張文慧,蔡利平,呂 曉

(1.曲阜師范大學(xué) 地理與旅游學(xué)院,山東 日照276826;2.國(guó)土資源部海岸帶開發(fā)與保護(hù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,江蘇 南京 210024)

隨著我國(guó)工業(yè)化、城鎮(zhèn)化進(jìn)程的加速推進(jìn)和經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展,人口增長(zhǎng)速度過(guò)快、資源儲(chǔ)備迅速減少、生態(tài)環(huán)境不斷被破壞等現(xiàn)象成為發(fā)展中不容忽視的嚴(yán)峻問題[1]。工業(yè)化和城鎮(zhèn)化對(duì)一定地區(qū)的生態(tài)系統(tǒng)造成影響往往是不可逆轉(zhuǎn)的,區(qū)域空間差異與人類生產(chǎn)活動(dòng)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)建設(shè)等的空間地域特點(diǎn)一起,共同決定了一個(gè)區(qū)域生態(tài)用地的時(shí)空演變方向[2,3]。山東省作為我國(guó)工業(yè)化、城鎮(zhèn)化高速發(fā)展的典型代表,兼具較好的農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)和優(yōu)良的環(huán)境質(zhì)量,但建設(shè)用地大規(guī)模無(wú)序擴(kuò)展對(duì)原有的自然和生態(tài)空間造成了巨大威脅,導(dǎo)致土地退化、水資源短缺、環(huán)境污染嚴(yán)重等問題越來(lái)越嚴(yán)重[4,5]。

通過(guò)“三生空間”劃定與格局優(yōu)化,是推動(dòng)區(qū)域協(xié)調(diào)可持續(xù)發(fā)展成為生態(tài)文明建設(shè)的重要路徑。從土地利用視角,科學(xué)界定并評(píng)價(jià)生態(tài)空間成為值得關(guān)注的科學(xué)問題?！吧鷳B(tài)用地”一詞首次被提出是在2000年我國(guó)發(fā)布的《全國(guó)生態(tài)環(huán)境保護(hù)綱要》,之后越來(lái)越多的學(xué)者出于不同的目的,開始了對(duì)生態(tài)用地的潛心研究[6]。多年來(lái),國(guó)內(nèi)外學(xué)者關(guān)于生態(tài)用地在城鎮(zhèn)化快速發(fā)展時(shí)代的重要性這一問題上達(dá)成了共識(shí)。即在未來(lái)的快速城鎮(zhèn)化過(guò)程中,區(qū)域土地不能一味地開發(fā),必須要保留一定數(shù)量的生態(tài)用地,這對(duì)區(qū)域的可持續(xù)發(fā)展有著至關(guān)重要的作用[7,8]。但到目前為止,國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)生態(tài)用地的定義和類別劃分尚未達(dá)成共識(shí)[9]。隨著生態(tài)文明建設(shè)的日益加強(qiáng),我國(guó)空間規(guī)劃體制改革、省級(jí)國(guó)土規(guī)劃編制等實(shí)踐工作持續(xù)推進(jìn),科學(xué)界定生態(tài)用地并進(jìn)行實(shí)證分析成為支撐改革實(shí)踐的重要基礎(chǔ)?；诖?本文借鑒已有研究提出生態(tài)用地的概念界定和分類體系,綜合運(yùn)用土地利用動(dòng)態(tài)度和土地利用類型轉(zhuǎn)移矩陣等方法,以山東省為研究區(qū)域,對(duì)該省1980—2015年生態(tài)用地的時(shí)空演變及其影響因素進(jìn)行分析,以期為科學(xué)編制國(guó)土規(guī)劃，推動(dòng)生態(tài)文明建設(shè)提供參考借鑒。

1 研究數(shù)據(jù)與方法

1.1 研究區(qū)概況

山東位于114°36′—122°43′E、34°25′—38°23′N,土地總面積為1.567×1010hm2。山東省中部多為山地,東部多為丘陵,西部和北部低洼,但較平坦。平原盆地、山地丘陵和水域分別占該省土地總面積的63%、34%和3%。全省屬于暖溫帶半濕潤(rùn)季風(fēng)氣候,東部沿海海洋性氣候特征明顯,西部?jī)?nèi)陸大陸性氣候特征突出。山東省現(xiàn)轄濟(jì)南、青島、日照等17個(gè)地級(jí)市，1980—2015年經(jīng)濟(jì)總量和常住人口數(shù)量都有較大程度的提升。截至2017年,山東省GDP增長(zhǎng)至72678.2億元，年末常住人口為9847.165萬(wàn)人，城鎮(zhèn)化率達(dá)60.58%。近年來(lái)隨著全省經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展和城鎮(zhèn)化的加速推進(jìn),城市建設(shè)用地大范圍向外擴(kuò)張,該省人地矛盾加劇,生態(tài)用地的可持續(xù)發(fā)展面臨著嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。

