生態用地時空演變研究

宋安安　倪琳　郝月

摘要 社會經濟的快速發展導致我國各類用地之間的競爭日趨激烈，為保證可持續發展，必須對生態用地嚴加保護。本文以阜平縣為例，分析了2009—2014年該縣生態用地的時空變化。結果表明，隨著建設用地的擴張，生態用地面積逐漸減少，且由成片分布趨于破碎化、分離化。

關鍵詞 生態用地；時空演變；河北阜平

中圖分類號 X171.1 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739（2018）16-0295-02

Space-time Evolution of Ecological Land：A Case Study in Fuping County

SONG An-an 1 NI Lin 2 HAO Yue 2 CHEN Yan-ling 1 ZHANG Chang-chun 2

（1 Baoding ELF Land Technology Co.，Ltd，Baoding Hebei 071000； 2 College of Land and Resources，Agricultural University of Hebei）

Abstract The rapid development of the social economy caused the increasingly fierce competition between the various land in China.In order to guarantee its continual development，it′s necessary to delimit the ecological land space and strongly protect it.Taking Fuping County as a case study，the paper analyzed the space-time evolution between the years of 2009-2014.The results showed that with the expansion of construction land，the eco-logical land decreased，and the distribution tended to be fragmented and separated.

Key words ecological land；space-time evolution；Fuping Hebei

長期以來，社會經濟的快速發展不可避免地侵占和破壞了大量具有重要生態功能和生態環境較脆弱的土地，導致區域生態環境日益惡化，嚴重威脅著人類經濟社會的可持續發展。生態用地是指能夠改善區域生態環境，具有重要生態系統服務功能，但生態敏感性較高，需要特殊保護的土地[1]。生態用地是實現食物生產和人類空間利用功能的前提，為區域可持續發展提供基本的保障。因此，為統籌推進經濟發展、社會和諧與生態文明的建設，滿足人類對生態環境質量的需求，必須科學合理地劃定生態用地空間，并對其加以保護。

眾多專家、學者基于不同角度對生態用地進行了研究：余 健等[2]、張軍以等[3]、戴 靚等[4]運用不同的方法對區域生態安全進行了評價，肖 強等[5]、曾 杰等[6]從不同方面對生態系統服務價值進行了測算，龍花樓等[7]、喻 鋒等[8]、鄧紅兵等[9]從不同角度構建了生態用地分類體系?？傮w而言，我國對于生態用地的研究歷時較短，對生態用地劃定的研究尚顯薄弱。

本文以阜平縣為例，從2009年、2014年2期土地利用現狀數據中提取出具有生態功能的土地，定量分析其數量結構和景觀結構的時空變化特征。

1 研究區概況與研究方法

1.1 研究區概況

河北省阜平縣地處太行山中段的東麓，地理坐標為東經113°45′～114°37′、北緯38°39′～39°08′，西部、北部均與山西省交界，縣域面積2 527.14 km2。全縣轄5個鎮、8個鄉，具有中山、低山和丘陵3種地貌類型。阜平縣屬于大陸性季風氣候，年均氣溫為12.6 ℃，常年積溫為801.9 ℃，年均降水量為550～790 mm；無霜期為140～190 d，地方小氣候特征明顯。2015年末，全縣生產總值突破32億元，較“十一五”末增長40.2%；規模以上工業增加值完成3.1億元，較“十一五”末增長95.0%。以上數據充分顯示了縣域經濟較快發展的趨勢。

1.2 數據處理與研究方法

本文首先借助ArcGIS10.0軟件，提取2009年、2014年具有生態功能的土地利用現狀數據，分析整理后將其劃分為綠色生態空間用地（耕地、園地、林地和草地）、藍色生態空間用地（水域和濕地）和未利用生態空間用地（未利用地），構建各類生態空間用地與建設用地的轉移矩陣，分析其數量結構的變化；其次借助Fragstats軟件計算斑塊數量、斑塊密度、平均斑塊面積等景觀指數，分析其景觀空間結構的變化。

2 生態用地演變分析

2.1 生態用地空間的數量結構變化

土地利用類型轉變是指在土地開發利用的過程中，由于土地空間位置的固定性和不可移動性，為了充分發揮土地價值，將某一種土地用途改變為另一種用途的過程。本文在ArcGIS10.0支持下，利用ArcToolbox和Intersect工具將2期土地利用現狀圖進行空間疊置分析，然后再通過加字段和重新計算幾何體面積將屬性表導出，通過利用Excel中數據透視表功能制作各類生態空間用地與建設用地轉移矩陣。結果詳見表1。

