大型河道工程對流域LUCC 的影響評價
——以淮河入海水道二期工程為例

王之昱

（河海大學公共管理學院，南京 211100）

河道工程是指為了滿足泄洪、通航、灌溉、排澇等功能而建設(shè)的輸水通道，一般按照防洪對象重要性來劃分為大、中、小型項目［1］。大型河道工程建設(shè)既為沿線地區(qū)農(nóng)業(yè)發(fā)展提供重要水源，同時能擴大流域行洪排澇能力，保障區(qū)域安全，對流域內(nèi)地區(qū)經(jīng)濟社會發(fā)展具有重要保障作用［2］。由于大型河道工程建設(shè)戰(zhàn)線長、占地面積大、工程涉及范圍廣的特點［3］，其建設(shè)對區(qū)域土地開發(fā)利用產(chǎn)生巨大影響?？茖W評價工程建設(shè)對區(qū)域土地利用/覆被（LUCC）的影響，既關(guān)系到工程建設(shè)決策、設(shè)計優(yōu)化，也關(guān)系到區(qū)域國土空間利用調(diào)整，同時，也是優(yōu)化土地利用結(jié)構(gòu)、緩解區(qū)域土地利用矛盾、協(xié)調(diào)區(qū)域土地利用功能沖突、促進區(qū)域經(jīng)濟社會高質(zhì)量發(fā)展的依據(jù)。因此，如何客觀評價大型河道工程對沿線土地利用的影響，既是工程決策的現(xiàn)實問題，也是值得研究的理論問題。

土地利用/覆被變化本質(zhì)上是社會-經(jīng)濟-生態(tài)復合系統(tǒng)相互作用與協(xié)同發(fā)展的過程。概覽既有文獻，目前針對土地利用的研究內(nèi)容主要集中在以下兩個方面，一是土地利用變化影響因素的識別［4-6］以及動力機制探索［7-9］，二是土地利用變化預測與模擬研究［10，11］。前者主要對區(qū)域內(nèi)土地利用變化的驅(qū)動力因素進行分析研究，包括探尋目標地區(qū)土地利用變化由何種因素驅(qū)動［12］、如何驅(qū)動［13］以及各用地類型之間如何轉(zhuǎn)換［14］；后者則主要通過構(gòu)建模型模擬地區(qū)未來土地利用情況，以期對研究區(qū)域內(nèi)未來城市發(fā)展邊界［15］、生態(tài)服務價值［16］、三生空間變化［17］作出預測。當前學界尚未重視工程建設(shè)對土地利用的影響研究，現(xiàn)有文獻中只有少量關(guān)于生態(tài)工程建設(shè)［18］以及交通工程建設(shè)對區(qū)域土地利用影響［19］研究且局限于工程已實施情況下。除此之外，目前有關(guān)河道工程影響的文獻研究重點多集中于河道工程對流域環(huán)境［20］、河流生態(tài)［21］的影響以及工程移民安置規(guī)劃研究［22，23］。鮮有學者研究尚未實施的大型河道工程對沿線地區(qū)土地利用變化的影響。

土地利用格局作為人類活動高度集中、物質(zhì)能量頻繁交互且地表劇烈變化的產(chǎn)物［24］，隨著社會經(jīng)濟不斷發(fā)展，各類型用地之間的矛盾愈演愈烈，區(qū)域土地統(tǒng)籌開發(fā)、國土空間優(yōu)化利用不僅是中國國土空間規(guī)劃的核心命題，更是區(qū)域經(jīng)濟社會高質(zhì)量發(fā)展的必由之路。大型河道工程建設(shè)嵌入?yún)^(qū)域土地利用，不僅改變了區(qū)域土地利用結(jié)構(gòu)，改變土地自然狀況和利用條件，同時防洪、除澇條件改善，也為土地高質(zhì)量利用提供了基礎(chǔ)，如何評價工程建設(shè)對土地利用的影響是地方政府和工程決策者共同關(guān)心的問題。本研究以淮河入海水道二期工程為例，將沿線4 個區(qū)（縣）納入研究區(qū)域，基于工程建設(shè)既定規(guī)劃設(shè)定發(fā)展情景，采用Markov-Flus 模型，模擬2030 年沿線地區(qū)在不同發(fā)展情景下土地利用格局變化，分析淮河入海水道二期工程對沿線土地利用產(chǎn)生的影響，從空間協(xié)調(diào)視角為工程決策和優(yōu)化設(shè)計，以及高質(zhì)量土地利用提出合理化建議。

