吳健 陳力 邱思靜 鄢忠純 蘇敬華 胡禮庭 王敏

摘要：基于0.25m分辨率航空遙感數(shù)據(jù)和土地利用及地形圖等資料，通過(guò)人工目視解譯，得到2000年、2005年、2010年和2015年上海市黃浦江上游水源保護(hù)區(qū)土地利用數(shù)據(jù)，進(jìn)一步分析了各類(lèi)土地利用面積變化、相互轉(zhuǎn)化以及驅(qū)動(dòng)力。結(jié)果表明，從2000—2015年，隨著工業(yè)用地的增長(zhǎng)，農(nóng)業(yè)用地及水域面積都出現(xiàn)了縮減，城鎮(zhèn)用地面積比例上升。15年間，農(nóng)業(yè)用地中，耕地、畜禽養(yǎng)殖用地面積大幅減少，降幅分別為44.17%、71.65%;水域面積降幅為6.44%;綠地林地面積大幅增加，增幅為645.94%。城鎮(zhèn)用地面積大幅增加，增幅為53.53%，其中各類(lèi)城鎮(zhèn)用地面積都有所增加，工業(yè)倉(cāng)儲(chǔ)面積增幅最大，為21.77%。從土地轉(zhuǎn)出情況來(lái)看，15年間耕地轉(zhuǎn)出面積最大，為22839.96hm2;畜禽養(yǎng)殖用地的轉(zhuǎn)出率最高，為91.23%。從土地轉(zhuǎn)入情況來(lái)看，15年間綠地林地轉(zhuǎn)入面積最大，為16190.32hm2;其次是工業(yè)倉(cāng)儲(chǔ)用地轉(zhuǎn)入面積，為7979.12hm2.綜合2000—2015年研究區(qū)域發(fā)展情況、人口變化、政策影響等多種因素，分析可知城市化、工業(yè)化作為驅(qū)動(dòng)力增加城鎮(zhèn)用地面積，環(huán)境政策影響綠地林地面積、畜禽養(yǎng)殖用地面積，市場(chǎng)調(diào)節(jié)影響水產(chǎn)養(yǎng)殖用地面積，而水源保護(hù)區(qū)土地利用類(lèi)型受環(huán)境政策以及城市化雙重作用影響。

關(guān)鍵詞：黃浦江;水源保護(hù)區(qū);土地利用;驅(qū)動(dòng)力

中圖分類(lèi)號(hào)：X21，X52文獻(xiàn)標(biāo)志碼：ADOI：10.3969/j.issn.1000-5641.2021.02.011

AnalysisoflandusedynamicsanddrivingforcesofwatersourceprotectionareasintheupperreachesoftheHuangpuRiver

WUJian1，2，CHENLi2，3，QIUSijing4，YANZhongchun1，SUJinghua1，HULiting2，WANGMin1

（1.ShanghaiAcademyofEnvironmentalSciences，Shanghai200233，China;2.SchoolofEcologicalandEnvironmentalSciences，EastChinaNormalUniversity，Shanghai200241，China;3.HangzhouSchoolAffiliatedtoEastChinaNormalUniversity，Hangzhou310000，China;4.LaboratoryforEarthSurfaceProcesses，CollegeofUrbanandEnvironmentalSciences，PekingUniversity，Beijing100871，China）

Abstract：Usingacombinationof0.25mresolutionaerialremotesensingdataandtopographicmaps，thelandusedatafortheShanghaiHuangpuRiverWaterSourceProtectionAreain2000，2005，2010，and2015wereevaluatedbymeansofmanualvisualinterpretation.Withthegrowthofindustriallandfrom2000to2015，therehasbeenarelativedeclineintheproportionofagriculturallandandwaterareasandarelativeincreaseintheproportionofurbanlandareas.Inthepast15years，theareasusedforfarmingandcultivatinglivestockandpoultryhavedecreasedby44.17%and71.65%，respectively.Theareaofwaterreductionhasdecreasedby6.44%。Theareaofgreenlandforests，incontrast，hasincreasedby645.94%。Theareaofurbanlandhasincreasedby53.53%。Alltypesofurbanlandusehaveincreased，withtheareausedforindustrialstorageincreasingthemostat21.77%。Fromtheperspectiveoflandtransfer，theareaofcultivatedlandtransferredoutwardwasthelargestinthepast15years，accountingfor22，839.96hectares，andthetransfer-outwardrateoflivestockandpoultryfarminglandwasthehighestat91.23%。Theareaofgreenlandforeststransferredinwardwasthelargestat16190.32hectares;thetransferofindustrialstoragelandinwardwasthesecondlargestat7979.12hectares.Basedonananalysisofdevelopmentintheregion，populationchanges，policyimpacts，andotherfactors，ourresultsindicatethaturbanizationandindustrializationdrovetheincreasesinurbanlandareas;moreover，environmentalpoliciesaffectedgreenlandareasaswellaslivestockandpoultryfarminglandareas，marketregulationsaffectedaquaculturelandareas，andenvironmentalpoliciesandurbanizationaffectedwatersourceprotectionareas.