從表1結果可以看出，各類生態空間用地與建設用地有流入和流出2個轉移方向。一是由表1各行可以看出，各類生態空間用地與建設用地轉出去向和面積。在2009—2014年，綠色和藍色生態空間用地分別流出125.06、9.63 hm2，全部流向建設用地。未利用生態空間用地流出647.79 hm2，主要流向綠色生態空間用地，面積為530.30 hm2，共占流出總面積的81.86%。建設用地流出29.51 hm2，全部流向綠色生態空間用地。二是由表1各列可以看出，各類生態空間用地與建設用地的補充來源和面積。在2009—2014年，綠色生態空間用地補充了559.81 hm2，主要來自于未利用生態空間用地，面積為530.30 hm2，占綠色生態空間用地補充面積的94.73%。藍色生態空間用地和未利用生態空間用地則沒有得到補充。建設用地補充了252.18 hm2，主要來自于綠色生態空間用地和未利用生態空間用地，分別為125.06 hm2和117.49 hm2，兩者共占建設用地補充面積的96.18%。

綜上可以看出，2009—2014年，除綠色生態空間用地面積有所增加以外，其余各類生態空間用地均有不同程度的減少，尤其以未利用生態空間用地減少的數量最多。這是因為5年間阜平縣城鎮化發展迅速，建設用地侵占了各類具有生態功能的土地。此外，阜平縣大力實施土地整治（占補平衡）項目導致大量的未利用地被開發。

2.2 生態用地空間的景觀結構變化

本研究借助ArcGIS10.0軟件，首先對2009年、2014年2期的3類生態用地數據進行柵格化處理，轉換成Fragstats軟件能夠判別的Grid柵格，然后借助Fragstats軟件分別計算 3類生態用地的斑塊數量、斑塊密度和平均斑塊面積等景觀指數，分析2期生態用地景觀結構的變化。分析結果詳見表2。

斑塊個數作為反映景觀要素空間格局的基礎性指標，通常情況下與景觀破碎度呈正相關。由表2可以看出，2009—2014年，3類生態用地的斑塊數量均有所增加，綠色生態空間用地由6 677個增加到6 839個，藍色生態空間用地由1 606個增加到1 613個，未利用生態空間用地由606個增加到738個，反映了3類生態用地景觀破碎度的增加。其中，未利用生態空間用地斑塊個數增加的比率最大，增加了2.782%，說明未利用生態空間用地景觀日趨破碎，反映了人類活動對未利用地的巨大干擾程度。

斑塊密度反映了一定面積上景觀異質性及景觀整體斑塊分化程度，斑塊密度越高，說明斑塊規模越小，景觀異質性越高。由表2可以看出，2009—2014年，3類生態用地的斑塊密度均大幅增加，綠色生態空間用地由2.748個/hm2增加到2.817個/hm2，藍色生態空間用地由0.661個/hm2增加到0.665個/hm2，未利用生態空間用地由0.249個/hm2增加到0.304個/hm2，表明3類生態用地的斑塊規模越來越小，景觀異質性越來越高。其中，未利用生態空間用地斑塊密度增加的幅度最大，增加了22.088%，說明人類活動造成大塊的未利用地被分割。

平均斑塊面積反映了區域土地利用布局中各種土地利用類型的面積特征。由表2可以看出，2009—2014年，3類生態用地的平均斑塊面積均減少，綠色生態空間用地由9.874 hm2減少到9.699 hm2，藍色生態空間用地由3.683 hm2減少到3.661 hm2，未利用生態空間用地由282.438 hm2減少到231.044 hm2，表明3類生態用地的斑塊規模越來越小，破碎化越來越嚴重。其中，未利用生態空間用地平均斑塊面積減少的比例最大，減少了18.197%，說明人類活動占用了大量的未利用地。

由于在短短的5年內自然條件的變化比較微小，所以上述現象強有力地說明了隨著建設用地的擴張，人類活動使生態用地由成片分布趨于破碎化、分離化，其中對未利用生態空間用地的影響最為嚴重。阜平縣的生態空間景觀結構越來越細碎，連通性差，阻礙了生態系統物質流、能量流以及信息流的傳輸和交換，嚴重威脅著當地生態系統的可持續發展。

3 結論

本文首先借助ArcGIS10.0軟件提取2009年、2014年具有生態功能的耕地、園地、林地、草地、水域和未利用地等土地利用數據，綜合歸并為綠色生態空間用地（耕地、園地、林地、草地）、藍色生態空間用地（水域、濕地）、未利用生態空間用地（未利用地），構建各類生態空間用地與建設用地的轉移矩陣，分析其數量結構的變化。結果表明，阜平縣2009—2014年，除綠色生態空間用地面積有所增加以外，其余各類生態空間用地都有不同程度的減少，尤其是未利用生態空間用地減少的數量最多。

此外，本文在Fragstats軟件的支持下，計算各類生態空間用地的斑塊數量、斑塊密度、平均斑塊面積等景觀指數，分析其景觀空間結構的變化。結果表明，2009—2014年3類生態空間用地的斑塊數量、斑塊密度均大幅增加，平均斑塊面積均明顯下降，強有力地說明了隨著建設用地的擴張，生態用地由成片分布趨于破碎化、分離化。

4 參考文獻

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