基于3S技術研究滇池周邊土地利用對水環境的影響及治理對策

董茸茸 張晶香

（曲靖師范學院城市學院，云南 曲靖 650011）

近年來，國家對水體污染治理問題高度重視，滇池治理一直是一個熱點話題，滇池水環境的惡化已經嚴重影響和制約了云南省的經濟發展。《昆明市城市近期建設規劃（2016—2020年）成果》顯示，昆明市將向滇池東南部的呈貢區和滇中新區空港片區拓展，滇池東南部地區面臨著人口增長和房地產迅速發展的狀況，在此形勢下如何使滇池水質不受發展中土地利用的影響，成為重點問題。為此，研究滇池土地利用變化對滇池水質的影響，并提出治理建議，為解決與治理滇池水環境問題提供科學依據。

1 研究區概況

1.1 地理位置

滇池位于昆明市南端，處于長江、珠江、紅河三大水系分水嶺地帶。本研究區流域總面積1 814.12 km2，東西較窄，約為8 km，最寬處約為12 km，形成狹長的“弓”形湖泊。滇池北高南低，周邊20條支流流經滇池周邊的森林、農田、生活建筑區，并向心狀注入滇池，使滇池成為昆明市主要的納污水體。

1.2 氣候狀況

滇池處于低緯度地區的云貴高原中部，受東亞季風環流、海拔以及太陽輻射等因素的影響，形成亞熱帶—高原山地季風氣候，夏季降水多，冬季降水少，有明顯的干濕兩季。

1.3 社會經濟狀況

自改革開放以來，滇池周邊的農業持續、穩定、協調發展；工業高速發展，以煙草制品業、石油加工、煉焦、核燃料和建筑業為主，其中建筑業發展較快；第三產業迅猛發展，旅游業發展占主導，全年旅游總收入持續較快增長。

2 研究過程

水質的污染與下降與滇池周邊土地利用類型密不可分。土地利用通過影響水循環中的下滲、地表徑流、地下徑流等環節，影響入滇河流的水質和水量。通過獲取滇池周邊1988、2001、2010、2018年4期TM遙感影像數據，得出近30年來滇池周邊土地利用動態變化對滇池水質的影響。

2.1 數據獲取

本研究使用的TM遙感影像數據來自地理空間數據云官方網站，分別為1988年1月26日、2001年3月2日、2010年2月7日，2018年3月1日。4期TM遙感影像均選自冬、春季，此時研究區處于干季，植被覆蓋率相對較低，云量較少，可減少云量產生的誤差。

2.2 數據預處理

對4期TM遙感影像進行圖像配準，以2018年的TM遙感影像為基準，選取清晰的地物點為地面控制點，對其他3期TM遙感影像進行圖像配準、輻射定標、大氣校正及影像剪裁，以提高TM遙感影像在提取滇池周邊信息

表2 2001—2010滇池周邊年土地類型轉移矩陣 %

表3 2010—2018年滇池周邊土地類型轉移矩陣 %

2.3 遙感影像分類

根據2017年《土地利用現狀分類》（GB/T 2010—2017），結合滇池周邊實際用地類型和影像分辨率，將滇池周邊土地利用類型分為耕地、林地、水體、建設用地及未利用地5種類型。再根據TM遙感影像特征和紋理，結合Google Earth軟件中對應年份的遙感影像，部分難以分類地區的野外實地考察，運用ENVI遙感影像進行監督分類。

3 土地利用變化分析

3.1 土地利用轉移矩陣分析

土地利用轉移矩陣是指一種土地利用類型在兩個不同時期從該地類轉換為另一種地類的面積差值，其優勢在于可以定量表明土地類型的轉移關系［1］。

將監督分類導入ArcMap軟件，分別對4期分類處理后的TM遙感影像進行相交、融合，得出表1、2、3的1988年—2001年、2001年—2010年、2010年—2018年的滇池

