度及變化速率

從表1可知，江陰半島土地利用類(lèi)型以農(nóng)耕地、林地為主。2006～2009年間，土地利用變化幅度主要表現(xiàn)為道路、工礦用地、居民點(diǎn)的增加，林地、耕地、水體和養(yǎng)殖區(qū)的減少。土地利用變化速率主要表現(xiàn)為道路年變化速率最大，高達(dá)60.81%，可見(jiàn)，江陰半島的開(kāi)發(fā)帶來(lái)交通用地的迅速增長(zhǎng), 隨著居民點(diǎn)和工礦用地面積的增加，交通土地利用面積也不斷增加，林地年變化速率最小為-0.62%。

2.2 土地利用程度變化分析

土地利用程度反映人類(lèi)在土地利用系統(tǒng)中的影響廣度和深度。土地利用程度可用土地利用程度綜合指數(shù)來(lái)反映[11],其大小可反映土地總體利用程度的高低。劉紀(jì)遠(yuǎn)等從生態(tài)學(xué)的角度出發(fā)提出了土地利用程度分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)并賦予分級(jí)指數(shù)[12]。土地利用程度變化量可定量反映區(qū)域內(nèi)土地利用的綜合水平變化趨勢(shì)[11]。土地利用程度綜合指數(shù)及土地利用程度變化量表達(dá)式為：

根據(jù)公式（3）和（4），可得2006～2009年江陰半島土地利用程度變化見(jiàn)表2。

表2 2006～2009年江陰半島土地利用程度變化

從表2可知，2006～2009年，江陰半島土地利用程度指數(shù)逐年提高，2009年達(dá)278.71，說(shuō)明江陰鎮(zhèn)土地利用單一化程度越來(lái)越高，土地利用集約性越來(lái)越高。2006～2009年間土地利用程度變化量達(dá)6.68，變化幅度較大，說(shuō)明江陰半島正處于土地利用快速發(fā)展時(shí)期，受人類(lèi)活動(dòng)影響較大。

2.3 土地利用變化空間動(dòng)態(tài)分析

利用GIS的空間分析功能，對(duì)江陰半島2006年、2009年土地利用圖進(jìn)行空間疊置分析，得出土地利用類(lèi)型的轉(zhuǎn)移矩陣（見(jiàn)表3）。

表3 2006～2009年江陰半島土地利用類(lèi)型面積轉(zhuǎn)移矩陣 單位：hm2

從表3可知，江陰半島的土地利用類(lèi)型轉(zhuǎn)移變化呈現(xiàn)如下特點(diǎn)：

（1）道路面積顯著增加。3年間凈增加63.63hm2，主要從林地和農(nóng)耕地轉(zhuǎn)移而來(lái)。

（2）工礦用地面積大幅增加。3年間凈增加222.50hm2，主要從養(yǎng)殖區(qū)、水體、林地、農(nóng)耕地轉(zhuǎn)移而來(lái)，其中由養(yǎng)殖區(qū)和水體貢獻(xiàn)的轉(zhuǎn)化量分別達(dá)109.16hm2和85hm2，由此可見(jiàn)，因江陰半島特定地理位置，工礦用地主要通過(guò)填海造地方式迅速擴(kuò)展。

（3）居民點(diǎn)面積有所增加。居民點(diǎn)面積的增加由農(nóng)耕地轉(zhuǎn)化而來(lái)。

（4）林地和農(nóng)耕地面積均有所減少。其中林地主要轉(zhuǎn)出的土地利用類(lèi)型為道路、工礦用地和少量的農(nóng)耕地。農(nóng)耕地主要轉(zhuǎn)出的土地利用類(lèi)型為道路、工礦用地和居民點(diǎn)。

（5）水體和養(yǎng)殖區(qū)的面積均有明顯減少。水體和養(yǎng)殖區(qū)均表現(xiàn)為單一地轉(zhuǎn)出為工礦用地，二者均沒(méi)有轉(zhuǎn)入。

3 土地利用變化的生態(tài)環(huán)境效應(yīng)分析

本文采用區(qū)域環(huán)境影響強(qiáng)度指數(shù)作為分析江陰半島土地利用變化的生態(tài)環(huán)境影響分析指標(biāo)，環(huán)境影響強(qiáng)度指數(shù)用于描述一定區(qū)域內(nèi)土地利用受人為活動(dòng)的影響強(qiáng)度，環(huán)境影響強(qiáng)度指數(shù)越大，說(shuō)明該區(qū)域受人類(lèi)干擾越大、生態(tài)系統(tǒng)越脆弱、環(huán)境被破壞程度越深。其計(jì)算公式如下：

式中，為區(qū)域環(huán)境影響強(qiáng)度指數(shù)；為土地利用類(lèi)型的數(shù)量，A為第種土地利用類(lèi)型的總面積，P為第種土地利用類(lèi)型所反映的區(qū)域環(huán)境影響強(qiáng)度參數(shù)；為土地利用總面積。區(qū)域環(huán)境影響強(qiáng)度參數(shù)P反映了不同土地利用類(lèi)型的人類(lèi)參與、管理、改造的強(qiáng)度和屬性特征，在考慮研究區(qū)實(shí)際情況的基礎(chǔ)上，參考李楊帆等[13]的研究，對(duì)各土地類(lèi)型的生態(tài)環(huán)境質(zhì)量賦值如表4。

表4 不同土地利用類(lèi)型中區(qū)域環(huán)境影響強(qiáng)度的參數(shù)(P)

根據(jù)公式（5）及表4，可得江陰半島2006年區(qū)域環(huán)境影響強(qiáng)度為0.446，2009年區(qū)域環(huán)境影響強(qiáng)度為0.471，2006～2009年間，區(qū)域環(huán)境影響強(qiáng)度指數(shù)有所增大，可見(jiàn)，伴隨著人類(lèi)活動(dòng)對(duì)江陰半島土地利用的影響，在土地利用轉(zhuǎn)換過(guò)程中，尤其是工業(yè)區(qū)的擴(kuò)張，林地、水體的減少，江陰半島生態(tài)環(huán)境質(zhì)量出現(xiàn)一定程度的惡化。

4 結(jié)論

2006～2009年，江陰半島土地利用總體表現(xiàn)為道路、工礦用地、居民點(diǎn)的增加，林地、耕地、水體和養(yǎng)殖區(qū)的減少。江陰半島土地利用程度逐年提高，變化量較大，說(shuō)明江陰半島土地利用集約度進(jìn)一步提高，處于土地利用快速發(fā)展時(shí)期。各種土地利用類(lèi)型的空間動(dòng)態(tài)度較大，特別是工礦用地和道路、居民地。

生態(tài)環(huán)境效應(yīng)分析表明，伴隨著人類(lèi)活動(dòng)對(duì)江陰半島土地利用的影響，在土地利用轉(zhuǎn)換過(guò)程中，尤其是工業(yè)區(qū)的擴(kuò)張，林地、水體的減少，江陰半島生態(tài)環(huán)境質(zhì)量出現(xiàn)一定程度的惡化。

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