基于CLUE-S模型的縣域生產-生活-生態空間沖突動態模擬及特征分析

趙 旭,湯 峰,張蓬濤,3,*,胡波洋,徐 磊,3

1 河北農業大學國土資源學院, 保定 071001 2 中國地質大學(北京)土地科學技術學院, 北京 100083 3 河北省農田生態環境重點實驗室, 保定 071001

近年來,城鎮化、產業化進程不斷加快,人們利用空間資源的強度逐漸加大,不同利用主體在空間利用方面的矛盾增加,國土空間格局受到嚴重影響。“三生”空間是生產空間、生活空間、生態空間的概稱,是國土空間格局的重新劃分。隨著空間利用矛盾不斷加大,區域“三生”空間比例關系逐漸失衡,僅單一空間的優勢突出已不能滿足人們日益增長的美好生活需要。2012—2017年間中央城市工作會議、“十三五”規劃、十九大報告等提出“生產-生活-生態”空間協調發展,如何緩解“三生”空間沖突就成為亟需解決的重要問題之一。

空間沖突是指不同利益群體之間對空間資源利用方式、數量等方面的不和諧,以及空間資源利用與環境方面的矛盾狀態[1- 3],是土地利用沖突內涵的豐富與延伸,源于空間資源的數量有限性及功能的多宜性[4,5]。早在18世紀土地利用沖突研究就已開始,其主要是土地經濟增值、人類需求、土地制度等之間的沖突問題[6]。二十世紀六、七十年代,現代意義上的土地利用沖突研究開始出現[2]。隨著研究的深入,學者們在研究視角方面不斷豐富,包括土地利益相關者視角[7]、生態安全視角[4,8]、地理學視角[9]、社會經濟發展和人口增長視角[10]、非合作博弈視角[11]等;在研究尺度上,集中在城市群、省、市等宏觀區域[4,8- 15]或礦區等特殊區域[7,16];在研究內容上,主要分析了在土地利用主體[7]、規劃[6]、制度[17-18]等方面的矛盾問題;在評價方法上,采用了參與式調查法[7]、空間疊置法[6]、景觀格局分析法[4,8-9]、PSR模型[13,19]及其擴展模型PSIR、DSR、PASIR、DPSIR[1-2]、耦合協調度方法[15]、適宜性評價[20-21]、行動者網絡分析方法[22]等定性或定量方法。盡管學者們不斷加深土地利用沖突方面的探索,但是仍存在一定的不足。在研究尺度上,對縣域、鄉鎮等中、小尺度研究較少;在研究內容上,針對空間利用沖突的分析較少,且現有空間利用沖突多集中在景觀地類空間上,“三生”空間利用沖突的探索鮮少出現;在時間尺度選擇上,主要是集中在現狀研究,預測沖突格局變化的研究很少。

基于此,本文以昌黎縣為例,采用CLUE-S模型預測縣域2025年土地利用格局;基于土地利用主導功能和次要功能劃分“三生”空間,分析縣域“三生”空間格局變化情況;以網格為評價單元,采用景觀生態指數構建空間沖突測度模型,評價縣域“三生”空間現狀沖突水平,以及未來2025年空間沖突強度,實現空間沖突預警,為昌黎縣緩解“三生”空間沖突、制定縣域國土空間優化配置政策提供支撐和依據,為區域社會經濟發展與生態環境保護關系的協調與管理,以及中、小尺度國土空間統籌和可持續管理提供參考。

1 研究區概況及研究方法

1.1 研究區概況

昌黎縣隸屬于河北省秦皇島市,位于河北省東北部,是首批沿海對外開放縣?？h域地勢由西北山地丘陵向東南山麓平原傾斜;東臨渤海,北枕碣石;東西最長44km,南北最寬47.5km,總面積為998km2;屬暖溫帶半濕潤季風性氣候;水系主要由灤河、飲馬河、七里河3條主要水系組成。截止到2015年末,昌黎縣下轄11個鎮、5個鄉、1個區和1個國有林場,共418個行政村,總人口56.18萬;城鎮化率為39.54%,城鎮化進程已進入加速階段。至2015年,全縣生產總值完成206.81億元,較2014年增長10.5%,一二三產業產值占比為28.29∶37.33∶34.39,產業發展良好。昌黎縣立足京津協同發展,打造商貿物流中心,經濟快速發展,但土地利用強度增加,空間格局受到嚴重影響。

