白立敏,修春亮,馮興華,馬麗亞

(1.東北師范大學 地理科學學院,吉林 長春 130024;2.吉林建筑大學 建筑與規(guī)劃學院,吉林 長春 130118； 3.東北大學 江河建筑學院,遼寧 沈陽 110169)

1 引言

生態(tài)文明建設是當前國家建設的重點,對城市可持續(xù)發(fā)展意義重大。生態(tài)文明概念包含了環(huán)境保護與社會發(fā)展雙重含義:一方面以改善生態(tài)環(huán)境為目標,提高生態(tài)恢復能力;另一方面是在不損害環(huán)境的基礎上,實現(xiàn)經濟社會持續(xù)和穩(wěn)定發(fā)展,促進人與自然和諧進步。合理科學的土地利用是生態(tài)文明建設的基礎、關鍵和保障，但伴隨著城市化快速擴張,不合理的土地利用,導致森林破壞、水土流失、土地荒漠化等生態(tài)環(huán)境問題日益突出,建設用地擴張和生態(tài)用地間的矛盾不斷加深,形成生態(tài)文明建設的巨大阻礙,限制了區(qū)域的社會經濟有序發(fā)展。土地利用是人們改造自然的主要方式,而土地利用變化則是人地關系的主要外在表現(xiàn)形式[1],與許多自然和社會經濟現(xiàn)象一樣,土地利用變化也具有復雜的時空演變特征[2]。土地利用在給人類帶來巨大經濟效益的同時,也引起自然生態(tài)系統(tǒng)結構和生態(tài)系統(tǒng)服務的變化[3,4],并在生態(tài)系統(tǒng)服務價值(ESV)方面得到有效詮釋[5,6]。生態(tài)服務價值變化是衡量土地利用變化生態(tài)效應的重要指標[7],定量刻畫區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)服務價值時空演化可揭示土地利用對生態(tài)環(huán)境的影響,為調整區(qū)域土地利用結構，建立可持續(xù)土地利用模式提供科學依據(jù)[8]。近年來,土地利用變化與生態(tài)系統(tǒng)服務價值關系研究成為生態(tài)學研究的熱點之一[9-11]。國內學者針對不同地域、城市展開了廣泛研究,聚焦于以下兩個角度:一是不同地形區(qū)、流域內的土地利用與生態(tài)系統(tǒng)服務價值響應研究[12,13]。岳書平等研究了東北樣帶地區(qū)土地利用變化對生態(tài)服務價值的影響[12];孫慧蘭等對新疆伊犁河流域土地利用變化對生態(tài)系統(tǒng)服務價值的影響及其變化情況進行了探討[13];劉永強等以長江中游經濟帶325個縣域為研究單元,對土地利用轉型及生態(tài)系統(tǒng)服務價值時空演變特征進行了刻畫,分析了生態(tài)系統(tǒng)服務價值對土地利用轉型的敏感程度并進行了敏感性分區(qū)[14]。二是城市快速發(fā)展引起的土地利用對城市生態(tài)服務價值影響研究。胡金龍[15]、李文楷[16]、鐘媛[17]、季軍民[18]等分別就桂林市、深圳市、西安市、合肥市土地利用變化對這些城市的影響進行了探討。綜合現(xiàn)有文獻,生態(tài)系統(tǒng)服務價值變化鮮有網格尺度下的城市相關研究,同時研究區(qū)多集中在大城市或生態(tài)文明城市,缺乏對特定發(fā)展背景中的中小城市進行土地利用變化及其生態(tài)服務響應關系的探討。

