“三生” 空間視角下2000—2018年福州倉山區土地利用變化分析

楊辰叢海

摘? ? 要：為分析福州市倉山區“三生”用地變化特征，基于中科院2000、2010、2018年土地利用分類圖像，建構“三生”空間視角下土地利用體系，并計算土地利用轉移矩陣及景觀破碎化相關指數。結果表明，倉山區2000—2018年“三生”空間變化趨勢特征為生產生態用地、生態生產用地及生態用地占比下降，生活生產用地占比顯著上升，土地利用轉移的主體為生產生態用地向生活生產用地的轉移，而生態生產用地及生態用地轉移與變幅均較小。在時間上，呈現先劇烈后減緩的趨勢，2000—2010年轉移速度快，2010—2018年轉移趨勢放緩。景觀格局方面，整體景觀格局向破碎化趨勢演進，但景觀連通度上升。

關鍵詞：土地利用;“三生”空間;土地利用轉移矩陣;倉山區

中圖分類號：K909? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? DOI 編碼：10.3969/j.issn.1006-6500.2021.08.012

Analysis of Land Use Change in Cangshan District of Fuzhou from 2000 to 2018 under the Perspective of "Production-Living Ecological Space"

YANG Chenconghai

（School of Geographical Sciences， Fujian Normal University， Fuzhou， Fujian 350007，China）

Abstract： To analyze the change characteristics of three kinds of land in Cangshan District of Fuzhou City， based on the land use classification images of Chinese Academy of Sciences in 2000， 2010 and 2018， this paper constructedthe land use system from the perspective of Perspective of "Production-Living Ecological Space"， and calculated the land use transfer matrix and landscape fragmentation related index. The results showed that the spatial change trend of the perspective of "production-Living Ecological Space" in Cangshan District from 2000 to 2018 was characterized by a decline in the proportion of production ecological land， ecological production land and ecological land， and a significant increase in the proportion of living production land. The main body of land use transfer was the transfer from production ecological land to living production land， while the transfer and change of ecological production land and ecological land were small. From 2000 to 2010， the transfer speed was fast， and from 2010 to 2018， the transfer trend slowed down. In the aspect of landscape pattern， the overall landscape pattern was evolving towards fragmentation， but the landscape connectivity was increasing.

Key words： land use; Perspective of Production-Living Ecological Space;land use transfer matrix; Cangshan District

土地利用與地表覆被的變化是人類活動對地表環境影響與改造最直觀的體現，土地利用在特定時間段的變化往往能反映特定地區經濟、社會等發展情況[1]，其變化對地區生物多樣性、生態系統結構、環境承載力等尤為重要[2]。促進土地利用空間均衡有序發展，是堅持綠色發展、協調發展的必然要求[3]。近年來，遙感等技術手段的應用，使得廣泛且及時獲取土地利用變化狀況成為可能[4]，衡量土地利用現狀眾多模型及指數的提出，使得定量化研究土地利用變化特征成為可能[5]。土地利用變化已成為目前地理學界研究的熱點問題之一[6]。

“三生”空間基于土地所具有的生活空間、生產空間、生態空間的三重屬性[7]，將社會過程、經濟過程、生態過程動態映射至土地利用[8]，健康的“三生”空間格局，是城市綜合承載力達到最優狀態的必要保障[9]。張婷婷[10]、孟寶[11]、賴國華等[12]基于“三生”空間視角，分別對理縣、宜賓市、桂西南地區進行研究，取得一定進展。但目前仍較少見到“三生”空間視角下福州市倉山區土地利用變化的研究。

本研究基于中科院2000、2010、2018年土地利用分類圖像，根據歸類體系合并地類從而生成“三生”空間視角下土地利用類型數據，使用土地利用轉移矩陣、景觀格局指數計算定量化衡量倉山區“三生”空間用地類別及破碎程度的演變趨勢，為其今后土地利用科學化發展提供數據支撐。

1 材料和方法

1.1 研究區概況

福州市倉山區是福州市城區核心部分之一，位于南臺島，處25°15'～26°39'N，118°08'～120°31'E，目前已經建設成為福州市重要居住區域[13]。全區面積約142 km2，周邊洲地面積約8 km2，合計約150 km2。區內年平均降水量約1 400 mm，且顯著集中于6月，6月降水量約占全年降水量的70%，年平均相對濕度79%。2019年區內戶籍人口數量62.07萬人，約占福州市區總戶籍人口的21.42%。

1.2 研究方法

1.2.1 分類體系構建 本研究土地利用分類數據來源于中科院資源環境科學與數據中心。使用其根據目視解譯生成的2000、2010、2018年三個年度的土地利用分類圖像，分辨率均為30 m。沿行政區邊界對分類圖像進行裁剪，參考研究區相近的相關文獻[14]，對原始土地利用類型進行重新劃定與歸并（表1），從而形成基于“三生”空間理論的土地利用類型，并對其進行分析計算。

1.2.2 土地利用轉移矩陣 土地利用轉移矩陣是馬爾可夫模型在地理學方面的應用，反映不同土地利用類型向其他方向轉移的趨勢，可直觀表示土地利用變化特征[16]。其數學表達為：

Sxy=

S1n? ? ?…? ? ? ? Snn

式中，Sij表示研究時段初期i類土地利用類型在研究時段末期轉為j類土地利用類型的面積，單位為km2。在本研究中，每列數值總和表示研究初期對應土地利用類型總面積，每行數值總和表示研究末期對應土地利用類型總面積。