1.2 數(shù)據(jù)來(lái)源與處理

本文采用的土地利用數(shù)據(jù)來(lái)源于中國(guó)科學(xué)院資源和環(huán)境科學(xué)數(shù)據(jù)中心提供的20世紀(jì)70年代末期(為方便表述,統(tǒng)稱為1980年)、20世紀(jì)80年代末期(統(tǒng)稱為1990年)、1995年、2000年、2010年和2015年共6期山東省域數(shù)據(jù),該數(shù)據(jù)的底圖來(lái)自1980年代以來(lái)的Landsat TM數(shù)字圖像、航測(cè)地形圖、輔助歷史資料等。數(shù)據(jù)處理主要包括利用Google Earth核查原始數(shù)據(jù)中各地類,如其中的海洋是否為灘涂。利用Arcmap將各地類(二級(jí)地類和三級(jí)地類)合并,然后將其與山東省行政區(qū)劃圖進(jìn)行疊加處理,再通過(guò)自然間斷點(diǎn)法做出生態(tài)用地在全省各地市的占比圖;利用Envi輸出土地利用轉(zhuǎn)移矩陣和土地利用轉(zhuǎn)移概率矩陣等。針對(duì)山東省在研究階段內(nèi)土地利用類型的特征,參考土地利用現(xiàn)狀分類國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)(GBT 21010—2007),將土地利用現(xiàn)狀分為耕地、林地、草地、水域、建設(shè)用地和未利用地六大類。

1.3 研究方法

生態(tài)用地分類:目前國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)生態(tài)用地的定義尚未達(dá)成共識(shí),對(duì)生態(tài)用地的分類也還沒有形成統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。國(guó)內(nèi)外對(duì)生態(tài)用地類別劃分有兩個(gè)主流觀點(diǎn):①把能直接或間接地產(chǎn)生生態(tài)服務(wù)價(jià)值，對(duì)生態(tài)系統(tǒng)具有保護(hù)作用的生態(tài)空間定義為生態(tài)用地,包括林草地、水域、農(nóng)田等。②生態(tài)用地的主要功能是發(fā)揮生態(tài)價(jià)值,產(chǎn)生生態(tài)效益,所以將用于生產(chǎn)的農(nóng)業(yè)用地排除之外[10]。因此,針對(duì)具體的研究工作而言,可根據(jù)當(dāng)?shù)貙?shí)際情況來(lái)對(duì)生態(tài)用地自行分類。

已有學(xué)者對(duì)沿海地區(qū)的生態(tài)用地做了研究。李姝娟在等對(duì)濱海新區(qū)生態(tài)用地特征與低碳目標(biāo)下的優(yōu)化策略進(jìn)行研究時(shí),將鹽田、草地、水域、林地歸類為生態(tài)用地[11];徐麗芬等在分析渤海灣沿岸地區(qū)土地利用的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值當(dāng)量時(shí),將鹽田歸類為生態(tài)服務(wù)價(jià)值當(dāng)量較高的濱海濕地[12];俞煒煒在等對(duì)福建興化灣濕地生態(tài)服務(wù)功能進(jìn)行研究時(shí),鹽田的單位生態(tài)服務(wù)價(jià)值為33992元/(hm2·a),農(nóng)田的生態(tài)服務(wù)價(jià)值為736元/(hm2·a)[13]。從當(dāng)今社會(huì)生態(tài)環(huán)境惡化、環(huán)境污染、土地資源短缺角度考慮,為改善生態(tài)環(huán)境、優(yōu)化配置土地資源,應(yīng)特別注意:生態(tài)用地應(yīng)以發(fā)揮生態(tài)服務(wù)功能為第一要?jiǎng)?wù),且對(duì)生態(tài)系統(tǒng)無(wú)副作用[14]。而農(nóng)業(yè)用地在農(nóng)業(yè)耕作期間大量施肥,產(chǎn)生了一系列的生態(tài)副作用。綜上所述,生態(tài)用地應(yīng)是能發(fā)揮生態(tài)功能、維護(hù)區(qū)域生態(tài)平衡的土地,不包括城鄉(xiāng)建設(shè)性用地和生產(chǎn)性用地,因此本文將耕地列為非生態(tài)用地,最終確定山東省的生態(tài)用地包括林地、草地、水域和未利用土地。

