基于3S技术研究滇池周边土地利用对水环境的影响及治理对策

董茸茸 张晶香

（曲靖师范学院城市学院，云南 曲靖 650011）

近年来，国家对水体污染治理问题高度重视，滇池治理一直是一个热点话题，滇池水环境的恶化已经严重影响和制约了云南省的经济发展。《昆明市城市近期建设规划（2016—2020年）成果》显示，昆明市将向滇池东南部的呈贡区和滇中新区空港片区拓展，滇池东南部地区面临着人口增长和房地产迅速发展的状况，在此形势下如何使滇池水质不受发展中土地利用的影响，成为重点问题。为此，研究滇池土地利用变化对滇池水质的影响，并提出治理建议，为解决与治理滇池水环境问题提供科学依据。

1 研究区概况

1.1 地理位置

滇池位于昆明市南端，处于长江、珠江、红河三大水系分水岭地带。本研究区流域总面积1 814.12 km²，东西较窄，约为8 km，最宽处约为12 km，形成狭长的“弓”形湖泊。滇池北高南低，周边20条支流流经滇池周边的森林、农田、生活建筑区，并向心状注入滇池，使滇池成为昆明市主要的纳污水体。

1.2 气候状况

滇池处于低纬度地区的云贵高原中部，受东亚季风环流、海拔以及太阳辐射等因素的影响，形成亚热带—高原山地季风气候，夏季降水多，冬季降水少，有明显的干湿两季。

1.3 社会经济状况

自改革开放以来，滇池周边的农业持续、稳定、协调发展；工业高速发展，以烟草制品业、石油加工、炼焦、核燃料和建筑业为主，其中建筑业发展较快；第三产业迅猛发展，旅游业发展占主导，全年旅游总收入持续较快增长。

2 研究过程

水质的污染与下降与滇池周边土地利用类型密不可分。土地利用通过影响水循环中的下渗、地表径流、地下径流等环节，影响入滇河流的水质和水量。通过获取滇池周边1988、2001、2010、2018年4期TM遥感影像数据，得出近30年来滇池周边土地利用动态变化对滇池水质的影响。

2.1 数据获取

本研究使用的TM遥感影像数据来自地理空间数据云官方网站，分别为1988年1月26日、2001年3月2日、2010年2月7日，2018年3月1日。4期TM遥感影像均选自冬、春季，此时研究区处于干季，植被覆盖率相对较低，云量较少，可减少云量产生的误差。

2.2 数据预处理

对4期TM遥感影像进行图像配准，以2018年的TM遥感影像为基准，选取清晰的地物点为地面控制点，对其他3期TM遥感影像进行图像配准、辐射定标、大气校正及影像剪裁，以提高TM遥感影像在提取滇池周边信息

表2 2001—2010滇池周边年土地类型转移矩阵 %

表3 2010—2018年滇池周边土地类型转移矩阵 %

2.3 遥感影像分类

根据2017年《土地利用现状分类》（GB/T 2010—2017），结合滇池周边实际用地类型和影像分辨率，将滇池周边土地利用类型分为耕地、林地、水体、建设用地及未利用地5种类型。再根据TM遥感影像特征和纹理，结合Google Earth软件中对应年份的遥感影像，部分难以分类地区的野外实地考察，运用ENVI遥感影像进行监督分类。

3 土地利用变化分析

3.1 土地利用转移矩阵分析

土地利用转移矩阵是指一种土地利用类型在两个不同时期从该地类转换为另一种地类的面积差值，其优势在于可以定量表明土地类型的转移关系［1］。

将监督分类导入ArcMap软件，分别对4期分类处理后的TM遥感影像进行相交、融合，得出表1、2、3的1988年—2001年、2001年—2010年、2010年—2018年的滇池

3.1.1 1988年—2001年滇池周边土地类型转移分析。从表1可知，1988—2001年耕地减少了9.59%，转移为其他类型的土地，其中5.74%的耕地转移为建设用地，转移量最多，其他类型的土地转移为耕地，使耕地增加3.29%，耕地的净变化是减少了6.30%，1988—2001年耕地减少且大部分转移为建设用地，与该时期滇池周边的经济发展息息相关，经济的发展带动了城市的建设，使建设用地增加；建设用地减少了3.59%，转移为其他类型的土地，建设用地转移为林地的比例较大，8.22%的其他类型土地转移为建设用地，使建设用地增加了8.22%，这期间建设用地主要沿主城区向外拓展，其净变化是增加了4.63%，建设用地的增加趋势与滇池周边的经济发展密不可分；林地有4.29%转移为其他类型的土地，转移为建设用地的比例较大，有9.04%由其他类型转移为林地，林地的净变化是增加了4.75%；水体的变化较小，减少和增加的比例小于1%，净变化是增加了0.38%；未利用地有4.19%转移为其他类型的土地，其中大部分转移为林地，未利用地净变化是减少了3.48%。

3.1.2 2001—2010年滇池周边土地类型转移分析。据表2可知，2001年—2010年7.65%的耕地转移为其他类型的土地，其中转移为建设用地和林地的比例较大，6.50%的其他类型土地转移为耕地，耕地净变化是减少了1.15%；建设用地有4.86%转移为其他类型的土地，转移为耕地的比例较大，在建设用地减少的同时也增加了5.48%，这期间建设用地主要向主城区北部和东南部拓展，建设用地净变化是增加了0.62%；6.51%的林地转移为其他类型，大部分林地转移为耕地，6.16%的其他类型土地转移为林地，林地在这期间净变化为减少了0.35%；水体在这期间的变化较小，有0.26%的水体转移为其他类型的土地，0.69%的其他类型土地转移为水体，水体的净变化为增加了0.43%；1.07%的未利用地转移为其他类型土地，1.52%的其他类型土地转移为未利用地，使未利用地增加1.52%，未利用地的净变化为增加0.45%。

