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陆岛互通工程对海岛产业用地时空格局影响分析
——以舟山市为例

2021-02-16潘艺宋洁常翔僖祝锦霞邱乐丰

海洋通报 2021年6期
关键词:舟山市海岛用地

潘艺,宋洁,常翔僖,祝锦霞,邱乐丰

(1.浙江财经大学 土地与城乡发展研究院,浙江 杭州 310019;2.太原师范学院 地理科学学院,山西 太原 030619;3.西北大学 城市与环境学院,陕西 西安 710127)

在海洋经济发展新阶段,“陆海统筹”国家战略的实施对于我国社会经济发展,乃至“海洋强国”战略目标的实现具有重大意义(韩增林等,2012)。在沿海发达地区的推动作用下,诸多近岸海岛成为建设深水港口、物流园区、滨海旅游的重要基地。陆岛互通工程的实施进一步增强了海岛与陆域城市的有机联系,陆岛联动成为一种新的发展趋向(石莹,2014;王明舜等,2010;谢作轮,2019)。陆岛联动发展是国家和沿海地区统筹陆岛关系的一种战略思维,通过陆岛产业关联、陆岛基础设施互通,依靠陆岛优势对陆岛技术、资源、区位进行合理配置与科学规划,实现区域社会经济协调发展。当前陆岛联动发展带来了海岛的经济繁荣,使岛民生活水平提高,但海岛高强度开发尤其陆岛互通工程建设引起了海岛土地利用和产业布局的剧烈变化,在很大程度上破坏了海岛及其周围生态系统的稳定性和可持续性(池源等,2017;凡姚申等,2016;潘艺,2016;赵江等,2016;吝涛等,2009;石洪华等,2009)。

对于资源稀缺和生态脆弱的海岛城市,陆岛联动发展背景下海岛产业用地如何演变,陆岛互通工程在多大程度上导致其改变,以及如何实现海岛地区资源配置和空间布局的优化利用是各界普遍关注的话题。国外学者关注海岛开发与陆域沿海相互作用、协调发展的问题较早,将海岛可持续发展研究纳入海岸带综合管理,并综合应用生态学、管理学、3S 技术等探究海岛与陆域城市的经济、社会和生态之间协调发展和整体规划管控(G俟reen et al,2020;Cao et al,2017;Bertolo et al,2012;Farhan et al, 2012; Shoyama et al, 2011;Tzanopoulos et al,2011)。我国海岛研究起步较晚,早期研究主要集中于海岛资源评价、产业结构演变、经济发展模式等方面(韩雪等,2020;王晶等,2019;张耀光等,2003)。在遥感和GIS 等技术的支撑下,海岛研究逐渐转向地理学、景观生态学、经济学、城市管理学等综合性研究,学者们对海岛土地利用变化、土地资源承载力、景观格局演变及其环境效应等问题进行了广泛探讨(Pan et al,2016;凡姚申等,2016;樊超等,2019;赵江等,2016;巫丽芸等,2020;谢作轮等,2019)。研究发现,不同海岛在地理区位、自然资源和经济产业交通等方面的差异,以及海岛不同功能定位和人类活动的非均质发展,造成海岛生产生活生态空间分异性愈加明显。以舟山岛、厦门岛、玉环岛等重要海岛为例,这些海岛腹地面积较大且有较好的经济基础,近年来沿海产业布局和海岛城市发展规划不断调整升级,尤其通过陆岛相连、岛岛相接、港口一体化等工程建设,极大提升了海岛发展区位条件,加速了城市化进程,表现出更为剧烈的产业结构调整及其用地变化(石莹,2014;王明舜等,2010)。相较之下,以生态旅游、海洋科教、现代渔业为主的海岛分布相对独立,受到人为干扰较低,海岛产业发展较为缓慢,生态环境相对稳定。部分学者已关注到陆岛一体化问题,探讨如何发挥资源优势,以更好地实现陆岛产业联动和经济增长(韩增林等,2012;王明舜等,2010)。然而,关于陆岛互通工程驱动下海岛产业用地格局演变规律及其影响的研究仍十分欠缺。准确评估新背景下海岛产业用地变化规律及陆岛互通工程的影响机制,有助于优化海岛产业空间布局、推动产业结构调整、统筹海岛资源保护和可持续发展。因此,本文以舟山市为典型研究区,集成遥感、GIS 技术和地理多元数据,运用空间分析、景观生态学和统计分析方法,分析了2010—2018 年海岛产业用地的时空格局演变特征,揭示了产业用地空间格局对陆岛互通工程的响应规律。

