戴妙琳,陸曉琪,臧傳富*,朱 可,邱欣彤,羅洢雯,張衛(wèi)強(qiáng),甘先華

(1.華南師范大學(xué)地理科學(xué)學(xué)院,廣東 廣州 510631;2.廣東省林業(yè)科學(xué)研究院,廣東 廣州 510520;3.廣東省森林培育與保護(hù)利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,廣東 廣州 510520)

土地資源是地球生物生存的環(huán)境基礎(chǔ),是人類(lèi)可支配的最重要的資源之一,土地的合理開(kāi)發(fā)利用與社會(huì)經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)和自然環(huán)境相關(guān)[1-4],對(duì)可持續(xù)發(fā)展、生態(tài)安全等一系列核心問(wèn)題有著重大影響。20世紀(jì)80年代以來(lái),國(guó)內(nèi)外在土地利用的變化特征、空間分布格局[5]和原因分析[6-8]及其對(duì)氣候[6,9-11]、流域環(huán)境[12]、水文過(guò)程[13]等方面的影響都做過(guò)探索[14]。城市化水平不斷提高,中國(guó)土地結(jié)構(gòu)顯著改變,許多地區(qū)的森林資源遭到嚴(yán)重?fù)p失[13-17],由之引起的生態(tài)安全問(wèn)題也日趨嚴(yán)重。因此,加強(qiáng)對(duì)土地利用變化的研究將會(huì)對(duì)未來(lái)的經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和生態(tài)環(huán)境保護(hù)提供有力的理論參考。

位于中國(guó)南部亞熱帶和熱帶地區(qū)的東江流域,光、熱資源充足,雨量充沛,是植被極易繁衍的地區(qū),森林覆蓋率高。東江流域自1980年以來(lái)受到人類(lèi)活動(dòng)的強(qiáng)烈影響,土地結(jié)構(gòu)發(fā)生了顯著變化。目前國(guó)內(nèi)對(duì)于東江流域土地利用的研究多集中在研究時(shí)空變化[17],且多將東江流域土地利用變化與生態(tài)系統(tǒng)相聯(lián)系[18-20],但對(duì)于研究地研究時(shí)間跨度不夠大。此外,將東江流域森林資源置于探討重點(diǎn)的研究不多,張宏鋒等[21]應(yīng)用InVEST模型評(píng)估了東江流域森林水源涵養(yǎng)功能的空間分布,Li等[22]基于過(guò)程和關(guān)系的方法研究東江流域徑流變化和森林變化之間的關(guān)系。同時(shí),目前國(guó)內(nèi)外對(duì)于森林林地質(zhì)量高低劃分的研究不多,Burger等[23]以土壤指標(biāo)為例,評(píng)估了集約化管理森林的站級(jí)可持續(xù)性;董希斌等[24]對(duì)低質(zhì)林林分的評(píng)價(jià)及分類(lèi),低質(zhì)林生態(tài)系統(tǒng)的評(píng)價(jià)與恢復(fù)、誘導(dǎo)改造和立體化管理等問(wèn)題進(jìn)行了探討。前人的研究雖從不同角度對(duì)東江流域土地利用變化進(jìn)行了分析,但聚焦于某一典型生態(tài)系統(tǒng)類(lèi)型,圍繞該生態(tài)系統(tǒng)的土地覆蓋變化及其與社會(huì)經(jīng)濟(jì)之間的驅(qū)動(dòng)機(jī)制開(kāi)展的進(jìn)一步探討研究仍然較少,無(wú)法很好地為流域的生態(tài)環(huán)境綜合管理提供理論支持。同時(shí),自從廣東啟動(dòng)四大生態(tài)建設(shè)工程以來(lái),全省對(duì)于森林資源的重視程度逐漸增強(qiáng)。目前對(duì)于東江流域高低質(zhì)水源林的研究較少,該研究有利于當(dāng)?shù)氐纳仲Y源保護(hù),并將對(duì)其流域的生態(tài)效益產(chǎn)生巨大的影響。