Keywords：HuangpuRiver;watersourceprotectionarea;landuse;drivingforce

0引言

土地利用/土地覆被變化（LUCC）是人類(lèi)活動(dòng)與自然環(huán)境相互作用最直接的表現(xiàn)形式，也是人類(lèi)社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)與自然生態(tài)過(guò)程交互和連接的紐帶[1-2]，土地利用的類(lèi)型、格局和強(qiáng)度對(duì)碳、氮和水等物質(zhì)循環(huán)以及生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)產(chǎn)生不同的影響，也關(guān)系到資源環(huán)境的可持續(xù)利用與發(fā)展[3-5]。土地利用/土地覆蓋變化的主要驅(qū)動(dòng)力是人類(lèi)自身[6]。飲用水源保護(hù)區(qū)一般是指為了獲得清潔安全的水資源建立的、以集中供水取水口為中心的地理區(qū)域[7-8]。黃浦江上游水源保護(hù)區(qū)是上海市主要的水源地之一，供水規(guī)模一度達(dá)5×106m3/d，曾承擔(dān)全市超過(guò)50%的飲用水供給量[9]。黃浦江上游水源保護(hù)區(qū)受人為因素及人類(lèi)活動(dòng)影響較大，以往針對(duì)該區(qū)域的研究多集中于環(huán)境質(zhì)量或生態(tài)效益領(lǐng)域，主要分析該水源保護(hù)區(qū)水質(zhì)、水環(huán)境、農(nóng)業(yè)環(huán)境、生態(tài)涵養(yǎng)林生態(tài)效應(yīng)等方面[9-16]，較少學(xué)者從土地科學(xué)的視角詳細(xì)全面地分析其土地利用的時(shí)空變化。因此，為豐富該事關(guān)民生“熱點(diǎn)區(qū)域”的研究，本研究以上海市黃浦江上游水源保護(hù)區(qū)為研究區(qū)域，分析2000—2015年土地利用變化的時(shí)空格局，揭示水源保護(hù)區(qū)土地利用變化的基本特征及其主要驅(qū)動(dòng)力，為后續(xù)水源保護(hù)和管理提供科學(xué)依據(jù)。

1研究區(qū)域與方法

1.1研究區(qū)概況

黃浦江為湖源型感潮河流，上游地勢(shì)平坦，屬于湖泊相沉積平原，坡度平緩，土質(zhì)以黏土為主，表層地貌受人類(lèi)活動(dòng)影響，形成塘浦河渠縱橫貫通的格局。該研究區(qū)域地處長(zhǎng)江三角洲沖積平原河網(wǎng)地區(qū)，屬于亞熱帶海洋性季風(fēng)氣候，氣候濕潤(rùn)、四季分明、光照充分、熱量豐裕、降水充沛，年平均氣溫16℃，全年無(wú)霜期230d，年平均降水1074.2mm。為了提高飲用水水源水質(zhì)，保證市民飲水安全，1985年以來(lái)上海市先后通過(guò)《上海市黃浦江上游水源保護(hù)條例》《上海市飲用水水源保護(hù)條例》及其實(shí)施細(xì)則，確定了由奉賢區(qū)、金山區(qū)、閔行區(qū)、青浦區(qū)、松江區(qū)、浦東新區(qū)和徐匯區(qū)部分地區(qū)組成的水源保護(hù)區(qū)，面積達(dá)1058km2，占上海全市總面積的16.6%[17]，具體研究區(qū)域范圍詳見(jiàn)圖1.

上海市2015年生產(chǎn)總值（GDP）為24964.99億元，用于環(huán)境保護(hù)的資金投入708.83億元，相當(dāng)于上海市生產(chǎn)總值的2.8%。隨著近年來(lái)水源保護(hù)措施的實(shí)施與加強(qiáng)，飲用水源區(qū)工業(yè)發(fā)展受到一定限制，但以工業(yè)為主導(dǎo)的產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀仍在一定程度上加大了水源保護(hù)的難度[9，14]。

1.2數(shù)據(jù)來(lái)源及處理

本研究的數(shù)據(jù)以0.25m分辨率航空遙感影像為基本參照，以上海城市坐標(biāo)為定位體系，同時(shí)參考相關(guān)的土地利用資料和地形圖資料進(jìn)行綜合分析判斷，由人工目視解譯而成。針對(duì)上海地形圖進(jìn)行了遙感影像定位匹配的幾何正射矯正，確保土地分類(lèi)解譯所得的用地圖斑具有較高的定位精度;將遙感影像無(wú)縫鑲嵌，以方便土地分類(lèi)解譯時(shí)的判斷和邊界提取;為了更加準(zhǔn)確地對(duì)土地類(lèi)型進(jìn)行區(qū)分，將土地利用類(lèi)型直觀(guān)化，結(jié)合航空遙感圖像建立了遙感解譯標(biāo)志，最終得到2000年、2005年、2010年和2015年黃浦江上游水源保護(hù)區(qū)土地利用數(shù)據(jù)。根據(jù)城市生態(tài)系統(tǒng)中土地利用/土地覆蓋標(biāo)準(zhǔn)（DB31/T314.1—2004），本研究將土地劃分為城鎮(zhèn)用地、農(nóng)業(yè)用地、水域及其他用地（在建或待建用地）4種一級(jí)地類(lèi)，其中城鎮(zhèn)用地包括工業(yè)倉(cāng)儲(chǔ)、交通、公共建筑、居住、市政設(shè)施5種二級(jí)地類(lèi)用地，農(nóng)業(yè)用地包括綠地林地、耕地、畜禽養(yǎng)殖、水產(chǎn)養(yǎng)殖4種二級(jí)地類(lèi)用地，共11種用地類(lèi)型[18]。