1 研究区域、数据来源和研究方法

1.1 研究区域

舟山市是中国第一大群岛和首个海洋经济特区,背靠经济最为活跃的长三角腹地,是“一带一路”倡议、长江经济带等国家战略和中国(浙江)自由贸易试验区建设的重要支点,也是我国海岛经济转型升级和受到人类活动干扰最为突出的区域之一。市辖2 区(定海区、普陀区) 和2 县(岱山县、嵊泗县),舟山岛是区域内最大海岛。地形以丘陵山地为主,在较大海岛边缘或者山谷散布有小片平原,潮间带滩涂资源丰富,植被类型结构单一,土地、淡水等资源十分匮乏。舟山市陆岛互通工程于1999 年动工,整个连岛工程由金塘、西堠门、桃夭门、响礁门和岑港等五座跨海大桥及接线公路组成,起于舟山本岛、途经里钓、富翅、册子、金塘四岛,与宁波沿海北线高速公路相接,全长约50 km。自2009 年连岛工程顺利完工,舟山突破地理区位限制,与上海、宁波等陆域发达城市不断深化互联,在社会经济、产业结构和城市空间布局等方面取得巨大进步(樊超等,2019;王明舜等,2010)。但舟山市陆域面积狭小,土地资源匮乏,高强度开发对海岛自然资源和生态环境造成了极大影响。我国是一个海洋大国,岛屿众多,近年来诸多沿海城市通过跨海通道建设联动近岸海岛,拓展发展空间,增强区域辐射能力。因此,基于舟山市典型案例,研究陆岛一体化背景下海岛产业用地时空格局演变规律及其对陆岛互通工程的响应,对于优化我国沿海空间布局、深化陆岛一体化发展具有重要现实意义和参考价值。

1.2 数据来源及处理

选择2010 年、2015 年、2018 年三个时期Landsat TM/OLI 遥感影像,进行几何校正、统一投影坐标等预处理。利用最大似然分类法提取三个时期土地利用分类结果,并结合百度地图、Google Earth 等高分辨率影像以及POI 数据,通过目视解译对三个时期的土地利用分类结果进行精细化分类和修正,获得耕地、林地、草地、水体、养殖水面、工业用地、采矿用地、仓储用地、住宅用地、商服用地、交通用地、公园绿地、其他用地(裸土、裸岩、荒地等)、滩涂等类型。参考刘平辉等(2003)基于土地利用的产业结构划分,并根据海岛产业用地性质和研究目标,将细分的土地利用类型进行归并,获得三个年份的产业用地分布数据库(图1)。其中,第一产业用地:耕地、林地、草地、水体、养殖水面;第二产业用地:工矿仓储用地;第三产业用地:住宅用地、商服用地、交通用地、公园绿地;后备用地:其他用地(裸土、裸岩、荒地等)、滩涂。另外,相关经济社会发展数据来源于相应年份的《舟山市统计年鉴》。

图1 舟山市2010—2018 年间产业用地分布情况

1.3 研究方法

1.3.1 核密度分析 本文利用核密度分析方法(Kernel Density Estimation,简称KDE) 测算舟山市产业用地集聚状况,可视化表达舟山市产业用地空间布局、演化规律及集聚扩散情况。核密度公式为:

式中:fn为产业用地核密度测算值,n 为某类产业用地地块数量,k 为核密度空间权重函数,本文选择产业用地面积,x-xi为产业用地地块x 到产业用地地块xi的距离,h 为核密度测算的平滑参数。

1.3.2 空间重心转移分析 本文采用重心迁移模型计算舟山市不同年份产业用地分布的重心,分析舟山市产业用地重心空间转移情况,量化产业用地空间演变轨迹。计算公式如下:

式中:X,Y 为某种产业用地类型重心的经纬度坐标,n 为该产业用地类型的斑块数量,Ci为该产业用地类型第i 个斑块的面积,Xi、Yi表示该产业用地类型第i 个斑块的重心坐标。