因此,近40 a來(lái)土地利用特別是森林資源上究竟有哪些差異特征?土地利用變化受哪些因素影響?東江流域造林潛力還有多大?未來(lái)還有多少水源林適合改造?基于這些問(wèn)題,本研究聚焦森林資源,通過(guò)遙感和GIS技術(shù),從東江流域1980、1990、2000、2010、2020年土地利用及社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)入手,對(duì)東江流域近40 a土地利用變化及驅(qū)動(dòng)機(jī)制進(jìn)行了對(duì)比和分析,建立東江流域森林潛在分布評(píng)估體系,評(píng)估東江流域水源林未來(lái)改造潛力,以期為東江流域土地利用格局的優(yōu)化和流域造林規(guī)劃的改善提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

東江流域(東經(jīng)113°25′50.32″～115 °52′36.16″,北緯22°23′31.93″～25 °12′35.28 ″)位于珠三角東北部,南臨南海和香港,西南與廣州、深圳等華南經(jīng)濟(jì)核心及廣東北部韶關(guān)、清遠(yuǎn)接壤,東部是廣東東部的梅山(圖1)。在廣東省內(nèi)涉及梅州、惠州、韶關(guān)、東莞、河源、廣州、深圳等城市,在江西省內(nèi)涉及贛州市。2020年,東江流域總?cè)丝谶_(dá)到3 908.28萬(wàn),地區(qū)生產(chǎn)總值在1980—2020年從341.112億元增長(zhǎng)到234 916.477億元,經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)快速。東江流域總面積為35 340 km2,地勢(shì)東北高西南低,高程最高為1 423 m,年降水量在1 000～ 2 300 mm,年平均氣溫在20～22 ℃。流域內(nèi)林地面積為23 634 km2,占流域面積的67%。

圖1 東江流域區(qū)位示意

1.2 數(shù)據(jù)來(lái)源

使用的土地利用類(lèi)型數(shù)據(jù)來(lái)源于中國(guó)科學(xué)院資源環(huán)境科學(xué)與數(shù)據(jù)中心,分辨率為30 m。從和諧世界土壤數(shù)據(jù)庫(kù)( Harmonized World Soil Database)中獲取1∶100萬(wàn)分辨率的土壤數(shù)據(jù)。1980—2020年氣溫、降水等數(shù)據(jù)來(lái)源于中國(guó)科學(xué)院資源環(huán)境科學(xué)與數(shù)據(jù)中心,分辨率為1 km。東江流域社會(huì)經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)來(lái)源于1980—2020年各省地市級(jí)統(tǒng)計(jì)年鑒。

1.3 數(shù)據(jù)預(yù)處理

本文所用的是地級(jí)城市的社會(huì)經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計(jì)資料,為了確保其科學(xué)性,采取了區(qū)域權(quán)重法,計(jì)算流域內(nèi)面積所占其地級(jí)市面積與流域各個(gè)地級(jí)市面積之比,以此作為面積加權(quán)參數(shù),按面積比重計(jì)算得出流域尺度的社會(huì)經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)[25-26]。

1.4 建立水源林可改造潛力評(píng)估指標(biāo)體系

依據(jù)Hua等[27]對(duì)人工林和天然林在地表碳的存儲(chǔ)、涵養(yǎng)水源、木材產(chǎn)出等生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)和生物多樣性上的效果比較,參考張丹妮等[28-29]對(duì)三北防護(hù)林宜林性分析所使用的指標(biāo)體系,發(fā)現(xiàn)不論人工林還是天然林,如從單個(gè)指標(biāo)評(píng)價(jià),如森林蓄積量、固碳量、木材產(chǎn)量,或者從綜合指標(biāo)評(píng)價(jià),比如生物多樣性、生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能等,喬木林的各項(xiàng)指標(biāo)都優(yōu)于灌木林和疏林地[27]。因此,假定喬木林是最優(yōu)的森林生態(tài)系統(tǒng),參照喬木林的分布條件,對(duì)東江流域森林資源進(jìn)行系統(tǒng)評(píng)估。依據(jù)適宜的條件來(lái)建立評(píng)估指標(biāo)體系,使用極限條件方法劃分指標(biāo),用1為可改造區(qū)域賦值,用0為非可改造區(qū)域賦值,劃分出滿(mǎn)足喬木林生長(zhǎng)條件的區(qū)域,建立水源林可改造潛力評(píng)估體系。