1.2 數據來源與處理

本文所利用數據主要包括2005年Landsat ETM影像和2015年Landsat OLI影像,空間分辨率為30m,成像時間為8月和9月,每期2景,條帶號/行編號分別為121/33和122/32,來源于地理空間數據云平臺(http://www.gscloud.cn)。結合研究區實際土地利用狀況,依據《土地利用現狀分類》(GBT21010—2017),將土地利用類型劃分為耕地、園地、林地、建設用地、未利用地和水域。在充分利用土地利用現狀數據圖等輔助圖件的基礎上,對兩期遙感影像進行定義投影、幾何校正、融合、鑲嵌、裁剪、判讀解譯等處理工作,獲得土地利用現狀圖,并建立混淆矩陣驗證解譯精度,均在80%以上,符合研究需要。此外,研究所需數據還包括DEM數據,來源于地理空間數據云平臺(http://www.gscloud.cn);社會經濟數據來源于《昌黎縣統計年鑒》。

1.3 研究方法

1.3.1CLUE-S模型及參數設置

CLUE-S模型是由Peter Verburg[23]團隊在CLUE模型的基礎上改進而來,是一個較好的模擬全局土地利用變化的模型。這一模型包括非空間分析模塊和空間分配模塊。非空間分析模塊用于計算目標年研究區各地類的需求數量,需要借助外部模型或方法計算得到,本研究采用Markov模型預測獲得[24]。空間分配模塊是在輸入土地需求參數的基礎上,依據驅動因子的空間分布特征,對柵格單元的地類歸屬進行分配迭代,進而實現各年份地類的時空模擬。其迭代方程為：

TPROPi,u=Pi,u+ELASu+ITERu

(1)

式中：TPROPi,u為土地利用類型u在i柵格內的分布總概率;Pi,u為研究單元i對u的適宜性概率,本文運用Logistic回歸模型計算[25];ELASu為u的轉換彈性系數;ITERu是u的迭代變量。

空間模擬的相關參數設置如下：(1)驅動因子選取：通過初步分析土地利用動態變化情況,基于數據的可獲取性、可量化性、相關性等原則,本文選取的驅動因子有：區位因子(距鐵路、一級道路、二級道路、河流、城鎮、農村居民點距離,其中一級道路指國道和省道,二級道路包括縣道和鄉道),借助ArcGIS10.2中歐氏距離工具獲取各區位因子;社會經濟因子(人口密度、人均純收入、農業從業人員所占比重、城鎮化水平、人均農業產值),以鄉(村)行政區劃為單位進行統計并空間柵格化。(2)限制區域范圍：區域約束范圍為昌黎縣域,限制區域為風景名勝區(碣石山風景區)。(3)土地利用類型轉換彈性及規則：根據研究區土地利用特點,經過多次模擬調試設定耕地、園地、林地、建設用地、水域用地、未利用地轉換彈性系數分別為0.5、0.7、0.7、0.8、0.9、0.5。依據2005—2015年土地利用轉移矩陣確定土地利用類型間的轉換規則如表1。(4)地類需求文件：利用Markov模型和線性內插方法獲得2016—2025年各年份的土地利用數據。

表1 土地利用類型轉換規則

行表示轉出地類,列表示轉入地類,1表示兩種用地類型之間可以轉換,0表示不可以轉換

1.3.2“三生”空間分類

科學準確地劃分空間類型是“三生”空間沖突研究順利進行的基礎。土地具有功能多宜性特點,為更全面地描述土地利用功能空間,本文參考已有文獻中“三生”用地空間劃分結果[28- 31],依據空間主導功能和次要功能,將土地利用空間劃分為生活生產空間、生產生態空間、生態生產空間及生態空間。

