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晋江市土地利用变化及其生态环境效应评价

2020-08-08 来源:爱问旅游网
第35卷 第1期 2015正 高师理科学刊 Journal of Science of Teachers College and University Vo1.35 No.1 1月 Jan.2015 文章编号:1007—9831(2015)O1—0037—05 晋江市土地利用变化及其生态环境效应评价 郭强,戴文远,苏木兰,姜华伟 (福建师范大学地理科学学院湿润亚热带山地生态国家重点实验室培育基地,福建福州350007) 摘要: ̄A2000年Landsat_TM和201 1年SPOT遥感影像为数据源,在ArcGIS9.3等软件支持下,对晋江 市土地利用变化及其生态环境效应进行分析.研究表明,(1)2000--2011年间,晋江市土地利用 变化主要表现为耕地、林地和草地面积减少,建设用地和未利用地面积增加的态势.(2)2000—2O11 年间,导致晋江市生态环境恶化的主要原因是林地、草地和水域面积的减少,以及建设用地面积 的增加. 关键词:LUCC;生态环境效应;晋江市 中图分类号:F301.24 文献标识码:A doi:10.3969/j.issn.1007—9831.2015.O1.013 Assessment of the land use change and its eco-environment effect of Jinj iang GUO Qiang,DAI Wen-yuan,SU Mu-lan,JIANG Hua-wei (Cultivation Base of State Key Laboratory Humid Subtropical Mountain Ecology,School of Geographical Science, Fujian Normal University,Fuzhou 350007,China) Abstract:Based on the literature of land use data and remote sensing image data as the main souroe of information. in ArcGIS9.3 software support for the land use change and its ecological environment effect of Jinjiang has carried on the quantitative analysis.The resuhs show that,(1)Jinjiang main land use change between 2000 and 201 1 for arable land,wood land and grass land area reduced,construction land and unused land area increased.(2)2000--20 1 1 the main cause of worsening ecological environment in jinjiang is forestland,grassland and water area decreased,and the increase of construction land area. Key words:LUCC;the ecological environment effect;Jinjiang city 进入21世纪以来,生态环境变化研究已经成为国际社会研究的热点领域之一 ,其中城市的土地利用 /覆被变化(LUCC)也已成为目前全球城市生态环境变化研究的核心主题之一.区域尺度内的土地利用与 覆被变化会引起所在地生态环境的变化,是区域范围内生态环境变化的一个重要组成因子.目前,国内外 学者对单一因素影响下的城市土地利用履被变化的研究较为广泛,近年来对土地利用生态环境效应的综合 研究日趋丰富,其更好地阐明了土地利用对城市生态环境质量的影响.晋江市作为快速城镇化和工业化的 地区,尤其是近年来随着经济的快速发展和人口快速增长,土地利用问题日益严峻,生态环境问题也日益 凸显. 本文利用2000年TM影像和201 I ̄SPOT遥感影像,在ArcGIS9.3等技术的支持下对晋江市近l1年的土地 利用/覆被变化进行分析与研究,以期揭示快速城镇化背景下的晋江市近1 1年来的土地利用变化及其生态环 收稿日期:2014—1o-16 基金项目:福建省自然科学基金项目(2014J01 152);福建省科技厅公益类项目(K3—300);福建省教育厅项目(JB12036) t¥ ̄iit:郭强(1989一),男,山西宁武人,在读硕士研究生,主要从事区域开发与国土整治方面的研究.E-mail:1030957431@qq.com 通信作者:戴文远(1972-),男,福建莆田人,副教授,主要从事土地资源与景观生态方面的研究.E-mail:dwy_..geo@163.com. 