成都平原城市群2000-2019年土地利用變化及其生態(tài)環(huán)境效應(yīng)

王 晶, 侯蘭功, 何小勤, 劉 濤, 鄧瑩佳

(1.西南科技大學(xué) 土木工程與建筑學(xué)院, 四川 綿陽 621000; 2.湖州師范學(xué)院, 浙江 湖州 313000)

土地是人類賴以生存的資源和載體，土地利用變化是由人類活動與環(huán)境變遷相互作用下產(chǎn)生的一種復(fù)雜轉(zhuǎn)變[1-2]。自改革開放以來，隨著中國經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，城市化進(jìn)程加快，城市建設(shè)用地進(jìn)一步擴(kuò)張，從而導(dǎo)致土地利用本底格局發(fā)生巨大改變，人地矛盾突出，植被破壞、土地荒漠化、水土流失以及土壤污染等生態(tài)環(huán)境問題[3-4]頻頻出現(xiàn)。隨著全球環(huán)境變化研究的不斷深入，學(xué)術(shù)界普遍認(rèn)為土地利用變化是引發(fā)生態(tài)環(huán)境變化的重要因素之一，其中土地利用/覆被變化與生態(tài)環(huán)境之間有著密切且復(fù)雜內(nèi)在聯(lián)系，土地利用要素改變往往會造成各種生態(tài)環(huán)境問題[5-6]。對于快速城鎮(zhèn)化地區(qū)，人類活動的干擾強(qiáng)烈，土地利用對生態(tài)環(huán)境的影響更為復(fù)雜，揭示土地利用變化規(guī)律及其生態(tài)效應(yīng)特征，對于建設(shè)區(qū)域生態(tài)文明及可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

19世紀(jì)以來，世界范圍內(nèi)的工業(yè)化、城鎮(zhèn)化提速明顯，城市問題突出，城鎮(zhèn)化地區(qū)的土地利用變化引起的環(huán)境效應(yīng)得到廣泛關(guān)注。在19世紀(jì)中期，George Perkings Marsh出版了《Man and Nature》，首次探討論述了土地利用變化與生態(tài)環(huán)境之間的關(guān)系，為協(xié)調(diào)土地利用變化與生態(tài)環(huán)境提供了理論指導(dǎo)[7-9]。1995年土地利用/覆被變化研究計劃由IGBP和IHDP共同發(fā)起[10-11]，使全球土地利用變化與生態(tài)環(huán)境效應(yīng)之間的聯(lián)系更加緊密。之后提出“全球土地計劃”，進(jìn)一步推動了土地利用/覆被變化的生態(tài)環(huán)境效應(yīng)研究，使土地利用/覆被變化的重心落在對生態(tài)環(huán)境的影響上。國外學(xué)者對土地利用/覆被變化及其生態(tài)環(huán)境效應(yīng)的研究，主要是從土地利用變化對大氣環(huán)境的影響、對水資源的影響以及對土壤的影響等單一自然因素方面進(jìn)行研究[12-14]。中國學(xué)者對于土地利用/覆被變化的研究著重于城市化地區(qū)以及生態(tài)環(huán)境敏感區(qū)兩個區(qū)域。尹占娥等[15]分析了典型快速化區(qū)域浦東新區(qū)土地利用變化特征，發(fā)現(xiàn)土地利用變化會引起一系列的生態(tài)環(huán)境問題。張芳怡等[16]發(fā)現(xiàn)蘇州市生態(tài)環(huán)境質(zhì)量下降是由于耕地向建設(shè)用地轉(zhuǎn)換，生態(tài)環(huán)境質(zhì)量上升是由耕地向水域轉(zhuǎn)換導(dǎo)致。黃忠華等[17]認(rèn)為快速城鎮(zhèn)化地區(qū)建設(shè)用地的增加或減少是影響生態(tài)環(huán)境的主要原因。且早期國內(nèi)關(guān)于城鎮(zhèn)化所導(dǎo)致的土地利用變化的生態(tài)效應(yīng)研究，主要集中于土地利用變化對土壤、水環(huán)境以及生物多樣性等單一生態(tài)要素的影響[18-19]，部分學(xué)者分析了土地利用變化對景觀格局及生態(tài)質(zhì)量等生態(tài)效應(yīng)的影響[20-21]，后期擴(kuò)展到土地利用變化對區(qū)域整體生態(tài)環(huán)境的影響研究[22-25]。研究范圍集中于東南沿海經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)區(qū)域[26-27]，而對于西部快速城鎮(zhèn)化區(qū)域和經(jīng)濟(jì)發(fā)展核心區(qū)域關(guān)注較少，同時西南地區(qū)城鎮(zhèn)化快速發(fā)展下所引起的環(huán)境問題亟待解決。