其中,生活生產空間是指可以提供生活功能或提供除農業生產以外的生產功能的用地空間。這一空間主要是指用于居住生活和二、三產業生產的建設用地,包括城鎮及村莊居民點用地、工礦用地等。這類用地基本由建筑物和構筑物覆蓋,沒有較為明確的空間界線,因此統一歸為生活生產空間。

生產生態空間是指以農業生產為主,并可提供生態功能的用地空間,包括耕地和園地。這兩類用地以提供農產品為主,并可以提供侵蝕控制、氣體調節等生態功能,因此歸為生產生態空間。

生態生產空間指具有重要的生態功能,并可以從事一定的農業生產的用地空間,包括林地和水域用地。這類用地空間可以起到防風固沙、涵養水源、固碳釋氧、凈化環境等作用[27],同時也具有一定的生產功能,如木材生產、漁業養殖。因此,將林地、水域歸為生態生產空間。

生態空間是指以提供生態產品或生態服務為主體功能的空間。參考張紅旗[27]、于莉[28]、徐健[32]、鄧紅兵[33]等對未利用地的空間劃分結果,結合昌黎縣未利用地以其他草地為主要類型的實際,將未利用地歸為生態空間。

1.3.3“三生”空間沖突測度模型構建及分區

(1)空間沖突測度模型構建

在空間沖突測度指數構建方面,廖李紅[3]、彭佳捷[4,8]等基于生態學理論,從空間復雜性、脆弱性及穩定性角度構建景觀生態指數;賀艷華[9]等則基于地理學理論,從空間類型、空間格局、空間過程三個角度構建空間沖突測度模型。前后兩個觀點對比,前者能更好地表達空間沖突結果所引起的空間類型的轉化和景觀環境的變化,并且數據更易獲得;后者更傾向于分析空間結構比例失衡、類型組合不當等方面的問題,數據獲取難度較大。因此,本文采用基于生態學理論的景觀生態指數評價區域“三生”空間利用沖突強度。

①空間復雜性表達 空間復雜性程度利用空間外部壓力指數(SPI)表示。在經濟社會快速發展進程中,人們對土地開發、利用增加,斑塊形狀趨向復雜,空間利用矛盾加劇。因此,采用面積加權平均拼塊分形指數(AWMPFD)測算空間外部壓力。其反映了鄰域斑塊對測度斑塊的干擾程度,體現了人類活動對空間格局的影響程度,數值越高,表示斑塊承受的外部壓力越大。計算公式如下：

(2)

式中,Pij表示第i類空間類型第j個斑塊的周長;aij表示第i類空間類型第j個斑塊面積;A表示空間單元面積。

②空間脆弱性表達 空間脆弱性采用空間脆弱性指數(SFI)測算。這一指數反映了空間斑塊抵抗外界壓力的能力,抵抗能力越弱,越易受外界影響,空間沖突水平越高。“三生”空間是對景觀地類空間的重新劃分,空間內部景觀抗壓能力的強弱直接影響空間脆弱狀況。因此,從生態學角度出發,利用空間內部各類景觀的脆弱度測算空間脆弱性指數。參考相關文獻[3- 9,34],對各景觀地類脆弱度賦值：建設用地- 1,林地- 2,耕地- 3,園地- 4,水域- 5,未利用地- 6。計算公式如下：

(3)

式中,fis表示第i空間類型中第s種景觀地類的景觀脆弱度;ais表示第i空間類型中第s種景觀地類的景觀斑塊面積;A表示空間單元面積;m表示空間類型數量;n表示斑塊數量;r表示景觀地類種類。

③空間穩定性表達 空間穩定狀況采用空間風險指數(SRI)測算?？臻g形態越破碎,空間風險越大,穩定性越差,空間沖突強度越高,故以景觀破碎化指數度量空間風險程度。計算公式如下：

(4)

最終,空間沖突綜合指數(SCCI)以上述三類指數總和表示。

SCCI=SPI+SFI+SRI

(5)