1.4.1土壤類(lèi)型評(píng)估指標(biāo)

不同土壤對(duì)喬木林生長(zhǎng)條件影響不同[30-32],本研究根據(jù)喬木的生長(zhǎng)條件,將不同土壤類(lèi)型分為可造林土壤和不可造林土壤。在世界土壤數(shù)據(jù)庫(kù)(HWSD)分類(lèi)系統(tǒng)中,薄層土土壤深度為300 mm,而喬木的根系分布深度為1 000 mm以上,不適合造林。鹽脅迫對(duì)部分林木生長(zhǎng)有抑制作用[33],造林效益低,故劃分為不可造林土壤。土壤類(lèi)型評(píng)估指標(biāo)見(jiàn)表1。

表1 土壤類(lèi)型評(píng)估指標(biāo)

1.4.2土地利用類(lèi)型評(píng)估指標(biāo)

表2所示,灌木林、疏林和其他林地內(nèi)林木不飽和,可對(duì)其進(jìn)行改造,劃分為可造林用地。而有林地內(nèi)種植密度較高,將其劃分為不可造林用地。河渠、水庫(kù)坑塘、湖泊等水體,由于內(nèi)部的造林活動(dòng)對(duì)樹(shù)種限制較大,故被歸類(lèi)為不可造林區(qū)域。城鄉(xiāng)、工礦、居民用地為人類(lèi)生活用地,改造受限,故將其劃分為不可造林用地。

表2 土地利用類(lèi)型評(píng)估指標(biāo)

1.4.3干燥指數(shù)評(píng)價(jià)指標(biāo)

采用De Martonne提出的由溫度和降水計(jì)算的De Martonne干燥度(IDW)計(jì)算方法[33-34],使用年均溫和年均降水量為指標(biāo)進(jìn)行計(jì)算。10 ℃為喬木(喜溫作物)適宜生長(zhǎng)的最低溫度,高于這個(gè)閾值溫度的累計(jì)溫度,是衡量喬木所需熱量資源的重要指標(biāo),見(jiàn)式(3):

(3)

式中I——干燥指數(shù);P——平均年降水量,mm;t——年平均溫度,℃。

干燥度數(shù)值在10以下為嚴(yán)重干旱;在10～30范圍內(nèi)屬中度干旱,適宜的植被類(lèi)型為草原類(lèi)型;數(shù)值高于30的屬于濕潤(rùn)地區(qū),適宜的植被類(lèi)型為森林類(lèi)型[33]。將干燥度30作為分級(jí)指標(biāo),干燥度高于30賦值為1,干燥度低于30賦值為0。

1.4.4海拔評(píng)估指標(biāo)

參考張丹妮等[28-29]指標(biāo)設(shè)置(海拔高度特征基本相似),設(shè)置3 000 m為海拔分界線(xiàn),3 000 m以下賦值為1,3 000 m以上賦值為0。

1.4.5坡度評(píng)估指標(biāo)

參考張丹妮等[28-29]將造林活動(dòng)的坡度上限設(shè)置為40°,坡度小40°的區(qū)域賦值為1,大于40°的區(qū)域賦值為0。

1.5 土地利用驅(qū)動(dòng)機(jī)制分析方法

1.5.1指標(biāo)選取

LUCC(土地利用/土地覆被變化)驅(qū)動(dòng)力系統(tǒng)可分為自然和人文兩大驅(qū)動(dòng)力系統(tǒng)[34]。在短期內(nèi),自然驅(qū)動(dòng)力較穩(wěn)定,具有一定累積作用。因此,前人對(duì)驅(qū)動(dòng)力的研究多集中在人文驅(qū)動(dòng)力的角度[35]。本研究以東江流域土地利用變化數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),定義了6類(lèi)驅(qū)動(dòng)因子:人口數(shù)量及結(jié)構(gòu)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平及結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)發(fā)展、財(cái)政水平、生態(tài)和氣候。針對(duì)以上6類(lèi)因子選取22個(gè)社會(huì)經(jīng)濟(jì)和自然指標(biāo)(表3)對(duì)影響土地利用的因素進(jìn)行相關(guān)分析和主成分分析。