成都平原城市群是四川省核心經(jīng)濟(jì)區(qū)域以及城鎮(zhèn)化進(jìn)程較快的典型區(qū)域，作為西南地區(qū)重要發(fā)展區(qū)域之一，在快速城鎮(zhèn)化背景下城市擴(kuò)展與生態(tài)環(huán)境之間的矛盾突出，具有一定代表性。鑒于此，本文以2000—2019年的成都平原城市群土地利用數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，首先分析城市群的土地利用時空變化特征，然后對該區(qū)域土地利用變化及其生態(tài)環(huán)境效應(yīng)進(jìn)行定量分析，以期為西部城市群土地資源管理和城市開發(fā)、建設(shè)提供理論支持和實踐參考，同時為中國城市群的土地利用管理、生態(tài)環(huán)境保護(hù)等相關(guān)政策的制定提供參考。

1 研究區(qū)概況與研究方法

1.1 研究區(qū)概況

成都平原城市群位于中國四大盆地之一的四川盆地的西部，大部分位于川西平原地區(qū)(圖1)，位于29°25′—33°02′N和102°49′—105°03′E之間，具體包括成都、德陽、眉山、樂山、雅安、資陽(不含安岳)、綿陽(不含鹽亭)7個地級市，形成了西部敞口的地理環(huán)狀帶，總面積約8.10×104km2，是典型的平原城市群。成都平原城市群2019年常住人口3.53×107人，GDP達(dá)到2.70×1012元，占全省的58%，處于四川省核心經(jīng)濟(jì)區(qū)域，是四川省城市群中經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)最好、綜合實力最強(qiáng)的經(jīng)濟(jì)區(qū)。統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，成都平原城市群城鎮(zhèn)化率由2000年的34.22%提升至2019年的55.2%，其年均增長率為1.2%，處于明顯的快速城鎮(zhèn)化階段[28]。在此背景下，人口的大規(guī)模集中導(dǎo)致土地利用發(fā)生急劇變化，城市群建設(shè)用地擴(kuò)張導(dǎo)致大量耕地被占用。近20 a來，成都平原城市群建設(shè)用地面積由1 986.19 km2擴(kuò)展至3 690.59 km2，快速城鎮(zhèn)化背景下的土地利用變化必將對生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生一系列影響亟待解決。

a 四川省城市群空間分布 b 成都平原城市群規(guī)劃范圍

1.2 數(shù)據(jù)來源與處理

本研究采用2000—2019年5期土地利用數(shù)據(jù)，遙感影像數(shù)據(jù)均來自地理空間數(shù)據(jù)云(http:∥www.gscloud.cn/)(表1)。運(yùn)用ENVI5.3中Seamless Mosaic工具鑲嵌，再利用Subset Data from ROIs工具裁剪，經(jīng)ERDAS IMAGINE9.3中圖像增強(qiáng)、輻射定標(biāo)、大氣矯正、裁剪等步驟，利用最大似然法對假彩色影像進(jìn)行監(jiān)督分類后得到。利用Google Earth的高分辨率影像對分類結(jié)果進(jìn)行對比修正處理，最后隨機(jī)選取500個樣本點對修正后分類結(jié)果進(jìn)行精度驗證，使吻合度基本一致，總體精度均大于85%，能夠為這次研究提供數(shù)據(jù)支持。