1.3研究方法

1.3.1土地利用類(lèi)型變化率

土地利用類(lèi)型變化率表達(dá)的是研究區(qū)一定時(shí)間范圍內(nèi)某種土地利用類(lèi)型的數(shù)量變化情況[19-20]，其計(jì)算公式為

式（1）中：V為研究時(shí)段內(nèi)某一土地利用類(lèi)型的變化率;Ua和Ub分別為研究期初及研究期末某一種土地利用類(lèi)型的數(shù)量;T為研究時(shí)段長(zhǎng)，當(dāng)T的時(shí)段設(shè)定為年時(shí)，V的值就是該研究區(qū)某種土地利用類(lèi)型的年變化率。

1.3.2土地利用類(lèi)型轉(zhuǎn)移矩陣分析方法

轉(zhuǎn)移矩陣可全面而具體地分析區(qū)域土地利用類(lèi)型變化的結(jié)構(gòu)特征與各類(lèi)型變化的方向。該方法來(lái)源于系統(tǒng)分析中對(duì)系統(tǒng)狀態(tài)與狀態(tài)轉(zhuǎn)移的定量描述，為國(guó)際、國(guó)內(nèi)所常用。具體為

式（2）中：n代表土地利用類(lèi)型數(shù);i、j分別代表研究期初與研究期末的土地利用類(lèi)型;Sij代表研究期內(nèi)土地利用類(lèi)型i轉(zhuǎn)換為土地利用類(lèi)型j的面積。

轉(zhuǎn)移矩陣的意義在于它不但可以反映研究期初、研究期末的土地利用類(lèi)型結(jié)構(gòu)，而且可以反映研究時(shí)段內(nèi)各土地利用類(lèi)型的轉(zhuǎn)移變化情況，便于了解研究期初各類(lèi)型土地的流失去向以及研究期末各土地利用類(lèi)型的來(lái)源與構(gòu)成[20-21]。

1.3.3Circos可視化方法

Circos是由開(kāi)發(fā)語(yǔ)言Perl編寫(xiě)的一款原計(jì)劃用于可視化生物基因組數(shù)據(jù)的軟件，鑒于其能夠?qū)崿F(xiàn)多種數(shù)據(jù)的可視化，目前被廣泛運(yùn)用于多個(gè)領(lǐng)域[22-23]。Circos軟件能將矩陣轉(zhuǎn)化為可視化效果更好的弦圖，計(jì)算不同用地情況的流動(dòng)轉(zhuǎn)化情況，對(duì)土地?cái)?shù)據(jù)在不同類(lèi)別中轉(zhuǎn)化情況的時(shí)空可視化分析。

2結(jié)果與分析

2.1各類(lèi)土地利用面積變化

2000年、2005年、2010年、2015年水源保護(hù)區(qū)不同土地利用類(lèi)型的面積及分布情況如圖2、圖3所示。

從農(nóng)業(yè)用地來(lái)看，其是水源保護(hù)區(qū)的主要用地類(lèi)型，2000年研究區(qū)域內(nèi)農(nóng)業(yè)用地（包括綠地林地、耕地、畜禽養(yǎng)殖用地、水產(chǎn)養(yǎng)殖用地）為75358.67hm2，占總面積的64.52%，但到2015年下降到36.16%，用地轉(zhuǎn)出較明顯。2000—2005年，農(nóng)業(yè)用地中綠地林地用地、水產(chǎn)養(yǎng)殖用地面積擴(kuò)增，二者分別以196.98%、46.61%的增幅擴(kuò)增了4541.60hm2、2760.58hm2，而耕地和畜禽養(yǎng)殖用地分別以26.31%和15.99%的減幅減少了17554.84hm2和65.70hm2;2005—2010年，在農(nóng)業(yè)用地中，只有綠地林地面積以137.81%的增幅增加了9436.16hm2，而其他農(nóng)業(yè)用地均出現(xiàn)縮減，耕地、畜禽養(yǎng)殖用地、水產(chǎn)養(yǎng)殖用地面積分別減少了10844.84hm2、170.01hm2、567.43hm2，減幅分別為22.06%、49.26%、6.54%;2010—2015年，農(nóng)業(yè)用地同前5年變化相似，只有綠地林地面積以5.62%的增幅增加了915.11hm2，耕地、畜禽養(yǎng)殖用地、水產(chǎn)養(yǎng)殖用地面積分別減少了1067.54hm2、58.63hm2、3251.61hm2，降幅分別為2.79%、33.48%、40.07%。

從城鎮(zhèn)用地來(lái)看，2000年城鎮(zhèn)用地（包括工業(yè)倉(cāng)儲(chǔ)、交通、公共建筑、居?。?2638.64hm2，占總面積的19.38%，但到2015年上升到30.32%，呈快速增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。2000—2005年，城鎮(zhèn)用地中的每一地類(lèi)均有所增加，工業(yè)倉(cāng)儲(chǔ)、交通、公共建筑、居住分別增加了3399.69hm2、997.83hm2、655.19hm2、616.08hm2，增幅分別為52.90%、39.31%、41.35%、5.14%;2005—2010年，各類(lèi)城鎮(zhèn)建設(shè)用地持續(xù)增加，工業(yè)倉(cāng)儲(chǔ)、交通、公共建筑、居住用地面積分別增加了2634.70hm2、969.70hm2、1097.31hm2、329.96hm2，增幅分別為26.81%、27.42%、48.99%、2.62%;2010—2015年，各類(lèi)城鎮(zhèn)建設(shè)用地中除了工業(yè)倉(cāng)儲(chǔ)略有下降外，交通、公共建筑、居住、市政設(shè)施分別繼續(xù)增加747.66hm2、7.77hm2、421.37hm2、914.89hm2，增幅分別為16.59%、0.23%、3.26%、465.24%。

