蔣好雨, 陳榮蓉, 楊朝現(xiàn), 信桂新, 楊 馗

(1.西南大學(xué) 資源環(huán)境學(xué)院, 重慶 400716;2.長(zhǎng)江師范學(xué)院 武陵山區(qū)特色資源開發(fā)與利用研究中心, 重慶 408100)

隨著城鎮(zhèn)化的深入推進(jìn)，土地利用方式變化導(dǎo)致生態(tài)用地的分布格局變化劇烈，給區(qū)域生態(tài)功能和生態(tài)安全帶來了一系列的影響，從而導(dǎo)致區(qū)域生態(tài)環(huán)境質(zhì)量下降、生態(tài)系統(tǒng)平衡受到嚴(yán)峻挑戰(zhàn)[1-2]。研究生態(tài)用地的演變特征及其所帶來的生態(tài)環(huán)境效應(yīng)，將有利于保障生態(tài)用地合理布局，弱化負(fù)面生態(tài)環(huán)境效應(yīng)，恢復(fù)區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)彈性。

20世紀(jì)90年代，我國(guó)學(xué)者首次提出“生態(tài)用地”這一說法[3]，城市生態(tài)用地逐漸成為生態(tài)用地研究的重點(diǎn)[4]，學(xué)者們最初以生態(tài)用地內(nèi)涵揭示和分類為主要研究?jī)?nèi)容[5]。鄧小文等[6]根據(jù)土地的屬性將城市生態(tài)用地劃分為功能型和服務(wù)型兩類；鄧紅兵等[7]將其概括為以維護(hù)區(qū)域生態(tài)環(huán)境為主要功能的土地利用類型。后來學(xué)者們針對(duì)生態(tài)用地空間結(jié)構(gòu)及演變機(jī)制[8]、生態(tài)用地景觀安全格局[9-10]和生態(tài)用地需求量測(cè)算研究等[11]問題進(jìn)行研究。近年來，許多學(xué)者基于用地演變規(guī)律對(duì)生態(tài)空間演變及其驅(qū)動(dòng)力分析進(jìn)行了大量研究，主要采用轉(zhuǎn)移概率矩陣等研究方法對(duì)地類轉(zhuǎn)化性質(zhì)和轉(zhuǎn)化數(shù)量進(jìn)行定性定量分析。研究區(qū)域集中在東部沿海經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)和高度城市化的地區(qū)[12-13]，研究尺度多以大中尺度為主，較少有學(xué)者對(duì)西部平原區(qū)域展開小尺度的生態(tài)用地變化研究。

平原地區(qū)較山地丘陵地區(qū)，具有地形平坦、人口集中等特點(diǎn)。廣漢市受到成都經(jīng)濟(jì)發(fā)展輻射帶動(dòng)作用強(qiáng)烈，由傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)耕種縣發(fā)展為依靠石油裝備業(yè)和食品制藥業(yè)為主的西部百強(qiáng)縣市，是西部平原快速城鎮(zhèn)化區(qū)域的典型代表，境內(nèi)三星堆古蜀文化遺址和眾多古樹名木也對(duì)其生態(tài)環(huán)境保護(hù)提出了較高要求。本研究選取西部成都平原的四川省廣漢市作為研究對(duì)象，基于土地利用轉(zhuǎn)移概率矩陣和重心遷移模型分析研究區(qū)生態(tài)用地的時(shí)空演變特征，然后從承擔(dān)生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)、生態(tài)服務(wù)供給、均衡生態(tài)系統(tǒng)的維度分析評(píng)價(jià)研究區(qū)生態(tài)用地演變導(dǎo)致的生態(tài)環(huán)境效應(yīng)。以期研究結(jié)果能為生態(tài)用地空間的科學(xué)保護(hù)和土地資源的優(yōu)化配置提供參考。

