韓念龍，張亦清，張偉璇

(海南大學(xué)公共管理學(xué)院，海南 ?？?570228)

土地利用變化對(duì)生態(tài)系統(tǒng)功能影響具有空間差異性，以生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)為例，土地利用在熱帶和中高緯度地區(qū)分別導(dǎo)致碳釋放和碳匯兩種截然不同的變化[1]。熱帶地區(qū)土地利用改變導(dǎo)致反照率、蒸散發(fā)效率和地表粗糙率等變化的綜合效應(yīng)引起溫度升高，從而對(duì)區(qū)域氣候產(chǎn)生影響，進(jìn)而影響生態(tài)系統(tǒng)功能[2]。生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)水服務(wù)是生態(tài)系統(tǒng)重要功能之一，科學(xué)評(píng)估熱帶區(qū)域土地利用/覆被變化對(duì)生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)水功能的影響，對(duì)熱帶區(qū)域的水資源利用有著重要意義[3]。生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)與權(quán)衡交易的綜合評(píng)估(integrate valuation of ecosystem services and tradeoffs, InVEST)模型,其產(chǎn)水量模塊主要基于水量平衡原理，根據(jù)土地利用、氣候及土壤等要素實(shí)現(xiàn)對(duì)生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)水功能的定量、動(dòng)態(tài)及可視化評(píng)估，目前已被學(xué)者應(yīng)用于英國(guó)典型流域[4]、伊朗半干旱盆地[5]、橫斷山脈[6]、太湖流域[7]、三江源[8]、海南島[9]和大連市[10]等國(guó)內(nèi)外區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)水服務(wù)的評(píng)估研究，均取得較好的模擬效果。

土地利用的類型、格局和強(qiáng)度變化都會(huì)影響生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)[11]，依據(jù)土地利用模擬預(yù)測(cè)可以定量評(píng)估生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的發(fā)展趨勢(shì)，為未來生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展提供支撐，這是當(dāng)前生態(tài)與土地學(xué)科的交叉研究熱點(diǎn)。土地利用預(yù)測(cè)模型如CLUE-S(conversion of land use and its effects at small region extent)[12]、LUSD(land use scenario dynamics)[13]和FLUS(future land use simulation)[14]等的研究應(yīng)用已比較成熟,其中FLUS模型基于元胞自動(dòng)機(jī)及自適應(yīng)慣性競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制，與其他模型相比模擬精度更高，廣泛應(yīng)用于省級(jí)生態(tài)空間規(guī)劃[15]、城市邊界劃定[16]及農(nóng)牧交錯(cuò)帶土地利用優(yōu)化[17]等方面，但較少應(yīng)用于熱帶區(qū)域土地利用變化模擬對(duì)生態(tài)系統(tǒng)功能的影響。

海南島是我國(guó)典型的熱帶島嶼，作為一個(gè)獨(dú)立地理單元，隨著城鎮(zhèn)化進(jìn)程加快及旅游資源的釋放，其生態(tài)系統(tǒng)功能受人類活動(dòng)干擾發(fā)生的變化也較為明顯。在此過程中發(fā)生的大規(guī)模土地利用變化顯著影響了生態(tài)系統(tǒng)功能，而這些變化的趨勢(shì)對(duì)生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)水功能的進(jìn)一步影響仍不清楚。為探明人類活動(dòng)導(dǎo)致的土地利用變化以及趨勢(shì)對(duì)生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)水功能的影響，本文通過分析1995—2015年海南島土地利用變化趨勢(shì)，基于InVEST模型的產(chǎn)水模塊和空間制圖分析探討期間海南島的產(chǎn)水量變化趨勢(shì)及空間格局，分析各種土地利用類型的產(chǎn)水能力；同時(shí)基于FLUS模型進(jìn)行2035年不同政策下的土地利用變化情景模擬，評(píng)估其對(duì)島嶼產(chǎn)水功能的影響，為海南島生態(tài)保護(hù)以及土地利用與水資源的保護(hù)與規(guī)劃提供參考。