表1 成都平原城市群影像來源

土地利用分類采用中國科學(xué)院資源環(huán)境數(shù)據(jù)庫中的土地利用分類系統(tǒng)[29]，本文根據(jù)該系統(tǒng)土地資源利用方式和覆蓋特征將其分為兩級：①一級主要根據(jù)土地的資源屬性和利用屬性分為耕地、林地、草地、水域、建設(shè)用地和未利用土地6種類型；②二級主要根據(jù)土地自然屬性分為22種類型(水田、旱地、有林地、灌木林、疏林地、其他林地、高覆蓋草地、中覆蓋草地、低覆蓋草地、河渠、湖泊、水庫坑塘、永久性冰川雪地、灘地、城鎮(zhèn)用地、農(nóng)村居民點、其他建設(shè)用地、沙地、鹽堿地、沼澤地、裸土地、裸巖石質(zhì)地)。

受文章篇幅影響，本文在進(jìn)行土地利用變化及轉(zhuǎn)移分析時將土地利用類型歸并為一級類進(jìn)行分析；為了更加深刻的反映土地利用變化對其生態(tài)效應(yīng)的影響，本文生態(tài)環(huán)境效應(yīng)部分采用土地利用二級分類體系。為建立土地利用變化與生態(tài)環(huán)境質(zhì)量的數(shù)量關(guān)系，本文參考李曉文等[22],方創(chuàng)琳等[30]的研究成果，對22個土地利用類型所具有的生態(tài)環(huán)境質(zhì)量進(jìn)行模糊賦值(表2)。

表2 成都平原城市群土地利用分類系統(tǒng)及生態(tài)環(huán)境指數(shù)賦值

1.3 研究方法

1.3.1 土地利用變化分析

(1) 土地利用轉(zhuǎn)移矩陣。土地利用轉(zhuǎn)移矩陣來自于系統(tǒng)分析中對系統(tǒng)狀態(tài)與狀態(tài)轉(zhuǎn)移的定量描述[31]。轉(zhuǎn)移矩陣是將各地類土地利用變化的轉(zhuǎn)移面積按矩陣形式排列，通過這一矩陣可以分析土地利用結(jié)構(gòu)變化以及方向變化。其表達(dá)形式如下：

式中：Sij表示初期的第i種土地利用類型轉(zhuǎn)變?yōu)槟┢诘牡趈種土地利用類型的面積;i,j分別為研究初期與末期的土地利用類型;n為土地利用類型的數(shù)目。轉(zhuǎn)移矩陣中,行表示初期的第i種土地利用類型,列表示末期的第j種土地利用類型。

(2) 用地變化率指數(shù)。用地變化率指數(shù)，是指研究期間內(nèi)，土地利用類型i從研究初期到研究末期單位面積發(fā)生的改變，反映不同用地類型的變動態(tài)強(qiáng)度特征。其計算公式為：

式中：Ki為研究時段內(nèi)某一種用地類型的變化率； LUit0和LUit1分別表示研究期內(nèi)初期和末期某類生態(tài)用地土地利用類型i的面積；T為研究時段。

1.3.2 用地生態(tài)價值重要性計算方法 土地利用類型通常按照一定的生態(tài)環(huán)境視角來劃分，土地利用類型的不同，導(dǎo)致其生態(tài)環(huán)境質(zhì)量具有明顯差異[32]。

(1) 城市群各類用地生態(tài)價值重要性研究方法，能夠表征區(qū)域內(nèi)各類用地類型占該區(qū)域生態(tài)價值總量的重要程度。其公式為：

Evi=LUiCi

(3)

式中：LUi為研究期內(nèi)成都平原城市群各類用地的面積；Ci為各類用地i的生態(tài)環(huán)境指數(shù)； Evri為各類用地i的生態(tài)價值重要性。

