基于“三生空间”的土地利用转型与生态环境效应——以长江三角洲核心区为例

doi:10.13249/j.cnki.sgs.2018.01.011

地理科学 ›› 2018, Vol. 38 ›› Issue (1): 97-106.doi: 10.13249/j.cnki.sgs.2018.01.011

基于“三生空间”的土地利用转型与生态环境效应——以长江三角洲核心区为例

杨清可^1,^2,³(), 段学军^1,³(), 王磊^1,³, 金志丰⁴

1.中国科学院南京地理与湖泊研究所,江苏南京 210008
2.中国科学院大学,北京 100049
3.中国科学院流域地理学重点实验室, 江苏南京 210008
4.江苏省土地勘测规划院国土资源部海岸带开发与保护重点实验室, 江苏南京 210024

收稿日期:2016-12-09 修回日期:2017-02-16 出版日期:2018-01-10 发布日期:2018-01-10
作者简介:
作者简介：杨清可（1986-）,男,山东滕州人,博士研究生,研究方向城市与区域规划。E-mail: yangqingke66@163.com
基金资助:
国家自然科学基金青年项目（41601169）资助

Land Use Transformation Based on Ecological-production-living Spaces and Associated Eco-environment Effects: A Case Study in the Yangtze River Delta

Qingke Yang^1,^2,³(), Xuejun Duan^1,³(), Lei Wang^1,³, Zhifeng Jin⁴

1.Nanjing Institute of Geography and Limnology, Chinese Academy of Sciences, Nanjing 210008, Jiangsu, China
2.University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China
3.Key Laboratory of Watershed Geographic Sciences, Chinese Academy of Sciences, Nanjing, 210008, Jiangsu, China
4.Jiangsu Institute of Land Surveying and Planning, Nanjing 210024, Jiangsu, China

Received:2016-12-09 Revised:2017-02-16 Online:2018-01-10 Published:2018-01-10
Supported by:
National Natural Science Foundation of China for Young Scholars (41601169)

摘要/Abstract

摘要：

以长江三角洲核心区为例,利用1990、2000、2010年3期遥感影像解译获取土地利用变化数据,按照“生产-生态-生活”土地利用主导功能分类,通过土地利用转移矩阵、生态环境质量指数、土地利用转型的生态贡献率等方法,定量分析长江三角洲地区土地利用转型、时空格局特征与生态环境效应。结果表明：① 1990~2010年,长三角地区基于“三生用地”的土地利用转型表现为生产用地减少,生态用地稳定,及生活用地快速增加。② 长三角地区生态环境质量指数从1990年的0.470持续降至2010年的0.444,整体质量有所恶化,较高质量区和高质量区面积与比重保持稳定。③ 1990~2010年,长三角地区同时存在生态改善和恶化的两种趋势,生态环境改善小于环境恶化的趋势。城镇和农村生活用地、工矿生产用地对农业生产用地的挤占则是导致生态环境质量恶化的重要原因。

关键词: 三生空间, 土地利用转型, 生态环境效应, 长江三角洲核心区

Abstract:

According to land use classification based on leading function of production, ecology and living, we take the Yangtze River Delta as a case and made use of land use change/cover data in 1990, 2000 and 2010 respectively by remote sensing interpretation obtained from Landsat TM and ETM+. And then we quantitatively analyze the characteristics of land functional structural and spatial transformation as well as its eco-environmental impacts. The methods discussed in the article include land use transfer matrix, index of regional eco-environmental quality and ecological contribution ratio of different kinds of land changes. The results show that: 1) Land use changes in the Yangtze River Delta is chiefly manifested as the area decrease of productive land, stability of ecological land and increase of living land. Main types of transformation are the conversion from agricultural productive land into urban and rural living land, and that from water and pasture ecological land into agricultural productive land, which makes land use structure maintain the dynamic balance. 2) The index of eco-environmental quality in the Yangtze River Delta has been reduced from 0.470 in 1990 to 0.444 in 2010, therefore the overall quality has deteriorated. The percent of the lower mass area is about 45%, which constitutes the main body of land use environment quality. The proportion and the size of higher quality and high quality regions remain stable. And then, due to the rapid expansion of urban and rural living land, make the expansion of low mass region as “hot spots”. The regions of relatively low quality and quality mainly distributed in the periphery of the hot zone, and form the “core - periphery” structure with the low quality region in space. 3) From 1990 to 2010, there are two trends of ecological improvement and deterioration in the Yangtze River Delta region. In the whole, the eco-environment quality of land use pattern declines slightly. The critical factor of eco-environmental improvement is the conversion from agricultural productive land into woodland, water and pasture and that of eco-environmental degradation is the large occupation of agricultural productive land by rural and urban living land.