從水域來(lái)看，2000年水域面積為17101.73hm2，占比14.64%，2015年下降到13.70%。2000—2005年，水域面積減少263.66hm2，減幅1.54%;2005—2010年，水域縮減面積多于前一個(gè)5年，以3.68%的減幅減少了619.43hm2;2005—2010年，水域面積以1.35%的降幅減少了218.82hm2.

15年間，耕地、畜禽養(yǎng)殖用地、水產(chǎn)養(yǎng)殖用地和水域均持續(xù)減少。耕地、畜禽養(yǎng)殖用地、水產(chǎn)養(yǎng)殖用地和水域減少面積分別為29467.22hm2、294.34hm2、1058.46hm2、1101.91hm2，減幅分別為44.17%、71.65%、17.87%和6.44%，其中耕地面積減少得最多，畜禽養(yǎng)殖用地減幅最高。剩余其他類(lèi)別用地面積均為增加，其中綠地林地增幅為645.94%。

從空間分布來(lái)看（見(jiàn)圖3），耕地分布于整個(gè)研究區(qū)內(nèi)，水域、水產(chǎn)養(yǎng)殖用地分布在淀山湖及其附近的小型湖泊周邊，綠地林地主要分布于黃浦江干、支流沿岸及鄰近地帶，而工業(yè)用地集中于水源保護(hù)區(qū)下界，即松江區(qū)及閔行區(qū)的部分工業(yè)區(qū)內(nèi)，公共用地分布在工業(yè)用地或居住用地集中區(qū)域。

2.2土地利用的相互轉(zhuǎn)化

從轉(zhuǎn)移矩陣可以看出（見(jiàn)表1和圖4），15年間的主要變化體現(xiàn)在耕地的轉(zhuǎn)出上。2000—2005年耕地主要轉(zhuǎn)出方向?yàn)榫G地林地、水產(chǎn)養(yǎng)殖、工業(yè)倉(cāng)儲(chǔ)和其他用地，其中綠地林地占比最大，為23.75%;2005—2010年耕地主要轉(zhuǎn)出方向仍為綠地林地，占比高達(dá)54.50%，同比增長(zhǎng)91.90%;2010—2015年耕地轉(zhuǎn)出放緩，轉(zhuǎn)為綠地林地占比為34.22%，同比下降79.00%，同期水產(chǎn)養(yǎng)殖用地大量轉(zhuǎn)入耕地。

從各類(lèi)土地的轉(zhuǎn)出來(lái)看，15年間耕地轉(zhuǎn)出面積最大，主要轉(zhuǎn)向?yàn)榫G地林地、工業(yè)倉(cāng)儲(chǔ)、其他用地，轉(zhuǎn)移面積分別為13769.05hm2、5970.27hm2和3100.64hm2.畜禽養(yǎng)殖用地的轉(zhuǎn)出率最高，為91.23%，主要轉(zhuǎn)移為工業(yè)倉(cāng)儲(chǔ)和其他用地。其次為其他用地，其轉(zhuǎn)出率為90.77%，主要轉(zhuǎn)移為工業(yè)倉(cāng)儲(chǔ)、居住和綠地林地，轉(zhuǎn)移面積為351.01hm2、386.09hm2和260.29hm2.水域中有721.01hm2轉(zhuǎn)移為耕地，除此之外，還向綠地林地、居住、工業(yè)倉(cāng)儲(chǔ)和其他用地轉(zhuǎn)移。居住用地則主要轉(zhuǎn)移為耕地、工業(yè)倉(cāng)儲(chǔ)和其他用地。

從各類(lèi)土地轉(zhuǎn)入情況來(lái)看，綠地林地的轉(zhuǎn)入面積最大，有13769.05hm2來(lái)自于耕地，除此之外，還有水產(chǎn)養(yǎng)殖用地和居住用地及其他類(lèi)型的少量轉(zhuǎn)入;流向耕地的4297.94hm2土地中，有1486.94hm2來(lái)自于水產(chǎn)養(yǎng)殖用地，其他類(lèi)型的轉(zhuǎn)入量很少;工業(yè)倉(cāng)儲(chǔ)及居住用地的轉(zhuǎn)入也都主要來(lái)自耕地，共5970.27hm2;其他用地的轉(zhuǎn)入增幅最大5736.43hm2的轉(zhuǎn)入面積中，有3100.64hm2來(lái)自耕地，而853.02hm2的居住用地和610.92hm2水產(chǎn)養(yǎng)殖用地的轉(zhuǎn)入也是其他用地比較主要的轉(zhuǎn)入來(lái)源。從空間分布來(lái)看，耕地向工業(yè)用地轉(zhuǎn)換主要集中在閔行區(qū)、松江區(qū)原有工業(yè)區(qū)外圍;耕地向水產(chǎn)養(yǎng)殖用地的轉(zhuǎn)入，主要集中在上游湖區(qū)附近;綠地林地由其他地類(lèi)的轉(zhuǎn)入主要發(fā)生在黃浦江干、支流沿岸;耕地與居住地相互轉(zhuǎn)化使居住用地的分布更加集中;在工業(yè)區(qū)、居住區(qū)集中地，部分工業(yè)用地、居住用地轉(zhuǎn)化為公共建筑?？偟膩?lái)說(shuō)，15年間水源保護(hù)區(qū)的土地類(lèi)型轉(zhuǎn)化促成了耕地大量流失并破碎化、綠地林地沿江分布、工業(yè)重心更加集中于水源保護(hù)區(qū)下界的格局。