1 研究方法與數(shù)據(jù)來源

1.1 大型河道工程對土地利用/覆被變化影響機理

從供需視角來看，土地資源合理配置的根本目的是在一定社會經(jīng)濟技術(shù)水平下滿足社會經(jīng)濟發(fā)展所需的土地資源合理利用［25］。土地利用/覆被變化本質(zhì)上是人類對不同類型用地的需求以此來實現(xiàn)經(jīng)濟目標、社會目標以及生態(tài)目標的過程。影響土地供需的因素可以歸結(jié)為社會、經(jīng)濟和生態(tài)3 個方面。社會因素包括人口變化與發(fā)展、自身生存發(fā)展與需求等；經(jīng)濟因素包括地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展、城鎮(zhèn)擴張和規(guī)模成本等；生態(tài)因素則集中在環(huán)境與資源的約束與需求上［26］。基于工程特點，大型河道工程建設(shè)對沿線地區(qū)外部性同樣集中體現(xiàn)在經(jīng)濟-社會-生態(tài)系統(tǒng)上。工程建設(shè)將改善區(qū)域交通、農(nóng)業(yè)水源等經(jīng)濟發(fā)展區(qū)位條件，保障沿線社會穩(wěn)定發(fā)展；除此之外，項目建設(shè)也會征占耕地、水塘、道路、林地等影響植被生長，在施工期擾動地表，從而引發(fā)水土流失等生態(tài)問題［27］。同時，工程建設(shè)除了永久性征占土地之外，還將產(chǎn)生大量棄土區(qū)，影響流域區(qū)（縣）土地利用供給指標的平衡。大型河道工程本質(zhì)上是通過對區(qū)域經(jīng)濟-社會-生態(tài)復合系統(tǒng)的作用，以此改變各類用地供需情況，進而影響區(qū)域土地利用變化（圖1）。

圖1 大型河道工程建設(shè)對土地利用影響機制

淮河入海水道二期工程作為2011 年3 月國務院批復關(guān)于治淮工作的重點項目之一，是擴大淮河行洪能力的關(guān)鍵性工程，也是區(qū)域農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要水源。該工程在一期工程基礎(chǔ)上進行河道擴挖、堤防加高加固、沿線樞紐擴建等，在提高渠北地區(qū)排澇標準、加強鞏固淮河入海能力的同時創(chuàng)造通航條件，建成后可使洪澤湖防洪標準提高到300 年一遇，對保障并促進流域經(jīng)濟社會的發(fā)展具有重大意義［2］。但同時工程建設(shè)將征占大量土地，影響多個行政區(qū)域；如何減少工程建設(shè)的負外部性，是一個復雜的問題。

1.2 研究區(qū)域概況

淮河入海水道工程位于江蘇省境內(nèi)，途經(jīng)淮安市的清江浦區(qū)、淮安區(qū)以及鹽城市的阜寧縣和濱?？h4 個區(qū)（縣），全長162.3 km，沿線4 個區(qū)（縣）皆位于江蘇北部平原地區(qū)，總面積約為5 150.22 km2。地區(qū)概況與土地利用現(xiàn)狀如圖2 所示。