表3 土地利用驅(qū)動(dòng)機(jī)制因子指標(biāo)

1.5.2主成分分析

主成分分析法是一種將多個(gè)相互關(guān)聯(lián)的因素轉(zhuǎn)換為若干獨(dú)立的綜合指數(shù)的分析和統(tǒng)計(jì)方法,其在研究區(qū)域土地利用變動(dòng)的動(dòng)態(tài)機(jī)制方面得到了廣泛的應(yīng)用[35]。主要步驟如下:①對(duì)各土地利用類(lèi)型和相關(guān)性較強(qiáng)的指標(biāo)進(jìn)行因子分析,得到了特征值、特征值貢獻(xiàn)率和載荷矩陣,其中累積貢獻(xiàn)率大于85.00%的設(shè)為主成分;②對(duì)各個(gè)主成分進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)(圖2)。

圖2 主成分分析流程

2 結(jié)果與分析

2.1 東江流域森林時(shí)空演變特征

2.1.1單一土地利用類(lèi)型分類(lèi)下森林的演變特征

根據(jù)東江流域1980、1990、2000、2010、2020年土地利用結(jié)果(圖3)可以得出東江流域森林變化具有以下特征:①1980—2020年林地面積持續(xù)減少且減少量明顯僅次于耕地減少量,為998.81 km2;②1980—2020年?yáng)|江流域林地減少土地中有林地最多,流失的林地主要轉(zhuǎn)化為城鎮(zhèn)用地。

圖3 1980—2020年各Ⅱ級(jí)土地利用類(lèi)型變化面積

2.1.21980—2020年的土地利用類(lèi)型轉(zhuǎn)移矩陣

東江流域在1980—2020年土地利用轉(zhuǎn)移特征見(jiàn)圖4。可以明顯看出,土地利用變化多集中在流域北部贛州市和南部東莞市、深圳市和廣州市,土地利用變化顯著;北部以林地-耕地方式轉(zhuǎn)變?yōu)橹?南部以林地、耕地、水域向城鎮(zhèn)用地的變化為主,城鎮(zhèn)用地面積急劇增加。由圖4可知,1980—2020年?yáng)|江流域林地的變化以林地-城鎮(zhèn)用地及林地-耕地的轉(zhuǎn)化為主。其中,1980—1990年,流域林地的面積變化較明顯,南部林地到城鄉(xiāng)、工礦、居民用地的變化較顯著,流域北部存在小部分林地轉(zhuǎn)變?yōu)楦氐那闆r;1990—2000年流域林地變化較之前10 a較不顯著;2000—2010年,林地-城鎮(zhèn)用地的變化量較前10 a有所增長(zhǎng),主要發(fā)生在流域南部東莞市、深圳市及惠州市南部;2010—2020年流域北部贛州市大量林地轉(zhuǎn)化為耕地,變化較顯著。

FL—林地;GL—草地;CL—耕地;W—水域;RL—城鎮(zhèn)、工礦、居民用地;UL—未利用土地。圖4 東江流域1980—2020年各土地利用類(lèi)型轉(zhuǎn)化