3.1.1 1988年—2001年滇池周邊土地類型轉移分析。從表1可知，1988—2001年耕地減少了9.59%，轉移為其他類型的土地，其中5.74%的耕地轉移為建設用地，轉移量最多，其他類型的土地轉移為耕地，使耕地增加3.29%，耕地的凈變化是減少了6.30%，1988—2001年耕地減少且大部分轉移為建設用地，與該時期滇池周邊的經濟發展息息相關，經濟的發展帶動了城市的建設，使建設用地增加；建設用地減少了3.59%，轉移為其他類型的土地，建設用地轉移為林地的比例較大，8.22%的其他類型土地轉移為建設用地，使建設用地增加了8.22%，這期間建設用地主要沿主城區向外拓展，其凈變化是增加了4.63%，建設用地的增加趨勢與滇池周邊的經濟發展密不可分；林地有4.29%轉移為其他類型的土地，轉移為建設用地的比例較大，有9.04%由其他類型轉移為林地，林地的凈變化是增加了4.75%；水體的變化較小，減少和增加的比例小于1%，凈變化是增加了0.38%；未利用地有4.19%轉移為其他類型的土地，其中大部分轉移為林地，未利用地凈變化是減少了3.48%。

3.1.2 2001—2010年滇池周邊土地類型轉移分析。據表2可知，2001年—2010年7.65%的耕地轉移為其他類型的土地，其中轉移為建設用地和林地的比例較大，6.50%的其他類型土地轉移為耕地，耕地凈變化是減少了1.15%；建設用地有4.86%轉移為其他類型的土地，轉移為耕地的比例較大，在建設用地減少的同時也增加了5.48%，這期間建設用地主要向主城區北部和東南部拓展，建設用地凈變化是增加了0.62%；6.51%的林地轉移為其他類型，大部分林地轉移為耕地，6.16%的其他類型土地轉移為林地，林地在這期間凈變化為減少了0.35%；水體在這期間的變化較小，有0.26%的水體轉移為其他類型的土地，0.69%的其他類型土地轉移為水體，水體的凈變化為增加了0.43%；1.07%的未利用地轉移為其他類型土地，1.52%的其他類型土地轉移為未利用地，使未利用地增加1.52%，未利用地的凈變化為增加0.45%。

3.1.3 2010—2018年滇池周邊土地類型轉移分析。從表3可知，2010—2018年耕地減少了10.50%轉移為其他類型的土地，其中接近80%的耕地轉移為建設用地，耕地同時增加了5.70%，耕地在這期間的凈變化為減少了4.80%；建設用地減少了1.70%轉移為其他類型的土地，其中轉移為耕地的比例較大，建設用地同時增加了11.16%，這期間建設用地主要向主城區的東南部拓展，這與昆明市城市規劃要求城市向滇池東南部的呈貢區拓展相關，建設用地的凈變化為增加了9.46%，建設用地增加顯著；7.39%的林地轉移為其他類型的土地，轉移為耕地和建設用地的比例較大，4.58%的其他類型土地轉移為林地，使林地增加，由耕地和未利用地轉化為林地的比例較大，此期間林地的凈變化為減少了2.81%；水體的增加和減少比例都較小，水體的變化趨于穩定；未利用地減少了2.11%，大部分轉移為林地，這與提倡環保和植樹造林有關，未利用地增加較少，凈變化為減少了2.10%。

4 影響土地利用變化的因素

4.1 自然因素

自然驅動因素是影響土地利用結構和變化的基礎因素，決定土地利用的空間格局［2］。滇池處于亞熱帶地區，受東亞季風的影響，形成了冬冷夏熱的氣候，降水集中在夏季，氣溫和濕度均適宜植物生長，日照時間較長，使滇池周邊形成了以耕地和林地為主的用地類型。大部分建設用地沿河流和湖區發展，在河流和湖泊周圍形成了城市聚居區。