Key words: ecological-production-living spaces, land use transformation, eco-environment effect, the Yangtze River Delta

中图分类号:

X324

杨清可, 段学军, 王磊, 金志丰. 基于“三生空间”的土地利用转型与生态环境效应——以长江三角洲核心区为例[J]. 地理科学, 2018, 38(1): 97-106.

Qingke Yang, Xuejun Duan, Lei Wang, Zhifeng Jin. Land Use Transformation Based on Ecological-production-living Spaces and Associated Eco-environment Effects: A Case Study in the Yangtze River Delta[J]. SCIENTIA GEOGRAPHICA SINICA, 2018, 38(1): 97-106.

图/表 11

表1

表2

图1

表3

表4

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表6

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表8

图2

表9

参考文献 26

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“三生”土地利用主导功能分类		土地利用分类系统的二级分类	生态环境质量指数
一级地类		土地利用分类系统的二级分类	二级地类
生产用地	农业生产用地	水田、旱地	0.293
生产用地	工矿生产用地	工交建设用地	0.010
生态用地	林地生态用地	有林地、灌木林地、疏林地、其他林地	0.883
	牧草生态用地	高覆盖度草地、中覆盖度草地、低覆盖度草地	0.798
	水域生态用地	河渠、湖泊、水库和坑塘、冰川和永久积雪地、海涂、滩地	0.521
	其他生态用地	沙地、戈壁、盐碱地、沼泽地、裸土地、裸岩石砾地、裸岩石砾地	0.025
生活用地	城镇生活用地	城镇用地	0.010
生活用地	农村生活用地	农村居民点用地	0.010

年份	农业生产用地	工矿生产用地	林地生态用地	牧草生态用地	水域生态用地	其他生态用地	城镇生活用地	农村生活用地
1990	60151.5	375.1	31282.0	1501.0	11181.0	53.0	2297.8	4560.8
2000	56687.0	543.3	31450.7	1429.9	11100.7	44.4	3571.5	6009.6
2010	48483.2	1723.2	31159.5	1234.4	12176.8	112.6	8394.5	7578.7
1990~2000	-3464.5	168.2	168.7	-71.2	-80.3	-8.7	1273.7	1448.8
2000~2010	-8203.8	1179.9	-291.2	-195.5	1076.1	68.2	4823.0	1569.1
1990~2010	-11668.4	1348.0	-122.5	-266.6	995.8	59.6	6096.7	3017.9

1990年	2000年
1990年	农业生产用地	工矿生产用地	林地生态用地	牧草生态用地	水域生态用地	其他生态用地	城镇生活用地	农村生活用地
农业生产用地	56556.9	142.6	401.3	13.2	349.4	1.1	1246.9	1440.1
工矿生产用地	1.0	366.1	0.5	0.0	3.5	0.0	3.8	0.2
林地生态用地	30.2	23.4	31173.6	8.2	10.2	2.5	8.4	25.6
牧草生态用地	21.0	3.7	2.5	1423.1	47.0	0.2	1.2	2.3
水域生态用地	134.2	14.7	3.2	20.2	11000.3	0.0	3.3	5.2
其他生态用地	0.3	0.0	9.9	0.8	1.3	40.8	0.0	0.0
城镇生活用地	0.1	0.0	0.0	0.0	0.0	0.0	2297.7	0.0
农村生活用地	1.3	0.0	0.1	0.0	0.2	0.0	16.6	4542.4