1 研究區(qū)概況與數(shù)據(jù)來源

1.1 研究區(qū)概況

海南島位于我國(guó)南端，地處熱帶，位置在北緯18°10′～20°10′，東經(jīng)108°37′～111°3′，陸域總面積約3.4萬km2，整體地形為四周低中間高，地貌結(jié)構(gòu)復(fù)雜(圖1)。受熱帶季風(fēng)氣候影響，海南島降雨比較豐沛，年均降水量約1 500 mm[9]。由于臺(tái)風(fēng)頻繁及降雨時(shí)空分布不均等原因，海南島極易發(fā)生暴雨洪澇災(zāi)害，洪澇災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)由海南島中部地區(qū)向四周沿海地區(qū)逐漸增大，海南島東部及北部地勢(shì)平緩，人口密集，是發(fā)生洪澇災(zāi)害的高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)。據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)，1949—1979年海南島共出現(xiàn)洪澇災(zāi)害20次,給社會(huì)經(jīng)濟(jì)帶來很大損失[18-19]。2019年海南省地區(qū)生產(chǎn)總值5 309億元，比2018增長(zhǎng)5.8%。常住人口為944.72萬人，城鎮(zhèn)化率為59.23%。根據(jù)海南自貿(mào)港建設(shè)的需求，未來常住人口仍將持續(xù)增加。2019年5月《國(guó)家生態(tài)文明試驗(yàn)區(qū)(海南)實(shí)施方案》提出，為進(jìn)一步發(fā)揮海南省的生態(tài)優(yōu)勢(shì)，將海南定位為國(guó)家生態(tài)文明試驗(yàn)區(qū)，為推進(jìn)全國(guó)生態(tài)文明建設(shè)探索新經(jīng)驗(yàn)。由此可知，研究區(qū)自貿(mào)港建設(shè)在滿足經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)需要的同時(shí)，也面臨著生態(tài)文明建設(shè)的挑戰(zhàn)。

圖1 研究區(qū)示意圖

1.2 數(shù)據(jù)來源

研究數(shù)據(jù)主要包括用于產(chǎn)水量和未來土地利用變化的模擬所需數(shù)據(jù)。產(chǎn)水量模擬需要的數(shù)據(jù)包括土地利用、氣象及土壤數(shù)據(jù)等；未來土地利用變化模擬則利用自然、交通區(qū)位以及社會(huì)經(jīng)濟(jì)等因素的空間驅(qū)動(dòng)因子數(shù)據(jù)。具體來源如表1所示。

表1 數(shù)據(jù)來源

1.3 數(shù)據(jù)處理

產(chǎn)水量運(yùn)算需要的數(shù)據(jù)包括土地利用、降水量、年潛在蒸散量、土壤深度、有效含水量和生物物理參數(shù)等。土地利用柵格數(shù)據(jù)是1995和2015年兩期基于Landsat TM/ETM遙感影像分類生成的空間分辨率為1 km的數(shù)據(jù)產(chǎn)品，根據(jù)GB/T 2010—2007《土地利用分類現(xiàn)狀》和海南島實(shí)際情況將土地利用類型分為耕地、林地、草地、園地、水域、建設(shè)用地和未利用地7類。氣象數(shù)據(jù)方面，為提升代表性，分別用1985—1995年和2005—2015年兩個(gè)時(shí)段表示1995與2015兩期的氣象特征。其中，基于海南島7個(gè)氣象站點(diǎn)(圖1)的日均降雨觀測(cè)數(shù)據(jù)，處理得到多年平均降水量，通過反距離加權(quán)插值得到1995和2015年兩期分辨率為1 km的降水量柵格數(shù)據(jù)；潛在蒸散量是基于7個(gè)氣象站點(diǎn)的氣溫、風(fēng)速、日照時(shí)數(shù)和氣壓等日值數(shù)據(jù)，采用Penman-Monteith公式[20]計(jì)算并插值得出分辨率為1 km的柵格數(shù)據(jù)。土壤深度柵格數(shù)據(jù)基于南京土壤所中國(guó)1∶100萬土壤數(shù)據(jù)庫(kù)提取；有效含水量柵格數(shù)據(jù)根據(jù)土壤質(zhì)地中砂粒、粉粒及黏粒的比例，采用土壤有效含水量經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算獲取，并通過重分類生成，兩者分辨率均為1 km。生物物理參數(shù)表的蒸散系數(shù)和植被根系深度分別根據(jù)聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織作物蒸散系數(shù)指南[21]和Canadell等[22]的研究得到。

