唐山市海岸帶用地結(jié)構(gòu)及其生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值的時空變化研究

劉亮，徐偉，岳奇，胡恒，張盼盼

(國家海洋技術(shù)中心 天津 300112)

唐山市海岸帶用地結(jié)構(gòu)及其生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值的時空變化研究

劉亮，徐偉，岳奇，胡恒，張盼盼

(國家海洋技術(shù)中心 天津 300112)

文章對唐山市沿海地區(qū)1991—2015年土地利用和結(jié)構(gòu)變化及其生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值進行核算分析和量化評估。結(jié)果表明：1991—2015年唐山市海岸帶主要地物類型涉及耕地、公路用地、河流水面、建設(shè)用地、坑塘水面、鹽田、填海用地和裸地，其中坑塘水面占地最多，海岸帶開發(fā)利用總面積不斷增大，用地類型有所轉(zhuǎn)化且向海域擴張，新增用地主要來自圍填海且以填海造地為主；海岸帶生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值呈逐年下降的趨勢,以2006—2010年變化最為明顯，主要原因為海水面積減少。在充分認(rèn)識填海造地活動雙面性的基礎(chǔ)上，建議慎重開展填海造地，集約節(jié)約利用海洋空間資源，合理科學(xué)規(guī)劃填海區(qū)域，提高海洋資源利用效率。

海岸帶；土地利用；生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值；填海造地；海域管理

海岸帶地區(qū)是承載沿海經(jīng)濟發(fā)展與維持濱海生態(tài)系統(tǒng)的空間載體。海岸帶是海洋和陸地相互作用的地帶，生態(tài)結(jié)構(gòu)復(fù)雜多樣，自然資源豐富，但生態(tài)系統(tǒng)脆弱，自然災(zāi)害發(fā)生頻率較大。海岸帶具有生產(chǎn)力陸海內(nèi)外雙向輻射的經(jīng)濟特性，進而成為經(jīng)濟活動較為活躍的地區(qū)，主要以填海造地形成的陸域作為其開發(fā)利用的承載空間，開發(fā)強度大，用地類型復(fù)雜。海岸帶地區(qū)的高速發(fā)展具有強烈的人類活動特征，自然生態(tài)系統(tǒng)也受到人類活動的影響而發(fā)生改變，所以海岸帶地區(qū)土地利用方式的改變必然導(dǎo)致其生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)發(fā)生改變。目前，國內(nèi)外土地利用格局和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值研究多集中于中、大尺度[1-7]，而對于小尺度海岸帶區(qū)域土地利用格局隨時間和空間變化研究較為少見，然而海岸帶地區(qū)尤其是圍填海形成的陸域土地利用類型會在長時間內(nèi)影響濱海生態(tài)系統(tǒng)。探究海岸帶土地利用類型變化過程和影響因子，明晰變化原因，揭示其生態(tài)服務(wù)價值隨時空變化差異，能夠為未來海岸帶土地利用和規(guī)劃提供數(shù)據(jù)支持。

本研究通過對唐山市沿海地區(qū)1991—2015年的土地利用和結(jié)構(gòu)變化及其生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值進行核算和分析，量化評估海岸帶地區(qū)土地利用變化的生態(tài)價值，從而指導(dǎo)唐山市海岸帶的開發(fā)，促進海域資源集約節(jié)約利用，推進海洋生態(tài)文明建設(shè)。

1 研究方法

1.1 區(qū)域概況

唐山市地處渤海西部，岸線平直，分為砂質(zhì)海岸和粉砂淤泥質(zhì)海岸。唐山市海岸廣闊的灘涂和眾多的潮溝可以用于造地、建港，海岸帶地區(qū)分布著重要河口濕地、自然海島與砂質(zhì)海岸等典型生態(tài)景觀。唐山市沿海地區(qū)海洋資源稟賦優(yōu)良、工業(yè)基礎(chǔ)雄厚、文化底蘊深厚，是中國重要的能源、原材料基地和多種農(nóng)副產(chǎn)品富集地區(qū)，是溝通東北及華北的商品集散地和運輸要道，戰(zhàn)略地位突出。同時，唐山市也是京津冀協(xié)同發(fā)展規(guī)劃中的重要節(jié)點城市。