長春市是我國傳統(tǒng)的重工業(yè)基地,也是東北振興的核心城市之一。受國家政策影響,長春市的城市發(fā)展呈現(xiàn)出明顯的階段性特征。2000年前城市擴張速度相對緩慢，而在“振興東北”的國家戰(zhàn)略下,長春市城市發(fā)展經歷了“黃金十年”,經濟快速發(fā)展的同時城市也得到急速擴張。在這一背景下,探討城市蔓延導致的生態(tài)服務狀況階段性變化對東北城市發(fā)展具有重要的現(xiàn)實意義。同時,長春市地貌兼具低山、丘陵、臺地與平原等地形，地勢東高西低,山脈自東北向西南橫穿市區(qū),分析城市蔓延與山脈、丘陵地帶景觀格局間的相互作用對區(qū)域生態(tài)保護、城市擴張與經濟發(fā)展均有一定啟示作用。本文在充分考慮城市發(fā)展階段差異性、城市空間異質性特征的基礎上，借鑒網格采樣方法,分別從土地利用結構時空演變特征、土地利用轉移流、土地動態(tài)度三方面定量刻畫了1985—2015年長春市土地利用變化特征,并進一步探討了生態(tài)系統(tǒng)服務價值的響應狀況,以期為生態(tài)文明建設導向下的長春市乃至東北中小城市土地利用規(guī)劃與城市發(fā)展規(guī)劃提供科學依據(jù)和政策借鑒。

2 研究區(qū)概況

長春市地處我國東北松嫩平原腹部(124°18′—127°02′E、43°05′—45°15′N),是吉林省的政治、經濟、文化中心。長春位于東北地區(qū)東部山地的西緣和松嫩平原的東緣,屬東部低山丘陵向中西部臺地平原的過渡地帶,地勢東高西低、南高北低,相對高度和緩。長春以大黑山脈為分界線,西北部為平原區(qū),東部和南部為低山丘陵地區(qū),海拔250—350m。研究區(qū)選取的范圍為長春市區(qū)。近30年來長春市發(fā)展迅速,城市擴張明顯,2000年后相繼將雙陽、九臺由縣改區(qū),劃入城市市區(qū),市區(qū)的土地面積擴張至695.1km2。2017年末,全市戶籍總人口為748.9萬人,其中市區(qū)人口438.3萬人[19]。

3 數(shù)據(jù)來源與研究方法

3.1 數(shù)據(jù)收集與處理

土地利用矢量數(shù)據(jù)來自于長春市1985年、2000年、2015年土地利用/覆蓋Landsat TM遙感影像數(shù)據(jù),經過影像融合、幾何校正、拼接裁剪等圖像預處理,采用人機交互目視解譯方法,并參照《土地利用現(xiàn)狀分類標準》(GB/T 21010-2007)土地用地分類方法,將土地利用體系分類合并為草地、耕地、建設用地、林地、水域、未利用地等6類一級土地類型。在兼顧城市各類土地利用類型面積基礎上,本文依據(jù)等間距系統(tǒng)采樣方式,將研究區(qū)劃分為7346個1km×1km的樣地評價單元,以更好地分析城市生態(tài)系統(tǒng)服務的空間異質性特征。

3.2 土地利用轉移流測算方法

基于土地利用轉移矩陣,借鑒社會網絡分析方法對各土地利用類型的轉出流、轉入流進行測算,以厘清長春市各類用地的轉移交互方向和數(shù)量[20]。

Lf=Lout+Lin

(1)

Lnf=Lin-Lout

(2)

式中,Lf為土地利用轉移流;Lout為轉出流;Lin為轉入流;Lnf為土地轉移流凈值。lnf值為正時，表示凈流入；lnf值為負時，表示凈流出。

3.3 動態(tài)度分析模型

土地利用動態(tài)度是刻畫區(qū)域土地利用在一定時間內的變化速度,單一土地利用動態(tài)度(K)用于計算某種土地類型的變化速度,綜合土地利用動態(tài)度(P)用于測算區(qū)域整體的土地利用變化速度[21,22]。計算公式為:

(3)