1.2.3 景觀格局破碎度與連通度指數分析 本研究將景觀格局分析視角集中于可反應景觀格局破碎度與連通度特征的指數上，均選用景觀（Landscape）級別的指數。選用斑塊密度（PD）、景觀形狀指數（LSI）、邊緣密度（ED）、Shannon多樣性指數（SHDI）4種指數來反映破碎化特征。這5種指數與破碎化特征的關系均為數值越高，則斑塊分布越破碎、邊界越復雜;另選用聚合度指數（AI）反面論證破碎化程度，該指數體現斑塊的聚合度數值越高則代表景觀越聚集，破碎化程度越低;同時選用蔓延度指數（CONTAG）表征景觀的連通度。各指數具體計算方法參照參考文獻[17]。

2 結果與分析

2.1 “三生”空間變化特征

倉山區土地利用呈現生產生態用地、生態生產用地及生態用地占比全部下降，生活生產用地占比上升（表2）。18年間，占比變化最大的是生活生產用地，上升20.88百分點;其次為生產生態用地，下降14.97百分點。生態生產用地與生態用地總體變化不大。

不同時間段內各用地類型變化速率不同。2000年至2010年生活生產用地提升較2010至2018年更快，相對應的生產生態空間下降也更快;而在2010至2018年，生活生產用地占比雖仍在上升，但上升速度顯著趨緩，同時生產生態用地下降趨勢減弱。

主導用地類型發生更迭。2000年，主導類型為生產生態用地，生產生態用地>生態用地>生活生產用地>生態用地;2010年，生活生產用地迅速超過生產生態用地，成為主導用地類型，生活生產用地>生產生態用地>生態用地>生態生產用地，該時點生產生態用地與生態用地占比已十分接近;2018年，倉山區土地利用類型仍以生活生產用地為主，且主導地位在2010年基礎上進一步強化，生產生態空間占比進一步縮小并低于生態用地，生活生產用地>生態用地>生產生態用地>生態生產用地。

2.2 土地利用轉移矩陣

土地利用變化體現不同年份用地類型的絕對增減，而轉移矩陣體現不同土地利用類型的增加來自于何種初始用地類型，或減少轉歸于何種現存用地類型。倉山區土地利用轉移顯著集中于生活生產用地與生產生態用地之間，顯著表現為生產生態用地向生活生產用地的轉移。生態生產用地與生態用地整體變化微弱。轉移矩陣反應的生活生產用地大幅上升及生產生態用地大幅下降，與空間類型占比變化相吻合。

根據初始數據，將研究時段劃分為2000—2010年和2010—2018年兩個時段。由表3可知，2000—2010年，變化最劇烈的為生活生產用地，其次為生產生態用地。在該時段內，新增的生活生產用地主要來自生產生態用地，其次為生態用地，再次為生態生產用地，與土地利用占比變化中生產生態用地面積占比下降幅度最大的特點相符。另外，生態生產用地及生態用地也有部分轉入生活生產用地，比例相對較小。

由表4可知，2010—2018年，主要空間類型變化仍集中于生活生產用地與生產生態用地之間，但變化幅度明顯下降，僅有4.66 km2的土地發生相應方向的轉換，生活生產用地的外擴速度降低。對比兩個時段，2000—2010年，生產生態用地、生態生產用地、生態用地向生活生產用地的轉移較2010—2018年更為明顯，土地利用變化更為劇烈，表現為原有的生活生產用地在2010年新生成的生活生產用地中占比僅為48.43%，2010年的生活生產用地有超過一半是由其他用地類型轉移。在該時段內，生產生態用地向生活生產用地轉移的速率與幅度也較2010—2018年更快，與土地利用占比變化特征相符。而在2010—2018年時間段內，新生活生產用地以原有生活生產用地為主，原有生活生產用地在新生活生產用地中占比達90.83%，其他用地類型向其轉移明顯減少。

2.3 景觀破碎度與連通度

由表5可知，倉山區景觀格局向破碎化趨勢演進，表現為正面反映景觀破碎化特征的PD、ED、LSI、SHDI在研究時段內全部呈現上升變化。其中，PD指數的上升幅度最為明顯;ED、LSI、SHDI 3種指標變化幅度存在差異，但全部為增加趨勢，增加幅度不同與各指數本身具體算法存在差異有關。反映聚集度的AI指數呈現下降趨勢。這5種指標均反映倉山區“三生”空間格局總體向破碎化與分裂化的趨勢演進。

表征連通度的CONTAG指數在研究時段內有明顯提升，且2010—2018年的上升幅度較2000—2010年更大，其原因可能為生活生產用地成為該處優勢用地類型后，相鄰斑塊之間被其他用地類型分割的原有間隙被新增的少量生活生產用地彌合，在總體用地面積增加并不大的基礎上使景觀連通性得到較大幅度提升，從而導致連通度發生較大上升。

3 結 語

基于本研究所得數據，倉山區“三生”空間格局呈現以下變化特征。

倉山區2000—2018年“三生”空間變化趨勢特征為生產生態用地、生態生產用地及生態用地占比下降，生活生產用地占比顯著上升，并成為主導用地類型。土地利用轉移矩陣上，主體趨勢表現為其他三種用地類型向生活生產用地轉移，特別是生產生態用地向生活生產用地的轉移。且在時間上呈現先快后慢的變化趨勢，2000—2010年轉移速度快，而2010—2018年轉移趨勢放緩。生態生產用地與生態用地變化幅度相對較弱。景觀格局方面，整體景觀格局向破碎化趨勢演進，但景觀連通度上升。

致謝：感謝福建師范大學地理科學學院陳志強教授在本文撰寫中提供的寶貴建議！

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