海岸带县域土地利用结构特征研究——以福建宁德为例

范勋承赵莉莉

(1.邵阳学院城乡建设学院，湖南 邵阳 422000；2.福建农林大学林学院，福建 福州 350002)

引言

土地是地表某一地段由多种自然要素组成的自然综合体。土地利用是指人们对土地进行的经营和管理活动，但在活动期间要遵循土地的自然特点并采取一些手段以达到目的[1]。土地利用与覆被变化不仅影响土地本身，也会牵连到整个生态系统的正常运转，也就是说，土地利用在改变地表结构的同时对人类的生产和生活都会产生影响[2-5]。因此，两大国际组织(“国际地圈—生物圈计划”和“全球变化人类因素计划”)在1995年时联合提出“土地利用与覆被变化”科学研究计划，至此，土地利用与覆被变化成为了全球变化研究的核心内容[6-8]。之后，全球土地计划加强了土地利用研究在环境改变和土地科学中的关注度，并迅速成为研究焦点[9-12]。而土地利用结构特征的研究是土地利用变化研究的重要内容。了解和掌握土地利用结构特征对海岸带区域土地的未来规划意义非凡。

海岸带每日都会受潮汐涨落海水影响[13-15]，是地球上海—陆—气系统中物质、能量和信息等交互作用频率极高且极为密集的地域。海岸带地区不仅受到自然界的影响，而且也受人类活动的影响，故在生态系统中的平衡较易被打破，成为最为脆弱的地带之一[16-18]。海岸带人口集中已是一个不争的事实，而且海岸带的初级生产力占总初级生产力的25%，并且约有95%的捕鱼活动是在海岸生态系统中进行。海岸带是人类生存与发展的重要地带，同时该地区生态环境极易受外界影响而遭受破坏。因此，海岸带土地利用研究对海岸带生态环境与经济可持续发展具有重要的理论与实际意义。

宁德位于我国大陆东南沿海，其海岸线长878km，岸线资源居福建省港口之首，海洋生物资源丰富。随着宁德地区经济发展的加快、人口增长迅速、城市化的进程也不断的加快，人类活动对宁德海岸带区域的影响日趋严重。有鉴于此，本文应用RS和GIS技术，对宁德地区2000年、2009年、2014年遥感图像进行解译得到研究区各土地利用类型的面积数据，再利用土地开发指数与土地垦殖指数对海岸带地区的土地利用结构进行分析，从而为宁德地区海岸带土地资源的合理利用与开发提供重要的参考。

1 研究区概况

目前海岸带的定义还不统一，地貌学家认为海岸带应该是潮间地带，即在高低潮之间；有些管理部门将平均低潮线向陆延伸0.5m，向海到领海的行政边界视为海岸带范围；而部分规划者则认为向陆部分不应该定边界，而向海部分应延伸至大陆架。本研究以行政边界确定研究区范围，选择宁德市直接与海洋发生作用的霞浦县、蕉城区、福鼎市以及福安市等4个地区为本研究的研究区域。

宁德海岸带地区位于我国东南沿海地区，位于长江和珠江三角洲地区的中间位置。截至2019年底，宁德户籍人口355.63万人，实现地区生产总值2451.70亿元。山地和丘陵是宁德市的主要地貌类型，该地区属于亚热带海洋性季风气候。宁德市陆地面积1.35万km2，海域面积4.46万km2。宁德海岸带海岸线长943.2km，占福建省海岸线总长的28.35%，水产资源极其丰富。

2 研究方法

2.1 数据来源与处理

本研究从地理空间数据云上获取了2000年、2009年和2014年3期Landsat-5 TM和Landsat-8 OLI遥感影像(表1)。另外，所需数据还包括研究区行政区划图以及2000—2014年宁德市统计年鉴。遥感数据是从地理空间数据云中获取的L1T免费数据产品。因此，只需要做遥感影响的彩色合成、镶嵌、剪裁，利用面向对象的方法对土地利用进行分类。根据实际需要把土地利用分为其它用地、水产养殖、水域、耕地、林草地以及建筑用地等6类。

表1 遥感数据源及说明

2.2 研究方法

土地利用的结构特征可用结构状态、结构变化特征指数来表示，即可以用1种或几种地类占研究区总面积的比例来表示，公式：

(1)

式中，ai、aj、an和A分别表示某土地利用类型的面积以及研究区的总面积；Fi,j,…n表示结构状态特征指数。

土地利用结构特征指数可以根据研究目的的不同而进行不同的定义。因此，本文使用土地利用的开发指数和垦殖指数分析研究区土地利用结构特征。

土地利用开发指数的计算公式：

(2)

式中，bi为建筑用地的面积；B为开发指数，建筑用地占研究区面积的百分比，该指数的意义是表示土地已被开发和利用的强度。

土地利用的垦殖指数计算公式：

(3)

式中，ai为耕地这一用地类型的面积；A为研究区面积；K是垦殖指数，也就是耕地占研究区的面积的百分比。

自古以来，人类从耕地中获取基本生存物质，因此耕地为人类社会经济与发展至关重要。耕地是经人类开垦后而种植特定的农作物，待作物成熟后，人类收获土地生长出来的粮食用以人类的生存和繁衍。我国人口多，而耕地资源十分贫乏，人均占有耕地面积少，保证耕地的基本数量并提高单位面积耕地的质量显得尤为重要。因此，研究包括耕地在内的土地利用结构特征，对于我国乃至人类的生存与发展具有重要意义。

3 结果与分析

为了直观地表达计算结果，制作图1、图2。从整体上看，宁德海岸带的土地开发指数(图1)由2000年的3.52逐渐上升至2009年的3.97，而后下降至3.39。从区域上看，福鼎市在14a中持续上升，其开发指数从2000年的1.66上升至2014年的3.61，说明14a间福鼎市的开发力度不断加大，开发速度和强度不断加快；而福安市和蕉城区在14a中呈现持续下降趋势，其值从2000年的5.83下降至2014年的1.93；蕉城区则从2000年的5.74下降至2014年的2.80；霞浦县则和海岸带整体的开发指数趋势基本相同，呈现先上升后下降的趋势。

图1 宁德海岸带及各区域土地开发指数的变化

从整体上看，研究期间宁德海岸带的土地垦殖指数(图2)由2000年的62.31下降至2014年的46.94，14a来呈现先减少后增加的态势，但增加幅度不及2000年，其值共下降了15.37。从区域上分析，福鼎的土地垦殖指数下降最快，14a中下降了24.41；而霞浦紧随其后，14a中下降了16.84；福安也呈现下降趋势，土地垦殖指数在14a中下降了13.48。14a间，垦殖指数唯一增加的区域是蕉城区，但14a来增幅不大，仅为7.92。各区(市、县)人口的不断增加以及“退耕还林”等相关政策的执行对耕地均会产生不同强度的影响，表现为耕地被占用。

图2宁德海岸带及各区域土地垦殖指数的变化

4 结论

研究期间，宁德海岸带的土地开发强度整体上呈现下降趋势，但下降并不显著。从县域尺度上看，福鼎市的土地开发强度持续上升；福安市和蕉城区的土地开发强度呈现持续下降趋势，其中福安市的土地开发强度下降显著；霞浦县的土地开发强度变化不显著。海岸带整体土地垦殖指数呈现下降趋势。从县域尺度上看，只有蕉城区的土地垦殖指数呈现上升趋势，其它地区的土地垦殖指数均呈现下降趋势。