3.1.3 2010—2018年滇池周边土地类型转移分析。从表3可知，2010—2018年耕地减少了10.50%转移为其他类型的土地，其中接近80%的耕地转移为建设用地，耕地同时增加了5.70%，耕地在这期间的净变化为减少了4.80%；建设用地减少了1.70%转移为其他类型的土地，其中转移为耕地的比例较大，建设用地同时增加了11.16%，这期间建设用地主要向主城区的东南部拓展，这与昆明市城市规划要求城市向滇池东南部的呈贡区拓展相关，建设用地的净变化为增加了9.46%，建设用地增加显著；7.39%的林地转移为其他类型的土地，转移为耕地和建设用地的比例较大，4.58%的其他类型土地转移为林地，使林地增加，由耕地和未利用地转化为林地的比例较大，此期间林地的净变化为减少了2.81%；水体的增加和减少比例都较小，水体的变化趋于稳定；未利用地减少了2.11%，大部分转移为林地，这与提倡环保和植树造林有关，未利用地增加较少，净变化为减少了2.10%。

4 影响土地利用变化的因素

4.1 自然因素

自然驱动因素是影响土地利用结构和变化的基础因素，决定土地利用的空间格局［2］。滇池处于亚热带地区，受东亚季风的影响，形成了冬冷夏热的气候，降水集中在夏季，气温和湿度均适宜植物生长，日照时间较长，使滇池周边形成了以耕地和林地为主的用地类型。大部分建设用地沿河流和湖区发展，在河流和湖泊周围形成了城市聚居区。

4.2 社会驱动因素

社会驱动是土地利用变化的主要驱动力，大致分为人口、经济以及国家政策等内容。1988—2018年，滇池周边人口快速增长，对居住、交通、购物及饮食等建筑用地的需求提高，造成了部分林地和大量耕地转化为建设用地。

1988—2018年，昆明市GDP值大体呈上升趋势，经济发展带动了昆明市的工业化、城市化，推动了建设用地的增加。

1998—2014年，由城市土地政策主导的改革促成了滇池周边土地城市化的格局［3］。2014年后城市化进程不断加快，2010—2018年建设用地大幅扩张，人口城市化开始，流动人口进城落户成为人口流动的大趋势，促进了耕地的减少，建设用地的快速增加。

5 滇池治理现状及保护建议

5.1 滇池治理现状

20世纪70年代以前，滇池周边的水质为Ⅱ类水，到20世纪70年代时下降为Ⅲ类水，90年代后跌为劣Ⅴ类水，滇池成为污染最严重的湖泊之一。

昆明市采取多种措施治理水体污染，1991年建成昆明市第一污水处理厂处理工业、生活污水。近年来，昆明市全面实施与深化河长制，滇池周边25位市级河长签订了《2018年滇池流域河长目标责任书》，定期开展巡河工作，对巡查中发现的问题进行及时整理、通报、积极协调，解决河道治理中的问题。滇池治理逐渐迈向流域系统治理阶段，促进了滇池周边水环境质量持续改善，水质趋稳向好。

河道生态补偿机制在滇池周边也建立起来，滇池周边水质治理不力的区县需要给予相邻区县经济补偿，相关负责领导要等比例扣减个人年度目标管理绩效考核奖励。滇池流域34条生态补偿河道的63个水质自动检测站已全部建成，实现了滇池周边河道生态补偿水质自动检测设施全覆盖，在2018年4月的考核中，滇池周边26条河道49个断面中，已经有39个实现了水质达标。

5.2 滇池保护建议

5.2.1 加大治理力度，坚持入湖河道治理。由于地势地形等因素的影响，滇池成为昆明市主要的纳污水体，大、小河流经过建筑区、工厂、农田收纳一些废水后流入滇池。因此，需要加大滇池周边20多条入湖河道的整治与管理，从根源上减少滇池水质被污染的可能。

5.2.2 坚持实施河段长责任制与河道生态补偿机制。在河段长责任制的实施下，滇池水质的治理初见成效。滇池周边各辖区各条河道需要进一步完善河长制，达到全民参与滇池治理的效果。

近年来，滇池周边推进河道生态补偿机制，对水质达标且提高一个及以上水质类别的县区给予适当补偿，以达到“谁污染、谁买单、谁治理、谁受益”的目的，该机制实施后滇池的水质逐渐好转，可见河道生态补偿机制对滇池的治理起到了促进作用。

5.2.3 优化滇池周边土地利用，减轻滇池污染。滇池周边环境承载力有限，所以滇池周边的建设规划要符合滇池周边人口、资源现状。《昆明市城市近期建设规划（2016—2020年）成果》提出优化滇池北部主城区的功能，外延拓展滇池东南部呈贡区的建设规划，在规划实施时应充分发挥主城区的辐射作用，吸引部分人口向滇池东南部的城市转移，减缓滇池周边人口太过集中的现状，同时减轻滇池周边的生态压力。

6 结语

政府及相关部门一直在进行滇池水体污染的治理，投入了大量的人力与资金，使滇池水质得到改善，但滇池的治理是一个长久的过程，其中优化滇池周边的土地利用成为关键。土地利用类型的分布应契合滇池周边的特点和滇池的承载力，在发展经济的同时重视水体污染治理，争取让滇池流域内的土地利用适应其环境承载力，使滇池土地利用和水质之间有良好的共生、共赢关系。