1.2 數(shù)據(jù)來源及研究方法

1.2.1 研究方法

本研究參照《海域使用分類遙感判別指南》和國家《土地利用現(xiàn)狀分類》(GB/T 21010—2007)標(biāo)準(zhǔn)，針對研究區(qū)域向陸一側(cè)和向海一側(cè)的全部地物建立了相應(yīng)的分類標(biāo)準(zhǔn)，提取的地物類型和主要用海單元如表1所示。

表1 唐山市海岸帶地物類型和主要用海單元

計算不同土地利用類型的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值，綜合國內(nèi)外研究成果確定生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值系數(shù)，涉及的各類用地生態(tài)服務(wù)價值如表2所示。

1.2.2 數(shù)據(jù)來源及技術(shù)處理

選擇1991年、2000年、2006年、2010年、2015年5期Landsat TM/ETM遙感圖像，另有1∶250 000唐山市海岸帶規(guī)劃圖作為參考，在此基礎(chǔ)上對遙感影像進行監(jiān)督分類和修改，對各用地類型進行人機交互的方式提取，然后在ArcGIS10.0中分類統(tǒng)計。

表2 唐山市海岸帶地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)單位面積服務(wù)價值

注：*為由于圍海用地沒有改變海域?qū)傩裕瑢儆诤Ｑ笊鷳B(tài)系統(tǒng)，并提供相應(yīng)的服務(wù)功能。

2 研究結(jié)果

2.1 海岸帶的主要地物屬性變化特征

1991—2015年唐山市海岸帶的主要地物類型涉及耕地、公路用地、河流水面、建設(shè)用地、坑塘水面、鹽田、填海用地以及裸地，地物屬性類型基本無變化，僅從2006年增加圍海用地1種類型。其中，坑塘水面占地物利用總面積最多，所占比例有逐年下降的趨勢；鹽田與耕地面積次之，所占比例逐年遞減；建設(shè)用地與填海用地占比逐年增加，且從2006年開始變化幅度較大。

1991—2015年唐山市土地利用面積不斷增加，已從1991年的89 593.65 hm2增長至2015年的128 567.29 hm2，新增面積的主要用地類型為填海用地以及圍海用地；主要的地物類型為耕地、坑塘水面、鹽田以及填海用地，其中坑塘水面的占地面積始終保持占比最大的位置(表3)。

為了細(xì)化唐山市海岸帶土地利用的動態(tài)變化情況，研究選取同一研究區(qū)域?qū)?年的遙感影像進行信息提取與數(shù)據(jù)計算，分析1991—2015年期間的土地利用類型的時空轉(zhuǎn)化關(guān)系。在土地類型的轉(zhuǎn)化過程中，既存在陸地間不同地物類型的轉(zhuǎn)化，也存在海域面積向陸地的轉(zhuǎn)化，這一現(xiàn)象的產(chǎn)生主要源于近年來日益頻繁的填海造陸工程，且隨著時間推移，海域向陸地土地利用類型的轉(zhuǎn)化面積有著顯著的增加。1991—2000年土地利用類型轉(zhuǎn)化面積較少，2006—2010年土地利用類型轉(zhuǎn)化面積最大，且不斷向海域一側(cè)擴張，圍填海面積占比較大。

