韩江流域土地利用时空变化特征及其生态安全评估

doi:10.11924/j.issn.1000-6850.casb2022-0647

中国农学通报 ›› 2023, Vol. 39 ›› Issue (20): 91-99.doi: 10.11924/j.issn.1000-6850.casb2022-0647

• 资源·环境·生态·土壤·气象 • 上一篇下一篇

韩江流域土地利用时空变化特征及其生态安全评估

管雅芳(), 焦阳, 臧传富()

华南师范大学地理科学学院，广州 510000

收稿日期:2022-07-28 修回日期:2022-09-24 出版日期:2023-07-15 发布日期:2023-07-10
通讯作者: 臧传富，男，1983年出生，内蒙古巴彦淖尔人，研究员，博士，主要从事生态水文、水文水资源和土地利用变化方面的研究。通信地址：510631 广东省广州市天河区中山大道西55号华南师范大学（石牌校区）地理科学学院，Tel：020-85211380，E-mail：chuanfuzang@163.com。
作者简介:
管雅芳，女，2002年出生，江西赣州人，本科，主要从事自然地理与资源环境方面的研究。通信地址：510631 广东省广州市天河区中山大道西55号华南师范大学（石牌校区）地理科学学院，Tel：020-85211380，E-mail：guanyoux@163.com。
基金资助:
广东林业生态监测网络建设平台项目(2021-KYXM-09-001); 国家自然科学基金项目“大兴安岭地区兴安落叶松林蒸散对冻土冻融的响应机制研究”(31660233)

Land Use Change in Hanjiang River Basin: Spatio-temporal Characteristics and Its Ecological Security Assessment

GUAN Yafang(), JIAO Yang, ZANG Chuanfu()

School of Geography, South China Normal University, Guangzhou 510000

Received:2022-07-28 Revised:2022-09-24 Online:2023-07-15 Published:2023-07-10

摘要/Abstract

摘要：

本研究旨在揭示韩江流域的土地利用时空变化特征及其生态安全评估状况，为韩江流域土地资源的可持续利用提供相关科学依据。采用转移矩阵和主成分分析法分析土地利用变化和驱动力概况，在此基础上运用压力—状态—响应模型框架构建土地生态安全评价指标体系，并评估其土地生态安全状况。结果表明：1980—2020年间，建设用地增加1301.61 km²，耕地减少1013.89 km²，是韩江流域变化最显著的2种土地类型，两者相互转化，在空间上主要集中于流域东南部的潮汕平原地区；两大主要因素——经济发展和人口增长驱动流域的城市化进程，加剧建设用地与生态用地之间的矛盾；2000—2019年韩江流域的土地生态安全等级变化为“较不安全级—不安全级—较不安全级”，土地生态环境呈现恶化后逐渐改善的过程。韩江流域的土地生态安全状况与土地利用变化密切相关，并长期处于不稳定的态势，需要通过调整土地利用格局来缓解土地生态安全压力。

关键词: 韩江流域, 土地利用变化, 生态安全评估, 驱动力, 时空变化特征, 压力—状态—响应模型

Abstract:

The study aims to reveal the spatio-temporal change characteristics of land use and the ecological security assessment of the change in Hanjiang River Basin, and provide a scientific basis for the sustainable use of land resources in the basin. Based on the exploration of land use change and its driving forces obtained by transfer matrix and principal component analysis, the evaluation index system of land ecological security was established by using pressure—state—response model, to further evaluate the land ecological security. The results showed that from 1980 to 2020, the construction land and the cultivated land, the two most significant land types in Hanjiang River Basin, increased by 1301.61 km² and decreased by 1013.89 km² respectively. They converted to each other and spatially concentrated in Chaoshan plain in the southeast of the basin. Economic development and population growth were the two main factors promoting the urbanization process of the basin, and aggravated the contradiction between the construction land and the ecological land. From 2000 to 2019, the level of land ecological security in Hanjiang River Basin changed following a path of “relatively unsafe—unsafe—relatively unsafe”, indicating that the land ecological environment was gradually improved after deterioration. In conclusion, in Hanjiang River Basin, the land ecological security is closely related to the land use change and has been in an unstable state for a long term. So it is necessary to adjust the land use pattern to alleviate the pressure on land ecological security.

