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在中国快速城镇化背景下,城乡建设用地是土地利用变化中最活跃的类型,伴随经济社会高速发展,新农村建设和乡村振兴等战略推动以农村居民点为主的乡村建设用地发生着复杂的变化;三峡库区自投入运行以来,从水利调节、航道运输、能源发电等方面带来巨大效益,促进长江中上游地区经济社会快速发展,但三峡库区也面临着地质灾害、水环境污染、生态脆弱等生态环境问题,城乡建设用地转型与区域生态环境之间复杂的作用机制;深入剖析三峡库区城乡建设用地转型特征及其生态环境效应,对实现城乡统筹发展、构建长江上游生态屏障、促进经济社会绿色发展等具有重要的战略意义.
以土地利用转型视角,基于三峡库区土地利用数据、DEM数据、生态环境类数据等.从结构数量特征、来源与去向、景观形态、空间分布特征等方面揭示三峡库区城乡建设用地显性转型特征.从城乡建设用地结构指数、效率指数、功能指数等维度构建城乡建设用地隐性形态综合指数模型,以刻画城乡建设用地隐性形态变化过程,定量分析三峡库区城乡建设用地隐性转型特征.评价三峡库区生境质量和生境退化程度,分析库区生境质量时空变化规律,定性判断城乡建设用地与区域生境质量的关系;构建像元修正的生态环境质量指数,分析生态环境质量变化的时空特征,在此基础上运用生态贡献率定量分析城乡建设用地转型对生态环境的影响,揭示城乡建设用地转型的生态环境效应.主要分析结果有:
(1)2000-2018年三峡库区城乡建设用地面积规模呈:城镇用地＞农村居民点用地＞其它建设用地;农村居民点用地和其它建设用地在库区城乡建设用地中的份额逐渐下降.城乡建设用地减少去向包括转为其它非建设用地和城乡建设用地内部互转两种方式;新增城乡建设用地来源以耕地和林地为主.城镇用地斑块面积(CA)快速增加,反映城镇用地以"外延式"为主快速扩张,农村居民点用地斑块数量(NP)快速增加,反映农村居民点用地"飞地式"的扩张过程.城乡建设用地显性转型存在显著的空间格局特征,显性转型最剧烈的区域集中在重庆主城区,受城市扩张的影响,在这些区域转型变化以城镇用地快速大量扩张为主.
(2)从结构指数、效率指数、社会功能指数、经济功能指数、生态功能指数等维度选择指标构建城乡建设用地隐性形态综合指数模型,以刻画城乡建设用地隐性形态变化过程.2000-2018年三峡库区城乡建设用地隐性形态综合指数变化率既有正值也有负值,反映三峡库区城乡建设用地隐性转型水平既有提高也有下降的复杂情况;城乡建设用地隐性转型时空格局特征显著,隐性转型水平提升的区域远远多于下降的区域.分析认为三峡库区城乡建设用地转型存在城镇用地快速扩张造成土地资源浪费,城乡建设用地空间分布不均衡结构不合理等问题.
(3)2000-2018年三峡库区生境质量总体呈上升趋势.生境质较高区域空间格局稳中有增,主要分布在各大山脉及远离城乡建设用地的区域,其对库区生态环境质量的改善作用较为明显;低质量等级增加3.67%,扩张的空间位置主要围绕城乡建设用地扩张方向进行,生境退化区域主要分布在重庆主城建成区所在区域,不断向外扩张,城乡建设用地中以城镇用地为主,对三峡库区局部区域的生境质量存在一定负面影响;生境质量平均值"先增后减",整体呈上升趋势,由2000年0.6197增加至2018年的0.6264.反映出库区存在局部区域生境质量略微下降,但其对三峡库区整体的生境质量影响不明显,库区整体生境质量逐渐向好发展.
(4)2000-2018年三峡库区生态环境质量逐渐上升,空间上呈"东高西低"的分布特征,空间格局呈"两扩"的变化特征.生态环境低质量区和高质量区明显扩张,高质量区增加7.79%,年均增幅超过0.4%,低质量区增加2.56%,年均增幅不足0.14%,高质量区增加幅度明显高于低质量区增加幅度.反映了局部区域生态环境质量有所下降,但三峡库区整体生态环境质量明显呈向好的变化趋势.
(5)促进局部区域生态环境质量改善的转型类型以城乡建设用地转为林地、耕地和水域为主,这些土地利用类型对区域生物多样性保护、生态环境自我净化修复和生态环境的稳定性等十分重要;但这类转型面积非常小,对区域整体的生态环境质量改善作用有限.导致三峡库区城乡建设用地所在局部区域生态环境质量下降的转型类型以耕地和林地转为城乡建设用地为主,大量具有生态保育价值的土地被城乡建设用地替代,建设用地不透水性以及高强度的人类经济社会活动等对生态环境的干扰,对城乡建设用地所在局部区域生态环境产生负面影响,但随着一系列的生态环境政策落地实施,在一定程度上削弱了建设用地转型对局部区域生态环境质量的负面影响.