1.3.3 景观格局梯度分析 利用景观指数定量描述快速城市化背景下景观格局变化过程,是揭示城市环境变化时空特征的有效方法之一。然而景观指数的种类众多,很多指数之间有较强的相关性,选取合适的指数是正确揭示景观变化的关键。结合研究区特点,参考国内外相关研究,选取能够表征景观结构、组成和分布变化等特征的指数,并尽可能保证指标之间冗余度较低(Su et al,2014;Zhang et al,2013)。本研究从类型水平(Class level)和景观水平(Landscape level)两个层次上,分别选择了斑块数量指数(NP)、斑块密度指数(PD)、边缘密度指数(ED)、聚合度指数(AI)、斑块类型面积(CA)、斑块面积比例指数(PLAND)、聚集度指数(CONTAG)、景观多样性指数(SHDI)等几种指数。研究尺度的选取对于景观格局计算具有重要意义,而对于遥感数据而言,利用网格分析景观指数变化具有天然的优势,更易于揭示小尺度上的变化规律,还能较好地消除行政区尺度分析所带来的面积误差。本文采用方差分析法对网格尺度效应进行了预实验,通过对比分析1~10 km 10 个网格尺度上的产业用地景观指数变化情况,最后确定使用3 km 伊3 km 网格(潘艺,2016)。景观指数的计算在Fragstats 4.3 软件中进行。

通过梯度分析方法定量测度海岛产业用地景观格局在梯度上的差异特征,揭示不同区域产业用地空间格局对快速城市化过程和陆岛互通工程的响应规律。设计一个3 km 伊3 km 的网格样带(图2),样带中心位于舟山市市政府所在地,方向设置主要考虑陆岛互通工程经过地区以及舟山市近10年发展规划,尽量涵盖新兴港口型海岛(金塘岛)、郊区、市中心、临港新城以及副中心海岛(朱家尖岛)等,其中覆盖金塘岛(1—5 列)、册子岛(6—7列)、舟山本岛(7—20 列)、朱家尖岛及周边岛屿(21—25 列),其余覆盖海洋的网格本文不做讨论。使用一个3 km 伊3 km 的移动窗口沿样带滑动,分别计算2010、2015、2018 年网格范围内的各种景观指数,其值取附近9 个网格的景观指数的平均值。此外,还计算每个网格范围内不同产业用地的动态度(C),反映样带地区的产业用地利用和转化程度。其计算公式为:C=(Cb-Ca)/Ca伊100%,Ca和Cb分别为研究期内两个年份中某种产业利用类型的面积,C 为某产业用地动态度。

图2 海岛样带设计

1.3.4 相关分析 本文使用SPSS 软件中的Pear原son 模型定量分析了陆岛联动背景下舟山市不同时期产业用地演变的相关因素及其影响程度。已有大量研究表明城市社会经济条件、地形区位、周围土地利用类型、交通可达性和政策引导等因素对城市化进程及其用地景观格局变化起着决定性作用。然而,社会经济指标和政策因素不能准确地转换至空间网格尺度(Zhang et al,2013)。基于数据可获取和指标代表性,本文自变量选择距离跨海大桥起点、距离岛内道路交通、距离海岸线三个地理区位指标和土地利用类型及其景观格局指标。基于精细化分类的土地利用解译结果、百度地图的路网信息和POI 数据,提取三个时期的跨海大桥、岛内道路数据(公路路网)和海岸线数据。一般而言,交通线路的扩张和升级对城市发展和景观变化有显著影响,城市中心对其周围发展也有明显辐射效应。此外,岛屿沿岸往往地势平坦、区位条件较好,更有利于城市发展、人口集聚和临港产业布局。因变量为不同时期网格内产业用地动态指数变化率和景观指数变化率。结合舟山市近10 年发展规划、政策、产业结构调整、经济等因素,探究其产业用地时空格局变化原因。

2 研究结果与分析

2.1 舟山市产业用地时空格局演变规律

在海洋经济发展大背景下,舟山海岛进入高速发展阶段,2010—2018 年舟山市第一产业用地面积持续减少,2010—2015 年和2015—2018 年分别减少2.15%和0.64%,前期林地面积缩减严重,后期围垦造地较为频繁,林地开垦现象减少,林地和水域转成耕地是第一产业用地内部变化的主要方向。第二、三产业用地面积迅速增加,其中第二产业用地在2010—2015 年和2015—2018 年分别增加了1.05%和1.76%。第三产业用地在2010—2018年增加了1.77%,其中住宅用地和交通用地增加最多。值得注意的是众多海岛通过建设跨海大桥极大地促进了周围临近海岛第二、三产业发展及其用地面积的扩增。