(2) 城市群擴(kuò)展的生態(tài)價值貢獻(xiàn)率。城市群擴(kuò)展的生態(tài)價值貢獻(xiàn)率研究方法，能夠反映研究期間內(nèi)同一用地類型的生態(tài)價值變動情況及其對城市群生態(tài)價值變動總量的干擾程度，即貢獻(xiàn)率。計算公式為：

式中：Evimax為某類土地利用類型i在研究期間內(nèi)的最大生態(tài)價值； Evimin為某類土地利用類型i在研究期間內(nèi)的最小生態(tài)價值； Lecvi為城市群擴(kuò)展的生態(tài)價值貢獻(xiàn)率。

1.3.3 城市群生態(tài)環(huán)境質(zhì)量指數(shù) 綜合考慮區(qū)域內(nèi)各土地利用所具有的生態(tài)質(zhì)量及面積比例，以EV值定量表征某一區(qū)域內(nèi)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量的總體狀況，EV值越大，表示生態(tài)環(huán)境質(zhì)量越高，反之，生態(tài)環(huán)境質(zhì)量越低。其表達(dá)式為：

式中：EVt為區(qū)域生態(tài)環(huán)境質(zhì)量指數(shù); LUi,Ci為該區(qū)域內(nèi)t時期第i種土地利用類型的面積和生態(tài)環(huán)境指數(shù); TA為該區(qū)域總面積;N為區(qū)域內(nèi)土地利用類型數(shù)量。

1.3.4 用地轉(zhuǎn)移的生態(tài)質(zhì)量動態(tài)演化 城市群土地利用轉(zhuǎn)移的生態(tài)質(zhì)量動態(tài)演化，指某一種土地利用類型變化所導(dǎo)致的城市群生態(tài)質(zhì)量的改變，主要分為生態(tài)環(huán)境改善及惡化兩類。其計算公式為：

LEI=(LEt+1-LEt)LA/TA

(7)

式中：LEI為土地利用轉(zhuǎn)移的生態(tài)質(zhì)量動態(tài)影響;其表征每一種變化類型所體現(xiàn)的一種生態(tài)價值流,使得城市群內(nèi)部某一區(qū)域的生態(tài)價值上升或降低。LE,LEt+1為某種土地利用變化類型所反映的變化初期和末期土地利用類型所具有生態(tài)質(zhì)量指數(shù); LA為該變化類型的面積; TA為區(qū)域總面積。

2 結(jié)果與分析

2.1 成都平原城市群土地利用時空演化分析

2.1.1 土地利用時空變化分析 2000—2019年成都平原城市群土地利用變化總體呈“四增兩減”的趨勢(表3)，建設(shè)用地、林地、水域、未利用地面積增長，草地、耕地面積減少。其中，建設(shè)用地面積增加最大，增加面積1 704.60 km2，主要發(fā)生在成都市中心城區(qū)邊緣；耕地減少面積最大，減少面積1 722.51 km2，大多發(fā)生在城區(qū)與近郊區(qū)的交界處、原有農(nóng)村居民點處以及各區(qū)縣及縣城附近。

表3 2000-2019年成都平原城市群土地利用面積變化特征 km2

分階段來看，2000—2010年成都平原城市群土地利用變化主要為建設(shè)用地、林地、未利用地以及水域4類用地面積增加，耕地、草地2類用地面積減少。其中，建設(shè)用地增加最多為914.52 km2，占2010年面積比例為31.53%，表明2000—2010年隨著研究區(qū)城鎮(zhèn)化的快速推進(jìn)，城市空間拓展，建設(shè)用地擴(kuò)張迅速；耕地減少最多為911.04 km2，國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)和房地產(chǎn)開發(fā)占用耕地，耕地呈持續(xù)減少趨勢。2010—2019年成都平原城市群土地利用變化主要為建設(shè)用地、水域用地面積增加，耕地、林地、草地、未利用地用地面積減少。