圖2 研究區(qū)區(qū)位及概況

地區(qū)以溫帶季風氣候為主，四季分明。受“一帶一路”等國家戰(zhàn)略影響，近年來區(qū)域內(nèi)經(jīng)濟水平穩(wěn)步提升、城鎮(zhèn)化進程快速推進但空間差異顯著；目前清江浦區(qū)建設(shè)用地占比最高，達到了35.63%，淮安區(qū)最低，僅為16.34%。在嚴格的耕地保護制度下，作為調(diào)節(jié)蘇南地區(qū)耕地占補平衡的重要糧倉，區(qū)域內(nèi)耕地保護管控力度不斷加強；阜寧縣現(xiàn)有耕地數(shù)量占比高達64.04%，清江浦區(qū)最低，為40.74%?；春由鷳B(tài)經(jīng)濟走廊、沿海灘涂生態(tài)保護等生態(tài)工程的落實與開展，進一步推進區(qū)域內(nèi)景觀生態(tài)格局建設(shè)，深化生態(tài)環(huán)境全域保護與治理。在城鎮(zhèn)化持續(xù)推進、耕地管控日益嚴格、生態(tài)治理不斷強化的時代背景下，如何實現(xiàn)城鎮(zhèn)發(fā)展、耕地保護以及生態(tài)安全的步調(diào)和諧，減少河道工程建設(shè)對土地利用格局的不利影響，是淮河入海水道沿線地區(qū)亟需解決的難題。鑒于此，以淮河入海水道沿線4 個區(qū)（縣）作為研究區(qū)域，展開對工程影響下區(qū)域土地利用變化的研究。

1.3 研究方法

1.3.1 基于工程建設(shè)的情景設(shè)置 基于河道工程特點，該工程建設(shè)將侵占沿線大量土地，其中包括工程建設(shè)用地以及棄土堆放用地?；诖耍芯扛鶕?jù)工程建設(shè)實際規(guī)劃，設(shè)立自然發(fā)展與工程實施2 類情景，分別模擬工程有無實施情況下區(qū)域土地利用變化情況，并對比兩者差異，從而分析工程建設(shè)對區(qū)域土地利用的外部性影響。為緩解工程后沿線土地利用結(jié)構(gòu)性矛盾、優(yōu)化流域內(nèi)國土空間開發(fā)，根據(jù)區(qū)域土地利用現(xiàn)狀，在工程實施情景下設(shè)置2 個子情景，分別為保障發(fā)展情景以及耕地保護情景。根據(jù)各類情景特點以及工程建設(shè)規(guī)劃，設(shè)置各用地類型之間的轉(zhuǎn)移概率，同時利用Markov 鏈估算2030 年不同情景下各類用地需求量。各情景設(shè)置如下。

1）自然發(fā)展情景（Q1）。基于2010 年、2015 年、2018 年3 期土地利用數(shù)據(jù)，在遵循區(qū)域自然發(fā)展規(guī)律、無工程建設(shè)的前提下，通過Markov 鏈預測2030年區(qū)域各類型用地需求量，并模擬未來土地利用情況。

2）工程實施情景。在自然發(fā)展情景之外納入工程建設(shè)情況的考量，包括河道拓寬、區(qū)域內(nèi)河道可達性增強、土地需求量變化以及航運功能的增加。為解決工程實施后區(qū)域土地利用結(jié)構(gòu)性矛盾，根據(jù)區(qū)域現(xiàn)狀，在此情景下設(shè)置兩個子情景。①保障發(fā)展情景（Q2）。淮河入海水道沿線地區(qū)仍屬于經(jīng)濟社會快速發(fā)展的階段，城鎮(zhèn)化發(fā)展仍然是未來區(qū)域發(fā)展的重點之一。因此，在該情景中工程建設(shè)不占用地區(qū)建設(shè)用地指標，同時增強其他用地類型向城鎮(zhèn)建設(shè)用地轉(zhuǎn)移的趨勢，保障并促進區(qū)域城鎮(zhèn)化發(fā)展。②耕地保護情景（Q3）。研究區(qū)域作為重要糧倉，肩負保障區(qū)域糧食安全的重要任務。在此情景中遵循地方對于耕地“應保盡?！钡恼叻结?，對工程所占耕地采取占補平衡的措施，同時緩解耕地向其他建設(shè)用地轉(zhuǎn)移的趨勢。