海岛不同产业用地类型转换频繁复杂,主要表现为:第一产业用地和后备用地转换为第二、三产业用地。2010—2015 年间,海岛第二、三产业用地占用林地、耕地、水体和其他用地的现象十分突出。其中新增住宅用地主要占用耕地和林地,新增商服用地和交通用地主要占用其他用地、耕地和林地。随着土地资源日益紧缺,2015—2018 年间舟山市围填海工程建设速度加快,海岛围垦区成为产业用地变化最为剧烈区域。例如舟山本岛东北部因发展石油化工产业,通过填海造地并经多次转换为工厂用地;朱家尖岛南部、大长途山岛南部、衢山岛南部等多地通过围垦转换为耕地;大鱼山岛填海造地兴建石油化工城作为工矿仓储用地。2010—2018 年后备用地整体上呈减少趋势,新增部分主要源于耕地、林地、水域以及围填海转换成裸地。

从空间上来看,产业用地空间重心转移结果表明,2010—2018 年舟山市第一产业重心先向东南方向,再向东北方向转移;第二产业用地重心先向东北方向,再向西北方向转移;第三产业重心持续向西北方向转移(图3)。其中,第二产业用地转移距离最大。结合核密度分析结果(图4),舟山市第一产业用地密度呈现中部高、外围低的特征,近年来高密度值区域呈分散化、破碎化趋势。尤其是舟山本岛中部、大长途山岛等地高密度区域明显缩减破碎,密度下降。第二、三产业用地集中分布在海岛沿岸,主要涉及舟山本岛、岱山岛、朱家尖岛、六横岛、洋山岛等临近大陆且具备优越深水岸线资源的海岛。其中第二产业用地密度不断增加,在空间上呈现外围高、中心低的特征。近年来,舟山本岛西北部的定海工业园区、东北部工业园区、东南部的临城新区以及西南部的船舶制造业地区、岱山岛西南部、大长途山岛西部、六横岛西北部工业区等主要岛屿的第二产业用地密度急剧上升,对大鱼山岛等外围邻近小岛的第二产业用地密度升高起到了带动作用,舟山市第三产业用地在空间上呈现双核多点分布特征,其中舟山本岛的南部城区密度值进一步增加,且集聚效应显著。随着城市化进程加速,外围地区以及沿海产业发展的不断推进涌现出新的热点。

图3 舟山市2010—2018 年间产业用地重心迁移规律

图4 舟山市2010—2018 年间产业用地核密度变化情况

综合来看,随着海岛城市化进程加快,人类干扰度逐渐加大,区位条件、经济基础等因素在很大程度上决定了海岛开发利用水平,政府决策和产业布局对海岛用地方式和发展方向起到了主导作用。例如舟山本岛及六横岛(普陀区)、岱山岛(岱山县)等副中心海岛,其腹地面积较大且有较好的经济条件、区位资源优势和基础设施,在城市化进程中表现出更为剧烈的产业用地变化。洋山深水港区及洋山(上海)跨海大桥的建设使得嵊泗县的洋山岛成为产业用地变化最为剧烈区域之一。通过分析可以看出跨海大桥、港口物流基地、临海产业集聚区等工程的实施极大促进了核心岛屿及其周围小岛的产业用地类型和空间格局的变化。相较之下,距离陆域较远、面积较小、分布相对独立的海岛,受到的人为干扰较低,其产业发展较为缓慢,主要以海洋生态旅游、海洋科教、现代渔业等产业为主,海岛生态环境较为稳定。

2.2 陆岛互通工程沿线产业用地梯度分析

以样带为典型研究范围,本文通过梯度分析陆岛联动模式下海岛产业用地演变轨迹(图5)。总体而言,舟山市产业用地景观格局在样带梯度上呈现显著时空差异。2010—2015 年舟山岛产业用地景观指数变化高于2015—2018 年,舟山市中心产业用地景观格局变化较小,产业用地景观指数变化随着离市中心的距离增加而增强,且在样带两端的金塘岛和朱家尖岛区域出现明显波动。表明舟山市中心地区产业密集区域逐渐饱和,城乡过渡带以及周围邻近海岛成为发展新热点区域。