2010—2019年土地利用變化特征與2000—2010年相似，建設(shè)用地仍舊增加最多，增長面積790.07 km2，年均增長面積79.01 km2，占2019年面積比例為21.41%，但建設(shè)用地面積增長速度明顯放緩，新增建設(shè)用地面積同比下降13.3%，表明成都平原城市群有效落實“有保有壓”的調(diào)控政策，內(nèi)涵挖潛，積極盤活存量建設(shè)用地，節(jié)約集約用地水平持續(xù)提升。同時，耕地仍為減少面積最大的地類，表明受國家圍繞生態(tài)環(huán)境制訂的一系列生態(tài)保護(hù)政策影響，成都平原城市群實施退耕還林政策效果顯著，相比于2000—2010，2010—2019年耕地面積凈減少明顯放緩。

2.1.2 土地利用轉(zhuǎn)移分析 2000—2010年耕地轉(zhuǎn)向建設(shè)用地面積為1 064.62 km2，比例最大，轉(zhuǎn)移位置主要集中在各城市邊緣區(qū)，建設(shè)用地對近郊耕地的侵占(圖2)。其中，成都市耕地轉(zhuǎn)換為建設(shè)用地趨勢最明顯，這與其作為區(qū)域核心、經(jīng)濟(jì)發(fā)展較快密不可分。其次，耕地轉(zhuǎn)向林地面積較大，轉(zhuǎn)移面積為975.88 km2，轉(zhuǎn)移位置主要集中于西部丘陵與平原的交匯地帶，平原地區(qū)分布較少且分散。出現(xiàn)這一趨勢主要是由于農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)調(diào)整(由傳統(tǒng)糧食種植向林果種植轉(zhuǎn)變)以及退耕還林政策的影響。

圖2 2000-2019年成都平原城市群主要土地利用類型面積轉(zhuǎn)移特征

2010—2019年期間，耕地轉(zhuǎn)向林地最為激烈，轉(zhuǎn)移面積為1 456.59 km2；林地轉(zhuǎn)向耕地1 447.34 km2；耕地轉(zhuǎn)向建設(shè)用地1 207.13 km2，其原因仍為受退耕還林、耕地保護(hù)政策以及城鎮(zhèn)化快速發(fā)展的影響。由2000—2010，2010—2019兩期成都平原城市群土地利用轉(zhuǎn)移數(shù)據(jù)得出，2010—2019年期間土地利用轉(zhuǎn)移強(qiáng)度高于2000—2010年，表現(xiàn)為2010—2019年期間耕地轉(zhuǎn)建設(shè)用地面積、林草轉(zhuǎn)建設(shè)用地面積、水域轉(zhuǎn)建設(shè)用地的面積比2000—2010年期間所對應(yīng)的轉(zhuǎn)移面積分別增加142.51，10.3，20.93 km2。

2.1.3 變化率特征分析 根據(jù)城市群用地變化率指數(shù)計算結(jié)果如圖3所示。2000—2010年成都平原城市群用地變化率較高的土地利用類型為兩類：建設(shè)用地(6.47%)、未利用地(4.60%)，增加面積分別為：914.52，106.39 km2。2010—2019年，研究區(qū)用地變化率較高的土地利用類型包括兩類：建設(shè)用地(3.03%)、水域(1.25%)，增加面積分別為：790.07，106.54 km2。通過近20 a用地變化率指數(shù)的計算表明建設(shè)用地變化速率最為明顯，體現(xiàn)了研究區(qū)正處于快速城鎮(zhèn)化的過程中，城市空間快速拓展，建設(shè)用地增長迅速；對未利用地的開發(fā)強(qiáng)度不斷增強(qiáng)，使得土地后備資源充足；水域變化速率明顯，表明國家退耕還湖政策推行效果明顯。