式中,K為單一土地利用動態(tài)度;Ua、Ub分別為研究期初和研究期末某土地利用類型的面積數(shù)量;t為研究期初至研究期末的間隔年數(shù)。K值越大,土地利用變化劇烈程度越高;反之,則土地利用變化越緩慢。

(4)

式中,P為綜合土地利用動態(tài)度;ΔUi-j為研究期初至期末第i類用地類型向其他類型土地轉出面積之和;Ui為研究期初第i類土地利用類型面積;t為研究期初至期末的間隔年數(shù)。

3.4 生態(tài)系統(tǒng)服務價值模型

參考謝高地等基于問卷調查的我國生態(tài)系統(tǒng)服務價值當量因子表和區(qū)域修正系數(shù)[23,24],得到長春市不同土地利用類型的生態(tài)系統(tǒng)服務價值當量,并根據(jù)式(5)—(7)分別計算各土地利用類型的服務價值、各項服務功能的價值和生態(tài)系統(tǒng)服務總價值。

(5)

(6)

ESV=ΣΣAk×VCkf

(7)

式中,ESVk、ESVf和ESV分別為第k類型的服務價值、第f項服務功能的價值和總服務價值;Ak為第k類型的土地面積;VCkf為第k類型第f項服務單位面積的服務價值。

4 結果與分析

4.1 土地利用結構特征

1985—2015年長春市土地利用結構發(fā)生了顯著變化(表1),建設用地面積持續(xù)增加,水域面積大幅減少,耕地面積呈現(xiàn)波動式下降趨勢,草地面積、未利用地面積均呈現(xiàn)波動式上升趨勢。耕地、林地和建設用地為主要用地類型,占研究區(qū)總面積的95%以上。在30年時間里,長春市建設用地面積變化最為顯著,面積持續(xù)增加,增幅高達59.53%。尤其是2000—2015年面積急劇增加,年均增幅達到6.67%。水域的面積持續(xù)下降,且下降顯著,減少幅度達32.34%。耕地、林地、草地、未利用地面積均呈現(xiàn)波動式變化,耕地先增加后減少,較研究期初減少6%;林地、草地、未利用地面積均呈先減少后增加的變化趨勢,林地、草地較研究期初面積分別減少了7.47%、121.57%，而未利用地面積增加了135.99%。受快速城市化影響,長春市城市擴張導致農用地向非農用地不斷轉換,突出表現(xiàn)在耕地面積持續(xù)收縮與建設用地面積大幅增加,同時建設用地開發(fā)占用自然空間,造成水域面積急劇減少,人地關系矛盾進一步凸顯;而林地、草地作為生態(tài)系統(tǒng)重要組成部分,在兩個時段內表現(xiàn)的不同的變化趨勢,表明長春市生態(tài)觀的轉變。1985—2000年由于耕地占用林地、草地,造成長春市兩項用地面積銳減;2000—2015年實施退耕還林、退耕還草政策,林地、草地面積逐步增加,面積開始回升,生態(tài)系統(tǒng)得到顯著改善。

表1 長春市土地利用類型結構

4.2 土地利用轉移分析

土地利用轉移網絡能直觀表達土地類型轉移活躍度和各地類間的轉換情況,有助于揭示各地類轉移變化方向[19],識別一定時期內土地轉移的空間演化進程。本文將1985年、2000年、2015年土地利用數(shù)據(jù)每兩期進行空間疊置處理,得到各土地利用轉移矩陣,并在Ucinet 6.0軟件支持下進行土地利用轉移網絡制圖(圖1)。

