基于“三生空间”的土地利用转型的生态效应及驱动力分析

贲薛晨; 余成

doi:10.12153/j.issn.1674-991X.20210359

基于“三生空间”的土地利用转型的生态效应及驱动力分析—以苏州市为例

doi: 10.12153/j.issn.1674-991X.20210359

贲薛晨^1,,
余成^2, ,

1.
苏州科技大学环境科学与工程学院
2.
苏州科技大学地理科学与测绘工程学院

基金项目: 国家自然科学基金项目（41801148）；中国科学院战略性先导科技转型A类项目（XDA23020101）

详细信息

作者简介:
贲薛晨（1998—），男，硕士研究生，研究方向为土地利用变化的环境效应，1427719261@qq.com

通讯作者:
余成（1987—），女，讲师，博士，研究方向为城市化的水环境效应等，yucheng823@126.com

中图分类号: X171.1
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出版历程
- 收稿日期: 2021-07-27

Ecological effects of land use transformation and its driving force based on production-living-ecological space: a case study of Suzhou City

BEN Xuechen^1
,,
YU Cheng^{2
, ,}

1.
School of Environmental Science and Engineering, Suzhou University of Science and Technology
2.
School of Geography and Geomatics Engineering, Suzhou University of Science and Technology

摘要

摘要:
为探索快速城市化背景下苏州市土地利用转型规律及其生态效应，利用苏州市1980年、2000年、2010年、2018年4期土地利用数据，按照生产、生态、生活（简称“三生”）土地利用主导功能分类，采用土地利用转移矩阵、生态环境质量指数、土地利用转型的生态贡献率等方法，定量分析了苏州市土地利用转型的模式及其生态效应，并通过最小二乘法回归揭示了生态环境质量演变的驱动机制。结果表明：1980—2018年，基于“三生”用地的土地利用转型表现为生产用地减少，生态用地少量增加，生活用地快速增加；苏州市生态环境质量指数从1980年的0.431 2降至2018年的0.413 9，整体生态环境质量有所下降。苏州市同时存在生态环境质量改善和恶化2种趋势，1980—2000年农业生产用地转变为水域生态用地和林地生态用地，是促使生态环境质量改善的主要因素，农业生产用地对水域生态用地的挤占、城镇和农村生活用地对农业生产用地的占用是导致生态环境质量恶化的主要原因；2000—2018年，农业生产用地转化为水域生态用地是生态环境质量改善的主要因素，城镇和农村生活用地对农业生产用地的挤占是导致生态环境质量恶化的重要原因。产业结构与能源结构的调整是苏州市生态环境质量改善的主要因素，而人口增加、不合理的经济发展模式、社会消费水平的提高等因素加大了生态环境保护的压力。
- “三生”用地 /
- 土地利用转型 /
- 生态环境质量指数 /
- 生态效应
Abstract:
To explore the law of land use transformation and its ecological effects in the context of rapid urbanization in Suzhou, using the land use data of the city for 4 periods in 1980, 2000, 2010 and 2018, and according to the classification of the dominant functions of production-ecological-living (PEL), the methods of the land use transfer matrix, ecological environment quality index, and ecological contribution rate of land use transformation were used to quantitatively analyze the pattern of land use transformation and its ecological effects in Suzhou City, and the driving mechanism of ecological environment quality evolution was revealed through least square regression. The results showed that: from 1980 to 2018, the transformation of land use in Suzhou City displayed a decrease in productive land use, a small increase in ecological land use, and a rapid increase in living land use; the quality index of Suzhou ecological environment decreased from 0.431 2 in 1980 to 0.4139 in 2018, and the overall ecological environment quality decreased. There were both trends of ecological environment improvement and deterioration in Suzhou City. In 1980-2000, the conversion of agricultural production land into watershed ecological land and woodland ecological land was the main factor contributing to the improvement of ecological environment quality. The crowding of agricultural production land into watershed ecological land and the occupation of agricultural production land by towns and rural living land were the main reasons for the deterioration of ecological environment quality. In 2000-2018, the conversion of agricultural production land into watershed ecological land was the main factor for the improvement of ecological environment quality, and the crowding of agricultural production land by towns and rural living land was an important reason for the deterioration of ecological environment quality. The adjustment of industrial structure and energy structure was the main factor for the improvement of ecological environment quality in Suzhou City, while the increase of population, unreasonable economic development mode, the increase of social consumption level and other factors increased the pressure on ecological environment protection.
- land uses of production-ecology-life /
- land use transformation /
- ecological environment quality index /
- ecological effects

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图 1 苏州市行政区划

Figure 1. Administrative divisions of Suzhou City

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图 2 苏州市“三生用地”空间格局

Figure 2. Spatial pattern of PEL land use in Suzhou City

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图 3 1980—2018年苏州各区（市）生态环境质量等级

Figure 3. Ecological environment quality grade of districts (cities) in Suzhou City in 1980-2018

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图 4 苏州市影响生态环境质量的主要用地转型及贡献率

Figure 4. Major land use transformation and contribution rates affecting ecological environment quality of Suzhou City

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图 5 苏州市生态环境质量指数预测值和观测值拟合

Figure 5. Fitting the predicted and observed values of Suzhou eco-environmental quality index