(2)空間沖突評價單元劃分

本文以網格作為評價單元?？紤]到研究尺度、研究范圍、數據類型、數據量、空間斑塊狀況等,對比不同大小網格單元(包括800m×800m、900m×900m、1000m×1000m、1200m×1200m),發現1000m×1000m大小的網格可以較好的表達空間沖突分布特征,且數據量較為合適。因此,選擇1000m×1000m格網對研究區進行劃分,共劃分1116個空間單元。其中,研究區邊界區域斑塊未布滿整個單元面積的，按一個完整的單元面積參與計算,以此計算各空間單元內的上述指數,定量評價空間沖突水平。將空間沖突指數值標準化到0—1間,并根據研究區沖突指數累計頻率分布直方圖,采用等間距法將沖突等級劃分為弱空間沖突[0.0,0.2)、較弱空間沖突[0.2,0.4)、中等空間沖突[0.4,0.6)、較強空間沖突[0.6,0.8)、強空間沖突[0.8,1.0]。

2 結果與分析

2.1 2005—2025年土地利用變化分析

依據1.3.1參數調試結果,以 2005年土地利用數據為基礎,模擬2015年土地利用狀況,進行模型精度檢驗,主要分為兩方面,一是使用Pontius等[23]提出的ROC方法對Logistic回歸結果進行檢驗;二是利用Kappa系數檢驗2015年模擬結果與現狀地類的一致性。結果顯示ROC值均大于0.7,表明所選驅動因子對各地類的解釋能力較好;計算得到2015年土地利用格局的總體精度為87%,說明CLUE-S模型模擬效果理想,可用于預測昌黎縣2025年土地利用格局。最終得到昌黎縣2005—2025年三期土地利用類型布局圖。

2005—2015年,昌黎縣土地利用類型以耕地為主,遍布縣域;建設用地在碣石山南麓形成明顯的集聚區,縣域西北—西南地區逐漸呈條帶狀分布,尤其是西北部地區建設用地團塊面積逐漸增大;2005年,園地主要分布在縣域西北部、東北部(碣石山)及東南地區,2015年受城鎮化發展影響,建設用地及耕地“侵蝕作用”顯著,西北及東南地區園地面積顯著減少,大量轉化為耕地及建設用地,園地主要集中分布在東北部碣石山山麓;林地集中分布在碣石山及西南-南部水域附近,未利用地主要分布在縣域中部河流周邊地區,到2015年,縣域西南-南部地區的水域及林地、中部地區的未利用地大量轉化為耕地及建設用地,尤其是未利用地轉換數量極為顯著。

與2015年相比(圖1、表2),2025年模擬結果中建設用地數量顯著增加,碣石山南麓建設用地集聚區對周邊地類侵蝕加劇,并且對外輻射發展趨勢逐漸凸顯;東北部建設用地團塊分布面積增加,趨向面狀分布。結合縣域行政單位布局,建設用地布局逐漸形成以昌黎鎮-朱各莊鎮-荒佃莊鎮為中心的帶狀布局。其他地類面積較2015年均有所減少,其中耕地、園地面積減少數量最多,主要是受城鎮擴張影響。

2.2 “三生”空間時空變化分析

2.2.1“三生”空間格局分析

從“三生”空間分布角度來看(圖2),2005、2015和2025年均以生產生態空間為主,呈集中連片分布;生活生產空間呈團塊狀分布,且以昌黎鎮為中心形成明顯的集聚,2005—2025年隨著昌黎縣城鎮化發展速度的加快,生活生產空間逐漸向周邊地域空間擴張;生態生產空間主要分布于縣域東北部以及西部和南部的縣域邊界地帶,由于生產生態空間侵占,空間格局呈現萎縮趨勢;生態空間零星散分布,斑塊面積較小,特別是2005—2015年生態空間被生產生態空間和生活生產空間大量占用,空間面積顯著減少。

圖1 昌黎縣2005—2025年土地利用分布圖Fig.1 Remote sensing interpretation diagram and CLUE-S simulation diagram from 2005 to 2025 in Changli County