土地利用類型動(dòng)態(tài)度:對(duì)區(qū)域生態(tài)用地時(shí)空演變格局進(jìn)行研究時(shí),研究期內(nèi)各地類的數(shù)量變化情況是不可缺少的參考指標(biāo)。本文選取單一土地利用動(dòng)態(tài)度K用來(lái)定量描述研究區(qū)特定時(shí)間范圍內(nèi)某種土地利用類型的數(shù)量變化情況,表達(dá)式為:

(1)

式中,UA、UB分別為研究期初、期末某種土地類別的數(shù)量;T為研究時(shí)長(zhǎng)。當(dāng)T設(shè)定為年時(shí),K值就是該研究區(qū)內(nèi)某種地類的年變化率[15]。

土地利用轉(zhuǎn)移矩陣:摸清各地類在研究期內(nèi)的數(shù)量變化是研究的基礎(chǔ),在此基礎(chǔ)上要通過(guò)模型來(lái)計(jì)算各地類的轉(zhuǎn)換方向和數(shù)量是關(guān)鍵。土地利用轉(zhuǎn)移矩陣是指在一定時(shí)期內(nèi),一種土地利用類型與其他土地利用類型的相互轉(zhuǎn)換。數(shù)學(xué)表達(dá)式為:

M11…M1n???Mn1…Mnn

式中,Aij為研究初期與研究末期的土地利用狀態(tài);n為土地利用類型數(shù)。

不穩(wěn)定版塊空間變化及趨勢(shì)分析:上述兩個(gè)方法著重單一土地利用類型變化的規(guī)律和特征,如單一土地利用動(dòng)態(tài)度K僅反映了某一土地利用類型的數(shù)量變化,無(wú)法解釋研究期內(nèi)研究區(qū)各地類整體的的空間變化及各土地利用類型的穩(wěn)定性;土地利用轉(zhuǎn)移矩陣也只是反映了各地類轉(zhuǎn)入和轉(zhuǎn)出的情況。本文選取Rss來(lái)表示土地利用類型的空間變化:

(3)

式中,Rss為研究時(shí)段內(nèi)某一土地利用類型空間動(dòng)態(tài)度;ΔUout為研究時(shí)段內(nèi)某一地類轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌仡惖拿娣e之和;ΔUin為其他地類轉(zhuǎn)變?yōu)樵摰仡惖拿娣e之和;T為研究時(shí)長(zhǎng)[16]。

(4)

式中,Ps為某一土地利用類型的變化趨勢(shì)和狀態(tài)指數(shù),其他參數(shù)代表意義不變。

當(dāng)0ΔUout≥0。即由其他地類轉(zhuǎn)換成該地類的面積大于由該地類轉(zhuǎn)換成其他地類的面積,該地類的面積呈現(xiàn)出增長(zhǎng)的趨勢(shì)。Ps的值越接近0,表示該地類增長(zhǎng)的速度越平緩,即這一階段研究區(qū)各地類的空間穩(wěn)定度越高;Ps的值越接近1,表示地類轉(zhuǎn)換方向主要是由其他地類向該地類轉(zhuǎn)換,且轉(zhuǎn)換速度很快,該地類呈現(xiàn)高速擴(kuò)張形勢(shì),說(shuō)明這一階段研究區(qū)各地類的空間穩(wěn)定度較低,各地類發(fā)展不平衡。

當(dāng)-1≤Ps<0時(shí),可解得ΔUout>ΔUin≥0。即由該地類轉(zhuǎn)換成其他地類的面積小于由其他地類轉(zhuǎn)換成該地類的面積,該地類的面積呈現(xiàn)出減少的趨勢(shì)。Ps的值越接近0,表示該地類面積減少的速度越平緩,說(shuō)明這一階段研究區(qū)各地類的空間穩(wěn)定度越高;Ps的值越接近-1,表示地類轉(zhuǎn)換方向主要是由該地類向其他地類轉(zhuǎn)換,且轉(zhuǎn)換速度很快,該地類呈現(xiàn)高速萎縮形勢(shì),說(shuō)明這一階段研究區(qū)各地類的空間穩(wěn)定度較低,各個(gè)地類發(fā)展不平衡。