圖1 1985—2015年兩個時期內長春市土地利用轉移網絡

分析土地利用轉移網絡可知,1985年以來長春市各地類間均存在轉移關系,在各種土地利用轉移流中,建設用地、耕地與林地三種土地類型之間的轉移占明顯優(yōu)勢。1985—2000年,耕地、建設用地與林地三種地類轉移流強度達到29223.0hm2,占所有土地轉移流的93.4%;2000—2015年,轉移流強度進一步提升,達到259061.8hm2,占所有土地轉移流的91.45%,成為長春市土地利用變化的優(yōu)勢地類。在優(yōu)勢地類轉移流中,耕地與建設用地之間的轉移流占主導地位,而耕地與林地間的轉移流強度也較大,處于次要地位。從優(yōu)勢地類轉移流看,兩階段內的最大轉移流發(fā)生明顯變化。1985—2000年,林地轉為耕地在優(yōu)勢地類轉移流和整個土地轉移流所占比例均最大,分別達到31.4%及29.4%;其次為耕地轉為建設用地,轉移強度為3887.1hm2,占優(yōu)勢地類轉移流和整個土地轉移流的比例分別達到13.3%和12.4%。2000—2015年,耕地轉為建設用地在三種優(yōu)勢地類轉移流和整個土地轉移流中的比例最高,分別為22.2%和20.3%;耕地轉為林地的強度次之,所占比例分別為11.2%和10.2%?？傮w上看,各地類轉為建設用地和林地的強度逐步增強,轉移流占所有土地轉移流的比例不斷提升;各地類轉為建設用地的比例由1985—2000年的12.5%提升至2000—2015年的21%,其中以耕地轉建設用地為主導;各地類轉為林地的比例由1.4%增長至8.3%,增長速度明顯提升,其中以耕地轉林地為主導。水域在土地轉移流中整體呈現(xiàn)負增長態(tài)勢,主要受到城鎮(zhèn)化影響,自然空間被城市建設用地侵占。

進一步分析土地利用類型轉化空間特征發(fā)現(xiàn),1985—2015年長春市各土地利用類型轉化空間分布存在較大差異(圖2)。作為主要用地轉換類型,耕地轉為建設用地主要分布在平原區(qū),而林地、草地和耕地的相互轉化主要集中在大黑山脈、東部和南部山地丘陵地帶。比較前后兩個時段內土地轉化空間分布發(fā)現(xiàn),2000—2015年各地類轉換分布范圍更為廣泛,其中耕地轉為建設用地覆蓋范圍最大,并在中心城區(qū)外圍呈面狀集聚;耕地與林地間相互轉換在大黑山脈、東部及南部山地丘陵地帶廣泛分布。分析其原因:2000年后城市進入快速發(fā)展時期,中心城市區(qū)外圍耕地轉為建設用地呈蔓延式擴張,城市發(fā)展以侵占農用地為主，受退耕還林還草等生態(tài)保護政策影響,耕地與林地、草地轉換頻繁。

圖2 1985—2015年長春市土地利用轉化空間分布

4.3 土地利用動態(tài)度

長春市主要土地利用類型動態(tài)度分析見圖3。從單一土地利用動態(tài)度1985—2015年30年間整體變化來看,草地、建設用地、未利用地呈增長變化,其他幾類用地呈縮減變化。其中,未利用地動態(tài)變化最顯著,耕地變化較緩慢。分析長春市1985—2000年、2000—2015年兩個時段的動態(tài)度,除建設用地始終為正值、水域始終為負值外,其他4種土地利用類型均出現(xiàn)正負值變化,表明建設用地呈持續(xù)增長態(tài)勢,水域持續(xù)縮減,其他用地呈現(xiàn)不同增減變化。建設用地持續(xù)增加,增速由0.34%增至3.45%,增長近10倍;水域呈持續(xù)縮減變化趨勢,縮減速度由0.05%擴大至2.12%。耕地呈先增加后減小的變化趨勢,前一時期以0.08%速度緩慢增加,后一時期則以0.47%速度減少。草地、林地、未利用地在前后兩個時期面積呈現(xiàn)先縮減后增加的變化趨勢,其中未利用地變化最為劇烈,由0.06%速度縮減轉為以9.22%速度激增;草地也由縮減速度0.34%轉為8.9%速度激增。林地與其他用地不同,在第二時期動態(tài)度降低,由0.54%速度縮減,轉為以0.05%速度緩慢增加。從動態(tài)度絕對值的變化速度來看,2000—2015年比1985—2000年時段變化更為劇烈,原因在于該時期城市發(fā)展缺乏規(guī)劃控制,城市規(guī)模無序擴張,導致建設用地激增的同時耕地銳減。

