環(huán)渤海海岸帶土地利用變化格局研究

馬振剛 李黎黎 許學(xué)工

摘要：環(huán)渤海海岸帶是人-地相互作用的強(qiáng)烈地區(qū)，土地利用是人-地作用的重要方式，并通過(guò)格局變化體現(xiàn)。文章利用2000年和2010年中國(guó)土地利用現(xiàn)狀遙感監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，利用GIS軟件平臺(tái)，對(duì)環(huán)渤海海岸帶及所屬的38個(gè)縣區(qū)土地利用變化進(jìn)行了省際和距海緩沖區(qū)分析。結(jié)果表明：①地類面積在?。ㄊ校╇H間分布不均衡，其中林地集中分布在遼寧省，草地集中分布在山東省，河北省城鎮(zhèn)工礦建設(shè)用地、天津市水域和城鎮(zhèn)工礦建設(shè)用地比重大，耕地在三省一市分布較均衡，且為區(qū)域基質(zhì)地類;②地類面積按照距離海岸線由近到遠(yuǎn)的次序，分布有差異。其中城市建設(shè)用地集中分布在距海岸線15 km區(qū)域內(nèi)，林地占比隨離海岸線距離增加逐漸提高，未利用地和水域占比逐漸降低，其他地類無(wú)明顯變化;③從地類轉(zhuǎn)移情況看，在2000—2010年期間，地類呈現(xiàn)由草地—耕地—建設(shè)用地的轉(zhuǎn)移路徑;其中在15 km范圍內(nèi)，水域和耕地成為建設(shè)用地的主要轉(zhuǎn)入源;在其他范圍轉(zhuǎn)入源以耕地為主;④從空間熱點(diǎn)上看，渤海灣的天津地區(qū)是建設(shè)用地增加熱點(diǎn)地區(qū)，而萊州灣西部是耕地增加熱點(diǎn)地區(qū);⑤環(huán)渤海海岸線不斷向海洋延伸，其中渤海灣延伸最大，其次為萊州灣東南部和遼東灣的東岸。

關(guān)鍵詞：土地利用;空間分布;時(shí)間變化;環(huán)渤海海岸帶;遙感監(jiān)測(cè)

中圖分類號(hào)：K903;P74文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號(hào)：1005-9857（2019）01-0038-06

The Change Pattern of Land Use in the Coastal Zone of Bohai Ring

MA Zhengang1，2，LI Lili 1 ，XU Xuegong2

（1Geology Department of Zhangjiakou College，Zhangjiakou 075000，China;

2College of Urban and Environmental Sciences of Peking University，Beijing 100871，China）

Abstract： The coastal zone of Bohai ring is an area with strong interaction between human and land，and land use is an important way of human and earth action，and it is reflected by the change of the pattern.Based on the remote sensing monitoring data of land use in China in 2000 and 2010，the GIS and software platform were used to analyze the land use change in the coastal zone of Bohai ring and 38 counties.The results showed that： The first，land area in inter provincial distribution was not balanced，the forest land concentrated in Liaoning province，the grassland concentrated in Shandong province，the ratio of land for urban industrial and mining construction in Hebei province，waters and urban industrial and mining construction land of Tianjin was large，and the cultivated land was balanced in the three provinces and one city，and it was a regional matrix land.The second，land area varied according to the order that near or far from coastline.Among them，urban construction land concentrated in the area within 15km away from the coastline.The proportion of woodland gradually increased with the distance from the coastline，and the proportion of unused land and water area decreased gradually.There was no obvious change in other land types.The third，from the land transfer situation，during 2000 to 2010，the land type showed the transfer path from grasslandcultivated land to construction land，in the range of 15km，waters and cultivated land became the main source of construction land.The fourth，from the perspective of space hotspots，the Tianjin area of Bohai Bay was a hotspot for construction land，while the western part of Laizhou Bay was a hotspot for increasing cultivated land.The fifth，the Bohai Sea coastline continues to extend to the ocean，with Bohai Bay extending the most，followed by the southeastern part of Laizhou Bay and the eastern shore of Liaodong Bay.

Key words：Land use，Spatial distribution，Time change，Coastal zone of Bohai ring，Remote sensing monitoring