表3 1991—2015年唐山市海岸帶土地利用面積 hm2

注：*為研究區(qū)域內(nèi)海水總面積。

唐山市海岸帶不同土地利用類型之間的相互轉(zhuǎn)化，在不同的時期也表現(xiàn)出不同的特點。1991—2000年的土地利用動態(tài)主要表現(xiàn)為坑塘水面的轉(zhuǎn)入面積較大，主要由耕地、裸地向坑塘水面轉(zhuǎn)化，裸地向耕地以及建設(shè)用地的轉(zhuǎn)化面積也較為突出；2000—2006年坑塘水面面積繼續(xù)增大，為該時期內(nèi)面積轉(zhuǎn)化最大的土地利用類型，海域轉(zhuǎn)化為填海用地的面積也不斷增加；2006—2010年的土地利用類型轉(zhuǎn)化主要為圍海用地、填海用地和建設(shè)用地面積的擴張，大部分表現(xiàn)為坑塘水面與海域向這些土地類型的轉(zhuǎn)化；2010—2015年主要為坑塘水面向建設(shè)用地和填海用地的轉(zhuǎn)化、圍海用地向填海用地的轉(zhuǎn)化、海域向圍海用地的轉(zhuǎn)化，其中坑塘水面的轉(zhuǎn)出面積最大。

2.2 海岸帶開發(fā)利用的主要特征

通過系統(tǒng)分析多年期唐山市海岸帶遙感解譯數(shù)據(jù)，唐山市海岸帶開發(fā)利用呈現(xiàn)4個特點。①海岸帶開發(fā)利用總面積不斷增大，增幅最大的是2006—2010年。②圍填海是土地利用面積增大的主體，2006—2010年增加的用地面積幾乎全部來自圍填海，在圍填海增加的面積中又以填海造地為主。③陸域已開發(fā)區(qū)域總面積略有提高，但由于圍填海面積的快速增加，其占比不斷下降。④陸域未開發(fā)區(qū)域主要有河流水面和裸地2種地物類型，其中河流水面隨著海岸線向海一側(cè)不斷推進，面積逐漸增加；裸地面積1991—2006年減小，2006—2010年由于原有部分鹽田和養(yǎng)殖水塘被填，裸地面積有所增加。

2.3 海岸帶生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值變化

依據(jù)表2總結(jié)的各類型生態(tài)系統(tǒng)單位面積服務(wù)價值，計算1991—2015年唐山市海岸帶生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值變化情況(表4)。

表41991—2015年唐山市海岸帶生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)總價值變化情況

年份總價值/萬元19916099082000603938200659062220105283542015501962

1991—2015年唐山市海岸帶生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值呈逐年下降的趨勢。以2006—2010年的變化最為明顯，主要是由于研究區(qū)域內(nèi)海岸帶生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值的主要貢獻者為海水，該時間段研究區(qū)域內(nèi)海水面積減少較多，因此此周期內(nèi)海岸帶生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值減少量也是最多的。

2.4 填海區(qū)域開發(fā)利用建議

海岸帶填海區(qū)域是唐山沿海地區(qū)海洋經(jīng)濟發(fā)展的空間載體，同時也是保護海洋環(huán)境、維持海岸帶生態(tài)平衡的重要平臺，必須在加強保護的基礎(chǔ)上科學(xué)利用。海洋主管部門應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格審批用海項目，全面提高涉海項目入駐門檻，保障填海區(qū)域空間資源利用的科學(xué)合理，優(yōu)化海岸帶空間開發(fā)格局，推動海洋產(chǎn)業(yè)集聚發(fā)展、綠色發(fā)展和循環(huán)發(fā)展。

3 結(jié)語

1991—2015年唐山市海岸帶的土地利用類型變化較大。沿海開發(fā)項目將占用大量土地，而海岸帶土地資源供給能力有限，只能向海域索取，進而出現(xiàn)了自2006年以來的大規(guī)模填海造地。填海造地在提供土地資源的同時也帶來了一些負(fù)面效應(yīng)，因此在充分認(rèn)識填海造地活動的雙面性后，海洋資源開發(fā)管理部門、海洋資源開發(fā)利用者以及利益相關(guān)方對待填海造地應(yīng)慎重，集約節(jié)約利用海洋空間資源，合理科學(xué)規(guī)劃填海區(qū)域，提高海洋資源的利用效率。此外，海水的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值較高，提高海水在填海區(qū)域的面積可以減少圍填海建設(shè)對區(qū)域的生態(tài)系統(tǒng)價值的影響；同時，在填海平面設(shè)計上開展相關(guān)研究，著重提高填海區(qū)域的海岸線長度、填海區(qū)域的透水率和水動力交換頻率，增加陸域部分的親水性。

[1] 史培軍，陳晉，潘耀忠.深圳市土地利用變化機制分析[J].地理學(xué)報，2000，55(2)：152-161.