圖3 長春市各地類土地利用動態(tài)度

為進一步分析長春市土地利用變化速度的空間差異,把握土地系統(tǒng)對人類活動強度響應的空間格局。利用式(3)計算得出長春市1985—2000年、2000—2015年兩期土地利用動態(tài)度,根據(jù)其動態(tài)度值域范圍和自然斷裂法,以0.5、1、1.5為限值劃分為4類變化區(qū)域,分別為極慢變化型、慢速變化型、快速變化型、極快變化型變化類型區(qū)域(圖4)。

圖4 長春市土地利用動態(tài)度空間分布

從各類型區(qū)域變動情況來看,1985—2000年長春市極慢變化型(6272個)區(qū)域占據(jù)主導,占研究單元總數(shù)的85%,表明這一階段人類社會經濟活動對自然環(huán)境系統(tǒng)影響較小、地類轉換速度整體較慢;快速與極快變化型區(qū)域占比13%,主要分布在城市周邊地區(qū)及市域東部地帶。其中,受城市擴張影響,城市周邊地區(qū)主要為耕地轉向建設用地;受農村經濟發(fā)展因素影響,市域東部地帶主要為林地向耕地轉變。這一時期,市域經濟發(fā)展整體速度相對緩慢,土地利用動態(tài)度整體偏低,城市周邊地區(qū)及東部地帶內的地類轉換對該時期的土地動態(tài)度貢獻較大。2000—2015年,受快速城鎮(zhèn)化的影響,長春市區(qū)域土地動態(tài)度發(fā)生較大變化,同時受城市擴張和區(qū)內生態(tài)基礎設施建設作用的影響,城區(qū)周邊土地動態(tài)度得到快速提升,大黑山山脈地區(qū)的生態(tài)系統(tǒng)修復工程也在一定程度上促使區(qū)內地類轉換頻度加快。這一時期,長春市土地動態(tài)度的極慢變化型(2787個)占比下降至38%，快速與極快變化型區(qū)域分布范圍顯著擴大,占比達到36%。

從長春市各類型區(qū)域分布范圍看,呈現(xiàn)以下幾個突出特征:后一時期變化較前一時期更劇烈,極快變化型區(qū)域呈擴張式沿中心城區(qū)集聚式分布,快速變化區(qū)域范圍沿大黑山脈、東部和南部區(qū)域迅速擴展,并呈明顯集聚狀態(tài);動態(tài)度高值區(qū)環(huán)中心城區(qū)區(qū)域集聚特征明顯,主要是由于城市擴張導致建設用地增加,土地地類轉換加劇,土地動態(tài)變化顯著;動態(tài)度極快變化型不同區(qū)域集聚影響因素不同,中心城區(qū)外圍土地擴張地類轉換主要受經濟發(fā)展影響,耕地對建設用地轉換的動態(tài)度為主導,而大黑山脈等受生態(tài)保護影響,表現(xiàn)活躍的動態(tài)度為耕地向林地、草地轉移。

4.4 生態(tài)系統(tǒng)服務價值

1985年、2000年、2015年長春市的生態(tài)系統(tǒng)服務總價值分別為714.30億元、697.66億元和632.17億元,呈現(xiàn)整體下降的趨勢。前后時段降幅分別為2.33%和9.38%,降幅速率呈增加趨勢,平均年降幅為0.38%(表2)。從生態(tài)服務價值組成上可知,耕地生態(tài)服務價值一直處在第一位,所占比例均高于40%,2015年高達49.31%;林地居于第二位,呈波動式變化,研究期內先降低后增長,由33.29%下降至31.31%后轉為增長至34.81%,變化原因為1985—2000年毀林開荒占用林地,而2000年后我國大力執(zhí)行“退耕還林”等相關環(huán)境保護政策。研究期內,在長春市生態(tài)系統(tǒng)服務價值體系中林地、耕地與水域三種類型所占比例均高達95%以上,構成了長春市生態(tài)系統(tǒng)服務價值的主體。