0引言

海岸帶是海洋和陸地相互作用的地帶，即由陸地向海洋的過(guò)渡地帶。海岸帶以其特殊的地理位置和組成結(jié)構(gòu)，承載了大量的自然與人文功能，其土地利用/覆被變化是陸-海環(huán)境變化的重要體現(xiàn)。土地利用/覆被變化計(jì)劃和海岸帶陸-海交互作用計(jì)劃是國(guó)際地圈生物圈計(jì)劃（IGBP）和國(guó)際全球環(huán)境變化人文因素計(jì)劃（IHBP）共同發(fā)起的兩個(gè)研究計(jì)劃，皆在描述和理解發(fā)生在人-地系統(tǒng)的變化以及人類活動(dòng)對(duì)它們的影響，促進(jìn)對(duì)人與地球總體系統(tǒng)相互作用的復(fù)雜原因的科學(xué)理解和認(rèn)識(shí)[1-3]。海岸帶因其獨(dú)特的地理位置和在海-陸交互過(guò)程中的特殊地位和作用，使得海岸帶土地利用/覆被變化（LandUse and LandCover Change，LUCC）研究日益受到關(guān)注[4]。目前，海岸帶LUCC研究涵蓋了不同空間尺度和不同海岸帶類型，研究?jī)?nèi)容也從通過(guò)遙感獲取精確數(shù)據(jù)并進(jìn)行描述，拓展到理解LUCC的原因和環(huán)境效應(yīng)，以及預(yù)測(cè)土地利用模式的數(shù)量和空間變化趨勢(shì)等方面。本研究區(qū)域的環(huán)渤海海岸帶，是人-地交互作用強(qiáng)烈地區(qū)，通過(guò)對(duì)LUCC進(jìn)行分析，有利于明晰地表覆蓋現(xiàn)狀及其變化，為科學(xué)制訂生態(tài)保育對(duì)策，優(yōu)化人-地關(guān)系提供參考。

1研究區(qū)概況

渤海是中國(guó)唯一的內(nèi)海，由遼東半島、山東半島和華北大平原圍合成“C”字形的區(qū)域格局[5]。環(huán)渤海地區(qū)是繼珠江三角洲、長(zhǎng)江三角洲之后我國(guó)經(jīng)濟(jì)向北推進(jìn)的又一經(jīng)濟(jì)發(fā)展中心。隨著城鎮(zhèn)化、工業(yè)化的快速發(fā)展，該區(qū)域的土地利用發(fā)生了顯著的變化，成為21世紀(jì)學(xué)術(shù)研究的熱點(diǎn)和重點(diǎn)地區(qū)之一。本研究根據(jù)研究需要和研究區(qū)的實(shí)際情況，將環(huán)渤海海岸帶界定為：陸域以區(qū)縣級(jí)行政區(qū)劃為邊界，海域?yàn)樗?0 m等深線（根據(jù)國(guó)家基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)全國(guó)1∶25萬(wàn)地形數(shù)據(jù)庫(kù)獲?。?。研究區(qū)包括三省一市共38個(gè)縣區(qū)，包括遼寧省、河北省、山東省和天津市（圖1）。

2資料及研究方法

本研究數(shù)據(jù)源以2000年和2010年中國(guó)土地利用現(xiàn)狀遙感監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)為主，輔以該地區(qū)主體功能區(qū)規(guī)劃;研究方法主要依托GIS軟件進(jìn)行空間分析，空間分析立足于不同空間尺度，包括環(huán)渤海區(qū)域、省域尺度和不同緩沖區(qū)尺度。

3結(jié)果與分析

31數(shù)量結(jié)構(gòu)

311土地利用總體特征

環(huán)渤海海岸帶土地類型以耕地為主體，占比56%，與環(huán)渤海地區(qū)整體態(tài)勢(shì)一致[1];林地和建設(shè)用地合計(jì)占1/4，其他地類面積占比小。各地海岸帶土地利用情況有所差異，河北省、山東省耕地占比高，遼寧省林地占比高，天津市水域、建設(shè)用地占比高（表1和表2）。

312土地利用省際差異

環(huán)渤海海岸帶由三省一市構(gòu)成，其中各?。ㄊ校┟娣e占比由大到小依次排列為遼寧、山東、河北、天津;各地類面積分布與地域面積大小有關(guān)。以相對(duì)比率（表2）比較發(fā)現(xiàn)，遼寧省的林地、山東省的草地、天津市的水域、河北天津的建設(shè)用地相對(duì)比重突出。說(shuō)明在環(huán)渤海海岸帶尺度內(nèi)，其林地主要由遼寧省貢獻(xiàn)，草地主要由山東省貢獻(xiàn)，城市建設(shè)用地主要由天津市和河北省貢獻(xiàn)，水域主要由天津市貢獻(xiàn)，而耕地面積各省、市貢獻(xiàn)率趨于一致，與地域面積占比相近（表3和表4）。

32空間結(jié)構(gòu)

海岸帶地區(qū)的土地利用結(jié)構(gòu)除受自然條件和各省、市政策影響外，還會(huì)受到距離海岸帶遠(yuǎn)近的影響，為此以海岸線為基準(zhǔn)，按照由近到遠(yuǎn)依次建立了距離海岸線15 km、15～30 km、>30 km 3個(gè)圈層緩沖區(qū)。結(jié)果表明（表5和表6）：建設(shè)用地集中分布在距離海岸線15 km圈層內(nèi)，占比達(dá)73%，在其他兩個(gè)圈層占比分別為10%和17%，其中在第三圈層比例回升主要受天津市建設(shè)用地增加的影響;林地隨著距離海岸線由近到遠(yuǎn)面積逐漸增加，3個(gè)圈層占比分別為25%、36%、39%;未利用土地和水域在第一圈層占比大，隨距海距離增加呈現(xiàn)遞減趨勢(shì);而耕地、草地和農(nóng)村建設(shè)用地在各圈層占比相差不大。