第1期 郭强,等:晋江市土地利用变化及其生态环境效应评价 39 际情况,对各种土地利用类型的生态环境质量权重进行赋值(见表1). 2.3土地利用变化类型生态贡献率 土地利用变化类型生态贡献率表示研究区内某种土地利用类型变化所引起的区域生态环境质量的改 变.其计算公式为 L :—(LEt+1-LEt)LA—TA ×l00% (3) 式中:三 为土地利用变化生态贡献率; 和LE 分别为初期和末期土地利用类型所具有的生态质 量指数;LA为该变化类型的面积;TA为研究区总面积.本文参照文献[6】测算的全球不同生态类型服务价 值的平均值间的比例关系,结合研究区实际,将林地的生态服务价值定位最高,将其相对生态价值赋为1.0, 由此得到土地利用类型的相对生态服务价值分别为:水田0.325,旱地0.295,林地1.000,草地0.200,建设 用地0.015,水域0.782,未利用地0.035. 3结果与分析 3.1 土地利用变化总体情况分析 根据公式(1),利用ArcGIS9.3的空间分析功能对晋 表2晋江市近10年土地利用类型面积及比例 江市2000年和201 1年2期遥感影像数据进行分析,得到 2000--2011年晋江市土地利用变化的总体情况(见表 2).由表2可见,2000年和201 1年晋江市主要的土地利 用类型为耕地、建设用地和水域,林地、草地和未利用地 所占的比例较小.耕地、建设用地和水域3种土地利用类 型在2000年和201 1年分别占总面积的80.65%和85.59%.具 体特点为:建设用地面积最大,2000年和201 1年分别占总 面积的35.47%和46.07%,且其面积的增加量最大(约为7 870.99 hm2),其次为未利用地(1 615.24 hm2): 其余土地利用类型均减少,耕地面积减少最大(3 252.25 hm ),其次为林地(3 025.59 hm )、草地(2 259.65 hm )和水域(948.74hm2). 3_2土地利用转移分析 利用ArcGIS9_3软件对晋江市2000年 和201 1年2期土地利用类型图进行分析, 得到研究时段内土地利用类型的转移矩 阵(见表3).由表3可见,在2000--2011 年间,转移量最大的是耕地、林地、草地、 水域以及未利用地向建设用地的转移,转 移面积分别为3 676.29,2 496.92,2 337.31, l 325.39和1 025.68 hm。,其次为林地、草 表3晋江市2o0( 2011年土地利用类型转移矩阵 h 地、建设用地、水域和未利用地向耕地的 转移,转移面积分别为1 017.50,436.52,782.52,526.54和21.66 hH12,耕地、林地、建设用地、水域和未 利用地向草地的转移面积最小,转移面积分别为174.22,631.90,139.66,61.83和37.71 hm ;内部转移量最 大的也是建设用地(23 102.74 hm ),其次为耕地(14 408.23 hm2),草地最小(234.80 hIn2). 3.3土地利用变化生态环境质量指数分析 利用公式(2)和土地利用转移矩阵计 算,得到晋江市2000年和201 1年2个时期的 土地利用变化生态环境质量指数(见表 表4各土地利用类型及区域生态环境质量指数 年份 耕地 2Ol1 林地 草地 建设用地 水域 0.0866 0.089 2 未利用地 0.0009 EV, 0.3l6 3 0 06l 1 0.0654 0.013 1 4).由表4可见,其指数分别为0.380 6和 0.3 16 3,说明1 1年间晋江市生态环境指数有一定下降.从各土地利用类型看,林地的生态环境质量指数下 降最大(0.039 8),随后依次为草地(0.022 9)、耕地(0.013 3)、水域(0.007 4)和未利用地(0.000 2).晋 高师理科学刊 第35卷 江市生态环境指数下降的主要原因为林地、草地和水域面积的减少. 3.4土地利用变化类型生态贡献率分析 主要土地利用类型转换对区域生态环境变化的贡献率见表5.由表5可见,200ff--201 1年晋江市土地 利用类型的相互转换对区域生态环境效应的贡献程度不一,使得晋江市生态环境好转和恶化的状况同时存 在.引起晋江市生态环境质量改善的主要土地利用转换类型包括:水田向林地和水域的转换,旱地向林地 和水域的转换,草地向林地的转换,建设用地向旱地、林地和水域的转换,其中建设用地向林地的转换对 区域生态环境改善的生态贡献率最大,达到O.85%;导致区域生态环境质量恶化的主要土地利用转换类型 包括:水田、旱地、草地和水域向建设用地的转换,林地向旱地、草地、建设用地和未利用地的转换,其 中林地和水域向建设用地的转换对区域生态环境恶化的贡献率较大,分别为一3.34%和一1.38%.