2005年Area in 2005/hm22015年Area in 2015/hm22025年Area in 2025/hm22005—2015年增加值Quantity of area increase from 2005 to 2015/hm22015—2025年增加值Quantity of area increase from 2015 to 2025/hm2耕地Cultivated land60421.75 65997.09 65048.28 5575.34 -948.81 園地Garden land9251.39 6049.06 5827.22 -3202.33 -221.84 林地Forest land14950.71 16816.12 18109.80 1865.41 1293.68 建設用地Land for construction6274.48 6518.22 6442.25 243.74 -75.97 水域用地Water3315.72 2233.87 2214.32 -1081.85 -19.55 未利用地Unused land5583.08 2182.77 2155.25 -3400.31 -27.52 合計Total99797.13 99797.13 99797.13

圖2 昌黎縣2005—2025年“三生”空間格局分布Fig.2 Spatial distribution of production-living-ecological space from 2005 to 2025 in Changli County

圖3 昌黎縣2005—2025年“三生”空間類型面積變化Fig.3 The area changes of production-living-ecological space from 2005 to 2025 in Changli County

從數量結構來看(圖3),2005—2025年生產生態空間占比最高,超過昌黎縣國土總面積的69%;其次是生活生產空間和生態生產空間,兩者面積總占比維持在24%—28%之間;生態空間面積最少,不足總面積的6%。并且,四類空間呈現出“一升二降一波動”的特點：生活生產空間面積呈上升趨勢,空間面積比重由2005年的14.98%增加到2015年的16.85%,到2025年達到18.15%;生態生產空間和生態空間面積呈下降趨勢,面積比重分別從2005年的9.61%和5.59%減少到2015年的8.77%和2.19%,到2025年分別減少到8.67%和2.16%;生產生態空間面積呈波動變化特點,表現為先增長后小幅度下降趨勢。

2.2.2“三生”空間轉移矩陣分析

縣域“三生”空間轉移矩陣(表3)表明2005—2015年四類空間均有不同程度的轉出量和轉入量,發生轉移的土地占縣域總面積的11%。其中,生態空間和生產生態空間轉換最為突出,前者向后者的轉出量達3301.91hm2,超過空間總輸出量的80%;后者以轉入為主,轉入量達5925.34hm2,由生態空間轉入面積超過轉入總量的一半。其他兩類空間變化相對較小,其中生態生產空間以轉出為主,凈轉出838.72hm2;生活生產空間以轉入為主,凈轉入1866.77hm2。

表3 昌黎縣2005—2015年“三生”空間轉移矩陣

2015—2025年發生轉移的土地共有1964.64hm2(表4),與2005—2015年相比,各空間類型轉變較少。這一階段生產生態空間和生活生產空間轉換數量較大,前者以轉出為主,轉為生活生產空間面積達1380.53hm2,超過總輸出面積的90%;生活生產空間轉入量最大,凈增加1294.64hm2;生態生產空間和生態空間變化相對較小,且均以轉出為主,分別凈轉出95.59hm2和27.54hm2。

表4 昌黎縣2015—2025年“三生”空間轉移矩陣

總體來看,2005—2025年昌黎縣“三生”空間主要是由生態空間、生態生產空間向生活生產空間和生產生態空間轉換。昌黎縣人口不斷增長、城鎮化加速推進,土地資源需求增加,為滿足人口增長對糧食的需求和經濟建設活動擴張的需要,大量的未利用地、林地和水域用地被開發為耕地和建設用地,尤其是河流附近(灤河、劉坨溝、賈河等)的生態用地及生態生產用地大量減少,生態容納空間及生態環境修復空間受到嚴重擠壓,這將影響縣域產業持續、健康發展。