1 研究區(qū)概況

廣漢市位于成都平原東北部(104°6′—104°29′E,30°53′—31°8′N)，幅員面積548.68 km2(圖1)。境內(nèi)地貌以平原為主，丘陵地貌僅為7.7%，總體地勢(shì)西北低東南高，海拔450～590 m，相對(duì)高差較小。因近代河流的長(zhǎng)期切割，形成六河六埂、槽埂相間的地形。青白江、石亭江、鴨子河、綿遠(yuǎn)河等河流橫貫全市，構(gòu)成通達(dá)的水系網(wǎng)絡(luò)。土地利用以耕地為主，主要分布在平壩地區(qū)，多數(shù)土層深厚，適宜農(nóng)作物生長(zhǎng)，地勢(shì)平坦，機(jī)械作業(yè)便利。森林覆蓋率為17.1%，遠(yuǎn)低于全省43個(gè)重點(diǎn)開發(fā)區(qū)縣森林覆蓋率平均值41.18%，林地面積數(shù)量少。廣漢地理區(qū)位優(yōu)越(位于成都半小時(shí)經(jīng)濟(jì)圈和成德綿經(jīng)濟(jì)帶腹心地帶)，社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)，素有“川西明珠”之稱。2017年末廣漢市總?cè)丝跀?shù)為60.1萬人，其中，城鎮(zhèn)人口31.4萬人、鄉(xiāng)村人口28.7萬人，城鎮(zhèn)化率52.3%。2017年全年實(shí)現(xiàn)GDP值400.1億元，三產(chǎn)結(jié)構(gòu)比例為9∶51∶40，工業(yè)十分發(fā)達(dá)。

圖1 研究區(qū)高程

2 數(shù)據(jù)來源與研究方法

2.1 生態(tài)用地的定義

目前，國(guó)內(nèi)外尚未形成精準(zhǔn)的生態(tài)用地定義，學(xué)者們從土地利用主體功能[14]、土地空間格局等[15]角度對(duì)生態(tài)用地的內(nèi)涵進(jìn)行了討論。本文選擇從土地生態(tài)功能角度，將生態(tài)用地劃分為具有生態(tài)服務(wù)功能或具有保護(hù)生態(tài)系統(tǒng)和生物生境作用的土地[16]。受到平原地形影響，研究區(qū)的生態(tài)用地以耕地、水域、林地、草地等地類為主，其中起到主導(dǎo)生態(tài)服務(wù)功能和生態(tài)屏障作用主要為林地、水域等用地斑塊。

2.2 數(shù)據(jù)來源

本文選取2000—2017年5期Landsat系列衛(wèi)星作為數(shù)據(jù)源，空間分辨率為30 m，來源于中國(guó)科學(xué)院計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信息中心地理空間數(shù)據(jù)云平臺(tái)，采用ENVI 5.3軟件對(duì)影像進(jìn)行幾何校正、圖像增強(qiáng)、鑲嵌與裁剪等預(yù)處理工作。參照中國(guó)土地利用現(xiàn)狀分類國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)(GB/T21010—2007)，結(jié)合研究區(qū)實(shí)際情況，采用監(jiān)督分類法將土地利用類型劃分為有林地、經(jīng)濟(jì)林地(苗圃、果園等)、河流濕地(水域、灘涂)、疏林地、草地、耕地(水田、旱地)、城鎮(zhèn)建設(shè)用地(城鎮(zhèn)用地、其他建設(shè)用地)和農(nóng)村居民點(diǎn)8類[17]，并結(jié)合Google Earth對(duì)分類結(jié)果進(jìn)行精度檢驗(yàn)，Kappa系數(shù)均達(dá)到0.8以上?；贏rcGIS 10.2軟件，參照監(jiān)督分類得到的結(jié)果，進(jìn)行目視解譯，最終獲得2000年、2005年、2010年、2015年、2017年5期土地利用分類數(shù)據(jù)。NDVI數(shù)據(jù)由遙感影像計(jì)算得到；空間分辨率為30 m×30 m的DEM數(shù)據(jù)來自國(guó)際科學(xué)數(shù)據(jù)鏡像網(wǎng)，通過GIS空間分析得到坡度、起伏度數(shù)據(jù)；距河流水體距離通過將研究區(qū)矢量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為柵格數(shù)據(jù)，利用GIS鄰域分析方法獲取；社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)主要來自研究區(qū)統(tǒng)計(jì)年鑒和鄉(xiāng)村振興規(guī)劃編制課題組調(diào)查數(shù)據(jù)。

2.3 研究方法

2.3.1 生態(tài)用地空間特征量化

(1) 土地利用轉(zhuǎn)移概率矩陣?；贏rcGIS 10.2平臺(tái)，利用土地轉(zhuǎn)移矩陣模型，分析研究區(qū)各類用地轉(zhuǎn)移特征，其公式[18]為：