总之,1O多 年间晋江市的生态环境经历了一定程度的恶化,引起区域生态环境恶化的总生态贡献率比改善的总生态贡 献率高出5.97个百分点. 表5主要土地利用类型转换对区域生态环境变化的贡献率 土地利用转换类型 变化面积/hm 贡献率,% 土地利用转换类型 变化面积,h 贡献率,% 水田—林地 水田一水域 旱地—林地 旱地一水域 草地—啉地 建设用地一旱地 建设用地一林地 建设用地一水域 142.26 387.20 590.21 5 10.77 231.04 674.88 637.87 267.55 0.13 0.24 0.57 O-34 0.25 0.26 0.85 0.28 水田一建设用地 旱地一建设用地 林地一旱地 林地一草地 林地一建设用地 林地一未利用地草地一建设用地 水域一建设用地 1 960.48 1 715.81 913.75 631.90 2 496.92 437.82 2 337.31 1 325.39 —0.83 —0.65 —0.84 —0.69 —3.34 —0.57 —0.59 —1.38 4结论与建议 通过对晋江市各土地利用类型总体变化、各土地利用类型转移数据、生态环境质量指数和生态贡献率 等4个指标的计算,得出晋江市土地利用变化与生态环境问的关系. (1)2000---201 1年间,晋江市土地利用类型主要为耕地、建设用地和水域,其它土地利用类型所占比 例较小,耕地、建设用地和水域3种土地利用类型在2000年和201 1年分别占总面积的80.65%和85.60%.在 土地利用类型转换过程中,建设用地面积的增加量最大(约7 870.99 hm ),其次为未利用地(1 615.24 hm ), 耕地面积减少最大(3 252.25 hm ),这些变化特征说明在研究时段内,随着晋江市工业化和城镇化的不断 推进,大量其它土地利用类型转换成建设用地,其中耕地向建设用地转换面积最大,达3 676.29 hm . (2)2000--201 1年间,晋江市大部分土地利用类型的生态环境质量指数都呈下降趋势,其中林地和草 地的生态环境质量指数下降最大,分别下降0.039 8和O.022 9.就整个晋江市而言,2000年和201 1年两个时 期的生态环境质量综合指数分析为0.380 67f1]0-3 16 3,201 1年相 ̄L2000年有一定下降,导致其下降的主要原 因是林地、草地和水域面积的减少,以及建设用地面积的增加. (3)2000--201 1年间,晋江市生态环境明显恶化,使其生态环境恶化的主要贡献来自于建设用地的增 加,其中林地和水域向建设用地的转换对区域生态环境恶化的贡献率较大,分别为一3.34%和一1.38%.总体 而言,11年间晋江市的生态环境经历了一定程度的恶化,引起区域生态环境恶化的总生态贡献率比改善的 总生态贡献率高出5.97%. (4)在城镇化和工业化继续推进的过程中,首先,应注重科学规划,避免“摊大饼”式的城市建设模 式;其次,应强化环境保护力度和企业整治力度,杜绝“家家点火、户户冒烟”的小作坊式发展战略,进 行小企业的合并,扩大企业规模,提高生产技术,减轻生态环境污染;最后,应注重区域内部的协调发展, 积极推进紫帽镇、西滨镇等相对落后乡镇的经济社会发展,实现区域健康、协调、稳定发展. 参考文献: 【1]TURNER B L,SKOLE D,SANDERSON S,et a1.Land—use and land—cover change:science/research plan.IGBP Report No.35 and HDP Report No.7【R】.Stockholm,1995 (下转第45页) p ;{】第1期 罗金明,等:扎龙湿地沿植被退化序列的土壤特征及盐渍化机理 0 1 2 3 n 4 p 45 退化是受多种因素共同作用的结果,但是各因素对湿地退化的影响力大小尚未分析,这也是下一步需要解 决的课题. 参考文献: …1 殷志强,秦小光,刘嘉麒,等.扎龙湿地的形成背景及其生态环境意义[J].地球科学进展,2006,25(3):32—37 【2] 王文锋,罗金明,王永洁,等.从小尺度探讨扎龙盐沼湿地的持水性特征【J】.齐齐哈尔大学学报:自然科学版,2010, 26(6):71—75 hlvarez R J,Ortiz S R,Alcaraz A F.Edaphie characterization and soil ionic composition influencing plant zonation in a semiarid Mediterranean salt marsh[J].Geoderma,2001,99(1):81—98 张为政,高琼.