2.3 “三生”空間沖突變化分析

利用1.3.3沖突測度模型,測算昌黎縣2005、2015和2025年“三生”空間沖突綜合指數(見表5、圖4),結果表明：

2005年,昌黎縣空間沖突以中等及中等以下沖突水平為主,空間沖突單元占比為68.19%。其中,弱空間沖突主要分布于縣域邊界位置,較弱空間沖突單元呈團塊狀均勻分布,主要是由于空間單元內部地類相對單一,尤其是較弱空間沖突,網格單元內部地類主要是耕地,景觀地類脆弱性較小,空間脆弱性指數較低,空間沖突水平相對較低;中等空間沖突單元零散分布于各鄉鎮,主要受空間斑塊的穩定性和脆弱度影響,空間沖突水平相對較高;較強空間沖突集中分布于縣域東北部,強空間沖突單元集中分布于昌黎鎮及朱各莊鎮,結合縣域“三生”空間分布圖來看,這兩類空間沖突單元主要出現在縣域生活生產空間附近,受城鎮化發展影響較大,空間斑塊破碎度及其形狀復雜性相對其他空間單元更為突出,空間沖突強度較高。

表5 昌黎縣“三生”空間沖突綜合指數表

2015年縣域空間沖突水平顯著增強,以較強空間沖突為主,空間單元數量占比為37.01%,集中分布于縣域東北部十里鋪鄉、城郊區委、昌黎鎮、兩山鄉等,南部的劉臺莊鎮和荒佃莊鎮,以及西部的朱各莊鎮。這一沖突格局與上述2.1建設用地格局發展趨勢一致,主要受縣域“龍型工業帶”影響,村莊、工礦等建設用地不斷向外擴張,致使空間復雜性提高,空間沖突水平增強。與其他幾類空間沖突相比,強空間沖突單元數量未發生明顯變化,在昌黎鎮及朱各莊鎮附近集聚強度相對較高;在城郊區委附近,空間沖突強度由強空間沖突水平轉為較強空間沖突水平,主要是由于空間地類的轉換,評價單元內的空間類型較為單一,沖突強度降低。

與2015年對比,2025年縣域強空間沖突單元數量增加44.71%,較強沖突增加18.40%,中等、較弱及弱沖突單元數量減少,其中較弱沖突單元數量減少最多,減少42.06%,縣域整體空間沖突強度提高。從空間沖突布局來看,縣域空間沖突類型仍以較強空間沖突為主,呈面狀分布;強空間沖突單元仍集中分布于昌黎鎮及朱各莊鎮,在兩山鄉、劉臺莊鎮、荒佃莊鎮沖突單元數量變化較為明顯,尤其是在兩山鄉區域,沖突單元數量變化相對顯著。結合縣域“三生”空間變化結果,這一沖突格局變化主要是由于城鎮、村莊等生活生產空間向外擴張,空間外部壓力增大,空間沖突強度提高。中等空間沖突單元呈團塊狀分布于縣域空間,尤其是在安山鎮、新集鎮、龍家店鎮、泥井鎮分布較為集中。弱、較弱空間沖突單元則主要是分布在縣域邊界地區。

圖4 昌黎縣“三生”空間沖突布局Fig.4 Conflict layout of production-living-ecological space in Changli County

總體來看,2005—2025年昌黎縣空間沖突水平呈上升趨勢,中等及中等以上沖突單元占比逐漸增加,研究區沖突水平逐漸以較強沖突為主。強空間沖突單元在昌黎鎮、朱各莊鎮顯著集聚,集中分布在生活生產空間附近,隨時間的推移,集聚程度不斷提高;較強空間沖突分布呈面狀發展趨勢,并集中分布在朱各莊鎮、昌黎鎮、荒佃莊鎮、劉臺莊鎮。這兩類空間沖突格局變化主要是受城鎮化、產業化快速發展影響,生產生態空間、生活生產空間不斷向外擴張,空間斑塊破碎度、復雜性提高,導致空間沖突水平提高。尤其是灤河、劉坨溝、賈河、西沙河附近,林地、水域等生態類用地被大量占用,沖突水平逐漸增強。昌黎縣已培育形成“五條龍型工業帶”,基本覆蓋全縣域,工業基礎雄厚,尤其是京津冀一體化發展更為昌黎縣產業發展帶來更大機遇,生活生產空間、生產生態空間轉換將更加“活躍”,生態生產空間、生態空間將面臨威脅。