FLUS模型除了相應(yīng)的土地利用數(shù)據(jù)外，還包括自然、交通及社會(huì)經(jīng)濟(jì)等驅(qū)動(dòng)因子數(shù)據(jù)。其中，自然因子包括高程、坡度和到河流距離，這些數(shù)據(jù)從根本上影響著土地利用方式。研究采用SRTM 30 m分辨率的DEM數(shù)據(jù)，同時(shí)基于ArcGIS空間分析的坡度功能生成坡度數(shù)據(jù)。交通因素對(duì)土地利用格局也有較大影響，如城鎮(zhèn)會(huì)沿著交通道路沿線發(fā)展；交通通達(dá)性因子包括到一般公路、高速公路、城鎮(zhèn)中心的距離，利用ArcGIS歐式距離計(jì)算生成。社會(huì)經(jīng)濟(jì)因素對(duì)土地利用格局也有著相當(dāng)大的影響，本研究將海南各市縣的常住人口及地區(qū)生產(chǎn)總值數(shù)據(jù)進(jìn)行空間格網(wǎng)化獲取社會(huì)經(jīng)濟(jì)因子。

2 研究方法

2.1 InVEST模型的產(chǎn)水量模擬

InVEST模型產(chǎn)水量模塊主要基于水量平衡的假設(shè)估算方法，以某個(gè)柵格單元的降水量減去實(shí)際蒸散發(fā)量即為產(chǎn)水量。每個(gè)柵格單元x的年產(chǎn)水量Y的計(jì)算公式為

(1)

式中：ETA為柵格單元x的年實(shí)際蒸散量；P為柵格單元x的年降水量。兩者的比值即Zhang等[23]提出的近似Budyko曲線，計(jì)算公式為

(2)

其中

式中：ω為表征自然氣候與土壤性質(zhì)的非物理參數(shù)；WAC為植被可利用水含量；Z為季節(jié)常數(shù)，代表區(qū)域降水分布及其他水文地質(zhì)特征，取值范圍為1～10；R為干旱指數(shù)，定義為參考蒸散量ET0與降水量的比值；k為柵格單元x中植被蒸散系數(shù)。其中，ET0由Penman-Monteith公式[20]計(jì)算：

(3)

式中：Rx為地表凈輻射；G為土壤熱通量；Δ為溫度-飽和水汽壓關(guān)系曲線在T處切線斜率；γ為干濕表常數(shù)；Tmean為日平均溫度；u2為距地面2 m處風(fēng)速；es為飽和水氣壓；ea為實(shí)際水氣壓。

2.2 基于FLUS模型的土地利用變化預(yù)測(cè)

FLUS模型主要由基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)適宜性概率計(jì)算及基于自適應(yīng)慣性機(jī)制的元胞自動(dòng)機(jī)組成。本研究采用FLUS模型基于1995年與2015年的兩期土地利用數(shù)據(jù)進(jìn)行模擬，并由模擬結(jié)果預(yù)測(cè)2035年不同情景下的海南島土地利用格局變化。首先，采用隨機(jī)采樣策略提取1995年數(shù)據(jù)的10%作為訓(xùn)練樣本，設(shè)置訓(xùn)練隱藏層數(shù)為10，通過歸一化驅(qū)動(dòng)因子，利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法計(jì)算得出2015年海南島土地利用類型適宜性概率圖層。同時(shí)，設(shè)定模型的鄰域影響因子和轉(zhuǎn)換成本，鄰域影響因子用以反映不同用地類型之間以及鄰域范圍內(nèi)不同用地單元間的相互作用，轉(zhuǎn)換成本表示當(dāng)前用地類型轉(zhuǎn)換為需求類型的困難度。鄰域影響因子的計(jì)算需要設(shè)定鄰域因子參數(shù)，其范圍為0～1，數(shù)值越大表示該用地類型的擴(kuò)張能力越強(qiáng)。參考已有研究的經(jīng)驗(yàn)并考慮熱帶島嶼的土地利用特征，依次定義各用地類型的擴(kuò)張能力。建設(shè)用地的擴(kuò)張能力最強(qiáng)，設(shè)為1；林地次之，為0.8；耕地、園地和草地均設(shè)為0.5；水域、未利用地最弱，設(shè)為0.1。研究選用3×3的Moore鄰域模型計(jì)算鄰域影響因子。然后，基于馬爾科夫鏈模擬得到2015年各類用地的預(yù)期需求，計(jì)算實(shí)際用地之間的差異得到自適應(yīng)慣性系數(shù)。最后，基于輪盤選擇機(jī)制確定元胞最終轉(zhuǎn)換的土地利用類型，從而實(shí)現(xiàn)2015年的土地利用模擬。