圖3 2000-2019年成都平原城市群不同時段土地利用變化率

2.2 成都平原城市群土地利用變化生態(tài)環(huán)境效應(yīng)分析

2.2.1 生態(tài)價值重要性分析 近20 a來成都平原城市群林地的生態(tài)價值重要性最高為53.81%，且基本保持穩(wěn)定，對生態(tài)價值的影響較大(圖4)。其中，有林地是林地二級分類中生態(tài)價值重要性最高的子類型，其平均重要性為31.02%，其次疏林地生態(tài)價值影響也較大為12.44%，在以后的城市群土地利用過程中，盡量減少對有林地、疏林地的侵占并提升其質(zhì)量，避免生態(tài)價值的減少，保持良好的生態(tài)環(huán)境。其中，除林地生態(tài)價值重要性較高外，草地及耕地對研究區(qū)的生態(tài)價值影響也較大，生態(tài)價值重要性平均值分別為15.16%，26.82%。其高覆蓋草地和中覆蓋草地的平均值分別為6.79%，8.34%，旱地、水田為14.68%，12.94%。其中建設(shè)用地、水域、未利用地平均重要性均未超過2%，對研究區(qū)的生態(tài)價值影響較小。各類用地類型之間的生態(tài)價值重要性差異顯著，表明在城市群擴(kuò)展過程中，要注重對林地、耕地、草地及其主導(dǎo)重要性子類型的保護(hù)與合理利用，將其生態(tài)價值影響發(fā)揮到最大，避免在城市群擴(kuò)展過程中造成生態(tài)價值降低。其中2000—2019年建設(shè)用地增加最多，但建設(shè)用地生態(tài)價值重要性較小為1.98%。

圖4 2000-2019年成都平原城市群不同用地類型

2.2.2 用地擴(kuò)展生態(tài)價值貢獻(xiàn)率分析 近20 a來成都平原城市群建設(shè)用地面積增加了1 704.4 km2，生態(tài)用地面積減少了1 705.67 km2，兩者的變化對生態(tài)環(huán)境都產(chǎn)生影響。計算城市群擴(kuò)展的生態(tài)價值貢獻(xiàn)率(圖5)。如圖5所示，不同用地類型變動的生態(tài)貢獻(xiàn)率差異較大，介于0.02%～36.10%。其中耕地(36.10%)、林地(25.42%)、建設(shè)用地(18.14%)以及草地(15.08%)4類用地變動生態(tài)價值貢獻(xiàn)率較大，合計用地變動生態(tài)價值貢獻(xiàn)率為94.76%。這表明在城市群擴(kuò)展過程中這4類用地變化對生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生影響較大，在往后城市群擴(kuò)展過程中需注意這4類用地的變動速度及規(guī)模，而水域、未利用地變動對生態(tài)貢獻(xiàn)率較小，其用地變化對生態(tài)環(huán)境影響較小。

圖5 2000-2019年成都平原城市群擴(kuò)展的生態(tài)價值貢獻(xiàn)率

2.2.3 成都平原城市群生態(tài)環(huán)境變化及原因分析 在研究期間，成都平原城市群生態(tài)環(huán)境指數(shù)呈先降后升的特征，2000—2019年的區(qū)域生態(tài)環(huán)境質(zhì)量指數(shù)分別為0.453 8，0.453 7，0.458 6，0.458 0及0.458 6，其年均上升0.024%。結(jié)果表明，2000—2019年期間成都平原城市群總體生態(tài)環(huán)境較為穩(wěn)定，區(qū)域總體生態(tài)環(huán)境質(zhì)量穩(wěn)定。

成都平原城市群內(nèi)部生態(tài)環(huán)境質(zhì)量又分為改善和惡化兩種趨勢，這兩種趨勢在城市群內(nèi)部相互抵消，使城市群生態(tài)環(huán)境質(zhì)量保持總體穩(wěn)定。研究區(qū)一級類土地利用轉(zhuǎn)變貢獻(xiàn)率較大的轉(zhuǎn)移類型為耕地轉(zhuǎn)林地、草地轉(zhuǎn)林地，占改善貢獻(xiàn)率的81.44%(圖6)。

