滨海盐碱区土地利用功能权衡与协同研究 ——以黄骅市为例

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土地利用是国土空间的实体表现形态和核心主体。近年来滨海地区受到陆地和海洋的双重扰动,加之人类频繁的社会活动致使该地区出现了不同程度盐碱地空间布局不清晰、土地生产及生态功能低下、土地利用效率低等问题,限制了生态保护和资源高效利用的均衡同步,且土地利用多功能间出现了更复杂的协同或权衡关系。因此,如何协调滨海盐碱地区的多元土地系统功能、优化国土空间格局是破解其资源利用不充分与生态环境恶化的重要议题。本文结合农业、城镇、生态三类不同国土空间的发展目标,构建针对滨海盐碱区的土地利用功能权衡与协同研究体系,并以黄骅市为例进行实证研究。首先选取生产、生活及生态三方面指标,综合应用In VEST模型、统计数据空间化建模、产水量模型等方法对2000-2018年各项土地利用功能进行定量评价及时空演化分析;然后基于土地利用功能评价结果,引入波段集统计模型与双变量局部Moran’s I相结合的方法综合判别并分析土地利用功能权衡/协同关系及时空分异特征,并结合功能变化趋势方向,基于四象限法判定功能权衡与协同的组合类型;最后基于土地利用功能权衡与协同关系结果及单项功能值空间分布特征,采用面积占优法和尺度转换法划分土地利用功能区,并提出土地利用多功能优化路径。主要结论如下:(1)通过构建滨海盐碱区土地利用功能分类框架及评价模型,基于30m格网尺度获取2000年、2009年、2018年三个时间断面黄骅市各项土地利用功能状态值。结果表明2000-2018年黄骅市生产功能总体呈现南北增、东西减的趋势,变化幅度分别为1.8082、1.9399和1.6852;生活功能变化分布较零散,变化幅度分别为0.3349、1.8817和1.7600;水源涵养、土壤健康和生物多样性功能总体上呈增强态势,水源涵养功能变化幅度分别为1.3610、1.7527和1.7378,土壤健康功能变化幅度分别为0.2638、0.2343和0.2914,生物多样性功能变化幅度分别为1.7972、1.9760和1.9732。(2)基于滨海盐碱区土地利用功能权衡与协同关系分析模型,得到2000-2018年黄骅市土地利用功能权衡与协同关系的时空分异特征,结果表明:生产-生活功能总体呈现减弱式协同关系,自西北至东南呈弯曲条状分布;生产-水源涵养/生物多样性功能总体呈现减弱式协同关系,自西北至东南呈细碎斑块状分布;生产-土壤健康功能总体呈现稳中有减的协同关系,协同增强型自北至南呈“工”字型分布,协同减弱型自西北至东南呈大斑块状分布;生活-水源涵养/生物多样性功能整体呈现增强式权衡关系,自西北至东南呈细碎斑块状分布;生活-土壤健康功能及土壤健康-生物多样性功能总体呈现稳中有增的协同关系,权衡型自北至南呈“C”字型分布;水源涵养-土壤健康功能整体呈现增强式协同关系;水源涵养-生物多样性功能总体呈现稳中有减的协同关系,与生产-生物多样性功能空间分布具有高度相似性。(3)基于黄骅市150m格网尺度下土地利用功能权衡/协同空间分布结果,采用面积占优法划分土地利用功能区,并提出相应的优化路径。结果表明:黄骅市可划分为农业生产区、城镇发展核心区、城乡优化发展区、整治改良区、自然保护区和生态修复区6种功能区。农业生产区占288.59km2,其生产-土壤健康协同增强型占比最大,为55.07%,应以发展生态特色农业为主,并加强湿地保护,注重水源涵养。城镇发展核心区占514.05km2,其生产-生活功能协同增强型占比最大,为42.84%,应推进产业“转型-升级-优化”,增加城镇绿地面积,生态-生活协同发展。城乡优化发展区占116.04km2,其生活-生产功能权衡型占比最大,为53.77%,应以发展都市农业,建设特色小城镇为主。整治改良区占462.07km2,其生产-土壤健康功能协同减弱型占比最大,为50.50%,应注重提升土壤肥力,提高粮食产量,构建盐碱地改良技术体系。自然保护区占683.42km2,其生物多样性-水源涵养权衡型占比最大,为52.42%,应以保护生态为主,兼顾改善民生和生态退耕。生态修复区占364.56km2,其水源涵养-生物多样性功能协同减弱型占比最大,为86.19%,应以生态景观为切入点,注重生物多样性保护。本研究进一步丰富和拓展了土地变化科学的研究内容,为县域尺度的土地利用功能分区研究提供方法参考,为国土空间规划提供新的视角;同时能够为保障粮食安全、实现滨海盐碱区生态保护和土地资源高效利用的同步提高、土地利用多功能协调发挥提供科学指导,有助于决策者在区域可持续发展框架下做出更科学的土地管理决策。
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