[2] 許艷，濮勵杰，張潤森，等.近年來江蘇省海岸帶土地利用/覆被變化時空動態(tài)研究[J].長江流域資源與環(huán)境，2012，21(5)：565-571.

[3] 韓磊，侯西勇，朱明明，等.20世紀(jì)后半葉美國海岸帶區(qū)域土地利用變化時空特征分析[J].世界地理研究，2010，19(2)：42-52.

[4] 侯西勇，徐新良.21世紀(jì)初中國海岸帶土地利用空間格局特征[J].地理研究，2011，30(8)：1370-1379.

[5] 張丹丹，楊曉梅，蘇奮振，等.大亞灣近岸土地利用的時空分異及其與地貌因子關(guān)系分析[J].資源科學(xué)，2010，32(8)：1551-1557.

[6] LI X,SUN Y,LUO M,et al.Effects of land use intensity and soil nutrient distribution after recla-mation in an estuary landscape[J].Landscape Ecology,2013,28(4)：699-707.

[7] SUN Y,LI X,LUO M,et al.Effect of reclamation time and land use on soil properties in Changjiang River estuary,China[J].Chinese Geographical Science,2011,21(4)：403-416.

[8] 劉亮.遼東灣、渤海灣、萊州灣三灣生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值評估[J].生態(tài)經(jīng)濟，2012(6)：155-160.

[9] 歐陽志云，王效科，苗鴻.中國陸地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能及其生態(tài)經(jīng)濟價值的初步研究[J].生態(tài)學(xué)報，1999，19(5)：607-613.

[10] 謝高地，魯春霞，冷允法，等.青藏高原生態(tài)資產(chǎn)的價值評估[J].自然資源學(xué)報，2003，18(2)：189-196.

[11] 謝高地，魯春霞，成升魁.全球生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值評估研究進展[J].資源科學(xué)，2001，23(6)：5-9.

[12] 謝高地，魯春霞，肖玉，等.青藏高原高寒草地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值評估[J].山地學(xué)報，2003，21(1)：50-55.

[13] 魯春霞，謝高地，成升魁.河流生態(tài)系統(tǒng)的休閑娛樂功能及其價值評估[J].資源科學(xué)，2001，23(5)：77-81.

[14] COSTANZA R，D’ARGE R，GROOT R，et al.The value of the world’,ecosystem services and natural capital[J].Nature，1998，387(15)：253-260.

Spatio-temporalVariationsinLandUseStructureandEcosystemServiceValuesinCoastalZoneofTangshanCity

LIU Liang,XU Wei,YUE Qi,HU Heng,ZHANG Panpan

(National Ocean Technology Center,Tianjin 300112,China)

This paper made an accounting analysis and quantitative assessment of land use and structural change as well as ecosystem service value in the coastal areas of Tangshan City from 1991 to 2015.The results showed that the land use types of Tangshan’s coastal zone from 1991 to 2015 were mainly arable land,the land for highway,river,the land for construction project,pond,salt pan,reclamation area and bare land,among which the pond occupied the largest area.The total area for development and utilization of the coastal zone were increasing by the day and the land use type has been transformed and expanded to sea area.The newly-increasing land was mainly of reclamation.The ecosystem service value in coastal area has been decreasing year by year,especially during the years from 2006 to 2010,mainly due to the reduction of seawater area.On the basis of fully understanding the two-sided nature of reclamation activities,it is suggested that the reclamation project should be carried out in a prudent manner and marine space resources be used intensively as well as the reclamation areas be planned reasonably and scientifically so as to improve the utilization efficiency of marine resources.

Coastal zone，Land utilization，Ecosystem service value，Land reclamation,Sea area management

2017-05-16；

2017-11-24

劉亮，助理研究員，碩士，研究方向為海岸帶規(guī)劃管理

P74；X171

A

1005-9857(2017)12-0051-05