重慶市萬(wàn)州區(qū)土地利用空間沖突測(cè)度

張霖靜

（重慶師范大學(xué)，重慶401331）

1 引言

當(dāng)前，中國(guó)各類(lèi)土地空間利用的矛盾日趨激烈，漸漸影響到區(qū)域的可持續(xù)發(fā)展，甚至威脅到區(qū)域的生態(tài)安全。目前，我國(guó)國(guó)內(nèi)對(duì)空間沖突的研究還處在理論和框架階段，實(shí)證研究相對(duì)較少。在城市發(fā)展快速進(jìn)程中，必然會(huì)出現(xiàn)一系列“空間沖突”的問(wèn)題，例如耕地與建設(shè)用地之間的矛盾，城市內(nèi)部各類(lèi)用地之間的矛盾。因此，應(yīng)用遙感和GIS技術(shù)，借鑒生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)理論，科學(xué)研究空間沖突，對(duì)于區(qū)域資源的優(yōu)化配置以及區(qū)域的可持續(xù)發(fā)展等具有重要的理論意義和實(shí)際意義。本文將基于生態(tài)安全的角度，聯(lián)系生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)的評(píng)價(jià)概念，以重慶萬(wàn)州區(qū)為例，運(yùn)用GIS技術(shù)構(gòu)建萬(wàn)州區(qū)2012年土地利用的空間分布格局，對(duì)萬(wàn)州區(qū)土地利用空間沖突進(jìn)行識(shí)別和評(píng)估。

2 研究區(qū)概況與數(shù)據(jù)來(lái)源

2.1 研究區(qū)概況

萬(wàn)州區(qū)地處四川盆地的東部，全區(qū)總面積達(dá)3457km2，擁有175萬(wàn)的人口。至2014年底，城市建成區(qū)面積達(dá)到55 km2，是除重慶主城區(qū)之外，全市城市規(guī)模最大的區(qū)域，城鎮(zhèn)化率61.11%。

2.2 數(shù)據(jù)來(lái)源

數(shù)據(jù)來(lái)源主要包括萬(wàn)州區(qū)國(guó)土房管局提供的2012年1:1萬(wàn)土地利用變更空間數(shù)據(jù)、萬(wàn)州行政區(qū)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)以及水系數(shù)據(jù)等。

3 研究方法

首先，分別以萬(wàn)州區(qū)2012年土地變更數(shù)據(jù)為主要數(shù)據(jù)，采用重分類(lèi)的方法，得到萬(wàn)州區(qū)2012年的土地利用分類(lèi)圖；然后借鑒生態(tài)景觀風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法，設(shè)定沖突評(píng)價(jià)空間景觀的單位尺度，構(gòu)建空間沖突測(cè)度指數(shù)模型，得出萬(wàn)州區(qū)2012年的空間沖突水平，并進(jìn)行空間化處理；最后根據(jù)萬(wàn)州區(qū)2012年的空間沖突測(cè)度結(jié)果，從風(fēng)險(xiǎn)源、風(fēng)險(xiǎn)受體以及風(fēng)險(xiǎn)效應(yīng)三個(gè)方面，分析其空間沖突分布特征。

3.1 生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)與空間沖突

生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)是指生態(tài)系統(tǒng)及其組成結(jié)構(gòu)和特定功能，由于遭受不確定性事件或者災(zāi)害而受到損傷，從而對(duì)其生態(tài)系統(tǒng)的安全和健康造成一定的負(fù)面影響?？臻g沖突是指在人地關(guān)系作用過(guò)程中，由于各個(gè)利益相關(guān)者追求其利益的最大化而對(duì)稀缺的空間資源產(chǎn)生競(jìng)爭(zhēng)而出現(xiàn)的矛盾。超過(guò)某一范圍，空間沖突必然會(huì)對(duì)區(qū)域的可持續(xù)發(fā)展產(chǎn)生一系列負(fù)面效應(yīng)。