表2 長春市生態(tài)系統(tǒng)服務價值(ESV)及其變化(億元,%)

進一步分析生態(tài)服務價值的空間分布差異發(fā)現(xiàn),東西差異顯著,高值區(qū)主要分布在林地、水域土地類型為主的東部區(qū)域,主要集中在東西走向的大黑山脈、市域南部和東部山區(qū);低值區(qū)主要分布在以建設用地類型為主的西部平原區(qū)域,集中在中心城區(qū)及雙陽、九臺城區(qū)(圖5)。從生態(tài)服務價值高(低)值范圍變化趨勢看,低值區(qū)擴張明顯,原因是建設用地蔓延導致生態(tài)服務價值降低;2000年后高值區(qū)面積增加明顯,主要分布在大黑山脈,原因是實施退耕還林政策影響下其他地類轉為林地,面積增加導致生態(tài)服務價值升高。

圖5 長春市生態(tài)服務價值空間分布

本文采用空間自相關分析方法,對長春市生態(tài)服務價值空間分異進行了定量分析研究。1985年、2000年、2015年長春市生態(tài)服務價值Moran′s I指數(shù)分別為0.6436、0.6433和0.6529,指數(shù)值呈現(xiàn)波動式上升趨勢,表明自1985年以來長春市生態(tài)服務價值聚集趨勢日益顯著,高低值與空間分布呈顯著正相關關系。進一步分析生態(tài)服務價值的冷熱點空間分布格局,長春市生態(tài)服務價值的冷熱點分布保持相對穩(wěn)定的空間格局,熱點區(qū)主要沿大黑山脈和水域呈帶狀、東部和南部區(qū)域呈“U”型分布。由于該區(qū)以林地、水域土地類型為主的自然環(huán)境區(qū)域而形成生態(tài)服務價值的“熱點區(qū)”;冷點區(qū)主要呈團塊狀分布在長春市中心城區(qū)和雙陽、九臺城區(qū)。該區(qū)受人類干擾較大,建設用地等非生態(tài)用地比例較高,形成生態(tài)服務價值的“冷點區(qū)”。從生態(tài)服務價值冷熱點空間范圍變化趨勢看,“冷點區(qū)”擴張明顯,主要因為建設用地蔓延導致生態(tài)服務價值低值區(qū)進一步集聚;“熱點區(qū)”增加多為林地、水域等生態(tài)用地轉入明顯的區(qū)域。由于退耕還林還草、生態(tài)修復等生態(tài)政策的實施,林地、草地、水域等具有較高生態(tài)服務價值的土地利用類型數(shù)量增加,使“熱點區(qū)”范圍進一步擴展(圖6)。