2.2 東江流域1980—2020年森林演變的驅(qū)動(dòng)機(jī)制

將1980、1990、2000、2010、2020年的各項(xiàng)因子(表3)與流域內(nèi)不同的林地類(lèi)型面積分別進(jìn)行數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化后,兩者做皮爾遜相關(guān)性分析處理,得到東江流域內(nèi)的林地類(lèi)型面積比重與因子相關(guān)系數(shù)矩陣(因篇幅有限本文未列出)。選取相關(guān)系數(shù)矩陣中r≥0.8的對(duì)應(yīng)變量,運(yùn)用SPSS軟件實(shí)現(xiàn)主成分分析,其中主成分提取采用最小特征大于1法,并且采用主成分旋轉(zhuǎn)最大方差法確定數(shù)量。經(jīng)SPSS計(jì)算,得到東江流域林地類(lèi)型的特征值及主成分貢獻(xiàn)率(表4)。由表4可知,在每一種林地類(lèi)型中,主成分1、2、3的累計(jì)貢獻(xiàn)率超過(guò)99%,即說(shuō)明主成分1、2、3對(duì)于闡述林地變化與社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的關(guān)系的解釋能力超過(guò)了99%,滿(mǎn)足主成分提取要求。主成分對(duì)數(shù)據(jù)變異的解釋程度可由主成分特征值表現(xiàn),若特征值小于1,其解釋程度小于單一變量,需要剔除。由表4可看出,在土地類(lèi)型為有林地的3個(gè)主成分中,第二主成分的特征值為1.026,大于1;第三主成分的特征值為0.384,小于1,即應(yīng)該保留前兩位的主成分,剔除剩余部分,所以有林地土地類(lèi)型用于因子分析的主成分為第一和第二主成分。依照此類(lèi)推,可得林地類(lèi)型土地因子載荷矩陣(表5)。

表4 東江流域林地類(lèi)型的特征值及主成分貢獻(xiàn)率

有林地面積變化的第一主成分變量影響因素中,人口數(shù)量及結(jié)構(gòu)因子影響占比最高,達(dá)0.991;GDP、第二產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值其次,影響占比0.981;第二主成分中人均糧食產(chǎn)量影響占比最大。灌木林面積變化的主成分變量主要由地區(qū)生產(chǎn)總值、工業(yè)總產(chǎn)值、第二產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值決定,影響占比分別為0.995、0.993、0.989。疏林地面積變化影響因素中人均耕種面積和人均糧食產(chǎn)量與之呈正相關(guān)關(guān)系,而人均GDP、第一產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值、固定資產(chǎn)投資額的解釋程度呈負(fù)相關(guān)關(guān)系。影響其他林地面積變化的因素中,地區(qū)生產(chǎn)總值和工業(yè)總產(chǎn)值影響占比達(dá)0.998、0.997,相關(guān)程度較高,其次為第二產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值,影響占比0.993。

2.3 東江流域未來(lái)低質(zhì)水源林改造的潛力分析

2.3.1單因子評(píng)估結(jié)果

在氣溫和降水?dāng)?shù)據(jù)中可發(fā)現(xiàn),東江流域年降水量均大于800 mm,年均氣溫均大于15 ℃,氣候濕潤(rùn)溫暖,適合林木生長(zhǎng)。干燥度計(jì)算結(jié)果均大于30,可以判斷該研究因子非影響東江流域是否可造林的制約因素。東江流域海拔最高為1 432 m,均小于3 000 m,故海拔非影響東江流域是否可造林的制約因素。東江地形坡度變化在0～57°,40°以上坡度面積極小,可忽略不計(jì)。根據(jù)圖5a,東江流域土壤可造林區(qū)域較大,且較為均勻覆蓋整個(gè)流域,非可造林區(qū)域中,除水體外,薄層土面積為72.955 km2,鹽堿土面積為54.075 km2,不可造林區(qū)域較小。從行政區(qū)劃角度看,薄層土集中在東莞市和河源市西部,鹽堿土分布于廣州市河流周?chē)盎葜菔兄胁?從整體來(lái)看,薄層土多分布在東江流域南部及中部西側(cè),鹽堿土多分布在東江流域南部。綜上所述,從土壤類(lèi)型單因子評(píng)估分析,東江流域造林體系具有較為優(yōu)良的條件。由圖5b可以看出,東江流域土地利用類(lèi)型分布較為規(guī)律,整個(gè)東江流域有林地面積占比最大,有林地大面積覆蓋,南部多為城鎮(zhèn)用地及其他建設(shè)用地覆蓋。水田較為零散分布于流域中部,在城鎮(zhèn)用地周?chē)^多。水源林中可改造的低質(zhì)林區(qū)域多集中在流域東北部及流域腹部。