2.3土地利用變化驅(qū)動(dòng)力分析

2.3.1城鎮(zhèn)用地變化驅(qū)動(dòng)力分析

15年間，大量農(nóng)村人口不斷向城鎮(zhèn)聚集，城鎮(zhèn)化水平不斷提高。伴隨著城市開(kāi)發(fā)程度加強(qiáng)[24-27]，黃浦江上游地區(qū)各類(lèi)城鎮(zhèn)用地（工業(yè)倉(cāng)儲(chǔ)、交通用地、公共建筑、居住用地、市政設(shè)施等）面積都持續(xù)增加。與此同時(shí)，上海市以“推進(jìn)土地向規(guī)模經(jīng)營(yíng)集中、推進(jìn)工業(yè)向園區(qū)集中、推進(jìn)農(nóng)民居住向城鎮(zhèn)集中”為主要內(nèi)容的“三個(gè)集中”推進(jìn)郊區(qū)城鎮(zhèn)化發(fā)展的政策在土地管理中發(fā)揮了重要作用[28]。這些政策促使閔行、松江工業(yè)區(qū)的規(guī)模擴(kuò)大，形成了更大的工業(yè)產(chǎn)業(yè)集群，并在工業(yè)區(qū)附近建設(shè)了集中的住宅區(qū)。伴隨著城市化進(jìn)程，城市人口增加促使居住用地面積增加。在這些人口密集的工業(yè)區(qū)、住宅區(qū)中心又興建了大量的公共建筑，而原本分散的居住地復(fù)墾為耕地或轉(zhuǎn)變?yōu)楣I(yè)區(qū)一部分。無(wú)論是工業(yè)發(fā)展還是人口增加，對(duì)市政交通的需求都會(huì)增強(qiáng)，因而造成交通運(yùn)輸、市政設(shè)施用地的增加。不過(guò)，2009年《上海市飲用水水源保護(hù)條例》實(shí)施以后，由于水源保護(hù)生態(tài)補(bǔ)償制度的建立，以及對(duì)新增排污建設(shè)項(xiàng)目的限制，黃浦江上游地區(qū)工業(yè)用地快速擴(kuò)張趨勢(shì)得到遏制。2010—2015年期間，工業(yè)用地總面積略有下降。環(huán)境基礎(chǔ)設(shè)施的不斷完善，也削弱了生產(chǎn)生活污染排放對(duì)水質(zhì)的影響。對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)要素和土地利用進(jìn)行相關(guān)性分析，結(jié)果顯示，總?cè)丝跀?shù)量和城鎮(zhèn)用地總量呈極顯著正相關(guān)（r=0.99，p<0.01），工業(yè)總產(chǎn)值和城鎮(zhèn)用地總量呈顯著正相關(guān)（r=0.96，p<0.05），表明人口導(dǎo)入以及工業(yè)發(fā)展是城鎮(zhèn)用地快速擴(kuò)張的源動(dòng)力。

2.3.2耕地變化驅(qū)動(dòng)力分析

自2003年起，上海市啟動(dòng)了黃浦江水源涵養(yǎng)林建設(shè)工程，這項(xiàng)生態(tài)工程建設(shè)使得15年間耕地向綠地林地轉(zhuǎn)化面積占耕地總轉(zhuǎn)出面積的41.12%，黃浦江干、支流沿岸的耕地大面積轉(zhuǎn)化為綠地林地[29]。同時(shí)，工業(yè)化、城市化過(guò)程也侵占了大量耕地，這是由于水源保護(hù)區(qū)大多數(shù)為郊區(qū)，隨著15年間上海市城市化進(jìn)程的提速，大量耕地轉(zhuǎn)化為工業(yè)倉(cāng)儲(chǔ)、交通用地、公共設(shè)施及居住用地，城市化與耕地保護(hù)矛盾進(jìn)一步凸顯。另外，近年來(lái)，水產(chǎn)品和漁業(yè)生態(tài)服務(wù)的需求持續(xù)上升[30]，受市場(chǎng)需求變化的影響，上海市在“十五”期間積極推動(dòng)水產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)發(fā)展，其中“三帶一環(huán)一港”包括了環(huán)淀山湖6666.67hm2淡水蝦類(lèi)和特種魚(yú)優(yōu)勢(shì)產(chǎn)業(yè)帶[31-32]。因此受市場(chǎng)需求、政策導(dǎo)向的影響，環(huán)淀山湖地區(qū)部分耕地轉(zhuǎn)化為水產(chǎn)養(yǎng)殖用地，出現(xiàn)了向水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展的農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)型趨勢(shì)。從轉(zhuǎn)移矩陣還可以看出，在耕地大量流向綠地林地、工業(yè)倉(cāng)儲(chǔ)等類(lèi)型的同時(shí)，還存在反向流動(dòng)，耕地總轉(zhuǎn)入量達(dá)到3634.49hm2，這是由于上海市在推進(jìn)郊區(qū)城鎮(zhèn)化發(fā)展時(shí)“三個(gè)集中”及“宅基地復(fù)墾”的政策驅(qū)動(dòng)了區(qū)域內(nèi)部的空間結(jié)構(gòu)調(diào)整。