3.2 空間單元外部壓力P

由于空間單元外部壓力因子與空間資源開(kāi)發(fā)利用的強(qiáng)度相關(guān)，因此將其作為空間生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)源指標(biāo)[4]。用生態(tài)景觀指數(shù)中的面積加權(quán)平均拼塊分形指數(shù)(AWMPFD)來(lái)表現(xiàn)鄰域景觀對(duì)空間景觀單元的生態(tài)干擾程度。其測(cè)算公式如下：

公式說(shuō)明:0.25 為較正常數(shù)，pij是斑塊的周長(zhǎng)，aij是斑塊的面積，A是景觀的總面積。通常情況下，分形值高的表示此類(lèi)景觀受人類(lèi)活動(dòng)干擾小，而分形值較低則表示此類(lèi)景觀受人類(lèi)活動(dòng)影響大。將其結(jié)果線性標(biāo)準(zhǔn)化到[0，1]內(nèi)。

3.3 空間單元暴露性E

生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)暴露性體現(xiàn)的是受到外界壓力時(shí)潛在可能風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生的概率大小，因而將該因素選為空間資源脆弱性指標(biāo)。不同的空間格局對(duì)外界干擾的抵抗能力不盡相同。通常情況，食物鏈結(jié)構(gòu)單一，生物多樣性指數(shù)小的區(qū)域，生態(tài)系統(tǒng)較脆弱；而在人類(lèi)活動(dòng)的影響下，通過(guò)管理輸入負(fù)熵的生態(tài)系統(tǒng)則相對(duì)比較穩(wěn)定，例如耕地。

本文通過(guò)分析研究區(qū)不同用地類(lèi)型空間的狀況來(lái)反映區(qū)域空間沖突現(xiàn)象及其對(duì)區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)的影響。對(duì)7 種用地空間類(lèi)型的脆弱度進(jìn)行賦值：林地=2，耕地=3，草地=4，園地=4，水域=5，未利用地=6，建設(shè)用地=7。利用以下公式得到各用地空間類(lèi)型的暴露性指數(shù)E，將其結(jié)果線性標(biāo)準(zhǔn)化到[0，1]內(nèi)。

式中：Fi為各類(lèi)景觀脆弱度指數(shù)，ai為單元內(nèi)各類(lèi)景觀的面積，S為空間單元的總面積。

3.4 空間單元穩(wěn)定性S

風(fēng)險(xiǎn)效應(yīng)值反映的是受體對(duì)當(dāng)前風(fēng)險(xiǎn)源的響應(yīng)，選取空間單元穩(wěn)定性因子作為生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)效應(yīng)指標(biāo)。本文借鑒生態(tài)景觀指數(shù)中的景觀破碎度作為空間單元穩(wěn)定性指數(shù)，用斑塊密度(PD)表示破碎度。計(jì)算公式為:

式中:n i表示各空間景觀單元內(nèi)的斑塊數(shù)目，A表示各空間景觀單元的面積。PD值越大，表明空間的破碎化程度越高，其穩(wěn)定性越低，對(duì)應(yīng)區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性亦越低。將其結(jié)果線性標(biāo)準(zhǔn)化到[0，1]內(nèi)。

3.5 構(gòu)建空間沖突測(cè)度指數(shù)模型

構(gòu)建空間沖突測(cè)度指數(shù)為：

4 研究結(jié)果與分析

沖突評(píng)估的空間景觀單元按照1KM*1KM的方格大小劃分，萬(wàn)州全部研究區(qū)范圍分為3716個(gè)評(píng)價(jià)單元（未布滿整個(gè)方格面積的空間斑塊，按一個(gè)完整方格進(jìn)行計(jì)算）。將網(wǎng)格數(shù)據(jù)與萬(wàn)州區(qū)的土地利用分類(lèi)圖相疊加，利用ArcGIS進(jìn)行測(cè)算景觀生態(tài)指數(shù)。將P、E、S的相關(guān)計(jì)算結(jié)果代入空間指數(shù)模型，從而得到每個(gè)網(wǎng)格的空間沖突水平值。得到萬(wàn)州區(qū)土地利用空間沖突分布圖如圖1：