圖6 2000-2019年成都平原城市群一級類土地利用類型轉(zhuǎn)變生態(tài)貢獻(xiàn)率

對該區(qū)域生態(tài)環(huán)境惡化貢獻(xiàn)率較大的轉(zhuǎn)移類型為耕地轉(zhuǎn)建設(shè)用地、林地轉(zhuǎn)草地以及林地轉(zhuǎn)耕地，占惡化貢獻(xiàn)率的84.86%。在此期間，退耕還林是生態(tài)環(huán)境改善的主要原因，耕地、林地被其他用地占用是生態(tài)環(huán)境惡化的主要原因。因二級類用地生態(tài)特征更為明顯，本文進(jìn)一步分析了2000—2019年二級類土地利用轉(zhuǎn)移特征，詳細(xì)分析生態(tài)環(huán)境改善與惡化的趨勢。

2000—2019年導(dǎo)致成都平原城市群生態(tài)環(huán)境質(zhì)量改善的因素主要有退耕還林、還草和耕地內(nèi)部轉(zhuǎn)化、林地和草地之間及其內(nèi)部轉(zhuǎn)化，主要表現(xiàn)為生態(tài)質(zhì)量指數(shù)較低的用地類型向生態(tài)質(zhì)量指數(shù)較高的用地類型轉(zhuǎn)化(表4)。其中，退耕還林草部分占生態(tài)貢獻(xiàn)率的37.11%，林地內(nèi)部轉(zhuǎn)化部分占生態(tài)貢獻(xiàn)率的33.13%，林地和草地用地之間的轉(zhuǎn)化占生態(tài)貢獻(xiàn)率的9.55%。近20 a，導(dǎo)致研究區(qū)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量惡化的主要原因是城鄉(xiāng)建設(shè)用地規(guī)模擴(kuò)大、毀林毀草、圍湖造田、林地內(nèi)部的轉(zhuǎn)化以及林地和草地之間的轉(zhuǎn)化，表現(xiàn)為生態(tài)質(zhì)量指數(shù)較高的用地向生態(tài)質(zhì)量指數(shù)較低的用地轉(zhuǎn)化。其中，耕地轉(zhuǎn)化為建設(shè)用地部分占生態(tài)貢獻(xiàn)率的9.69%，林地和草地之間的轉(zhuǎn)換部分占生態(tài)貢獻(xiàn)率的9.90%，林地內(nèi)部轉(zhuǎn)化部分占生態(tài)貢獻(xiàn)率的17.17%，毀林草造田部分占生態(tài)貢獻(xiàn)率的41.56%。由此可見，林地與草地的退化是研究區(qū)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量惡化的主導(dǎo)原因，而林地與草地的增加以及其質(zhì)量改善是生態(tài)環(huán)境提升的主導(dǎo)因素。總體上，成都平原城市群雖同時存在生態(tài)環(huán)境改善和惡化兩種趨勢，但兩種趨勢一定程度上抵消，使其生態(tài)環(huán)境質(zhì)量總體保持動態(tài)穩(wěn)定趨勢。

表4 2000-2019年成都平原城市群導(dǎo)致區(qū)域生態(tài)環(huán)境變化的主要土地利用類型變化及貢獻(xiàn)率

3 結(jié) 論

成都平原城市群自然條件優(yōu)越，經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平較高，是城市群擴(kuò)展土地利用變化研究樣本區(qū)域。本研究運(yùn)用成都平原城市群土地利用數(shù)據(jù)，分析2000—2019年該區(qū)域土地利用變化特征，并探討了城市群擴(kuò)展對生態(tài)環(huán)境質(zhì)量的影響。