(1)

式中:A為土地面積;i為研究初期土地利用類型序號(hào);j為研究末期的土地利用類型序號(hào);n為土地利用的類型數(shù)。

(2) 重心遷移模型。運(yùn)用重心遷移模型，分析生態(tài)用地和建設(shè)用地全局重心動(dòng)態(tài)演變特征。t年用地重心計(jì)算公式[19]為：

(2)

(3)

式中:Xt,Yt分別為t年土地利用類型i重心的經(jīng)度和緯度坐標(biāo);Ati為t年土地利用類型i的面積;Xi,Yi分別為土地利用類型的重心經(jīng)度、緯度坐標(biāo)。

2.3.2 生態(tài)環(huán)境效應(yīng)評(píng)價(jià) 本文選擇生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值、生態(tài)敏感性與生態(tài)協(xié)調(diào)評(píng)估來反映生態(tài)用地演變對(duì)于研究區(qū)生態(tài)環(huán)境的供給生態(tài)服務(wù)功能、應(yīng)對(duì)外界干擾、承載生態(tài)威脅等方面的影響。

(1) 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值。根據(jù)謝高地的改進(jìn)型ESV價(jià)值評(píng)估方法中的標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)量因子價(jià)值量[20-21]，結(jié)合研究區(qū)現(xiàn)狀地類面積，計(jì)算各用地類型的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值。計(jì)算公式為：

(4)

式中:ESV為生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值;Pi為生態(tài)系統(tǒng)價(jià)值系數(shù);Si為第i種用地類型面積;n為用地類型數(shù)量。

(2) 生態(tài)敏感性評(píng)價(jià)。生態(tài)敏感性能夠反映生態(tài)系統(tǒng)對(duì)區(qū)域內(nèi)自然和人類活動(dòng)干擾的敏感程度[22]。根據(jù)相關(guān)研究[23-24]和研究區(qū)自然環(huán)境狀況，選擇高程、坡度、起伏度、植被覆蓋指數(shù)(NDVI)、距水體距離5類影響因子，運(yùn)用自然斷點(diǎn)法將敏感性劃分為5級(jí)(表1)。

表1 生態(tài)敏感性因子分級(jí)及權(quán)重

單因子對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響水平各異，使用層次分析法計(jì)算權(quán)重，將各單因子評(píng)價(jià)加權(quán)疊加后得到生態(tài)敏感性綜合評(píng)價(jià)結(jié)果。

(3) 生態(tài)協(xié)調(diào)評(píng)估。借鑒生態(tài)足跡、生態(tài)承載力與生態(tài)協(xié)調(diào)度模型，進(jìn)行生態(tài)協(xié)調(diào)定量評(píng)價(jià)。用生態(tài)足跡量化人類生存發(fā)展對(duì)自然資源的要求，用生態(tài)承載力計(jì)算區(qū)域環(huán)境的提供能力，用生態(tài)協(xié)調(diào)度來表示生態(tài)系統(tǒng)承受壓力情況。生態(tài)協(xié)調(diào)度計(jì)算模型[30]為：

(5)

式中:Ds為生態(tài)協(xié)調(diào)度，取值范圍為1≤Ds≤1.414,其中Ds越小表示其生態(tài)系統(tǒng)壓力越大,越大表示生態(tài)需求和供給越趨于平衡,可定量揭示區(qū)域生態(tài)環(huán)境的風(fēng)險(xiǎn)程度;EF為生態(tài)足跡(hm2/人);EC為標(biāo)準(zhǔn)生態(tài)承載力(hm2/人)。

(6)

式中:j為6類生態(tài)生產(chǎn)性土地資源[31];i為消費(fèi)的資源或能源賬戶項(xiàng)目類別;ci為資源和能源的消費(fèi)總量(t);pi為第j類生態(tài)生產(chǎn)性土地中第i類中產(chǎn)品全球平均產(chǎn)量;rj為某類土地均衡因子。

(7)