3 結(jié)果與分析

3.1 海南島土地利用變化

1995年海南島土地利用/覆被結(jié)構(gòu)中，最高的林地占比50.8%，其次是耕地占比26.1%，第三為園地占比14.1%，水域、草地、建設(shè)用地及未利用地占比較小，分別為3.4%、3.1%、2.0%和0.5%。由表2可見，2015年，海南島的耕地、林地、草地及未利用地面積均有不同程度的減少，林地面積占比49.3%，耕地占比25.5%，園地占比15%，水域、草地、建設(shè)用地及未利用地占比分別為3.7%、2.9%、3.3%和0.3%。林地面積減小最多，共計(jì)493 km2，其中52.2%轉(zhuǎn)變成園地，18.8%轉(zhuǎn)變成建設(shè)用地，16.7%轉(zhuǎn)變成耕地；其次是耕地，面積減少219 km2，其中49%轉(zhuǎn)變成了建設(shè)用地，19.8%轉(zhuǎn)變成園地，16.4%轉(zhuǎn)變成林地。建設(shè)用地、園地與水域面積增加，建設(shè)用地增加最多，共計(jì)440 km2，增幅為63.2%，主要由耕地(46.1%)、林地(26.4%)和園地(15.5%)轉(zhuǎn)化而來。其次是園地，面積增加303 km2，增幅為6.4%，主要分別由林地(74.9%)和耕地(17.9%)轉(zhuǎn)化而來。水域面積增加104 km2，增幅為8.9%，主要來自耕地(37.5%)、林地(28.9%)和園地(21.7%)的轉(zhuǎn)化。總體而言，1995—2015年海南島處于快速城鎮(zhèn)化的過程，建設(shè)用地面積的增加主要來源于林地和耕地的轉(zhuǎn)化。

表2 1995—2015年土地利用/覆被轉(zhuǎn)移矩陣 單位：km2

3.2 海南島產(chǎn)水量模擬

經(jīng)反復(fù)計(jì)算驗(yàn)證，當(dāng)季節(jié)常數(shù)Z取值2.6時(shí)模擬1995和2015年的海南島多年平均產(chǎn)水總量分別為321.14億m3和375.64億m3,1995—2015年平均產(chǎn)水總量為348億m3,與海南省水資源公報(bào)公布的1998—2015年多年平均地表徑流量351億m3較為接近,相對(duì)誤差僅為0.85%，說明產(chǎn)水總量模擬效果較好。

對(duì)比激光刻蝕區(qū)域與未刻蝕區(qū)域的力學(xué)性能可以發(fā)現(xiàn)，3種鋁合金的力學(xué)性能也基本相同，最大差異出現(xiàn)在LD10的抗拉強(qiáng)度，刻蝕后不過降低了3.7%。這進(jìn)一步說明了刻型時(shí)激光不會(huì)對(duì)基體產(chǎn)生影響。

1995和2015年海南島降水量均值分別為 1 858.6 mm、2 001.2 mm，潛在蒸散量均值分別為 1 065.2 mm、1 037.8 mm，實(shí)際蒸散量均值分別為897.5 mm、879.8 mm，產(chǎn)水深度均值分別為 944.08 mm、1 104.3 mm,除實(shí)際蒸散外均呈上升趨勢(shì)，其中產(chǎn)水增幅為17%。圖2～5為1995、2015年海南島土地利用、年均降水量及產(chǎn)水深度情況?？梢姡?995—2015年，產(chǎn)水深度高值區(qū)在海南島的東北部和東部沿海區(qū)域集聚，產(chǎn)水深度高值區(qū)主要位于城市建設(shè)區(qū)、園地及耕地分布的人類活動(dòng)頻繁區(qū)域。產(chǎn)水深度低值區(qū)的范圍在西南部不斷集聚并擴(kuò)大，最終形成以中部山脈為界的東北高值區(qū)-西南低值區(qū)的海南島產(chǎn)水深度分布格局。1995—2015年，海南島西南部產(chǎn)水深度逐漸減少，但該區(qū)域中的城市建設(shè)區(qū)(如三亞、樂東及東方市)產(chǎn)水量依然增加(圖5(b))。

(a) 1995年

(a) 1995年

(a) 1995年

(a) 1995—2015年降水量變化

從空間上看，海南島產(chǎn)水深度空間分布受降水量和土地利用雙重影響，空間格局具有較高一致性。這種分布格局與海南島的降水量、植被分布及城市發(fā)展的格局存在直接關(guān)系，即降水多、植被蒸散量小或城市化進(jìn)程高的區(qū)域，其產(chǎn)水能力較強(qiáng)。海南島受東南季風(fēng)影響，西南部處于中部山脈的背風(fēng)坡，導(dǎo)致該區(qū)域降水相對(duì)少，加上區(qū)域森林植被覆蓋率高及蒸騰作用，導(dǎo)致了西南部成為全島的產(chǎn)水深度低值區(qū)。