1.3.2 基于Markov-Flus 模型的土地利用變化模擬Flus（Future Land Use Stimulation）模型是吳 欣昕等［28］在吸取集成系統(tǒng)動力學和元胞自動機模型優(yōu)勢的基礎(chǔ)上，加入ANN 人工神經(jīng)網(wǎng)絡模型（Artificial Neural Networks）以及輪盤賭機制［29］擬合而成的模型。該模型能有效模擬未來不同情境下土地利用格局［30］，模擬社會、自然與經(jīng)濟等多種因素共同驅(qū)動的區(qū)域土地利用變化，預測未來變化趨勢［31］。模型首先通過神經(jīng)網(wǎng)絡算法，結(jié)合研究區(qū)域初始年份土地利用數(shù)據(jù)和土地利用變化的驅(qū)動因子，計算并得出區(qū)域各用地類型的適宜性概率。隨后采用基于自適應慣性機制的元胞自動機模型（CA），結(jié)合各類型土地的適宜性概率、未來土地需求量以及限制區(qū)域等因素模擬未來特定情境下區(qū)域土地利用情況［29］，能夠有效避免傳統(tǒng)CA 模型在元胞形態(tài)、領(lǐng)域規(guī)則等方面存在局限的問題［28］。Markov 鏈模型則根據(jù)以往區(qū)域各類型用地變化趨勢，預測未來各類用地的需求量。研究結(jié)合河道工程建設(shè)規(guī)劃設(shè)置模型參數(shù)并以此預測未來研究區(qū)域土地利用需求量以及土地利用格局變化。模型設(shè)置主要包含以下4 個方面。

1）土地利用需求量預測。利用Markov 鏈模型，以 2010 年、2015 年、2018 年各類用地數(shù)量作為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，預測2030 年目標地區(qū)各類用地需求量，根據(jù)不同情景設(shè)置，估算不同情境下的用地需求（表1）。

表1 研究區(qū)域2030 年各情景土地需求量 （單位：km2）

2）成本矩陣設(shè)置。轉(zhuǎn)換成本矩陣用來表示現(xiàn)有用地類型轉(zhuǎn)換為目標用地類型的困難程度，若一種類型用地可以向另一類土地轉(zhuǎn)化，其值為1，反之為0。本研究根據(jù)不同情景設(shè)置不同的成本矩陣（表2）。

表2 轉(zhuǎn)換成本矩陣

3）鄰域權(quán)重參數(shù)設(shè)置。領(lǐng)域影響因子代表不同地類之間相互作用力的大小，反映了領(lǐng)域之間的相互作用，體現(xiàn)某一類型用地的擴張程度。領(lǐng)域影響參數(shù)范圍一般在0 到1 之間，越接近0 表示該用地類型的擴張能力越弱，反之則越強。由于土地利用變化與驅(qū)動因子之間存在著復雜的互動關(guān)系［14］，難以直接計算各類型用地的擴張強度。因此本研究參考其他學者的方法［32，33］，根據(jù)區(qū)域各類用地歷史擴張規(guī)律計算各類用地擴張強度并進行無量綱化處理，最后得出鄰域權(quán)重參數(shù)，使其滿足Flus 模型要求（表3）。

表3 領(lǐng)域權(quán)重參數(shù)設(shè)置

4）模型精度檢驗。在研究地區(qū)2010 年土地利用數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，首先利用Markov 鏈預測出2015 年清江浦區(qū)各類土地需求量，隨后帶入Flus 模型對當前區(qū)域未來土地利用變化進行預測，將預測結(jié)果與2015 年土地利用數(shù)據(jù)進行對比，計算Kappa 系數(shù)與總體精度。Kappa 系數(shù)和總體精度的值越接近于1表明模型模擬精度越高，當Kappa 系數(shù)大于0.75 時，即表明該模型具有較高的精準度。計算發(fā)現(xiàn)總體精度為 0.86，Kappa 系數(shù)達到了 0.88，表明 Flus 模型適用于模擬該地區(qū)未來土地利用變化狀況，且精度水平較高。