式中:aj為實(shí)際生態(tài)生產(chǎn)性土地面積;yj為產(chǎn)量因子;rj為均衡因子。

3 結(jié)果與分析

3.1 生態(tài)用地時(shí)空動(dòng)態(tài)特征

3.1.1 生態(tài)用地時(shí)空分布 2000—2017年研究區(qū)各類生態(tài)用地空間分布見附圖1。由附圖1可知，耕地是研究區(qū)主要的生態(tài)用地類型，環(huán)繞中心城區(qū)分布，研究期間城市建設(shè)用地由中心區(qū)域逐漸向四周擴(kuò)張，大量耕地受到擠壓。河流是研究區(qū)生態(tài)用地的重要組成部分，由于鴨子河濕地自然保護(hù)區(qū)的設(shè)立和金雁湖公園、房湖公園等公園的修繕，河流濕地面積保持穩(wěn)定并有少量增加，主要沿研究區(qū)境內(nèi)鴨子河與石亭江分布。有林地和經(jīng)濟(jì)林地主要分布在研究區(qū)東部淺丘區(qū)，屬于龍泉山脈的丘陵一角。其他生態(tài)用地較為細(xì)碎，星羅棋布于研究區(qū)境內(nèi)。

2000—2017年研究區(qū)各類生態(tài)用地面積變化如表2所示。2000—2017年，研究區(qū)生態(tài)用地面積由49 410.57 hm2減至39 641.06 hm2，減少9 769.51 hm2，年均減少574.68 hm2。耕地是減少面積最多的地類，減少了10 726.91 hm2，受到快速城鎮(zhèn)化和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)重心向工業(yè)傾斜的影響，大量耕地轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌玫亍Ｓ辛值睾凸嗄玖址謩e減少了63.01 ，6.12 hm2，這兩類林地面積基數(shù)小，數(shù)量變化幅度較小；經(jīng)濟(jì)林地在研究期間增長(zhǎng)了596.59 hm2，這得益于松林桃花山和東部苗木基地的建設(shè)。草地面積從40.31 hm2增加至68.8 hm2，河流濕地增加了401.44 hm2。2000—2005年，研究區(qū)石油裝備業(yè)和制藥、食品生產(chǎn)等第二產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展，傳統(tǒng)種植業(yè)受沖擊，耕地面積出現(xiàn)一定程度的下降，各類林地面積也呈下降趨勢(shì)。2005—2010年，耕地依然是減少最多的地類，人工草地、有林地和灌木林減少量較少，河流濕地和經(jīng)濟(jì)林地分別增加了119.61 ，347.64 hm2。2010—2017年，耕地保護(hù)制度愈加嚴(yán)格，耕地面積減少速率放緩，而鴨子河濕地瀕危候鳥保護(hù)區(qū)的恢復(fù)和改善以及金雁水苑濕地公園、馬牧河濕地公園等濕地建設(shè)使得河流濕地面積出現(xiàn)較大增長(zhǎng)，經(jīng)濟(jì)林地則因?yàn)樗N植業(yè)在東部區(qū)域的發(fā)展不斷增長(zhǎng)。