圖5 水源林改造潛力評(píng)估結(jié)果

2.3.2綜合評(píng)估結(jié)果

由各因子疊加分析得到的綜合評(píng)價(jià)結(jié)果可得圖5c,東江流域總面積35 340 km2,可改造區(qū)域面積5 365 km2,不可改造區(qū)域面積29 908 km2,可改造區(qū)域面積占總流域面積1/7。東江流域低質(zhì)水源林區(qū)域較為均勻分布在流域內(nèi),多集中在流域東北部及流域東南部,西部地區(qū)可改造水源林區(qū)域分布較少且分散。在行政區(qū)劃尺度多分布在贛州市及惠州市,惠州市可改造水源林多分布在東南部,且較為顯著地沿東江支流呈帶狀分布。河源市南北部可改造區(qū)域分布差異較大,南部較少。廣州、深圳和東莞三市可改造水源林區(qū)域較為分散且面積較小。水庫(kù)附近多分布高質(zhì)林,可改造水源林區(qū)域多分布在東江干流或支流附近。并且,在城鎮(zhèn)用地分布較多的東江流域南部,即廣州、深圳和東莞三市,仍有可改造水源林分布,有一定的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

3 討論

研究表明,東江流域近年間土地利用變化顯著。結(jié)合各省市統(tǒng)計(jì)年鑒可知,1980—2020年?yáng)|江流域經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展,城市化程度不斷提高,土地利用類(lèi)型也因此發(fā)生劇烈變化。研究期內(nèi),大面積林地、耕地轉(zhuǎn)移為城鎮(zhèn)用地,城鎮(zhèn)用地和其他建設(shè)用地?cái)U(kuò)張明顯,與任斐鵬等[17]對(duì)于1990—2010年的研究結(jié)果一致。其中離不開(kāi)的是人口變化、地區(qū)生產(chǎn)總值提高以及財(cái)政收入與支出的增長(zhǎng)等帶來(lái)的社會(huì)效益,這說(shuō)明了與東江流域同期的經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度相契合,反映出生態(tài)建設(shè)與社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的矛盾性。研究發(fā)現(xiàn),社會(huì)經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)和人口數(shù)量變化為主要推進(jìn)東江流域土地利用類(lèi)型面積變化進(jìn)程的因素,該結(jié)果回答了東江流域土地利用變化受哪些因素影響的問(wèn)題。社會(huì)經(jīng)濟(jì)因素對(duì)林地土地利用類(lèi)型變化影響最大的是有林地和其他林地,灌木林和疏林地位列其次。而疏林地面積變化還與人均耕地面積等指標(biāo)掛鉤,反映出林地、耕地與城鎮(zhèn)用地的轉(zhuǎn)化矛盾。

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人口數(shù)量增加,作為東江流域土地利用占比最大類(lèi)型——林地,雖減少面積較大,但動(dòng)態(tài)變化度小至0.1%,對(duì)于林地的體量來(lái)說(shuō)變化較小,反映出東江流域生態(tài)建設(shè)在林業(yè)發(fā)展上有一定側(cè)重,對(duì)林業(yè)發(fā)展規(guī)劃較為重視。南部多為城鎮(zhèn)用地及其他建設(shè)用地覆蓋,與區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平相吻合;水田較為零散分布于流域中部,在城鎮(zhèn)用地周?chē)^多,便于糧食生產(chǎn)供應(yīng)。

研究中,東江流域可改造水源林多集中在流域東北部及流域東南部,與土地利用類(lèi)型評(píng)估結(jié)果高度一致,說(shuō)明在可改造水源評(píng)估體系中,土地利用類(lèi)型評(píng)估區(qū)分度較高。結(jié)合東江流域土地利用類(lèi)型來(lái)看,在流域東南部地區(qū)分布較多的可改造水源林的類(lèi)型為旱地,且沿河流分布,滿(mǎn)足造林所需條件(濕度、水源等),故此處改造潛力巨大,結(jié)合該處惠州市經(jīng)濟(jì)活動(dòng)分布,其地理位置較優(yōu),周?chē)鞘杏玫馗采w較多,可猜測(cè)其未成林原因是人類(lèi)活動(dòng),反映出生態(tài)建設(shè)與社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的矛盾性。流域東北部贛州市分布較多的可改造水源林,其土地利用類(lèi)型為疏林地,林木種植密度稀疏,改造潛力巨大,但不可盲目增加林木種植密度,還需結(jié)合水資源承載力及土壤承載力進(jìn)行評(píng)估,探索林水土協(xié)調(diào)的林木種植模式。目前,贛州市林業(yè)實(shí)行“多措并舉”全面深化改革,探索更優(yōu)的營(yíng)造林技術(shù)[35],本研究回答了東江流域未來(lái)造林潛力有多大、在哪些地區(qū)的問(wèn)題,以期為林業(yè)規(guī)劃、造林技術(shù)的改進(jìn)提供理論參考,創(chuàng)造出更大的生態(tài)效益。