1.3.3 數(shù)據(jù)來源 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)包括區(qū)域行政區(qū)劃以及2010 年、2015 年、2018 年 3 期土地利用數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)來源于中國科學院資源環(huán)境科學與數(shù)據(jù)中心。根據(jù)區(qū)域土地利用現(xiàn)狀以及研究需要，將土地利用類型分為耕地、草地、林地、水域、城鎮(zhèn)及工礦用地、農(nóng)村居民點6 類。

驅(qū)動力因子方面，研究選取自然、社會和經(jīng)濟3個維度10 個影響因子進行討論。其中影響土地利用變化的自然因子包括高程、坡度與坡向，數(shù)據(jù)來源于地理空間數(shù)據(jù)云平臺并通過DEM 數(shù)據(jù)提取；驅(qū)動區(qū)域土地利用變化的社會因子主要體現(xiàn)為區(qū)域可達性程度，包括區(qū)域內(nèi)重點城鎮(zhèn)、鐵路、道路以及水域可達性程度，數(shù)據(jù)利用ArcGIS 提取歐式距離計算出每個柵格單元的可達性值。表征區(qū)域發(fā)展狀態(tài)的經(jīng)濟因子包括人口密度、夜間燈光分布以及POI 密度。以上數(shù)據(jù)均來源于中國科學院資源環(huán)境科學與數(shù)據(jù)中心。限制因子選取地區(qū)土地利用總體規(guī)劃中耕地保護紅線以及生態(tài)紅線區(qū)域（表4）。所用數(shù)據(jù)均通過ArcGIS 處理為柵格大小為30 m×30 m 的數(shù)據(jù)，使其滿足Flus模型數(shù)據(jù)要求。

表4 情景模擬主要數(shù)據(jù)說明及來源

2 結(jié)果與分析

2.1 2010—2018 年區(qū)域土地利用/覆被格局變化特征

首先對2010—2018 年研究區(qū)域土地利用結(jié)構(gòu)與轉(zhuǎn)移矩陣進行統(tǒng)計分析。由圖3、表5 可知，2018年區(qū)域內(nèi)城鎮(zhèn)及工礦用地占比較低，總面積為308.36 km2，僅占區(qū)域總面積的5.99%，地區(qū)經(jīng)濟社會發(fā)展?jié)摿薮蟆^(qū)域生態(tài)類用地占比超過城鎮(zhèn)及工礦用地，總面積為1 231.44 km2，占研究區(qū)域總面積的23.90%，其中水域占比超90%，沿線地區(qū)水資源豐富。地區(qū)主要用地類型為耕地及農(nóng)村居民點，其面積分別為2 932.73、677.19 km2，總計占比高達70.10%，耕地儲備豐富，農(nóng)村地區(qū)廣袤。除耕地及農(nóng)村居民點外，清江浦區(qū)以城鎮(zhèn)及工礦用地為主要用地類型，區(qū)內(nèi)城鎮(zhèn)及工礦用地占比超過20%?；窗矃^(qū)和阜寧縣用地類型以耕地為主，區(qū)域內(nèi)耕地占比均超過60%，耕地面積總和達到了1 779.90 km2；水域面積占比排名第二，合計579.73 km2。濱海縣各類型用地數(shù)量為4 區(qū)（縣）中最高，其中耕地面積1 026.68 km2，占比52.69%；其次為生態(tài)類型用地，總面積538.55 km2，占比約為27.63%；城鎮(zhèn)及工礦用地數(shù)量占比最少為6.39%，但其面積仍為沿線地區(qū)最高。