2 結(jié)果與分析

2.1 生態(tài)用地?cái)?shù)量變化

生態(tài)用地的時(shí)空演變可從多個(gè)方面來(lái)分析,本文主要從其數(shù)量變化和結(jié)構(gòu)變化兩方面展開分析論證,綜合運(yùn)用研究區(qū)域的土地利用動(dòng)態(tài)度和土地利用轉(zhuǎn)移矩陣等加以論證。

數(shù)量結(jié)構(gòu)變化:通過(guò)對(duì)山東省各土地利用類型階段性變化的研究,結(jié)果表明，1980—2015年山東省生態(tài)用地面積逐年減少,非生態(tài)用地面積則逐年增加。其中,城鄉(xiāng)建設(shè)用地面積增加的最多,耕地面積減少的最多;林地、水域、未利用地面積一直在波動(dòng),總體上呈持續(xù)減少的態(tài)勢(shì);草地在1995年之前先小幅度增加隨后又持續(xù)減少,并且減少幅度波動(dòng)較大。各研究時(shí)段內(nèi),1995—2005年生態(tài)用地減少幅度最大,林草地、水域和未利用地面積均在減少，其中草地減少面積所占比重最大,達(dá)4.69%。

1980—2015年,山東省生態(tài)用地面積占土地總面積的20.42%—22.45%,呈減少的趨勢(shì)。生態(tài)用地中林地和草地所占比重較大,林地約占研究區(qū)總面積的6%,草地約占研究區(qū)總面積的8%;水域面積變動(dòng)較小,基本保持在4%；利用地則大幅減少,由2.7%減少到1.5%。非生態(tài)用地面積占研究區(qū)總面積的43.67%—44.32%,總體上呈增長(zhǎng)的趨勢(shì)。其中,耕地占研究區(qū)總面積的比重較大,達(dá)到35.81%—37.58%,呈減少的趨勢(shì);城鄉(xiāng)建設(shè)用地的占比則由6.10%增加到8.50%,生態(tài)用地和耕地面積的減少基本上均表現(xiàn)為建設(shè)用地面積的增加(表1)。

表1 山東省各研究時(shí)段土地利用類型面積變化

從表2可見,山東省未利用地在研究期內(nèi)的動(dòng)態(tài)度較大,1980—1995年的動(dòng)態(tài)度達(dá)到2.245%;其他各地類單一動(dòng)態(tài)度都不大,除1980—1995年水域的動(dòng)態(tài)度(0.615%)、城鄉(xiāng)建設(shè)用地的動(dòng)態(tài)度(1.190%)和2005—2015年未利用地的動(dòng)態(tài)度(1.268%)超過(guò)0.5%外,基本都在0.5%以下。從動(dòng)態(tài)度來(lái)看,1980—1995年山東省生態(tài)用地的動(dòng)態(tài)度最大,為0.369%。山東省土地利用動(dòng)態(tài)變化并不劇烈,變化過(guò)程體現(xiàn)了城鎮(zhèn)化過(guò)程中土地利用變化較普遍的特點(diǎn):耕地面積持續(xù)減少,建設(shè)用地面積持續(xù)增加,生態(tài)用地有不同程度的流失,且這種變化有進(jìn)一步延續(xù)下去的趨勢(shì),影響當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境和城市的可持續(xù)發(fā)展。

表2 山東省各研究時(shí)段各地類單一動(dòng)態(tài)度

土地利用變化過(guò)程:基于轉(zhuǎn)移概率矩陣中各土地利用類型保持自身面積不變的比例即保留率,可據(jù)此來(lái)分析研究區(qū)各個(gè)土地利用類型在研究時(shí)段內(nèi)的穩(wěn)定性情況并加以比較。某一土地利用類型的保留率越大,其空間穩(wěn)定性也就越強(qiáng),在以往學(xué)者的研究中往往以保留率50%作為判定某一土地利用類型空間穩(wěn)定性的高低與否,即臨界值。保留率高的土地利用類型,在區(qū)域尺度上有利于生態(tài)功能的維持和可持續(xù)發(fā)展。1980—2000年,山東省耕地、林地、草地、水域、城鄉(xiāng)建設(shè)用地和未利用地的保留率分別為97.926%、99.225%、98.096%、78.551%、99.985%、66.672%(表3),說(shuō)明在這一時(shí)期,全省土地利用空間穩(wěn)定性較強(qiáng),只有未利用地的保留率稍低,主要轉(zhuǎn)出方向?yàn)楦睾统青l(xiāng)建設(shè)用地。此外,生態(tài)用地的空間穩(wěn)定性整體上比非生態(tài)用地的空間穩(wěn)定性低。