2.3.3綠地林地、畜禽養(yǎng)殖用地變化驅(qū)動(dòng)力分析

自2003年起，黃浦江水源涵養(yǎng)林建設(shè)工程啟動(dòng)，按江河兩側(cè)200m寬度規(guī)劃實(shí)施，共涉及青浦、松江、金山、奉賢、閔行5個(gè)區(qū)18個(gè)鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）。2009年頒布的《上海市飲用水水源保護(hù)條例》進(jìn)一步明確，飲用水水源保護(hù)區(qū)和準(zhǔn)保護(hù)區(qū)內(nèi)應(yīng)當(dāng)預(yù)留水源涵養(yǎng)林用地。其目的一方面是阻止農(nóng)業(yè)、工業(yè)及生活污水向河道直接排放，起到截污作用;另一方面保持水土、涵養(yǎng)水源，可以在一定程度上對(duì)生態(tài)建設(shè)起到積極作用[30]。因此，15年間綠地林地用地面積顯著增加，增幅達(dá)645.94%，黃浦江干流、主要支流沿岸及附近區(qū)域植被覆蓋狀況明顯改善。

2014年，上海頒布《上海市畜禽養(yǎng)殖管理辦法》，將畜禽養(yǎng)殖分為禁止養(yǎng)殖區(qū)、控制養(yǎng)殖區(qū)和適度養(yǎng)殖區(qū)。2005年，黃浦江上游水源保護(hù)區(qū)劃為畜禽禁養(yǎng)區(qū)，全面清退區(qū)域內(nèi)部畜禽養(yǎng)殖。為了保證水源地安全，水源保護(hù)區(qū)內(nèi)200多家規(guī)?；笄輬?chǎng)搬遷或關(guān)閉，畜禽養(yǎng)殖用地面積在15年間持續(xù)減小，減幅達(dá)到71.65%。根據(jù)孫焱婧等[33]的研究，黃浦江上游水源保護(hù)區(qū)，養(yǎng)殖場(chǎng)產(chǎn)生的有機(jī)污染（COD/BOD）占總污染的30%左右，水質(zhì)存在的問(wèn)題主要是氨氮和總大腸桿菌超標(biāo)，因此，該環(huán)境調(diào)控政策可以有效減少畜禽養(yǎng)殖糞便等對(duì)水質(zhì)的破壞，有效地改善水源保護(hù)區(qū)水質(zhì)。

2.3.4水域變化驅(qū)動(dòng)力分析

值得注意的是，研究區(qū)雖然為水源保護(hù)區(qū)，但水域面積出現(xiàn)了少量縮減的現(xiàn)象。15年內(nèi)水域面積減少了1101.91hm2，減幅為6.44%。分析轉(zhuǎn)移矩陣可以發(fā)現(xiàn)，水域主要轉(zhuǎn)移為耕地、水產(chǎn)養(yǎng)殖用地、綠地林地、居住用地和工業(yè)倉(cāng)儲(chǔ)，轉(zhuǎn)移類(lèi)型比較豐富。這種土地利用的變化可能與研究區(qū)所處地理環(huán)境有關(guān)，研究區(qū)處于長(zhǎng)江三角洲沖積平原，河網(wǎng)發(fā)達(dá)，小規(guī)模河塘較多，在農(nóng)業(yè)用地、城鎮(zhèn)建設(shè)過(guò)程中，一些小型水域會(huì)被填平，導(dǎo)致水域面積減少。因此，水域變化的驅(qū)動(dòng)性因素主要是人為因素。

3結(jié)論與展望

（1）上海黃浦江上游水源保護(hù)區(qū)土地利用數(shù)據(jù)（2000年、2005年、2010年及2015年）分析結(jié)果表明，農(nóng)業(yè)用地和水域面積減少，城鎮(zhèn)用地面積增加。農(nóng)業(yè)用地中，耕地、畜禽養(yǎng)殖用地面積大幅減少，綠地林地面積大幅增加，水產(chǎn)養(yǎng)殖用地面積有所增加，而每類(lèi)城鎮(zhèn)用地面積都有所增加。說(shuō)明第一個(gè)5年為耕地開(kāi)發(fā)建設(shè)階段與大力加強(qiáng)生態(tài)環(huán)境改善階段;而第二個(gè)5年為建成階段，這部分耕地經(jīng)歷了建成為工業(yè)倉(cāng)儲(chǔ)、居住用地、交通、公共設(shè)施的過(guò)程;第三個(gè)5年為生態(tài)環(huán)境改善的穩(wěn)定階段。因此可以看出，城市化、工業(yè)化的驅(qū)動(dòng)會(huì)增加城鎮(zhèn)用地面積，而政策可以影響土地類(lèi)型的空間布局。