以土地利用转型视角,基于三峡库区土地利用数据、DEM数据、生态环境类数据等.从结构数量特征、来源与去向、景观形态、空间分布特征等方面揭示三峡库区城乡建设用地显性转型特征.从城乡建设用地结构指数、效率指数、功能指数等维度构建城乡建设用地隐性形态综合指数模型,以刻画城乡建设用地隐性形态变化过程,定量分析三峡库区城乡建设用地隐性转型特征.评价三峡库区生境质量和生境退化程度,分析库区生境质量时空变化规律,定性判断城乡建设用地与区域生境质量的关系;构建像元修正的生态环境质量指数,分析生态环境质量变化的时空特征,在此基础上运用生态贡献率定量分析城乡建设用地转型对生态环境的影响,揭示城乡建设用地转型的生态环境效应.主要分析结果有:
(1)2000-2018年三峡库区城乡建设用地面积规模呈:城镇用地＞农村居民点用地＞其它建设用地;农村居民点用地和其它建设用地在库区城乡建设用地中的份额逐渐下降.城乡建设用地减少去向包括转为其它非建设用地和城乡建设用地内部互转两种方式;新增城乡建设用地来源以耕地和林地为主.城镇用地斑块面积(CA)快速增加,反映城镇用地以"外延式"为主快速扩张,农村居民点用地斑块数量(NP)快速增加,反映农村居民点用地"飞地式"的扩张过程.城乡建设用地显性转型存在显著的空间格局特征,显性转型最剧烈的区域集中在重庆主城区,受城市扩张的影响,在这些区域转型变化以城镇用地快速大量扩张为主.
(2)从结构指数、效率指数、社会功能指数、经济功能指数、生态功能指数等维度选择指标构建城乡建设用地隐性形态综合指数模型,以刻画城乡建设用地隐性形态变化过程.2000-2018年三峡库区城乡建设用地隐性形态综合指数变化率既有正值也有负值,反映三峡库区城乡建设用地隐性转型水平既有提高也有下降的复杂情况;城乡建设用地隐性转型时空格局特征显著,隐性转型水平提升的区域远远多于下降的区域.分析认为三峡库区城乡建设用地转型存在城镇用地快速扩张造成土地资源浪费,城乡建设用地空间分布不均衡结构不合理等问题.
(3)2000-2018年三峡库区生境质量总体呈上升趋势.生境质较高区域空间格局稳中有增,主要分布在各大山脉及远离城乡建设用地的区域,其对库区生态环境质量的改善作用较为明显;低质量等级增加3.67%,扩张的空间位置主要围绕城乡建设用地扩张方向进行,生境退化区域主要分布在重庆主城建成区所在区域,不断向外扩张,城乡建设用地中以城镇用地为主,对三峡库区局部区域的生境质量存在一定负面影响;生境质量平均值"先增后减",整体呈上升趋势,由2000年0.6197增加至2018年的0.6264.反映出库区存在局部区域生境质量略微下降,但其对三峡库区整体的生境质量影响不明显,库区整体生境质量逐渐向好发展.
(4)2000-2018年三峡库区生态环境质量逐渐上升,空间上呈"东高西低"的分布特征,空间格局呈"两扩"的变化特征.生态环境低质量区和高质量区明显扩张,高质量区增加7.79%,年均增幅超过0.4%,低质量区增加2.56%,年均增幅不足0.14%,高质量区增加幅度明显高于低质量区增加幅度.反映了局部区域生态环境质量有所下降,但三峡库区整体生态环境质量明显呈向好的变化趋势.
(5)促进局部区域生态环境质量改善的转型类型以城乡建设用地转为林地、耕地和水域为主,这些土地利用类型对区域生物多样性保护、生态环境自我净化修复和生态环境的稳定性等十分重要;但这类转型面积非常小,对区域整体的生态环境质量改善作用有限.导致三峡库区城乡建设用地所在局部区域生态环境质量下降的转型类型以耕地和林地转为城乡建设用地为主,大量具有生态保育价值的土地被城乡建设用地替代,建设用地不透水性以及高强度的人类经济社会活动等对生态环境的干扰,对城乡建设用地所在局部区域生态环境产生负面影响,但随着一系列的生态环境政策落地实施,在一定程度上削弱了建设用地转型对局部区域生态环境质量的负面影响.