图5 2010—2018 年间舟山市样带景观指数梯度变化

具体来说:(1)样带左侧曲线变化反映了金塘岛及其周围区域产业用地变化的动态特征。第二、三产业用地的斑块数量(NP)、斑块密度(PD)以及边界密度(ED)在2010—2015 年呈上升趋势且波动明显高于2015—2018 年,第二产业用地聚合度指数(AI)在2010—2015 年急剧上升,第一产业用地也有明显变化。这些变化表明在跨海大桥开通初期金塘岛地区港口物流仓储等产业快速发展,导致第二产业用地斑块数量增多,分布趋于集聚,但也导致第一产业用地斑块破碎化加剧。从整体景观水平上来看,金塘岛西侧的多样性指数(SHDI)高于东侧,而西侧的聚集度指数(CONTAG)低于东侧,说明该区域西侧产业用地类型较丰富且分散,东侧产业用地类型较为单一且集聚。值得注意的是在X=-33 处,景观指数结果基本处于低值区,主要由于网格范围位于左侧金塘岛与舟山本岛之间的册子岛,覆盖了大部分海洋(在文中不参与计算)。近年来,册子岛东南部以及舟山本岛西南部工厂快速发展,导致第二产业景观指数显著变化,第二产业用地凸显但斑块更为破碎。(2)在舟山本岛区间内,产业用地景观指数年际变化相对不明显。市中心各产业用地NP、PD、ED 指数在整个样带地区处于峰谷水平,AI 指数处于波峰水平,而市中心边缘区呈现相反趋势,说明舟山市中心产业用地斑块较为规则、集聚,城乡过渡带景观破碎度高、斑块不规则。尤其是第三产业聚集度AI 指数在整个样带范围内属于较高水平,并在舟山市中心及东侧逐年上升。表明近年来舟山市中心第三产业用地面积持续增加并向东扩张,景观更为规则且连片集聚。从整体景观水平上看,市中心景观边界密度西侧升高、东侧降低,多样性指数(SHDI)在西侧逐年上升,在东侧则呈现距离衰减态势;聚集度指数(CONTAG) 在市中心西侧较高并逐年下降,而在东侧较低并逐年上升。这表明舟山市区产业用地整体较为集聚,随着产业用地向外扩张,西侧产业用地呈现破碎化、多样化趋势,斑块形状更为复杂不规则,而东侧地区产业用地破碎度降低,呈现整合聚集趋势。(3)在朱家尖岛区间内,距市中心越远,NP、PD、ED、AI 指数越低,西部地区出现PD 指数最高值,说明该区域斑块数量较多,破碎化水平高。从整体景观水平上看ED和SHDI 指数升高、CONTAG 指数逐年下降,东部指数波段较西侧幅度小,表明朱家尖岛产业用地景观格局东部较西部集聚,整体景观破碎程度较高。

图6 2010—2018 年舟山市样带产业用地景观水平上景观指数变化

2.3 陆岛互通工程对产业用地空间格局演变的影响分析

利用Pearson 模型分析舟山市产业用地时空格局演变相关因素(表1、表2)。结果表明海岛产业用地演变与跨海大桥建设、岛内交通网络、近海岸线距离等地理因素有显著相关性和时空差异性,其中第一、三产业用地变化与地理因素相关性较强。跨海大桥建设初期,第一产业用地受其影响较大,导致大量林地、耕地、水体被占用。跨海大桥建设后期,其影响逐渐减弱,海岛产业用地时空格局变化更多受到岛内交通网络、岸线资源、本底产业基础等因素影响。主要表现为海岛沿海地区第二、三产业快速发展,相应产业用地急剧增加,景观格局剧烈变化,其中第一产业用地景观更为破碎、第二、三产业用地景观趋于集聚,类型复杂多样。