表3 1980—2000年山東省土地利用轉(zhuǎn)移概率矩陣(%)

2000—2015年,山東省耕地、林地、草地、水域、城鄉(xiāng)建設(shè)用地和未利用地的保留率分別為96.733%、99.299%、94.011%、92.307%、99.733%、74.687%(表4),可見生態(tài)用地的空間穩(wěn)定性仍比非生態(tài)用地的空間穩(wěn)定性低,但生態(tài)用地的穩(wěn)定性有逐年增高的趨勢(shì)。從兩個(gè)時(shí)段來(lái)看,生態(tài)用地內(nèi)部各地類的穩(wěn)定性差異較大。其中,水域和未利用地的保留率較上一時(shí)期分別提高了13.756%和8.015%,草地的保留率卻減少了4.085%。非生態(tài)用地的空間穩(wěn)定性一直處于較高的水平,其中耕地的空間穩(wěn)定性雖然很高但有明顯下降趨勢(shì),耕地流失現(xiàn)象仍存在,城鄉(xiāng)建設(shè)用地的穩(wěn)定性則在兩個(gè)研究時(shí)段內(nèi)有所增強(qiáng)。一方面,近年來(lái)人類活動(dòng)對(duì)環(huán)境的干擾愈演愈烈,給區(qū)域環(huán)境的保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展帶來(lái)極大的壓力;另一方面,數(shù)據(jù)顯示未利用地的保留率從66.672%增加到了74.687%,這在一定程度上也體現(xiàn)了人類已意識(shí)到生態(tài)用地所面臨的嚴(yán)峻形勢(shì),已對(duì)其采取了某種形式的特殊保護(hù)。

表4 2000—2015年山東省土地利用轉(zhuǎn)移概率矩陣(%)

2.2 生態(tài)用地空間變化特征

本文選取6個(gè)時(shí)期山東省各地市生態(tài)用地占比情況見圖1。從空間尺度來(lái)看,山東省生態(tài)用地呈現(xiàn)出“東多西少”的格局。其中,西部的菏澤市、聊城市和德州市生態(tài)用地占比小于10%,低于全省的平均水平(21%),在未來(lái)的生態(tài)用地可持續(xù)發(fā)展工作上留有較大的進(jìn)步空間;其他地市的生態(tài)用地占比基本上保持在30%左右,處于生態(tài)用地發(fā)展的健康狀態(tài)。從時(shí)間尺度來(lái)看,20世紀(jì)80年代—21世紀(jì)初山東省中部和東北部各地市生態(tài)用地占比較大,分布較廣,尤其是東營(yíng)市和煙臺(tái)市分別在1980和1990年的生態(tài)用地占比達(dá)到44.08%和79.24%;2000年以來(lái),生態(tài)用地在各地市的占比表現(xiàn)出了明顯減少的趨勢(shì),除萊蕪市和淄博市生態(tài)用地占比略高外,其他地市的占比均小于或等于30%?？傮w來(lái)看,山東省生態(tài)用地面積在2000年之前變化較小,于20世紀(jì)末達(dá)到峰值,隨后逐年減少,2010年以來(lái)減少趨勢(shì)有明顯變緩的態(tài)勢(shì)。