表2 2000-2017年研究區(qū)各類生態(tài)用地面積 hm2

3.1.2 生態(tài)用地轉(zhuǎn)移特征 2000—2017年研究區(qū)土地利用轉(zhuǎn)移情況見表3。2000—2005年，主要轉(zhuǎn)移特征是耕地大量轉(zhuǎn)移為非生態(tài)用地，有林地、灌木林地和經(jīng)濟(jì)林地轉(zhuǎn)出量較小，其他生態(tài)用地基本維持總量不變。生態(tài)用地中，城鎮(zhèn)建設(shè)用地和農(nóng)村居民點(diǎn)是耕地主要轉(zhuǎn)出對(duì)象，分別占轉(zhuǎn)出總量的49.24%， 45.26%；經(jīng)濟(jì)林地的主要轉(zhuǎn)移對(duì)象為河流濕地和城鎮(zhèn)建設(shè)用地，占轉(zhuǎn)出量比重為43.01%， 28.13%；河流濕地主要轉(zhuǎn)出為耕地和非生態(tài)用地，其他生態(tài)用地變化較小。非生態(tài)用地轉(zhuǎn)出總面積較少，致使期末總面積出現(xiàn)了明顯增長(zhǎng)。2005—2010年，主要轉(zhuǎn)移特征是一定數(shù)量耕地向城鎮(zhèn)建設(shè)用地轉(zhuǎn)移，經(jīng)濟(jì)林地和河流濕地轉(zhuǎn)入量較大，其他生態(tài)用地轉(zhuǎn)移量較小。生態(tài)用地中，占耕地轉(zhuǎn)出量69.54%的土地轉(zhuǎn)移為城鎮(zhèn)建設(shè)用地，但耕地轉(zhuǎn)出總量降低；經(jīng)濟(jì)林地轉(zhuǎn)入量有明顯增加，442.03 hm2非生態(tài)用地轉(zhuǎn)移為經(jīng)濟(jì)林地；河流濕地也有來自非生態(tài)用地的100.49 hm2轉(zhuǎn)入，整體面積增加119.61 hm2。非生態(tài)用地中，城鎮(zhèn)建設(shè)用地有2 996.49 hm2的轉(zhuǎn)入面積來自耕地，農(nóng)村居民點(diǎn)增速放緩。2010—2015年，主要轉(zhuǎn)移特征是耕地轉(zhuǎn)移速率放緩，經(jīng)濟(jì)林地、河流濕地等生態(tài)用地轉(zhuǎn)入量增加。生態(tài)用地中，仍有部分耕地向城鎮(zhèn)建設(shè)用地轉(zhuǎn)移，轉(zhuǎn)入耕地大多是農(nóng)村居民點(diǎn)用地，耕地總量減少；經(jīng)濟(jì)林地向河流濕地轉(zhuǎn)移，轉(zhuǎn)出土地578.45 hm2；有林地轉(zhuǎn)出土地中的74.65%轉(zhuǎn)移為經(jīng)濟(jì)林地；河流濕地共有745.96 hm2的轉(zhuǎn)入土地量，主要來自經(jīng)濟(jì)林地和農(nóng)村居民點(diǎn)；其他生態(tài)用地轉(zhuǎn)移較少。非生態(tài)用地中，城鎮(zhèn)建設(shè)用地和農(nóng)村居民點(diǎn)分別有4 235.47，224.17 hm2的生態(tài)用地轉(zhuǎn)入。2015—2017年，主要轉(zhuǎn)移特征是各地類轉(zhuǎn)移速率放緩，用地結(jié)構(gòu)漸趨穩(wěn)定。生態(tài)用地中，經(jīng)濟(jì)林地有254.07 hm2轉(zhuǎn)移為耕地，占轉(zhuǎn)出量的80.95%；耕地轉(zhuǎn)移為河流濕地和經(jīng)濟(jì)林地的面積為151.21，80.23 hm2，分別占轉(zhuǎn)出量的56.59%，30.08%。非生態(tài)用地總量基本不變，農(nóng)村居民點(diǎn)用地有部分轉(zhuǎn)出。

3.1.3 土地重心轉(zhuǎn)移特征 如圖2所示，研究區(qū)生態(tài)用地重心處于中東部，2000—2010年生態(tài)重心向東部遷移，2010—2017年生態(tài)重心沿西北方向遷移；城鎮(zhèn)建設(shè)用地重心處于中部，2000—2005年城鎮(zhèn)重心向西北方向移動(dòng)，2005—2010年城鎮(zhèn)重心向西南遷移，2010—2017年城鎮(zhèn)重心向東部遷移。2000—2010年，城鎮(zhèn)建設(shè)用地集中于中部地區(qū)并向西南和西北方向快速擴(kuò)張，擠壓了生態(tài)用地空間，中部和西部的耕地面積轉(zhuǎn)變?yōu)槌擎?zhèn)建設(shè)用地，而東部經(jīng)濟(jì)林地面積有所增加，致使生態(tài)用地重心向東北方向移動(dòng)。2010—2017年，研究區(qū)南部受到成都的輻射帶動(dòng)作用較強(qiáng)，旅游業(yè)發(fā)展迅速，位于研究區(qū)東南部的廣漢經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)也由省級(jí)經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)升級(jí)為國(guó)家高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)，帶給生態(tài)用地強(qiáng)烈的擴(kuò)張壓力。研究區(qū)西北區(qū)域分布著四川省重要商品糧基地，耕地面積流失較少，生態(tài)用地重心逐漸偏向西北方向移動(dòng)。

表3 2000-2017年研究區(qū)土地利用轉(zhuǎn)移矩陣

3.2 生態(tài)環(huán)境效應(yīng)評(píng)價(jià)