表5 2010—2018 區(qū)域土地利用變化率結(jié)果

圖3 2018 年區(qū)域土地利用結(jié)構(gòu)

從2010—2018 年研究區(qū)域4 個區(qū)（縣）各類用地變化來看，農(nóng)村居民點均處于增加的態(tài)勢，然而耕地數(shù)量卻有著不同程度的流失。除濱?？h外，各區(qū)（縣）城鎮(zhèn)及工礦用地數(shù)量同樣有所增長，區(qū)域城鎮(zhèn)化進程穩(wěn)步推進。由于濱海縣對沿海灘涂的保護，濱?？h沿海工礦用地數(shù)量大幅縮減，取而代之的是水域面積的增長。區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)生態(tài)類用地減少的狀況，部分區(qū)域草地、林地數(shù)量呈減少趨勢。

2.2 2018—2030 年工程影響下區(qū)域土地利用/覆被格局變化分析

為研究河道工程建設(shè)對沿線地區(qū)土地利用的影響，本研究利用Flus 模型模擬2030 年沿線區(qū)域在有無工程建設(shè)情景下土地利用格局變化并對比各情景模擬結(jié)果。模擬結(jié)果如圖4 所示，Q1、Q2、Q3 分別代表自然發(fā)展情景、保障發(fā)展情景與耕地保護情景。

圖4 2030 年多情景土地利用預測

2.2.1 多情景區(qū)域土地利用/覆被變化結(jié)果 由于各區(qū)域土地利用驅(qū)動因子及土地利用格局差異，針對不同情景，土地利用變化結(jié)果互異。

在自然發(fā)展情景下，淮河入海水道沿線地區(qū)土地利用變化格局總體呈現(xiàn)耕地面積逐年縮減，建設(shè)用地數(shù)量逐年增加的特點。耕地減少區(qū)域集中分布在城鎮(zhèn)周圍，其中清江浦區(qū)耕地流失現(xiàn)象最為嚴重，區(qū)域內(nèi)耕地數(shù)量縮減近10%；阜寧縣耕地流失數(shù)量最少，僅占地區(qū)耕地數(shù)量的0.11%。由于經(jīng)濟社會不斷發(fā)展，建設(shè)用地成為區(qū)域各類用地中增長幅度最大的用地類型。沿線4 個區(qū)（縣）新增建設(shè)用地占比均超過10%且集中分布在現(xiàn)有城鎮(zhèn)中心周邊。此情景下生態(tài)類用地變化較小，城鎮(zhèn)區(qū)域擴張并沒有破壞生態(tài)類用地的整體布局。

在保障發(fā)展情景下，河道工程的實施對區(qū)域土地利用變化格局產(chǎn)生的外部性影響主要體現(xiàn)在以下幾個方面。①生態(tài)類用地格局變化，河道拓寬導致淮河入海水道北側(cè)水域面積增加，但與此同時沿線區(qū)域林地、草地范圍相比自然發(fā)展情景下略有縮減。②區(qū)域內(nèi)建設(shè)用地數(shù)量進一步增長，清江浦區(qū)建設(shè)用地總量增長最高，約為12.92%，阜寧縣增長最低，為4.74%。城鎮(zhèn)及工礦用地范圍呈現(xiàn)沿河流或向河流方向擴大的趨勢，農(nóng)村居民點無明顯變化。③耕地面積進一步縮減，各區(qū)（縣）耕地減少量總和為88.7 km2。河道拓寬以及建設(shè)用地擴張占用大量耕地，表現(xiàn)為區(qū)域內(nèi)農(nóng)村各地區(qū)耕地均減少，入海水道北側(cè)減少顯著。