1995—2015年，海南島不同土地利用類型平均產(chǎn)水深度從大到小依次是建設(shè)用地、園地、草地、耕地、林地、未利用地和水域，各土地利用類型的單位面積平均產(chǎn)水深度依次分別為1 324.08 mm、1 123.96 mm、1 122.26 mm、1 117.05 mm、943.06 mm、730.14 mm和524.58 mm。

產(chǎn)水能力總體上與植被蒸散量呈反比關(guān)系[24]。

建設(shè)用地的植被最少，其蒸散量也最小，同時(shí)大量人工建筑地表增多導(dǎo)致不透水面積的增加，改變了水量平衡，使得降水入滲減少、洪峰流量增加，因此建設(shè)用地具有較高的產(chǎn)水量；林地對(duì)地表徑流具有攔截作用，同時(shí)土壤入滲量增加，延遲了降水匯流時(shí)間，削減了洪峰流量，加上植被的蒸散發(fā)能力最強(qiáng)，因此林地的產(chǎn)水量相對(duì)較低[25]。

海南島處于城鎮(zhèn)快速化進(jìn)程中，建設(shè)用地增幅較大，另一方面，由于種植業(yè)在熱帶地區(qū)的天然優(yōu)勢(shì)，園地增幅也較為明顯，建設(shè)用地和園地的平均產(chǎn)水深度在各土地利用類型中較高；林地占比大，減小面積多，通過表2得知林地主要轉(zhuǎn)換成產(chǎn)水深度較高的園地和建設(shè)用地；水域和未利用地的占比低，產(chǎn)水深度也較低，變動(dòng)相對(duì)較小，對(duì)產(chǎn)水量的影響可忽略不計(jì)。因此剔除氣候因素，導(dǎo)致海南島產(chǎn)水量變化的主要原因是建設(shè)用地和園地的增加以及林地的減少，說明人類活動(dòng)對(duì)海南島生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)水功能產(chǎn)生較大影響。

3.3 土地利用情景對(duì)產(chǎn)水量的影響

3.3.12035年土地利用變化模擬

表3 不同情景轉(zhuǎn)換成本矩陣

表4 2035年不同情景模擬的土地利用結(jié)果

由表4可見，基于自然發(fā)展情景模擬2035年的海南島土地利用變化仍延續(xù)快速城鎮(zhèn)化趨勢(shì)，建設(shè)用地面積比2015年增加36.8%，建設(shè)用地?cái)U(kuò)張主要有以下特征：首先是?？谂c三亞兩大城市邊界的擴(kuò)張，?？谑兄饕驏|西兩側(cè)以及南部區(qū)域擴(kuò)張，三亞市則在原有城區(qū)以及其西邊的崖州區(qū)擴(kuò)張明顯；其次是中西部城市如洋浦、儋州、屯昌、臨高及澄邁等市城區(qū)的建設(shè)區(qū)擴(kuò)大；第三是島內(nèi)園地區(qū)域的建設(shè)用地增加明顯。園地比2015年增加5.94%，增加的范圍位于海南島中西部地區(qū)，由原先的小碎斑狀范圍擴(kuò)大成塊狀區(qū)域。擴(kuò)張的建設(shè)用地大都分布在園地區(qū)域內(nèi)，可見種植業(yè)對(duì)生產(chǎn)生活等配套設(shè)施存在一定需求，從而導(dǎo)致建設(shè)用地增加。耕地減少2.38%，主要受到建設(shè)用地?cái)U(kuò)張的影響。林地、草地和水域均出現(xiàn)不同程度的減少，說明該情景下城市邊界的擴(kuò)張擠占了部分生態(tài)空間，不利于可持續(xù)發(fā)展。

由表4可見，基于生態(tài)空間保護(hù)情景模擬的2035年海南島的建設(shè)用地較2015年增幅為3.18%，城鎮(zhèn)化增長(zhǎng)的迅猛勢(shì)頭大為減緩。保障生態(tài)空間的林地、草地和水體總面積比2015年增加0.52%。其中，林地面積與2015年相比微增0.12%，與1995—2015年大幅減少的趨勢(shì)相比，已被遏制并得到改善。