國(guó)內(nèi)學(xué)者對(duì)東江流域土地利用變化研究不少[30-35],但研究時(shí)間跨度較小。在東江流域水源林可改造潛力方向上國(guó)內(nèi)外研究較少,且多針對(duì)西北、東北等區(qū)域[31],對(duì)南方區(qū)域研究較少,故本研究在一定程度上彌補(bǔ)了此方面研究的缺失。

未來(lái)東江流域的森林演變和水源林改造研究還可以在以下幾個(gè)方面加強(qiáng)和深化:①在研究東江流域土地利用變化驅(qū)動(dòng)機(jī)制時(shí)僅完成因子載荷矩陣分析,因篇幅所限未將主成分綜合得分納入研究考慮范圍;②在進(jìn)行水源林改造分析中依據(jù)喬木林特性簡(jiǎn)單將喬木林定義為高質(zhì)林,雖然依據(jù)的文獻(xiàn)是國(guó)際頂級(jí)權(quán)威期刊發(fā)表的結(jié)果,但研究的系統(tǒng)性方面仍有待深化。但目前對(duì)大尺度的研究方面,本文有其創(chuàng)新性和可取性。在今后的研究中,需對(duì)優(yōu)質(zhì)林與低質(zhì)林的評(píng)估體系重新構(gòu)建,結(jié)合實(shí)地情況實(shí)地考察,將各項(xiàng)指標(biāo)重新細(xì)化,可采取各指標(biāo)加權(quán),以期在該體系的權(quán)威性和水源林改造潛力評(píng)估的嚴(yán)謹(jǐn)性上更進(jìn)一步,使其能更好服務(wù)于土地造林規(guī)劃與生態(tài)管理。

4 結(jié)論

通過(guò)對(duì)1980—2020年?yáng)|江流域土地利用動(dòng)態(tài)變化特征及驅(qū)動(dòng)機(jī)制以及東江流域水源林改造潛力進(jìn)行分析與評(píng)價(jià),研究得出以下結(jié)論。

a)1980—2020年?yáng)|江流域總體動(dòng)態(tài)變化度為5.85%,變化幅度較大。林地持續(xù)減少,其中灌木林變化動(dòng)態(tài)度最高,達(dá)到0.26%。

b)1980—2020年?yáng)|江流域土地利用類(lèi)型變化多集中于流域南部和東北部。林地/耕地/水域-城鎮(zhèn)用地轉(zhuǎn)移多集中于流域南部,與經(jīng)濟(jì)發(fā)展特征相契合。

c)在研究土地利用的驅(qū)動(dòng)機(jī)制中發(fā)現(xiàn),人口數(shù)量、人均耕地面積、與社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展密切相關(guān)的總/人均GDP、第二、三產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值、工、農(nóng)、林業(yè)總產(chǎn)值、全社會(huì)消費(fèi)品零售額、固定資產(chǎn)投資額、財(cái)政收支等指標(biāo)對(duì)4種林地變化的影響程度較大,即促進(jìn)東江流域內(nèi)4種林地類(lèi)型發(fā)生變化的驅(qū)動(dòng)力是社會(huì)經(jīng)濟(jì)和工業(yè)高速發(fā)展與居民消費(fèi)水平的提高。

d)在東江水源林改造評(píng)估體系中土地利用類(lèi)型因子影響最大,其次為土壤類(lèi)型因子,干燥度、海拔、坡度因子影響較小。東江流域未來(lái)可改造林區(qū)域面積5 365 km2,可改造區(qū)域多集中于流域北部(贛州市)及流域東南部,改造潛力巨大。