相比保障發(fā)展情景，耕地保護情景下區(qū)域耕地流失情況得到明顯改善，除水域外生態(tài)類用地縮減趨勢有所緩解。耕地數(shù)量相比自然發(fā)展情景減少37.55 km2，遠低于保障發(fā)展情景下耕地減少量，其中阜寧縣耕地數(shù)量出現(xiàn)增長趨勢。此情景下受影響最大的地類為城鎮(zhèn)及工礦用地，其數(shù)量相比自然發(fā)展情景減少約8.27%，顯著制約了地區(qū)城鎮(zhèn)化發(fā)展。其變化表現(xiàn)為重點式減少、均衡式增長的特點，總體呈減少趨勢。

2.2.2 河道工程建設(shè)對區(qū)域土地利用/覆被影響分析 考慮到淮河入海水道二期工程建設(shè)尚在設(shè)計規(guī)劃階段，本研究基于多情景視角，通過對比不同情景下土地利用變化情況，研究河道工程項目對目標區(qū)域土地利用變化的影響。

通過有無工程兩類情景對比可知，在保障發(fā)展情景下，河道工程建設(shè)占用沿線大量耕地，加快地區(qū)耕地流失速度，極大地影響了地區(qū)耕地保護與發(fā)展；此情景下建設(shè)用地擴張速度加快、空間布局更靠近河流，尤其是城鎮(zhèn)及工礦用地，表明工程實施后帶來的區(qū)位變化對地區(qū)城鎮(zhèn)化及經(jīng)濟發(fā)展起到一定的積極作用。

相反，在耕地保護情景下，河道工程建設(shè)占用地方建設(shè)用地指標，對地區(qū)城鎮(zhèn)規(guī)模的增長起到一定的制約作用。模擬結(jié)果表明，該情景可以有效促進耕地保護與發(fā)展，工程建設(shè)對沿線地區(qū)農(nóng)業(yè)灌溉等農(nóng)業(yè)生產(chǎn)要素帶來積極的影響。該情景對地區(qū)城鎮(zhèn)擴張的限制作用使得除水域外生態(tài)類用地縮減趨勢得到緩解。

多情景下區(qū)域土地利用變化表明，從發(fā)展的視角來看，河道工程建設(shè)對當?shù)亟?jīng)濟社會發(fā)展具有一定的促進作用，表現(xiàn)為改善農(nóng)業(yè)生產(chǎn)要素及地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展區(qū)位。但在短期內(nèi)，工程建設(shè)占用沿線地區(qū)大量土地會造成區(qū)域土地利用結(jié)構(gòu)性矛盾，將會對城鎮(zhèn)發(fā)展、耕地保護帶來一定壓力，地方政府不僅需要面對建設(shè)用地指標收縮的困境，還需要關(guān)注耕地流失過快帶來的負面影響。土地利用結(jié)構(gòu)與布局變化本質(zhì)上與國土空間變化協(xié)同，土地利用結(jié)構(gòu)性矛盾會對地區(qū)國土空間優(yōu)化利用產(chǎn)生一定的影響。研究表明，構(gòu)建科學適度有序的國土空間格局是實現(xiàn)地區(qū)高質(zhì)量發(fā)展的根本保證［24］。該河道工程建設(shè)的不利影響除了體現(xiàn)在沿線地區(qū)短期內(nèi)土地利用結(jié)構(gòu)性矛盾之外，更體現(xiàn)在國土空間布局優(yōu)化與地區(qū)高質(zhì)量發(fā)展的交互作用上。

3 小結(jié)與討論

本研究在基于Markov-Flus 復合模型對土地利用格局預測的基礎(chǔ)上，以淮河入海水道二期工程建設(shè)為例，增設(shè)河道工程建設(shè)情景。從多情景視角出發(fā)，定量地揭示了河道工程建設(shè)對沿線地區(qū)土地利用的影響，得出以下結(jié)論。

2010—2018 年淮河入海水道二期工程沿線區(qū)（縣）土地利用變化結(jié)果表明，研究區(qū)域主要用地類型為耕地，且表現(xiàn)為不斷縮減的趨勢。生態(tài)類用地分布格局及數(shù)量變化較小。建設(shè)用地不斷擴張，呈現(xiàn)耕地向建設(shè)用地轉(zhuǎn)變的趨勢。