從不同時(shí)段各土地利用類型的轉(zhuǎn)出方向來(lái)看,非生態(tài)用地內(nèi)部相互轉(zhuǎn)換較明顯。尤其是耕地向城鄉(xiāng)建設(shè)用地的轉(zhuǎn)換,隨著時(shí)間的推進(jìn),這種內(nèi)部轉(zhuǎn)換更加明顯(表5、表6),研究期兩個(gè)時(shí)段耕地轉(zhuǎn)出為城鄉(xiāng)建設(shè)用地的面積分別為19.40萬(wàn)hm2、29.04萬(wàn)hm2;建設(shè)用地轉(zhuǎn)出的數(shù)量非常少,主要的轉(zhuǎn)出方向也為耕地。生態(tài)用地一方面表現(xiàn)為向耕地、建設(shè)用地的轉(zhuǎn)出,主要為林地、草地和水域向耕地的轉(zhuǎn)換;另一方面表現(xiàn)為生態(tài)用地內(nèi)部的相互轉(zhuǎn)換。耕地除了轉(zhuǎn)出為城鄉(xiāng)建設(shè)用地外,主要轉(zhuǎn)出為水域;林地除了向耕地轉(zhuǎn)出以外,主要轉(zhuǎn)出為草地;草地除了向耕地轉(zhuǎn)換以外,主要轉(zhuǎn)出為林地,三者之間相互轉(zhuǎn)換頻率較高;未利用地的保留率相當(dāng)?shù)?主要轉(zhuǎn)出方向?yàn)榱值?僅部分轉(zhuǎn)出為城鄉(xiāng)建設(shè)用地。

圖1 山東省各地市生態(tài)用地占比

表5 1980—2000年山東省土地利用轉(zhuǎn)移矩陣(km2)

表6 2000—2015年山東省土地利用轉(zhuǎn)移矩陣(km2)

從空間動(dòng)態(tài)度(表7)看,生態(tài)用地的空間動(dòng)態(tài)度逐年下降,非生態(tài)用地的空間動(dòng)態(tài)度則逐年增高。整體看,生態(tài)用地的空間動(dòng)態(tài)度大于非生態(tài)用地的空間動(dòng)態(tài)度,說(shuō)明生態(tài)用地的輸入與輸出轉(zhuǎn)化頻繁,且轉(zhuǎn)化量占各自期初面積的比例較大。生態(tài)用地各地類的空間動(dòng)態(tài)度無(wú)明顯規(guī)律性,林地、草地、未利用地的空間動(dòng)態(tài)度逐漸增大,水域則逐漸減小;非生態(tài)用地中耕地的空間穩(wěn)定性逐漸增大,城鄉(xiāng)建設(shè)用地則逐漸減小。從變化趨勢(shì)和狀態(tài)指數(shù)看(表7),生態(tài)用地在各個(gè)時(shí)期都是朝著規(guī)模遞減的方向發(fā)展,但2000年以后減少趨勢(shì)變緩,逐漸向穩(wěn)定的方向發(fā)展。其中,草地和水域分別于1980—2000年、2000—2015年呈現(xiàn)出小幅度增長(zhǎng)趨勢(shì);非生態(tài)用地在整個(gè)研究期內(nèi)都呈現(xiàn)出規(guī)模遞增趨勢(shì),2000年以后增長(zhǎng)勢(shì)有所變緩。其中,耕地則是持續(xù)性地與非生態(tài)用地整體變化趨勢(shì)相反,在整個(gè)研究期內(nèi)均呈現(xiàn)遞減趨勢(shì),且在2000年以后減少幅度顯著增加,城鄉(xiāng)建設(shè)用地的面積變化則呈現(xiàn)出“過(guò)山車式”的大幅增減模式。兩個(gè)研究階段內(nèi),生態(tài)用地和非生態(tài)用地的變化趨勢(shì)和狀態(tài)指數(shù)分別從-0.47變化到-0.33，從0.33變化到0.13,都有向穩(wěn)定發(fā)展的趨勢(shì)轉(zhuǎn)變,因此可認(rèn)為近年來(lái)山東省土地利用情況朝著穩(wěn)定的方向發(fā)展。

表7 山東省兩個(gè)時(shí)段生態(tài)用地與非生態(tài)用地空間動(dòng)態(tài)度Rss及變化趨勢(shì)和狀態(tài)指數(shù)Ps變化

3 影響因素分析

造成生態(tài)用地變化的原因有很多種,概括起來(lái)主要是自然環(huán)境條件和人類社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)。綜合考慮山東省的自然環(huán)境特征和社會(huì)經(jīng)濟(jì)因素,本文選出以下影響生態(tài)用地時(shí)空演變的因素。