圖6 長春市生態(tài)服務價值空間冷熱點分布

4.5 土地利用及生態(tài)系統(tǒng)服務的對策與建議

伴隨著快速城市化發(fā)展,長春市土地擴張大致經歷了自然緩慢成長和快速蔓延拓展兩個階段。自2000年以來,城市土地利用結構與功能發(fā)生了顯著變化,建設用地大量侵占耕地和生態(tài)用地,造成生態(tài)服務價值流失,山脈及水域地區(qū)生態(tài)環(huán)境面臨威脅,急需采取相應措施維持生態(tài)服務價值。因此,對長春市土地利用和生態(tài)系統(tǒng)服務提出對策與建議:①優(yōu)化土地利用結構，加強生態(tài)基礎設施建設,實施生態(tài)空間生態(tài)保育和生態(tài)修復工程,提升區(qū)域生態(tài)服務價值總量。從生態(tài)系統(tǒng)服務價值的構成看,耕地、林地和水域的生態(tài)服務價值占比達95%以上,是生態(tài)系統(tǒng)服務的主體。耕地、水域面積的減少是導致生態(tài)服務價值總量減少的主要原因,林地、草地在一定程度上補償了生態(tài)服務價值的流失。大黑山脈和長春市南部、東部低山丘陵地帶是生態(tài)用地的主要組成部分,也是生態(tài)服務價值高值區(qū),對區(qū)域生態(tài)安全和生態(tài)服務功能發(fā)揮具有關鍵性作用,應繼續(xù)實施“退耕還林還草”政策，加強生態(tài)空間的生態(tài)保育及生態(tài)修復,并對東部人工林、次生林等經濟林地實行“輪休”政策,以提升生態(tài)服務功能及質量,提高生態(tài)系統(tǒng)服務價值總量。從用地的構成比例看,生態(tài)用地的比例逐漸壓縮,尤其是水域面積顯著下降加速了生態(tài)服務價值流失,應加強水域生態(tài)保護與修復,尤其新立城水庫、石頭口門水庫水源地周邊設定保護區(qū)、緩沖區(qū),防止旅游開發(fā)、建設用地等對水域的占用。生態(tài)服務價值的提高還需依托用地結構進一步調整,在保護耕地的基礎上加強生態(tài)基礎設施建設以提升生態(tài)用地比例,并應重視生態(tài)用地的面積配比及其空間格局,不斷提升生態(tài)服務價值總量及質量,滿足生態(tài)文明建設目標下社會經濟可持續(xù)發(fā)展對生態(tài)服務功能的需求。②控制城市建設用地蔓延擴張,抑制生態(tài)服務價值繼續(xù)下降。城鎮(zhèn)化快速發(fā)展過程中,建設用地蔓延式擴張,大量侵占耕地及生態(tài)用地,造成生態(tài)服務價值下降。由土地轉移分析可知,耕地主要轉向建設用地,且轉移強度較大,占土地轉移流主導地位。耕地作為生態(tài)系統(tǒng)服務價值的主要貢獻提供者,面積銳減必然造成生態(tài)系統(tǒng)服務價值流失。2000—2015年長春市西部中心城區(qū)蔓延式擴張對生態(tài)服務價值的負向影響最為顯著。因此,應積極挖掘長春市建成區(qū)存量土地的使用價值,提升土地利用效率,在中心城區(qū)外圍劃定城市增長邊界，加強生態(tài)基礎設施建設,實現(xiàn)城區(qū)“精明增長”。同時,利用耕地作為建成區(qū)與大黑山脈自然生態(tài)保護用地的“緩沖空間”特點,為防止建設用地擴張進一步威脅自然生態(tài)空間,設定耕地紅線，引導城市規(guī)劃發(fā)展方向,避免建設用地繼續(xù)蔓延威脅山脈生態(tài)用地。雙陽、九臺城區(qū)受“撤縣改區(qū)”政策驅動,城區(qū)進一步擴張侵占了周邊耕地和生態(tài)用地,造成生態(tài)服務價值流失;兩區(qū)與自然環(huán)境連接密切,更應注重產業(yè)定位,發(fā)展綠色、低耗、環(huán)保型產業(yè),注意經濟與生態(tài)系統(tǒng)的協(xié)調發(fā)展。