多情景模擬結(jié)果表明，河道沿線區(qū)域并沒有因為工程建設(shè)而破壞生態(tài)類用地的整體格局，其中水域面積得到擴張。相較于自然發(fā)展情景，保障發(fā)展情景下耕地、草地和林地數(shù)量分別減少88.70、1.73和2.48 km2，水域和建設(shè)用地分別增長79.51 和13.40 km2；耕地保護情景下耕地與建設(shè)用地分別減少37.55 和42.11 km2，草地、林地和水域分別增長0.12、0.03 和79.51 km2。所有情景下地區(qū)都呈現(xiàn)耕地面積減少。工程建設(shè)后保障發(fā)展情景加速了區(qū)域城鎮(zhèn)擴張與經(jīng)濟發(fā)展；耕地保護情景對區(qū)域耕地流失的緩解效應顯著。

對比多情景模擬結(jié)果可知，淮河入海水道二期工程占用沿線地區(qū)大量土地，主要表現(xiàn)為建設(shè)用地供給量減少與耕地流失加劇，短期內(nèi)會造成區(qū)域土地利用結(jié)構(gòu)性矛盾，建成初期將不利于地區(qū)國土空間優(yōu)化利用與布局。但其建設(shè)能改善農(nóng)業(yè)生產(chǎn)要素以及提升區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展區(qū)位條件，對地區(qū)社會經(jīng)濟高質(zhì)量、可持續(xù)發(fā)展具有重大意義。

科學預測與評價大型河道工程建設(shè)對區(qū)域LUCC 的影響，不僅有利于工程決策者優(yōu)化設(shè)計方案以及政府部門協(xié)調(diào)空間規(guī)劃，同時能推動區(qū)域國土空間高效利用與發(fā)展。

從河道工程建設(shè)規(guī)劃設(shè)計入手，創(chuàng)新并拓展Flus 模型的運用范圍，依據(jù)現(xiàn)有規(guī)劃設(shè)計方案運用模型預測其對區(qū)域土地利用/覆被影響，填補大型河道工程對區(qū)域LUCC 影響評價的理論和方法空白。研究綜合耕地保護、城鎮(zhèn)開發(fā)協(xié)調(diào)發(fā)展，以淮河入海水道二期工程為例，運用Markov-Flus 復合模型預測了研究區(qū)域在有無河道工程建設(shè)情景下的土地利用/覆被變化情況，分析大型河道工程建設(shè)對區(qū)域土地利用產(chǎn)生的影響，為地方政府及工程決策者合理規(guī)避河道工程建設(shè)對區(qū)域土地利用/覆被產(chǎn)生的負面影響提供理論依據(jù)。除此之外，科學評價大型河道工程建設(shè)對區(qū)域LUCC 的影響，對區(qū)域優(yōu)化土地利用結(jié)構(gòu)、緩解地區(qū)土地利用矛盾、協(xié)調(diào)流域土地利用功能沖突具有積極意義。與此同時，區(qū)域土地利用與國土空間規(guī)劃息息相關(guān)，本研究能為區(qū)域進行“自下而上”的國土空間規(guī)劃以及空間高質(zhì)量發(fā)展提供參考［34］。對于淮河入海水道沿線區(qū)（縣）而言，河道工程建設(shè)產(chǎn)生的負面影響主要表現(xiàn)為工程征占地帶來的土地利用結(jié)構(gòu)性矛盾。因此，工程規(guī)劃部門需要優(yōu)化工程設(shè)計，減少棄土區(qū)等低效率占地問題；地方政府應當制定相應的國土空間規(guī)劃，促進空間協(xié)調(diào)發(fā)展，從而減少河道工程建設(shè)帶來的負面影響，促進地區(qū)經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展。