Key words: Hanjiang River Basin, land use change, ecological security assessment, driving force, spatio-temporal change characteristics, pressure-state-response model

管雅芳, 焦阳, 臧传富. 韩江流域土地利用时空变化特征及其生态安全评估[J]. 中国农学通报, 2023, 39(20): 91-99.

GUAN Yafang, JIAO Yang, ZANG Chuanfu. Land Use Change in Hanjiang River Basin: Spatio-temporal Characteristics and Its Ecological Security Assessment[J]. Chinese Agricultural Science Bulletin, 2023, 39(20): 91-99.

图/表 8

参考文献 36

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土地利用类型		2020年
土地利用类型		耕地	林地	草地	水域	城乡、工矿、居民用地	未利用土地	海洋	减少量
1980年	耕地	9130.411	20.132	4.708	106.795	882.243	0.010	0	1013.888
	林地	17.492	28776.161	53.647	31.964	287.510	14.756	0	405.370
	草地	3.857	123.346	4252.496	9.388	86.018	0.360	0	222.969
	水域	6.691	2.084	1.974	977.243	36.378	0	0	47.127
	城乡、工矿、居民用地	0.473	0.538	0.204	0.833	713.993	0	0	2.048
	未利用土地	0.275	1.416	1.062	0.075	2.315	38.759	0	5.143
	海洋	0.573	0.011	0.147	5.292	7.150	0	0	13.172
	增加量	29.362	147.527	61.742	154.346	1301.612	15.126	0	—

土地利用类型		2020年
土地利用类型		耕地	林地	草地	水域	城乡、工矿、居民用地	未利用土地	海洋	减少量
1980年	耕地	9130.411	20.132	4.708	106.795	882.243	0.010	0	1013.888
	林地	17.492	28776.161	53.647	31.964	287.510	14.756	0	405.370
	草地	3.857	123.346	4252.496	9.388	86.018	0.360	0	222.969
	水域	6.691	2.084	1.974	977.243	36.378	0	0	47.127
	城乡、工矿、居民用地	0.473	0.538	0.204	0.833	713.993	0	0	2.048
	未利用土地	0.275	1.416	1.062	0.075	2.315	38.759	0	5.143
	海洋	0.573	0.011	0.147	5.292	7.150	0	0	13.172
	增加量	29.362	147.527	61.742	154.346	1301.612	15.126	0	—

影响因素	分析指标	主成分
影响因素	分析指标	F₁	F₂	F₃
人口	X₁ 常住人口	0.938	-0.303	0.071
	X₂ 人口密度	0.905	-0.409	0.047
	X₃ 人口自然增长率	0.532	-0.076	0.716
	X₄ 城镇化率	0.966	-0.157	0.113
经济发展	X₅ GDP	0.982	0.058	0.143
	X₆ 人均GDP	0.984	0.063	0.122
	X₇ 农村居民人均可支配收入	0.964	0.171	0.166
	X₈ 工业增加值	0.965	-0.113	0.172
产业结构与政策	X₉ 粮食总产量	-0.836	0.385	0.006
	X₁₀ 第一产业占GDP的比重	-0.905	0.397	-0.030
	X₁₁ 第二产业占GDP的比重	0.175	-0.966	-0.003
	X₁₂ 第三产业占GDP的比重	0.893	0.425	0.037
人类活动强度	X₁₃ 固定资产投资	0.954	0.179	0.203
	X₁₄ 地方一般公共预算收入	0.964	-0.017	0.114
	X₁₅ 地方一般公共预算支出	0.958	0.172	0.201
	X₁₆ 人均耕地面积	-0.937	0.327	-0.060
环境因素	X₁₇ 气温	0.089	0.810	-0.072
环境因素	X₁₈ 降水	-0.007	-0.032	0.920