表1 产业用地利用动态率指数与地理因素的相关系数及显著性

表2 产业用地景观指数变化率与地理因素的相关系数及显著性

(1)从产业用地利用动态度来看,2010—2015年,海岛第一产业和第二产业用地变化分别与距岛内道路线的距离显著正相关和负相关,表明距交通线越近,海岛第二产业用地变化越剧烈,而第一产业用地则相反。主要原因在于近年来舟山市沿海港口、物流仓储等产业的高速发展需要便利的道路网络来支撑,而第一产业用地更多分布于城区外围,随着核心区开发相对饱和,产业发展不断占用郊区林地、耕地等空间。(2)从产业用地利用类型来看,跨海大桥通车初期(2010—2015 年),林地、水域用地转变与距跨海大桥起点距离因素显著正相关,后期(2015—2018 年) 其相关性逐渐减弱。耕地变化与交通道路和距离海岸线远近均有显著相关性。商服、住宅等第三产业用地变化与海岸线距离呈显著负相关。主要原因是第三产业用地主要集中在舟山本岛南部沿海地带,并向东部沿海扩张,离岸线越近地形区位交通产业等条件较好,越有利于发展第三产业,导致商服、住宅用地剧烈变化。(3)从景观指数变化率来看,景观水平上,距海岸线因素与产业用地景观多样性指标(SHDI_Landscape)呈显著正相关,由于舟山市近岸区集聚不同产业类型,且不同产业用地转化剧烈、相互嵌套,景观趋于复杂多样。通过对比分析可知第一、三产业用地景观指数变化与各地理因素相关性较强。第一产业斑块密度(PD-第一产业)与距海岸线距离因子呈负相关,由于海岛近岸第二、三产业高速发展,不断占用第一产业用地导致其斑块更为破碎。第三产业用地景观聚集度指数(AI-第三产业) 与跨海大桥距离显著正相关、与交通道路显著负相关,表明主要表现为海岛近岸产业用地景观格局剧烈变化,离跨海大桥较远但在岛内交通道路附近的第三产业用地斑块连片集聚且更为规则。值得注意的是,第二产业用地景观指数变化与地理因素相关性较弱,主要原因在于虽然跨海大桥建设和岛内交通网络完善为第二产业发展提供了更加便利的交通条件,但以港口物流仓储为主的海岛第二产业更依赖于深水岸线等资源条件。

2.4 陆岛联动背景下海岛产业用地开发利用对策建议

2009 年陆岛互通工程的顺利通车使得舟山突破了自然地理隔离限制,与沿海陆域城市联动不断深化,推动了舟山产业快速发展和用地类型转变,对其周边海岛发展也产生了显著影响,进一步提升了整体城市化水平(潘艺,2016;王明舜 等,2010)。由统计数据可知,近十年来舟山市以临港工业、港口运输和旅游业等主导的第二、三产业发展十分迅速,2013 年后第三产业产值占比超过50%并逐渐上升,舟山市经济结构已呈现出“三、二、一”的良好态势。但在陆岛联动过程中,舟山岛、金塘岛、岱山岛、六横岛、洋山岛等主要海岛面临高强度开发,用地方式粗放,生态空间退化严重,重开放、轻保护问题十分突出。尤其是舟山岛核心区外围及其周围海岛受到人类活动干扰加剧,近岸沿海和围垦区域集中发展第二、三产业对自然资源侵占严重。面对这一现象,如何优化海岛产业空间布局向高效集约式转变,如何协调陆岛联动开发和海岛可持续保护,已成为当前沿海地区高质量发展的重要议题。

首先,必须摈弃海岛重开发、轻保护的价值导向,科学评估陆岛基础设施工程对海岛产业用地及其景观格局的影响,强化时空维度价值思考,做好海岛空间“分级、分区、分类”管控和弹性预留。结合舟山海岛不同功能定位、发展目标和现存问题,提出针对性优化建议:(1)舟山本岛产业基础相对完备、发展要素较为充裕,承担了生产生活多重功能,但土地资源紧缺、发展与保护的矛盾突出,在未来发展中要做好海岛空间系统仿真模拟和精细化布局,提高动态预测和预警能力,做好发展空间和生态空间的双重弹性预留,尤其要严控围垦造地和岸线过度开发,对景观高度破碎化、过度人工化的区域进行系统保护和生态修复。并通过升级产业推进高新技术产业、高端服务业等高附加值产业发展,联动外围岛屿进行功能分区转移。 (2)岱山岛、衢山岛、洋山岛、六横岛等海岛已逐渐形成临港产业园区、深水港区、海上石油基地等产业。未来多座跨海大桥的建设将进一步串联海岛,增强陆岛之间、岛岛之间,港城之间的联动效应,应提升优质大型港口组团,避免功能布局重复,更要预测评估陆岛互通工程对海岛地区产业用地的正负效应及其时空差异,基于梯度规律和潜在脆弱区做好动态、分区防护,重视不同产业布局界面柔和过渡和功能区有效整合衔接,真正实现“以港兴市”跨区联动高质量发展。(3)距离大陆较远和产业基础薄弱的海岛,其城市化进程缓慢,生态环境保护良好,坚持绿色发展理念,其模式不代表死守资源不发展,应突出智能技术引领,借助5G、物联网、传感器等技术,发展智慧旅游、智慧科教、智慧渔业等产业,打造绿色智慧海岛群。(4)重视新型基础设施升级的空间赋能效应,突破依赖传统重大基础设施的发展路径,走技术创新引领、绿色增长、区域均衡协调的发展路径,以更低成本实现区域协调统筹。