3.3.2未來土地利用變化情景對(duì)產(chǎn)水量的影響

假設(shè)2035年研究區(qū)多年平均蒸散量及多年平均降水量同2015年保持一致，據(jù)此進(jìn)行2035年海南島產(chǎn)水量模擬。圖6～8為2035年海南島不同情景下土地利用及產(chǎn)水量模擬及變化情況，自然發(fā)展情景下，2035年海南島平均產(chǎn)水深度為1 111.68 mm，比2015年增加7.38 mm。從空間上看，自然發(fā)展情景下產(chǎn)水深度增加區(qū)域主要位于?？诤腿齺唭纱蟪鞘袛U(kuò)張區(qū)域及部分零碎的山地區(qū)域(圖8(a))；2035年海南島產(chǎn)水量為378.15億m3，較2015年增加2.51億m3，增長(zhǎng)0.67%。自然發(fā)展情景下海南島延續(xù)著城鎮(zhèn)快速發(fā)展的趨勢(shì)，城鎮(zhèn)建設(shè)使得不透水面增加，從而導(dǎo)致地表徑流的增長(zhǎng)，在此過程中需要防范城鎮(zhèn)區(qū)域的洪澇災(zāi)害。生態(tài)空間保護(hù)情景下，2035年海南島平均產(chǎn)水深度為1 102.02 mm,較2015年減少2.28 mm；空間上，2015—2035年產(chǎn)水深度無明顯增加區(qū)域(圖8(b))，顯著少于自然發(fā)展情景；2035年海南島產(chǎn)水總量為374.86億m3，比2015年減少0.78億m3，降幅為0.21%，比自然發(fā)展情景減少3.29億m3。這主要是因?yàn)樯鷳B(tài)空間保護(hù)情景中，占海南島比例最大的林地?cái)?shù)量得以保留并略有增長(zhǎng)。由于林草地對(duì)地表徑流的攔截以及水域的蓄洪作用，減少地表徑流，能夠很好地抑制產(chǎn)水量的增加。不僅能夠降低洪澇風(fēng)險(xiǎn)，還能達(dá)到生物多樣性保護(hù)、水源地保護(hù)、水土保持等目的。因此，在坡地實(shí)施退耕還草還林、設(shè)置重點(diǎn)生態(tài)功能保護(hù)區(qū)等政策，對(duì)海南島生態(tài)系統(tǒng)功能保護(hù)有重要意義。

(a) 自然發(fā)展情景

(a) 自然發(fā)展情景

(a) 自然發(fā)展情景

4 結(jié) 論

海南島1995—2015年土地利用變化主要特征是快速的城鎮(zhèn)化進(jìn)程，表現(xiàn)為城鎮(zhèn)化對(duì)林地和耕地的占用。產(chǎn)水量的模擬結(jié)果表明，1995—2015年海南島的產(chǎn)水量增加，產(chǎn)水深度空間上形成了東北高-西南低的非均衡分布格局；在各土地利用類型中，建設(shè)用地的單位面積產(chǎn)水能力最高，園地次之，水域最低。對(duì)2035年土地利用變化的模擬結(jié)果顯示，在自然發(fā)展情境下，海南島仍延續(xù)快速的城市化趨勢(shì)，導(dǎo)致產(chǎn)水總量比2015年增長(zhǎng)了0.67%；在生態(tài)空間保護(hù)情景下，實(shí)施生態(tài)空間保護(hù)政策，使林地劇減的趨勢(shì)得以減緩，有效抑制區(qū)域產(chǎn)水量，這表明實(shí)施嚴(yán)格的生態(tài)紅線保護(hù)及退耕還林還草等政策，能夠提升水源涵養(yǎng)、水土保持能力及碳匯等生態(tài)系統(tǒng)功能，降低洪澇風(fēng)險(xiǎn)。因此，一方面要科學(xué)管控城市的規(guī)模及其發(fā)展速度，城市建設(shè)用地產(chǎn)水量較高，降水到達(dá)城市不透水面后通過地下管網(wǎng)直接排掉，難以被人類循環(huán)利用；另一方面，要盡量減少對(duì)林地的侵占，增加城市綠化面積，保障城市的生態(tài)空間，同時(shí)發(fā)揮水庫(kù)對(duì)降水的攔蓄作用，提高水資源利用率，這對(duì)降低暴雨洪澇風(fēng)險(xiǎn)，提升城市抗災(zāi)能力有積極作用。