(1) 2000—2019年成都平原城市群土地利用變化面積呈現(xiàn)典型“四增兩減”特征。2000—2010，2010—2019土地利用變化特征相似，增加及減少最多的用地均為建設(shè)用地與耕地，但在2010—2019年用地變化趨勢放緩。近20 a，用地轉(zhuǎn)換主要為耕地轉(zhuǎn)向林地、耕地向建設(shè)用地轉(zhuǎn)化;其耕地轉(zhuǎn)移林地發(fā)正在西部丘陵與平原的交匯地帶，耕地轉(zhuǎn)移建設(shè)用地發(fā)生在各城市主城區(qū)與近郊區(qū)交界處以及各區(qū)縣附近。

(2) 成都平原城市群土地利用變化對生態(tài)環(huán)境影響顯著。研究時段內(nèi)，林地的年均生態(tài)價值重要性高達(dá)53.81%，占主導(dǎo)優(yōu)勢。土地利用變動對生態(tài)價值的影響差異較大，用地變動對生態(tài)價值貢獻(xiàn)率較高的為耕地、林地、建設(shè)用地、草地4類，合計貢獻(xiàn)率為94.76%。

(3) 2000—2019年期間成都平原城市群生態(tài)環(huán)境質(zhì)量基本保持穩(wěn)定，生態(tài)環(huán)境質(zhì)量呈現(xiàn)改善和惡化兩種趨勢并存的局面，區(qū)域生態(tài)環(huán)境質(zhì)量指數(shù)由0.453 8上升至0.458 6。導(dǎo)致研究區(qū)生態(tài)環(huán)境變化的原因主要為林草地面積增加或減少。

4 討 論

本文以成都平原城市群為研究對象，揭示快速城鎮(zhèn)化背景下成都平原城市群土地利用變化及其生態(tài)環(huán)境效應(yīng)，為城市群生態(tài)環(huán)境保護(hù)以及生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展提供科學(xué)依據(jù)。成都平原城市群用地變化特征主要為：建設(shè)用地大面積增加，耕地減少較多，用地轉(zhuǎn)換為耕地轉(zhuǎn)向林地及建設(shè)用地，但此變化特征與2020新《土地管理法實施條例》中的嚴(yán)格控制耕地轉(zhuǎn)為非耕地以及建設(shè)用地應(yīng)盡量不占或少占耕地等條例相悖。所以，在成都平原城市群往后土地利用規(guī)劃中，應(yīng)按照新《土地管理法實施條例》嚴(yán)格管控土地利用方式，注重土地利用有序性，強(qiáng)化土地利用集約管理機(jī)制，保護(hù)修復(fù)區(qū)域生態(tài)環(huán)境。落實耕地保護(hù)政策，嚴(yán)守18億畝(1.20×108hm2)耕地紅線，保護(hù)耕地的數(shù)量和質(zhì)量，嚴(yán)格控制成都平原城市群耕地轉(zhuǎn)為非耕地；節(jié)約集約利用該區(qū)域建設(shè)用地，合理控制建設(shè)用地的增量，提高建設(shè)用地土地利用效率；認(rèn)真踐行林地、草地保護(hù)政策，將荒地轉(zhuǎn)為高質(zhì)量生態(tài)用地，以強(qiáng)化成都平原城市群林地保護(hù)、生態(tài)修復(fù)等手段，將成都平原城市群建設(shè)成為青山、綠水、田園、河流等多種形態(tài)并存的生態(tài)系統(tǒng)，以可容許的生態(tài)環(huán)境容量調(diào)控成都平原城市群的人口與產(chǎn)業(yè)的集聚規(guī)模，降低城市群擴(kuò)展對生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生的負(fù)面影響，提升城市群發(fā)展的可持續(xù)性。成都平原城市群現(xiàn)有耕地面積占比較高，其東部地區(qū)藍(lán)綠空間相對較少，在快速發(fā)展中土地利用與生態(tài)環(huán)境質(zhì)量都將發(fā)生巨大的變化，如何協(xié)調(diào)生態(tài)用地與建設(shè)用地之間的關(guān)系，以區(qū)域差異視角優(yōu)化城市群用地結(jié)構(gòu)，從而實現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展有待深入研究。