2000年	2010年
2000年	农业生产用地	工矿生产用地	林地生态用地	牧草生态用地	水域生态用地	其他生态用地	城镇生活用地	农村生活用地
农业生产用地	47753.1	972.5	448.5	15.9	1302.1	25.7	3819.9	2347.3
工矿生产用地	30.2	283.8	5.7	0.2	72.1	9.1	125.3	16.9
林地生态用地	225.5	209.5	30579.0	105.4	103.5	35.7	90.1	101.9
牧草生态用地	32.5	55.5	75.1	1098.2	131.8	18.5	11.1	7.1
水域生态用地	211.0	154.4	33.4	14.2	10521.9	1.1	125.0	39.3
其他生态用地	12.4	6.2	2.4	0.0	0.4	20.1	2.0	0.8
城镇生活用地	24.2	12.0	4.5	0.1	3.5	0.1	3341.0	186.2
农村生活用地	166.4	29.2	10.9	0.3	41.3	2.2	880.0	4879.2

年份	模型	块金值	基台值	变程	块金值/基台值	可决系数	残差
1990	球形模型	0.015	0.15203	363800	0.835	0.933	0.018
2000	球形模型	0.016	0.16606	392800	0.904	0.924	0.0221
2010	球形模型	0.02	0.18251	412000	0.89	0.919	0.0252

基于“三生空间”的土地利用转型与生态环境效应——以长江三角洲核心区为例

Land Use Transformation Based on Ecological-production-living Spaces and Associated Eco-environment Effects: A Case Study in the Yangtze River Delta

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类型区	1990年			2000年			2010年
类型区	面积（km²）		比重（%）		面积（km²）	比重（%）	面积（km²）	比重（%）
低质量区	968.4	0.9		1865.8	1.7		8439.1	7.6
较低质量区	54703.4	49.4		54957.2	49.6		49649.8	44.8
中质量区	14111.9	12.7		12716.4	11.5		12505.8	11.3
较高质量区	12325.0	11.1		10820.8	9.8		11466.9	10.3
高质量区	28696.5	25.9		30437.2	27.5		28743.7	25.9

1990年	2000年
1990年	低质量区	较低质量区	中质量区	较高质量区	高质量区
低质量区	968.6	1.0	0.0	0.0	0.0
较低质量区	907.8	53657.9	241.8	0.0	0.0
中质量区	0.0	1324.2	12367.2	496.6	151.1
较高质量区	0.0	71.0	325.0	10260.4	1810.3
高质量区	0.0	0.1	24.3	186.3	28560.5

模式	1990~2000年				2000~2010年
模式	用地功能转型		指数变化	贡献比重（%）	用地功能转型	指数变化	贡献比重（%）
导致生态环境改善	农业生产用地-林地生态用地	0.00212	69.0		农业生产用地-水域生态用地	0.00268	40.2
	农业生产用地-水域生态用地	0.00071	23.2		农业生产用地-林地生态用地	0.00239	35.8
	其他生态用地-林地生态用地	0.00008	2.5		农村生活用地-农业生产用地	0.00043	6.4
	农业生产用地-牧草生态用地	0.00006	1.9		工矿生产用地-水域生态用地	0.00033	5.0
	水域生态用地-牧草生态用地	0.00005	1.6		农村生活用地-水域生态用地	0.00019	2.7
	工矿生产用地-水域生态用地	0.00002	0.5		水域生态用地-林地生态用地	0.00011	1.6
	总计	0.00304	98.8		总计	0.00612	91.9
导致生态环境恶化	农业生产用地-农村生活用地	-0.00366	43.0		农业生产用地-城镇生活用地	-0.00976	37.0
	农业生产用地-城镇生活用地	-0.00317	37.3	农业生产用地-农村生活用地		-0.00600	22.7
	农业生产用地-工矿生产用地	-0.00036	4.3	农业生产用地-工矿生产用地		-0.00248	9.4
	水域生态用地-农业生产用地	-0.00027	3.2	林地生态用地-工矿生产用地		-0.00165	6.3
	林地生态用地-农村生活用地	-0.00020	2.4	林地生态用地-农业生产用地		-0.00120	4.6
	林地生态用地-工矿生产用地	-0.00018	2.2	林地生态用地-农村生活用地		-0.00080	3.0
	总计	-0.00785	92.3	总计		-0.02189	82.9

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2000年	2010年
2000年	低质量区	较低质量区	中质量区	较高质量区	高质量区
低质量区	1817.2	39.1	1.2	0.0	8.4
较低质量区	6545.7	46483.8	1431.9	382.5	113.3
中质量区	64.5	2942.7	9121.2	497.6	90.4
较高质量区	6.6	155.0	1668.3	8563.4	427.6
高质量区	5.1	28.9	283.2	2015.8	28104.0