3.2.1 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)與調(diào)節(jié)功能分析 2000—2017年研究區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值變化見表4。研究期內(nèi)，生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值由27.89億元降至23.13億元，減少17.07%，年均減少0.28億元。其中，耕地景觀減少量最大，生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值占比由37.51%降至31.26%；其次為草地、林地、水域。受到研究區(qū)生態(tài)景觀單一特性的限制，河流水域承擔(dān)著主要的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)作用，耕地被建設(shè)用地?cái)D占導(dǎo)致其對(duì)綜合生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的貢獻(xiàn)呈現(xiàn)減少趨勢(shì)，而草地、林地景觀數(shù)量較小，生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能也較弱。因此，各景觀類型中，水域的服務(wù)價(jià)值最大，且其占比由59.27%增至65.05%，表明它在區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值供給中的地位逐年提升并趨于主導(dǎo)地位；然后是耕地和林地，草地服務(wù)價(jià)值最小。廣漢市作為典型西部平原城市，其生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)與調(diào)節(jié)功能長(zhǎng)期處于較弱狀態(tài)，這是由于平原地區(qū)缺乏生態(tài)屏障易受人類活動(dòng)擾動(dòng)。但自2010年以后，生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值下降趨勢(shì)趨于和緩，這表明廣漢市近年來愈加重視生態(tài)環(huán)境保護(hù)，維持了生態(tài)系統(tǒng)供給服務(wù)功能的穩(wěn)定。

圖2 2000-2017年研究區(qū)城鎮(zhèn)建設(shè)用地與生態(tài)用地重心遷移

表4 2000-2017年研究區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值 億元

3.2.2 生態(tài)敏感性分析 由附圖2可知，2000—2017年，研究區(qū)生態(tài)極敏感和高度敏感區(qū)面積分別由1 865.61，6 900.53 hm2增加至3 495.08 ，11 194.93 hm2，主要分布在東部區(qū)域和河流沿岸：中度敏感區(qū)面積由12 545.58 hm2增加為24 371.79 hm2，中部和西部許多城鎮(zhèn)化程度較高區(qū)域由輕度敏感轉(zhuǎn)變?yōu)橹卸让舾?；輕度敏感和不敏感區(qū)面積呈現(xiàn)明顯下降，分別由17 614.71，15 886.66 hm2轉(zhuǎn)變?yōu)?3 717.27，2 034.02 hm2。從格局上看，生態(tài)敏感性總體呈現(xiàn)由東到西敏感程度逐漸遞減的趨勢(shì)，呈現(xiàn)這種分布規(guī)律主要是受到地勢(shì)起伏和河網(wǎng)密度的影響。研究區(qū)西部地勢(shì)和緩、地形平坦，地表覆蓋多為耕地，生態(tài)敏感性較低；東部為低山丘陵區(qū)，河網(wǎng)分布密集，為高度敏感和極敏感分布區(qū)域，需要更嚴(yán)格的生態(tài)保護(hù)。

3.2.3 生態(tài)系統(tǒng)協(xié)調(diào)度分析 由圖3可知，2000—2017年，研究區(qū)人均生態(tài)足跡從0.894 2增加至1.321 3 hm2/人，增加率為23.51%；人均生態(tài)承載力從0.654 2 hm2/人減少至0.494 4 hm2/人；生態(tài)協(xié)調(diào)度由平衡趨向不平衡發(fā)展。研究區(qū)生態(tài)系統(tǒng)協(xié)調(diào)度在2000—2005年靠近1.41，按照前文有關(guān)生態(tài)協(xié)調(diào)度的定義，在此期間生態(tài)系統(tǒng)處于較為平衡狀態(tài)，生態(tài)赤字較小。2005—2010年，生態(tài)協(xié)調(diào)度趨向于1發(fā)展，表明生態(tài)系統(tǒng)整體偏向失衡方向發(fā)展，承受著較大的生態(tài)壓力。可見，研究區(qū)人口快速增長(zhǎng)和城鎮(zhèn)擴(kuò)展致使用地開發(fā)強(qiáng)度加大，生態(tài)容量逐漸減小，生態(tài)系統(tǒng)協(xié)調(diào)度降低。2010—2017年期間，人均生態(tài)足跡出現(xiàn)緩慢下降，人均生態(tài)承載力也基本維持不變，生態(tài)協(xié)調(diào)度數(shù)值整體較低但逐步向平衡狀態(tài)發(fā)展。說明此期間廣漢市優(yōu)化農(nóng)業(yè)布局、著力發(fā)展高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)、積極治理水污染等舉措對(duì)減輕城市發(fā)展對(duì)自然生態(tài)帶來的壓力起著積極作用。