（2）轉(zhuǎn)移矩陣及土地利用空間分布分析結(jié)果表明，2000—2005年，有4529.23hm2的耕地轉(zhuǎn)化為綠地林地用地，4491.57hm2耕地轉(zhuǎn)化為其他用地;2005—2010年，耕地仍主要轉(zhuǎn)為綠地林地，占轉(zhuǎn)出耕地面積比例高達(dá)54.50%，剩余耕地中大多數(shù)轉(zhuǎn)化為各類(lèi)城鎮(zhèn)建設(shè)用地;2010—2015年，耕地轉(zhuǎn)為各項(xiàng)用地量逐漸平穩(wěn)，并有大量水產(chǎn)養(yǎng)殖用地轉(zhuǎn)為耕地。耕地的大量減少和破碎化應(yīng)引起相關(guān)部門(mén)的高度重視，在后續(xù)政策制定時(shí)需多考慮耕地保護(hù)的問(wèn)題。

（3）為提高飲用水水源水質(zhì)，保證飲用水安全，上海不斷加強(qiáng)飲用水水源保護(hù)，先后頒布《上海市黃浦江上游水源保護(hù)條例》《上海市飲用水水源保護(hù)條例》等地方法規(guī)。分析土地利用驅(qū)動(dòng)性因素發(fā)現(xiàn)，以綠地林地面積大幅增加、畜禽養(yǎng)殖面積減少為特征的農(nóng)業(yè)用地變化，主要受相關(guān)環(huán)境政策的影響，而水產(chǎn)養(yǎng)殖用地的增加可能受政策和市場(chǎng)因素調(diào)節(jié);城鎮(zhèn)建設(shè)用地對(duì)耕地的侵占，主要受城市化進(jìn)程的影響，城鎮(zhèn)建設(shè)用地的空間布局受城鎮(zhèn)化建設(shè)的相關(guān)政策約束。自《上海市黃浦江上游水源保護(hù)條例》《上海市飲用水水源保護(hù)條例》等法規(guī)政策實(shí)施以來(lái)，飲用水水源保護(hù)生態(tài)補(bǔ)償財(cái)政轉(zhuǎn)移支付等相關(guān)制度的建立，以及限制畜禽養(yǎng)殖、嚴(yán)控新建項(xiàng)目等水源保護(hù)政策的出臺(tái)，促進(jìn)了區(qū)域內(nèi)社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展。因此，水源保護(hù)區(qū)的土地利用類(lèi)型主要是受政策及城市化進(jìn)程的影響。城市化進(jìn)程增加了水環(huán)境壓力，而環(huán)境基礎(chǔ)設(shè)施硬件及環(huán)境制度政策軟件的建立和完善則對(duì)水質(zhì)有改善作用。值得關(guān)注的是，15年間土地利用類(lèi)型的轉(zhuǎn)化使工業(yè)重心更大量集中于水源保護(hù)區(qū)下界，這勢(shì)必為該區(qū)域的生態(tài)環(huán)境保護(hù)帶來(lái)更大壓力，相關(guān)政府部門(mén)需持續(xù)加強(qiáng)監(jiān)測(cè)監(jiān)管。

（4）本文側(cè)重于分析15年間土地利用動(dòng)態(tài)變化及驅(qū)動(dòng)力，而相關(guān)土地管理政策對(duì)土地利用變化所造成黃浦江上游水源保護(hù)區(qū)的生態(tài)、環(huán)境的影響未做詳細(xì)說(shuō)明。因此，下一步研究將側(cè)重于對(duì)土地利用變化相關(guān)的生態(tài)環(huán)境效應(yīng)分析，為水源保護(hù)區(qū)土地資源的合理開(kāi)發(fā)利用和土地管理提供理論參考和科學(xué)依據(jù)。

[參考文獻(xiàn)]

[1]劉紀(jì)遠(yuǎn)，匡文慧，張?jiān)?，等?0世紀(jì)80年代末以來(lái)中國(guó)土地利用變化的基本特征與空間格局[J].地理學(xué)報(bào)，2014，69（1）： 3-14.

[2]MOONEYHA，DURAIAPPAHA，LARIGAUDERIEA.Evolutionofnaturalandsocialscienceinteractionsinglobalchangeresearchprograms[J]。ProceedingsoftheNationalAcademyofSciencesoftheUnitedStatesofAmerica，2013（S1）： 110.

[3]劉芳，閆慧敏，劉紀(jì)遠(yuǎn)，等。21世紀(jì)初中國(guó)土地利用強(qiáng)度的空間分布格局[J].地理學(xué)報(bào)，2016，71（7）： 1130-1143.

[4]傅伯杰，張立偉。土地利用變化與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)：概念、方法與進(jìn)展[J].地理科學(xué)進(jìn)展，2014，33（4）： 441-446.

[5]MEYFROIDTP，LAMBINEF，ERBKH，etal.Globalizationoflanduse：Distantdriversoflandchangeandgeographicdisplacementoflanduse[J]。CurrentOpinioninEnvironmentalSustainability，2013，5（5）： 438-444.

[6]史培軍，王靜愛(ài)，馮文利，等。中國(guó)土地利用/覆蓋變化的生態(tài)環(huán)境安全響應(yīng)與調(diào)控[J].地球科學(xué)進(jìn)展，2006（2）： 111-119.

[7]王小鋼。我國(guó)飲用水水源保護(hù)區(qū)制度淺析[J].水資源保護(hù)，2004（5）： 46-48.

[8]趙旭，楊志峰，徐琳瑜。飲用水源保護(hù)區(qū)生態(tài)服務(wù)補(bǔ)償研究與應(yīng)用[J].生態(tài)學(xué)報(bào)，2008（7）： 3152-3159.