33地類面積轉(zhuǎn)移情況

對(duì)地類面積轉(zhuǎn)移進(jìn)行分析有利于深入了解土地格局的相互作用關(guān)系。就環(huán)渤海海岸帶區(qū)域來(lái)說(shuō)，從2000—2010年期間，耕地轉(zhuǎn)入面積為1 449 km2，其中草地轉(zhuǎn)出貢獻(xiàn)率最大，為30%;城市建設(shè)用地轉(zhuǎn)入面積為1 220 km2，其中耕地轉(zhuǎn)出貢獻(xiàn)率最大，為59%;農(nóng)村建設(shè)用地轉(zhuǎn)入面積為1 087 km2，其中耕地轉(zhuǎn)出貢獻(xiàn)率最大，為95%;總體來(lái)說(shuō)，該區(qū)域呈現(xiàn)出草地及其他類用地向耕地轉(zhuǎn)移、耕地向建設(shè)用地轉(zhuǎn)移的狀態(tài)（表7和表8）。

按照距離海岸線遠(yuǎn)近的不同圈層來(lái)分析，在15 km范圍內(nèi)，除耕地為建設(shè)用地的主要轉(zhuǎn)入源外，水域也是主要來(lái)源，而草地是耕地的主要轉(zhuǎn)入源;在15～30 km和30 km以外兩個(gè)圈層范圍內(nèi)，耕地均為建設(shè)用地的主要轉(zhuǎn)入源，而林地替換了草地成為耕地的主要轉(zhuǎn)入源。

34空間熱點(diǎn)分析

從2000—2010年，城鎮(zhèn)工礦建設(shè)用地的增加以天津市最為集中，其他地區(qū)相對(duì)較少;耕地的增加以萊州灣地區(qū)的東營(yíng)市、墾利縣最為集中（圖2）。

35海岸線變化

渤海灣海岸線向內(nèi)延伸最大，平均在1～2 km，且整體均向內(nèi)拓展;萊州灣在壽光、濰坊和昌邑縣所對(duì)應(yīng)的區(qū)域，海岸線向內(nèi)延伸約1 km;環(huán)渤海其他地區(qū)海岸線變化不大（圖3）。

4結(jié)論

本研究利用2000年和2010年中國(guó)土地利用現(xiàn)狀遙感監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，利用GIS軟件平臺(tái)，對(duì)環(huán)渤海海岸帶及所屬的38個(gè)縣區(qū)土地利用變化進(jìn)行了省際和距海緩沖區(qū)分析。

（1）地類面積在?。ㄊ校╇H間分布不均衡，其中林地集中分布在遼寧省，草地集中分布在山東省，耕地在三省一市分布較均衡，且為區(qū)域基質(zhì)地類。

（2）地類面積按照距離海岸線遠(yuǎn)近存在空間差異，其中城市建設(shè)用地集中分布在距海岸線15 km區(qū)域內(nèi)，林地占比隨離海岸線距離增加逐漸提高，未利用地和水域占比逐漸降低，其他地類無(wú)明顯變化。

（3）從地類轉(zhuǎn)移情況看，在2000—2010年期間，地類呈現(xiàn)由草地—耕地—建設(shè)用地的轉(zhuǎn)移路徑。

（4）從空間熱點(diǎn)上看，渤海灣的天津地區(qū)是建設(shè)用地增加熱點(diǎn)地區(qū)，而萊州灣西部是耕地增加熱點(diǎn)地區(qū)。

（5）環(huán)渤海海岸線不斷向海洋延伸，其中渤海灣延伸最大，其次為萊州灣東南部和遼東灣的東岸。

參考文獻(xiàn)

[1]劉彥隨.中國(guó)可持續(xù)發(fā)展問(wèn)題與土地利用/覆被變化研究[J].地理研究，2002，21（3）：234-240.

[2]TURNER B L I，LAMBIN E F，REENBERG A.The emergence of land change science for global environmental change and sustainability[J].Proceedings of the National Academy of Science，2007，104：20666-20671.

[3]陳宜瑜.IGBP 未來(lái)發(fā)展方向[J].地球科學(xué)進(jìn)展，2001，16（1）：16-18.

[4]汪品先.新生代亞洲形變與海陸相互作用[J].地球科學(xué)，2005，30（1）：1-18.

[5]郭麗英，王道龍，邱建軍.環(huán)渤海區(qū)域土地利用景觀格局變化分析[J].資源科學(xué)，2009（12）：2144-2149.