影响因素	分析指标	主成分
影响因素	分析指标	F₁	F₂	F₃
人口	X₁ 常住人口	0.938	-0.303	0.071
	X₂ 人口密度	0.905	-0.409	0.047
	X₃ 人口自然增长率	0.532	-0.076	0.716
	X₄ 城镇化率	0.966	-0.157	0.113
经济发展	X₅ GDP	0.982	0.058	0.143
	X₆ 人均GDP	0.984	0.063	0.122
	X₇ 农村居民人均可支配收入	0.964	0.171	0.166
	X₈ 工业增加值	0.965	-0.113	0.172
产业结构与政策	X₉ 粮食总产量	-0.836	0.385	0.006
	X₁₀ 第一产业占GDP的比重	-0.905	0.397	-0.030
	X₁₁ 第二产业占GDP的比重	0.175	-0.966	-0.003
	X₁₂ 第三产业占GDP的比重	0.893	0.425	0.037
人类活动强度	X₁₃ 固定资产投资	0.954	0.179	0.203
	X₁₄ 地方一般公共预算收入	0.964	-0.017	0.114
	X₁₅ 地方一般公共预算支出	0.958	0.172	0.201
	X₁₆ 人均耕地面积	-0.937	0.327	-0.060
环境因素	X₁₇ 气温	0.089	0.810	-0.072
环境因素	X₁₈ 降水	-0.007	-0.032	0.920

地类	逐步回归方程	显著水平
城镇用地	Y₁= -0.305×10^-15+1.366X₁-0.764X₈	R²=0.997，F=521.280
其他建设用地	Y₂= -0.503×10^-15+1.319X₄-0.364X₆+0.045X₁₅	R²=0.994，F=507.857
旱地	Y₃= 1.003-0.996X₁	R²=1，F=6470.296
水田	Y₄= 0.980-0.994X₁	R²=0.991，F=343.564
有林地	Y₅= 1.081-1.061X₂	R²=0.903，F=29.025
农村居民点	Y₆= 0.074+0.985X₂	R²=0.949，F=37.579

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Land Use Change in Hanjiang River Basin: Spatio-temporal Characteristics and Its Ecological Security Assessment

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目标层	准则层	指标层	单位	安全趋势	权重
韩江流域土地生态安全评价指标体系	压力	人口自然增长率	‰	负向	0.018
		人口密度	人/km²	负向	0.069
		城镇化率	%	负向	0.030
		工业二氧化硫排放量	t	负向	0.024
		工业废水排放量	×10⁴ t	负向	0.047
		农用化肥施用量	×10⁴ t	负向	0.037
		人均生产总值	元	正向	0.059
	状态	第一产业占GDP的比重	%	负向	0.025
		第二产业占GDP的比重	%	负向	0.053
		第三产业占GDP的比重	%	正向	0.075
		工业增加值	×10⁸元	负向	0.044
		粮食总产量	×10⁴ t	正向	0.067
		建成区面积	km²	负向	0.028
		人均耕地面积	hm²/人	正向	0.057
		林地面积比重	%	正向	0.046
		草地面积比重	%	正向	0.026
	响应	财政支出中科学事业费支出	×10⁴元	正向	0.099
		农村居民人均可支配收入	元	正向	0.076
		建成区绿化覆盖率	%	正向	0.023
		工业固体废物综合利用率	%	正向	0.012
		城市生活垃圾清运量	×10⁴ t	正向	0.023
		经济密度	×10⁸元/km²	正向	0.062

年份	压力指数	状态指数	响应指数	综合指数	安全等级
2000	0.216	0.314	0.022	0.552	RU
2001	0.204	0.298	0.031	0.532	RU
2002	0.178	0.267	0.023	0.469	U
2003	0.158	0.234	0.042	0.434	U
2004	0.138	0.207	0.042	0.387	U
2005	0.142	0.207	0.043	0.392	U
2006	0.112	0.169	0.061	0.342	U
2007	0.086	0.150	0.071	0.307	U
2008	0.080	0.136	0.079	0.295	U
2009	0.077	0.158	0.095	0.330	U
2010	0.088	0.132	0.108	0.328	U
2011	0.087	0.116	0.124	0.328	U
2012	0.092	0.117	0.139	0.349	U
2013	0.080	0.113	0.147	0.339	U
2014	0.091	0.099	0.166	0.356	U
2015	0.095	0.102	0.192	0.388	U
2016	0.118	0.108	0.201	0.427	U
2017	0.134	0.119	0.230	0.483	U
2018	0.135	0.128	0.256	0.519	RU
2019	0.139	0.158	0.267	0.564	RU

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