[9]車(chē)越，楊凱，范群杰，等。黃浦江上游水源地水環(huán)境演變規(guī)律及其影響因素研究[J].自然資源學(xué)報(bào)，2005（2）： 163-171.

[10]蔣增輝，曾次元，韓敏奇，等。黃浦江上游水源地水質(zhì)污染分析與突發(fā)性水污染事件分級(jí)[J].凈水技術(shù)，2013，32（4）： 15-20.

[11]孫超，陳振樓，張翠，等。上海市主要飲用水源地水重金屬健康風(fēng)險(xiǎn)初步評(píng)價(jià)[J].環(huán)境科學(xué)研究，2009，22（1）： 60-65.

[12]鄭玲芳。黃浦江上游底棲動(dòng)物與沉積物重金屬潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)[J].安全與環(huán)境學(xué)報(bào)，2014，14（2）： 230-234.

[13]金海洋，姚政，徐四新，等。黃浦江水源保護(hù)區(qū)農(nóng)業(yè)面源污染控制對(duì)策研究[J].上海農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2007（1）： 88-91.

[14]錢(qián)曉雍，沈根祥，顧海蓉。黃浦江上游水源保護(hù)區(qū)農(nóng)田氮磷養(yǎng)分平衡分析[J].環(huán)境科學(xué)與技術(shù)，2011，34（8）： 115-119.

[15]王哲，韓玉潔，康宏樟，等。黃浦江上游主要樹(shù)種水源涵養(yǎng)林生態(tài)系統(tǒng)碳儲(chǔ)量[J].生態(tài)學(xué)雜志，2012，31（8）： 1930-1935.

[16]蔡婷，李阿瑾，宋坤，等。黃浦江上游近自然混交林和人工純林水源涵養(yǎng)功能評(píng)價(jià)[J].水土保持研究，2015，22（2）： 36-40.

[17]張國(guó)琴，于金蓮。黃浦江上游水源保護(hù)區(qū)非點(diǎn)源污染分析[J].上海師范大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2008，37（6）： 632-636.

[18]上海市質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局。城市生態(tài)系統(tǒng)中土地利用/土地覆蓋第1部分：信息分類(lèi)與代碼：DB31/T314.1—2004[S].上海：上海市質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局，2004.

[19]李麗娟，楊俊偉，姜德娟，等。20世紀(jì)90年代無(wú)定河流域土地利用的時(shí)空變化[J].地理研究，2005（4）： 527-534.

[20]李忠鋒，王一謀，馮毓蓀，等?；赗S與GIS的榆林地區(qū)土地利用變化分析[J].水土保持學(xué)報(bào)，2003（2）： 97-99.

[21]蔡為民，唐華俊，呂鋼，等。景觀(guān)格局分析法與土地利用轉(zhuǎn)換矩陣在土地利用特征研究中的應(yīng)用[J].中國(guó)土地科學(xué)，2006（1）： 39-44.

[22]陳光通?；诳梢暬夹g(shù)的分布式系統(tǒng)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)分析[D].杭州：浙江大學(xué)，2017.

[23]KRZYWINSKIM，SCHEINJ，BIROLI，etal.Circos：Aninformationaestheticforcomparativegenomics[J]。GenomeResearch，2009，19（9）： 1639-1645.

[24]國(guó)家統(tǒng)計(jì)局。上海統(tǒng)計(jì)年鑒2000[M].上海：中國(guó)統(tǒng)計(jì)出版社，2000.

[25]國(guó)家統(tǒng)計(jì)局。上海統(tǒng)計(jì)年鑒2005[M].上海：中國(guó)統(tǒng)計(jì)出版社，2005.

[26]國(guó)家統(tǒng)計(jì)局。上海統(tǒng)計(jì)年鑒2010[M].上海：中國(guó)統(tǒng)計(jì)出版社，2010.

[27]國(guó)家統(tǒng)計(jì)局。上海統(tǒng)計(jì)年鑒2015[M].上海：中國(guó)統(tǒng)計(jì)出版社，2015.

[28]袁以星?！叭齻€(gè)集中”的提出和滬郊城市化進(jìn)程[J].上海農(nóng)村經(jīng)濟(jì)，2016（3）： 34-38.

[29]張現(xiàn)武，李明華，張金池，等。上海市水源涵養(yǎng)林建設(shè)現(xiàn)狀及發(fā)展對(duì)策研究[J].華東森林經(jīng)理，2015，29（2）： 23-26.

[30]沈雪達(dá)，楊正勇，潘迎捷。上海市漁業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀與對(duì)策分析[J].上海水產(chǎn)大學(xué)學(xué)報(bào)，2007（6）： 597-601.

[31]楊正勇，沈雪達(dá)，潘迎捷。上海都市型現(xiàn)代漁業(yè)研究[J].生態(tài)經(jīng)濟(jì)，2007（4）： 119-123.

[32]楊正勇，潘迎捷。上海都市型現(xiàn)代漁業(yè)的構(gòu)建[J].中國(guó)生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2008（3）： 760-765.

[33]孫焱婧，王少平，楊海真。黃浦江上游水源保護(hù)區(qū)環(huán)境管理對(duì)策研究[J].四川環(huán)境，2006（6）： 121-125.

（責(zé)任編輯：李萬(wàn)會(huì)）