2.4 對策與建議

2005—2025年,昌黎縣生活生產空間、生產生態空間面積呈增長趨勢,生態生產空間、生態空間被大量占用,尤其是生態空間減少幅度最為突出,不利于資源、環境與經濟的協調發展。因此,未來應采取綜合措施協調“三生”空間關系,做好沖突預警工作,緩解空間沖突,優化“三生”空間布局。

(1)通過規劃手段合理確定城鎮、村莊發展布局,避免建設用地無序擴張。可以通過城鎮建設用地內部挖潛或是建設用地增減掛鉤項目,提高存量建設用地的利用強度,減少對非建設用地的占用,引導土地利用方式向生態環境友好型方向發展。此外,應積極發展縣域特色產業,促進產業結構的調整和升級,以產業發展帶動城鎮、鄉村的建設用地集聚,優化建設用地布局。

(2)大力開展生態修復工作,特別是對于生態空間侵占嚴重的灤河、賈河等流域,應重點開展生態恢復治理工作。采用“人工物質遷移系統+多級表流濕地+人工水草+生態邊坡+景觀節點”的組合工藝方案對飲馬河和賈河河水及河道生態環境進行治理與修復,著重提高河流水質。綜合運用工程措施與生物措施治理灤河流域生態系統,恢復流域的天然特性。推廣控源減排及有機肥料資源綜合利用、流域測土配方施肥技術,防控農業污染。加強河道治理,通過河道清污、攔污、控污提高河流水質。

(3)重點保護林地、未利用地等生態類用地,在保障糧食安全的前提下開展退耕還林,大力推進造林綠化工作,提高生態環境質量和生境斑塊的適宜性。由于昌黎縣生態空間及生態生產空間較少且不連片,主要集中分布在縣域北部的碣石山風景區和西南部的灤河沿線地帶,可以通過構建生態廊道提高生態空間的連通性,擴大生物種群的活動范圍,進而提高昌黎縣生物多樣性和生態環境質量的整體提升。

3 結論與討論

本文以昌黎縣為研究區,采用CLUE-S模型預測研究區2025年的土地利用格局,依據景觀生態指數構建空間沖突指數模型,評價縣域2005年、2015年及2025年“三生”空間利用沖突強度,主要得出以下結論：

(1)2005—2025年昌黎縣“三生”空間以生產生態空間為主,其次是生活生產空間。隨著時間的推移,生活生產空間面積呈現不斷上升的趨勢,生態生產空間和生態空間面積呈現不斷下降的趨勢,生產生態空間面積呈現波動變化的特點。從四類空間的空間面積轉換情況來看,生產生態空間、生活生產空間變化較其他兩類空間變化更為“活躍”。尤其是灤河、賈河等河流附近,受經濟發展影響,林地、未利用地等生態類用地被大量占用,空間轉換強度比較大。

(2)2005—2025年,昌黎縣縣域空間沖突水平整體呈上升趨勢,空間沖突水平逐漸以較強沖突為主。強空間沖突單元在昌黎鎮、朱各莊鎮顯著集聚,集中分布在生活生產空間附近;較強空間沖突呈面狀發展趨勢,2025年以朱各莊鎮、昌黎鎮、荒佃莊鎮、劉臺莊鎮為中心形成空間集聚。主要是由于生產生態空間、生活生產空間不斷向外擴張,空間斑塊破碎度、復雜性提高,導致空間沖突水平提高。隨著產業發展速度的加快,生活生產空間、生產生態空間轉換將更加“活躍”,生態生產空間、生態空間將面臨威脅。

(3)本文基于CLUE-S模型模擬預測結果,分析縣域2005—2025年“三生”空間沖突格局演變特征,空間沖突格局變化顯著,表明CLUE-S模型可以較好地模擬和預測昌黎縣土地利用格局動態變化過程。但本文未進行空間沖突格局的優化模擬。如何將空間沖突評價結果應用于空間優化模擬中,是今后研究的方向。