3 结论与讨论

本文利用舟山市2010 年、2015 年和2018 年三期多源遥感影像和POI 数据,通过GIS 空间分析、景观格局指数、梯度分析和Pearson 模型,研究海岛产业用地演变规律及陆岛连通工程影响。不同于传统的产业结构统计分析,本文结合海岛特点,利用多元地理数据精细量化用地类型,从时空视角构建海岛产业用地数据库,用以反映陆岛互通工程实施对海岛产业用地时空格局的影响规律。通过对不同类型的海岛产业用地景观格局在梯度上差异的定量描述,进一步分析和解释了景观格局演变及其与人类活动之间的相互关系,揭示了海岛不同区域产业用地格局对快速城市化和陆岛互通工程的响应规律。主要结论如下:

(1)随着跨海大桥建设和城市化进程加速,海岛产业不断转型升级,产业多元化和产业布局调整对土地资源提出更多需求,导致2010—2018 年舟山市通过围垦增加海岛陆域面积。其中,第一产业用地持续减少,第二、三产业用地迅速增加。一方面海岛向内陆扩张不断占用耕地、林地、水体等,另一方面产业用地变化热点区域逐渐向沿海移动,用于发展原油加工及石油制品制造业、船舶行业、水产品加工业等第二产业,以及住宅用地和交通用地等第三产业。舟山市第一产业用地、后备用地转换为第二、三产业用地的现象十分突出。第一产业用地密度呈现中心高、外围低的特征,近年来呈分散化、破碎化趋势,其重心先向东南,后向东北方向转移;第二产业用地密度呈现外围高、中心低的特征,近年来向外围邻近小岛发展,其重心转移距离最大趋向西北方向;第三产业用地呈现双核多点分布特征,其中本岛南部城市核心区集聚扩张,在外围零星涌现新的增加点,其重心持续向西北方转移。

(2) 从景观格局梯度演变来看,2010—2015年舟山本岛产业用地景观指数变化高于2015—2018 年,而市中心产业用地景观格局变化较小,随着离市中心的距离增加,产业用地景观指数变化增强,在两端的金塘岛和朱家尖岛区域出现了明显波动。这些景观变化特征与跨海大桥建设、岛内交通网络、近海岸线等地理因素有显著相关性和时空差异性。其中第一、三产业用地景观格局变化与地理因素相关性较大。跨海大桥通车初期对第一产业用地影响较大,加剧了对林地、耕地、水体的占用。后期跨海大桥对其影响减弱,海岛产业用地格局变化更多受到岛内交通网络、岸线资源、本底产业基础等因素影响。主要表现为海岛近岸产业用地景观格局剧烈变化,离跨海大桥较远但在岛内交通道路附近的第三产业用地斑块连片集聚且更为规则。由于舟山本岛土地资源十分有限,随着社会经济高速发展,舟山城市核心区对于产业的承接能力逐渐下降,舟山市通过填海造地和周边岛屿开发来拓展发展空间,城乡过渡带、近岸地区、围垦区以及周围邻近海岛成为发展新热点区域,导致景观格局剧烈变化,直接威胁海岛及其周围海域生态系统稳定和可持续发展。今后研究中应进一步分析重大基础设施对海岛生态系统的影响,理解海岛城市空间发展规律、产业布局和生态系统的多元互动过程,为海岛城市空间精细化布局、海洋生态红线划定、用途空间管控等提供支撑。

致谢:浙江财经大学土地与城乡发展研究院吴绍华教授为文章修改提供了帮助,谨此致谢。

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