3.1 自然環(huán)境條件

山東省是一個(gè)兼具海洋和大陸性氣候的沿海城市,因此考慮影響生態(tài)用地時(shí)空演變的自然環(huán)境條件主要是指氣象條件。氣象條件作為區(qū)域自然環(huán)境發(fā)展的“天然制約力”,對(duì)生態(tài)用地的影響是顯著的。其中,降水作為非常關(guān)鍵的氣象條件之一,其多寡對(duì)于區(qū)域植被覆蓋程度有明顯的影響。植被不僅是發(fā)展國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要物質(zhì)資源,對(duì)環(huán)境保護(hù)和水土保持等也發(fā)揮著重要的作用,在區(qū)域生態(tài)用地的空間布局與時(shí)空演變中更是充當(dāng)著不可缺少的角色。此外,溫度與日照時(shí)長(zhǎng)在某種程度上會(huì)通過(guò)影響區(qū)域內(nèi)生態(tài)群落的生長(zhǎng)來(lái)對(duì)生態(tài)用地的數(shù)量增減產(chǎn)生不可忽視的作用?？傮w來(lái)看,降水量越富足、日照時(shí)長(zhǎng)越多、森林等生態(tài)群落生長(zhǎng)地越好、植被覆蓋度越高,生態(tài)價(jià)值和生態(tài)效益就越高,越有利于生態(tài)用地的可持續(xù)發(fā)展。

3.2 人類社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)

生態(tài)用地與人類社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)在空間結(jié)構(gòu)上的博弈,主要取決于研究區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、人口結(jié)構(gòu)、政策等因子對(duì)生態(tài)用地變化所產(chǎn)生的影響。例如在城市交通條件方面,交通通達(dá)度會(huì)影響人類的活動(dòng)范圍,城市道路的布局會(huì)影響城市生態(tài)用地的分布格局,所以將距主干道距離和距河流距離作為影響生態(tài)用地變化的重要指標(biāo)。交通越發(fā)達(dá),人類的活動(dòng)范圍就越大;距離城市道路較近的區(qū)域往往商業(yè)較發(fā)達(dá),生態(tài)效益則越來(lái)越低。生態(tài)用地往往與城市主干道路有一定距離,但不排除個(gè)別地區(qū)在城市主干道附近規(guī)劃大中型公園等用地。河流附近的區(qū)域一般更具有生態(tài)價(jià)值,因?yàn)楹恿髟谡麄€(gè)水資源保護(hù)中所占的地位至關(guān)緊要。在河流附近一般禁止設(shè)立大型工廠,且河流也會(huì)影響局部氣流,使河流附近生態(tài)環(huán)境優(yōu)于其他地區(qū)。此外,隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展,城鄉(xiāng)人口結(jié)構(gòu)發(fā)生了巨大變化,相應(yīng)地刺激了產(chǎn)業(yè)的集聚發(fā)展,城市建設(shè)用地逐步向外擴(kuò)展。由于城市化進(jìn)程速度加快,建設(shè)用地逐年向外擴(kuò)張,所以生態(tài)用地面臨著越來(lái)越大的威脅,人類社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展在一定程度上會(huì)不可避免地減少生態(tài)用地的面積。但另一方面,隨著社會(huì)的發(fā)展,人們對(duì)周邊環(huán)境質(zhì)量的要求也逐漸提高,越來(lái)越多的人開始對(duì)生態(tài)用地增加關(guān)注,意識(shí)到生態(tài)用地存在的巨大價(jià)值與意義,這給生態(tài)用地面積和質(zhì)量急劇下降帶了巨大阻力,在保護(hù)生態(tài)用地方面起到積極的作用。

4 結(jié)論與建議

4.1 結(jié)論

1980—2015年,山東省的生態(tài)用地面積比例為20.42%—22.45%,基本滿足了區(qū)域的生態(tài)保護(hù)需求和多樣性、異質(zhì)性的維持。山東省的土地利用變化主要表現(xiàn)為耕地和未利用地持續(xù)減少,建設(shè)用地持續(xù)增加,生態(tài)用地有不同程度的流失。