5 結論與討論

本文分析了長春市近30年土地利用結構導致土地利用轉移及土地利用動態(tài)度變化特征,并結合生態(tài)服務價值組成及其時空演變特征,分析了土地利用與生態(tài)服務價值的響應研究,主要結論如下:①1985—2015年,長春市土地利用結構變化顯著,表現(xiàn)為建設用地面積持續(xù)增加，耕地面積波動式下降,林地、草地呈現(xiàn)一定的增長趨勢,水域面積持續(xù)減少。土地利用轉移特征為:耕地、林地和建設用地三種土地類型為優(yōu)勢轉移地類;耕地與建設用地之間的轉移居于主導地位,耕地與林地間的轉移處于次要地位;2000—2015年各地類轉為建設用地、林地的比例和增速明顯提升,其中以耕地轉為建設用地、耕地轉林地為主導。各地類轉化空間分布中,耕地轉為建設用地主要分布在平原區(qū),林地、草地和耕地的相互轉化主要集中在山地丘陵地帶。②1985—2015年,長春市土地利用動態(tài)度特征為:單一土地利用動態(tài)度,草地、建設用地、未利用地呈增長變化,其他幾類用地呈縮減變化,其中未利用地動態(tài)變化最為顯著,耕地變化較緩慢;土地利用變化速度的空間差異為:1985—2000年地類轉換速度整體較慢,極慢變化型區(qū)域占據(jù)主導;2000—2015年轉換速度加劇,極快、快速變化型區(qū)域迅速擴展。動態(tài)度變化不同區(qū)域的影響因素不同,中心城區(qū)外圍土地擴張地類轉換主要受經濟發(fā)展影響,以耕地對建設用地轉換的動態(tài)度為主導,而山地丘陵地區(qū)受生態(tài)保護影響,耕地向林地、草地轉移的動態(tài)度表現(xiàn)活躍。③1985—2015年,長春市生態(tài)系統(tǒng)服務價值呈現(xiàn)不斷下降的趨勢,且降幅速率不斷增加。在生態(tài)服務價值組成上,耕地的生態(tài)服務價值長期處在第一位,林地居于第二位。林地、耕地與水域三種類型構成了長春市生態(tài)系統(tǒng)服務價值的主體,占全部生態(tài)系統(tǒng)服務價值的95%以上。生態(tài)服務價值空間分異顯著,高值區(qū)主要分布于東部、南部山區(qū),低值區(qū)主要分布在西部平原區(qū)域,2000—2015年高低值區(qū)變化明顯,低值區(qū)因建設用地蔓延迅速擴張,高值區(qū)因林地面積增加而擴展。④1985年、2000年、2015年長春市生態(tài)服務價值Moran′s I指數(shù)值呈現(xiàn)波動式上升趨勢,表明生態(tài)服務價值聚集趨勢日益顯著;長春市生態(tài)服務價值的冷熱點空間格局相對穩(wěn)定,熱點區(qū)主要沿大黑山脈及水域呈帶狀、東部及南部區(qū)域山地丘陵呈“U”型分布;冷點區(qū)主要呈團塊狀分布在長春市中心城區(qū)及雙陽、九臺城區(qū)等以建設用地地類為主區(qū)域。由于“冷點區(qū)”的建設用地蔓延導致生態(tài)服務價值低值區(qū)進一步集聚而擴張明顯,“熱點區(qū)”因林地、草地、水域等具有較高生態(tài)服務價值的土地利用類型數(shù)量增加而進一步擴展。

近30年的城市化發(fā)展導致長春市土地利用結構變化不盡合理,建設用地大幅擴張,造成林地、耕地和水域自然空間被侵占,生態(tài)用地不斷壓縮,區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)服務價值持續(xù)下降,并引發(fā)了一系列的生態(tài)環(huán)境問題。因此，亟需優(yōu)化長春市的土地利用結構,加強生態(tài)基礎設施建設,注重生態(tài)環(huán)境保護,修復豐富多樣的生態(tài)要素,延續(xù)和提升其生態(tài)服務功能;采取設置增長邊界、調整產業(yè)結構等規(guī)劃政策與手段,控制建設用地蔓延增長,抑制生態(tài)服務價值流失。區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)服務價值的提升,將為生態(tài)文明建設目標的實現(xiàn)提供基礎保障。