圖3 2000-2017年研究區(qū)人均生態(tài)足跡、生態(tài)承載力與生態(tài)協(xié)調(diào)度

4 討論與結(jié)論

(1) 2000—2017年，受到城鎮(zhèn)化的影響，廣漢市生態(tài)用地流失嚴(yán)重，大量城鎮(zhèn)邊緣的生態(tài)用地被快速轉(zhuǎn)化為建設(shè)用地。研究區(qū)生態(tài)用地總面積由49 410.57 hm2減至39 641.06 hm2，減少了9 769.51 hm2；其中耕地減少最多，減少了10 726.91 hm2；經(jīng)濟(jì)林地和河流濕地面積有所增長(zhǎng)。從生態(tài)用地轉(zhuǎn)移特征來看，耕地是轉(zhuǎn)出面積最多的生態(tài)用地，大部分耕地轉(zhuǎn)化為城鎮(zhèn)建設(shè)用地；經(jīng)濟(jì)林地的主要轉(zhuǎn)入面積來自耕地和城鎮(zhèn)建設(shè)用地；河流濕地的主要轉(zhuǎn)入面積來自林地和耕地。隨著生態(tài)空間格局的改變，生態(tài)用地重心先向東部遷移，再向西北部遷移。

(2) 城鎮(zhèn)化進(jìn)程對(duì)生態(tài)系統(tǒng)整體狀態(tài)產(chǎn)生了一定的負(fù)向影響，區(qū)域生態(tài)環(huán)境提供服務(wù)與承載威脅能力有所減弱，但從發(fā)展趨勢(shì)來看，研究區(qū)生態(tài)供給能力和恢復(fù)能力緩慢趨向穩(wěn)定方向發(fā)展。研究期內(nèi)，生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值減少了17.11%，生態(tài)極敏感和高度敏感區(qū)面積分別增加1 629.47，4 294.40 hm2，生態(tài)協(xié)調(diào)度下降了10.36%，生態(tài)系統(tǒng)處于趨穩(wěn)狀態(tài)。

土地利用類型轉(zhuǎn)移通過改變生態(tài)景觀格局與生態(tài)過程對(duì)區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、功能與承載能力等方面造成影響，引發(fā)系列生態(tài)環(huán)境效應(yīng)。本文通過轉(zhuǎn)移矩陣和重心變化較為清楚地對(duì)廣漢市生態(tài)用地時(shí)空演變特征進(jìn)行了闡述，從多角度分析了生態(tài)用地演變帶來生態(tài)系統(tǒng)供給能力、承載能力與平衡能力方面的變化。但本文僅探討了生態(tài)用地的變化造成的生態(tài)環(huán)境效應(yīng)研究，不足以揭示用地變化與生態(tài)環(huán)境之間的影響機(jī)制和相互關(guān)系。

從時(shí)間上看，2000—2010年廣漢市經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，城鎮(zhèn)建設(shè)迅速擴(kuò)張，強(qiáng)烈擾動(dòng)了生態(tài)用地格局，生態(tài)空間被嚴(yán)重?cái)D壓，帶來負(fù)面生態(tài)環(huán)境效應(yīng)，使得生態(tài)系統(tǒng)承受巨大壓力；2010—2017年在廣漢市傾力打造水生態(tài)體系的背景下，鴨子河、湔江、石亭江等河流生態(tài)系統(tǒng)的保護(hù)與修復(fù)，以及多個(gè)濕地公園和經(jīng)濟(jì)種植果園的建設(shè)促進(jìn)了生態(tài)用地面積的增加，為生態(tài)系統(tǒng)釋放了壓力，生態(tài)環(huán)境保護(hù)取得明顯成效。受到地形地貌的影響，為支撐生態(tài)系統(tǒng)和諧穩(wěn)定做出大量貢獻(xiàn)的并不是占地面積最大的耕地，而是河流水系和林地。因此，廣漢市應(yīng)加大力度保護(hù)林地和河流水系這兩類生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值系數(shù)較高的生態(tài)用地，利用有限的土地資源實(shí)現(xiàn)合理的生態(tài)用地規(guī)劃。