研究期內(nèi),生態(tài)用地中草地面積在20世紀(jì)末期表現(xiàn)出波動(dòng)性變化,2000年之后便逐年減少,尤其2000—2005年間減少最多,為1468.13hm2;林地面積在1980—1995年先減少后又增加到原有水平,1995年以后便呈現(xiàn)出持續(xù)減少趨勢(shì),但減少趨勢(shì)逐年變緩;水域面積變化沒有明顯的規(guī)律性,變動(dòng)幅度以1995年為界,實(shí)現(xiàn)由大幅度波動(dòng)到小幅度變動(dòng)的轉(zhuǎn)換;未利用地則從研究初期一直到末期都在持續(xù)減少。非生態(tài)用地中耕地和城鄉(xiāng)建設(shè)用地呈現(xiàn)出恰恰相反的變化趨勢(shì),耕地持續(xù)減少,但減少幅度逐年變緩;城鄉(xiāng)建設(shè)用地則持續(xù)增加,且目前仍表現(xiàn)出增加趨勢(shì)。各研究時(shí)段,生態(tài)用地的空間穩(wěn)定性相對(duì)非生態(tài)用地較低,有下降趨勢(shì),各地類不同時(shí)段空間穩(wěn)定性有所差異。耕地和林地的空間穩(wěn)定性較高,草地和水域的空間穩(wěn)定性較低,但其保留率也都在50%以上。相對(duì)而言,耕地和城鄉(xiāng)建設(shè)用地的空間穩(wěn)定性比其他地類要高。

生態(tài)用地功能的發(fā)揮不僅與其數(shù)量有關(guān),還取決于生態(tài)用地的空間格局特征。生態(tài)用地的空間動(dòng)態(tài)度略有減少,非生態(tài)用地的空間動(dòng)態(tài)度持續(xù)增加,非生態(tài)用地輸入和輸出轉(zhuǎn)換地越來(lái)越頻繁。生態(tài)用地各土地類別空間動(dòng)態(tài)度變化沒有明顯的規(guī)律性,而非生態(tài)用地內(nèi)部耕地和城鄉(xiāng)建設(shè)用地的空間動(dòng)態(tài)度都表現(xiàn)出明顯的持續(xù)增加趨勢(shì)。變化趨勢(shì)和狀態(tài)指數(shù)表明,整體上生態(tài)用地向著規(guī)模遞減的方向發(fā)展,非生態(tài)用向著規(guī)模遞增的方向發(fā)展。

4.2 建議

針對(duì)山東省城鎮(zhèn)化速度加快,生態(tài)用地的可持續(xù)性受到嚴(yán)重威脅的問題,提出以下建議:①?gòu)?qiáng)化生態(tài)用地的理論和實(shí)踐研究。生態(tài)用地理論實(shí)踐研究,是生態(tài)用地保護(hù)的基礎(chǔ)工作。目前國(guó)內(nèi)外對(duì)生態(tài)用地的定義與分類尚未形成統(tǒng)一的認(rèn)識(shí),相關(guān)的界定和分類方法都以概念描述和定性分析為主,有待完善。隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,已有的研究成果或者研究方法是否仍然適用、是否需要改進(jìn),都有待實(shí)踐的檢驗(yàn)。②加快對(duì)生態(tài)用地保護(hù)的法律文件制定。目前生態(tài)用地保護(hù)在社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展等方面發(fā)揮的重要作用已被人們悉知,但國(guó)內(nèi)外未對(duì)生態(tài)用地的定義和分類達(dá)成共識(shí),各地區(qū)在追求利益最大化的同時(shí),生態(tài)用地很容易成為犧牲品,所以加強(qiáng)生態(tài)用地的立法保護(hù)就尤為重要。建議結(jié)合生態(tài)用地的生態(tài)服務(wù)功能等指標(biāo),在符合其他規(guī)劃的前提下,確定關(guān)鍵生態(tài)保護(hù)區(qū)和一般生態(tài)保護(hù)區(qū)。③加強(qiáng)土地的節(jié)約集約利用。山東省在城鎮(zhèn)化快速發(fā)展的背景下,一方面要保證生態(tài)用地的可持續(xù)發(fā)展,另一方面為應(yīng)對(duì)建設(shè)用地供不應(yīng)求的形勢(shì),提高土地的集約節(jié)約利用水平尤為重要。一是要完善土地儲(chǔ)備、征收、征用等政策,挖掘土地存量,加強(qiáng)土地整治,減少閑置或者粗放的土地資源;二是要招商引資,推動(dòng)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級(jí),以此進(jìn)一步推動(dòng)土地結(jié)構(gòu)布局優(yōu)化;三是最大限度地發(fā)揮市場(chǎng)機(jī)制,用其特有的激勵(lì)和約束作用來(lái)實(shí)現(xiàn)土地資源的有效集約節(jié)約利用。