圖1 萬(wàn)州區(qū)空間沖突指數(shù)圖

通過(guò)分析統(tǒng)計(jì)萬(wàn)州區(qū)各空間單元網(wǎng)格沖突測(cè)度值的各區(qū)段分布情況，采用等間距法，將土地空間沖突指數(shù)劃分為4個(gè)等級(jí)：穩(wěn)定可控（0,0.25）、基本可控[0.25,0.5）、基本失控[0.5,0.75）和嚴(yán)重失控[0.75,1.0）。

由圖1可得，顏色從綠色到紅色表明空間沖突指數(shù)越來(lái)越大。紅色主要分布在周家壩街道、陳家壩街道、牌樓街道、雙河口街道等萬(wàn)州城區(qū)，此區(qū)域主要是建設(shè)用地，整體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，生物鏈單一，抗干擾的能力最低，所以空間沖突指數(shù)最大。綠色主要分布在天城鎮(zhèn)、熊家鎮(zhèn)、長(zhǎng)嶺鎮(zhèn)、后山鎮(zhèn)、普子鄉(xiāng)、地寶鄉(xiāng)、梨樹(shù)鄉(xiāng)等地，這些區(qū)域多為林地，其所具有的綜合生態(tài)效益較強(qiáng)，抗干擾能力較強(qiáng)，因而空間沖突水平最小。由圖表可知，研究區(qū)的七種用地空間類(lèi)型的空間沖突等級(jí)都集中在基本可控和基本失控兩個(gè)等級(jí)，并且所占比例之和接近80%，而穩(wěn)定可控類(lèi)型僅僅占到2.74%，表明萬(wàn)州區(qū)的土地利用整體的沖突形式并不十分樂(lè)觀。整體而言，七類(lèi)景觀類(lèi)型中，建設(shè)用地的空間沖突水平最高，其次是水域、園地、草地、耕地、未利用地，而林地的空間沖突水平最低。這主要與不同用地類(lèi)型所具有的綜合生態(tài)效益有關(guān)，抗干擾的能力越強(qiáng)，空間格局變化引發(fā)的不良生態(tài)環(huán)境影響效應(yīng)則越低，表現(xiàn)出來(lái)的空間沖突則越弱。

測(cè)算結(jié)果如下：

表1 2012年萬(wàn)州區(qū)空間沖突指數(shù)測(cè)算結(jié)果

5 結(jié)論與討論

本文基于空間沖突與區(qū)域生態(tài)安全的關(guān)系，運(yùn)用景觀生態(tài)指數(shù)和空間生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法，利用GIS技術(shù)具體分析了萬(wàn)州區(qū)2012年土地利用空間格局，通過(guò)構(gòu)建空間沖突綜合測(cè)度模型，對(duì)其空間沖突水平進(jìn)行了評(píng)估分析，具體結(jié)論如下：

1）研究發(fā)現(xiàn)，地區(qū)的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)越小，則空間沖突越小，越有利于可持續(xù)發(fā)展。建設(shè)用地的空間沖突水平最高，而林地的沖突水平最低。整體上，基本失控類(lèi)型所占的比例最大，達(dá)到47.61%，這表明萬(wàn)州區(qū)接近一半的土地利用的空間沖突強(qiáng)度已達(dá)到基本失控。而穩(wěn)定可控類(lèi)型僅僅占到2.74%?？偠灾f(wàn)州區(qū)的土地利用空間沖突的現(xiàn)狀不容樂(lè)觀。

2）空間沖突是由于空間資源競(jìng)爭(zhēng)而產(chǎn)生的非常復(fù)雜的對(duì)立現(xiàn)象，其實(shí)質(zhì)是人地關(guān)系的不和諧，其結(jié)果會(huì)對(duì)區(qū)域的可持續(xù)發(fā)展產(chǎn)生負(fù)面影響?？臻g沖突的形成、演變特征和產(chǎn)生的影響都極為復(fù)雜，涉及了資源、環(huán)境、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)等各方面，本文構(gòu)建的空間沖突測(cè)度模型以及測(cè)度過(guò)程中的相關(guān)指數(shù)的構(gòu)建都有待進(jìn)一步完善和深化。