4.2 社會驅動因素

社會驅動是土地利用變化的主要驅動力，大致分為人口、經濟以及國家政策等內容。1988—2018年，滇池周邊人口快速增長，對居住、交通、購物及飲食等建筑用地的需求提高，造成了部分林地和大量耕地轉化為建設用地。

1988—2018年，昆明市GDP值大體呈上升趨勢，經濟發展帶動了昆明市的工業化、城市化，推動了建設用地的增加。

1998—2014年，由城市土地政策主導的改革促成了滇池周邊土地城市化的格局［3］。2014年后城市化進程不斷加快，2010—2018年建設用地大幅擴張，人口城市化開始，流動人口進城落戶成為人口流動的大趨勢，促進了耕地的減少，建設用地的快速增加。

5 滇池治理現狀及保護建議

5.1 滇池治理現狀

20世紀70年代以前，滇池周邊的水質為Ⅱ類水，到20世紀70年代時下降為Ⅲ類水，90年代后跌為劣Ⅴ類水，滇池成為污染最嚴重的湖泊之一。

昆明市采取多種措施治理水體污染，1991年建成昆明市第一污水處理廠處理工業、生活污水。近年來，昆明市全面實施與深化河長制，滇池周邊25位市級河長簽訂了《2018年滇池流域河長目標責任書》，定期開展巡河工作，對巡查中發現的問題進行及時整理、通報、積極協調，解決河道治理中的問題。滇池治理逐漸邁向流域系統治理階段，促進了滇池周邊水環境質量持續改善，水質趨穩向好。

河道生態補償機制在滇池周邊也建立起來，滇池周邊水質治理不力的區縣需要給予相鄰區縣經濟補償，相關負責領導要等比例扣減個人年度目標管理績效考核獎勵。滇池流域34條生態補償河道的63個水質自動檢測站已全部建成，實現了滇池周邊河道生態補償水質自動檢測設施全覆蓋，在2018年4月的考核中，滇池周邊26條河道49個斷面中，已經有39個實現了水質達標。

5.2 滇池保護建議

5.2.1 加大治理力度，堅持入湖河道治理。由于地勢地形等因素的影響，滇池成為昆明市主要的納污水體，大、小河流經過建筑區、工廠、農田收納一些廢水后流入滇池。因此，需要加大滇池周邊20多條入湖河道的整治與管理，從根源上減少滇池水質被污染的可能。

5.2.2 堅持實施河段長責任制與河道生態補償機制。在河段長責任制的實施下，滇池水質的治理初見成效。滇池周邊各轄區各條河道需要進一步完善河長制，達到全民參與滇池治理的效果。

近年來，滇池周邊推進河道生態補償機制，對水質達標且提高一個及以上水質類別的縣區給予適當補償，以達到“誰污染、誰買單、誰治理、誰受益”的目的，該機制實施后滇池的水質逐漸好轉，可見河道生態補償機制對滇池的治理起到了促進作用。

5.2.3 優化滇池周邊土地利用，減輕滇池污染。滇池周邊環境承載力有限，所以滇池周邊的建設規劃要符合滇池周邊人口、資源現狀。《昆明市城市近期建設規劃（2016—2020年）成果》提出優化滇池北部主城區的功能，外延拓展滇池東南部呈貢區的建設規劃，在規劃實施時應充分發揮主城區的輻射作用，吸引部分人口向滇池東南部的城市轉移，減緩滇池周邊人口太過集中的現狀，同時減輕滇池周邊的生態壓力。

6 結語

政府及相關部門一直在進行滇池水體污染的治理，投入了大量的人力與資金，使滇池水質得到改善，但滇池的治理是一個長久的過程，其中優化滇池周邊的土地利用成為關鍵。土地利用類型的分布應契合滇池周邊的特點和滇池的承載力，在發展經濟的同時重視水體污染治理，爭取讓滇池流域內的土地利用適應其環境承載力，使滇池土地利用和水質之間有良好的共生、共贏關系。