松嫩平原羊草草地土壤水盐运动规律的研究[J]_植物生态学报,1994,18(2):132—149 曲国辉,郭继勋.松嫩平原不同演替阶段植物群落和土壤特l生的关系【J】.草业学报,2003,12(1):18—22 黑龙江省土地管理局,黑龙江省土壤普查办公室.黑龙江土壤[M】.北京:农业出版社,1992 王永洁,罗金明,叶雅杰,等.季节性冻融对扎龙湿地演化的影响[JJ.水土保持学报,2009,23(5):34—38 中国土壤学会.土壤农业化学分析方法【M】.北京:中国农业科学技术出版社,2000 窦森,周桂玉,杨翔宇,等.生物质炭及其与土壤腐殖质碳的关系[J].土壤学报,2012,49(4):796—802 Han M,Sun Y N,Xu S G.Characteirstics and driving factors of marsh changes in Zhalong wetland of China[J].Environment Monitoring Assessment,2007,127:L363—381 佟守正,吕宪国,苏立英,等.扎龙湿地生态系统变化过程及影响因子分析『J1.湿地科学,2008,6(2):179—184 王兴菊,许士国,李文义,等.扎龙湿地季节性冻土冻融规律及其生态水文功能[J].大连理工大学学报,2008,48(6): 897-903 Zhang D F,Wang S J.Mechanism of freeze—thaw action in the process of soil salinization in northeast China[J].Environmental Geology,2001,41:96-100 Zhou Lihua,Zhu Yanling,Yang Guojing,et a1.Quantitative evaluation of the effect of prohibiting grazing policy on rassgland desertication reversal in northern China[J].Environmental Earth Science.2013.68:2181—2188 (上接第40页) [2]LAMBIN E F,TURNER B L,GEIST H J,et a1.The causes of land-use and land-cover change: Global Environmental Change,2001,1 1(4):261—269 于兴修,杨桂山.中国土地利用/覆被变化研究的现状与问题『J1.地理科学进展,2002,21(1):51—57 谢芳,邱国玉,尹靖,等.泾河流域40年的土地利用/土地覆被变化分区对比研究[J】.自然资源学报,2009,24(8): 1354—1365 李晓文,方创琳,黄金川I,等.西北干旱区城市土地利用变化及其区域生态环境效应[J】.第四纪研究,2003,23(3): 281-290 Robert C,Ralph d,Arge,et a1.The value of the world,secosystem services and natural capital[J].Nature,1997,38(7): 253-260 陈百明,周小萍. 《土地利用现状分类》国家标准的解读[J】.自然资源学报,2007,22(6):994—1003 谭秋,李阳兵.贵州省近期土地利用变化及其生态效应[J].矿物岩石地球化学通报,2007,26(1):57—63 张继平,常学礼,李健英,等.基于3s的呼和浩特市土地利用变化及其生态效应【JJ_生态学杂志,2008,27(12): 2184-2189 李晓文,方精云,朴世龙.近十年来长江下游土地利用变化及其生态环境效应fJ1.地理学报,2003,58(5):659—667 许俐俐,胡宝清,严志强,等.喀斯特土地利用变化及其区域生态环境效应[J].地域研究与开发,2005,24(6):66—71 张杨,刘艳芳,顾渐萍,等.武汉市土地利用覆被变化与生态环境效应研究fJ].地理科学,2011,31(10):1280—1285 马倩.新疆甘家湖湿地土地利用变化及其生态环境效应[J】.干旱区资源与环境,2012,26(1):189—193 董智新,刘新平.新疆土地利用的生态环境效应分析[J]_资源开发与市场,2009,25(4):301—303 娄和震,杨胜天,周秋文,等.延河流域2000--2010年土地利用/覆被变化及驱动力分析 28(4):15—21 干旱区资源与环境,2014, 刘云霞,陈爽,姚士谋,等.南京市域土地利用变化对生态环境影响的圈层结构分析【J】.南京林业大学学报,2008, 32(2):29—33 

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