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图 6 自变量回归系数

Figure 6. Regression coefficient graph of independent variables

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表 1 “三生”土地利用主导分类及生态环境质量赋值

Table 1. Dominant land use classification and ecological environment quality assignment of the PEL space

“三生”土地利用主导功能分类			三级地类生态环境质量赋值
一级地类	二级地类	三级地类	三级地类生态环境质量赋值
生产用地	农业生产用地	水田	0.30
	农业生产用地	旱地	0.25
	工矿生产用地	其他建设用地	0.15
生态用地	林地生态用地	有林地	0.95
		灌木地	0.65
		疏林地	0.45
		其他林地	0.40
	牧草生态用地	高覆盖度草地	0.75
	水域生态用地	河渠	0.55
		湖泊	0.75
		水库坑塘	0.55
		滩涂	0.45
		滩地	0.55
	其他生态用地	沼泽地	0.65
		裸土地	0.05
		裸岩石质地	0.01
生活用地	农村生活用地	农村居民点	0.20
生活用地	城镇生活用地	城镇用地	0.20

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表 2 1980—2018年苏州市各类用地面积及变化

Table 2. Area and change of each type of land use from 1980 to 2018 km²　

一级地类	二级地类	1980年	2000年	2010年	2018年	1980—2018年
生产用地	工矿生产用地	9.76	33.92	23.82	44.15	34.39
生产用地	农业生产用地	4 949.88	4 341.95	2 975.15	2 848.72	−2 101.16
生活用地	农村生活用地	327.21	530.90	619.81	686.39	359.18
生活用地	城镇生活用地	185.87	452.75	1 548.34	1718.35	1 532.48
生态用地	林地生态用地	198.85	186.25	182.53	178.22	−20.63
	其他生态用地	4.02	4.75	8.10	4.74	0.72
	牧草生态用地	29.09	21.76	19.06	83.30	54.21
	水域生态用地	2704.82	2842.06	3037.52	2850.47	145.65

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表 3 1980—2000年苏州市土地利用转移矩阵

Table 3. Land use transfer matrix of Suzhou City from 1980 to 2000 km²　

二级地类	城镇生活用地	工矿生产用地	林地生态用地	牧草生态用地	农村生活用地	农业生产用地	其他生态用地	水域生态用地
城镇生活用地	174.04	0.06	0.33	—	0.19	10.17	—	1.05
工矿生产用地	0.18	8.01	0.17	0.03	0.32	0.76	—	0.30
林地生态用地	2.66	2.32	170.79	0.22	7.76	8.60	0.53	5.97
牧草生态用地	0.25	0.47	0.32	17.31	0.46	0.81	0.04	9.44
农村生活用地	2.91	0.50	2.31	0.10	236.53	81.80	0.12	2.91
农业生产用地	268.70	21.87	9.10	2.42	278.96	4176.05	0.10	191.45
其他生态用地	0.01	0.05	0.20	0.03	0.04	0.05	3.41	0.21
水域生态用地	3.98	0.64	3.05	1.65	6.48	61.08	0.56	2627.16
注：—表示未发生土地利用转型现象。

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表 4 2000—2018年苏州市土地利用转移矩阵

Table 4. Land use transfer matrix of Suzhou City from 2000 to 2018 km²　

二级地类	城镇生活用地	工矿生产用地	林地生态用地	牧草生态用地	农村生活用地	农业生产用地	其他生态用地	水域生态用地
城镇生活用地	412.72	0.03	0.02	0.00	36.89	2.68	0.00	0.41
工矿生产用地	26.27	2.86	0.89	0.00	2.83	0.18	0.00	0.90
林地生态用地	5.35	0.51	172.56	0.00	2.66	4.68	0.00	0.50
牧草生态用地	0.60	2.59	0.01	15.18	0.30	2.13	0.57	0.38
农村生活用地	191.40	0.61	0.30	0.45	293.35	32.30	0.00	12.50
农业生产用地	999.16	29.04	4.10	11.08	333.72	2751.55	0.79	212.52
其他生态用地	0.07	—	0.29	0.00	0.66	—	3.06	0.66
水域生态用地	82.78	8.52	0.07	56.60	15.98	55.20	0.32	2622.59
注：同表3。

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表 5 苏州各区（市）1980—2018年生态环境质量指数

Table 5. Ecological environment quality index of different districts (cities) in Suzhou City in 1980-2018

年份	苏州市	常熟市	姑苏区	虎丘区	昆山市	太仓市	吴江区	吴中区	相城区	张家港市
1980	0.431 2	0.333 0	0.251 3	0.392 3	0.339 2	0.299 8	0.375 6	0.621 4	0.398 3	0.335 6
2000	0.430 6	0.329 3	0.232 1	0.370 6	0.340 9	0.297 5	0.381 1	0.619 5	0.396 0	0.327 5
2010	0.421 6	0.324 9	0.221 7	0.3495	0.336 7	0.279 8	0.374 7	0.610 7	0.384 8	0.313 7
2018	0.413 9	0.314 4	0.221 7	0.340 9	0.321 5	0.278 8	0.371 3	0.607 9	0.373 4	0.294 8

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