长吉图地区“生产-生活-生态”空间生境质量时空演变分析
2022-08-23李明玉李美娟李香柒
金 铭, 李明玉, 李美娟, 李香柒
(延边大学 地理与海洋科学学院,吉林 珲春 133300)
自改革开放以来,随着城市化进程的加速,城镇建设用地的扩张侵占了大量生态用地,国土空间格局发生了深刻变化。因此,2012年我国提出将国家空间发展模式从生产空间导向模式转向协调生产-生活-生态(PLE)空间模式,以优化国土空间分布,缓解城乡发展矛盾。近几年来,“三生”空间逐渐引起了学术界的广泛关注[1-2]。2012年,“三生”空间的概念[3]首次在我国提出,提出确保集约化、高效的生产空间、适宜居住的生活空间和未受破坏、美丽的生态空间。最近,众多国内外学者开展了大量关于“三生”空间的研究,主要集中在对“三生”空间的分类体系[4-5]及其概念的界定和内涵[6],还包括空间识别和PLE函数的耦合协调[7]以及“三生”空间的模式演化等方面[8-9]。张斯琦[10]对长三角城市群的生产、生活、生态功能价值进行定量测度,并基于功能量算结果采用三维魔方模型划分“三生”空间,揭示“三生”空间时空演变特征,探索“三生”空间演变驱动机制,为长三角城市群“三生”空间的调控提供具有针对性的优化建议。“三生”空间的识别方法主要分为定性和定量2种判定方法。定性判定方法是指对土地利用类型合并的方法,基于国家土地分类标准,对土地利用现状进行分类和合并,从而识别“三生”空间[5];定量判定方法是指首先构建指标系统,然后利用熵权法、GIS空间分析方法和耦合协调度模型等方法或模型进行功能评价,并对“三生”空间进行识别与优化[5]。例如,田玲娣等[11]以京津冀地区为研究区,利用ArcGIS识别出其“三生”空间的重叠区, 并运用空间分析、回归分析、梯度分析等方法分析该地区的空间分布格局和驱动因素。
生境质量是指一个生态系统为其所有野生动物或特定种群提供必要的资源和条件的能力[12]。土地利用变化作为威胁生境质量的因素之一,对土地的无序过渡和不科学的利用可能引发与生态环境恶化和生态系统服务下降有关的一系列问题[13]。因此,无论是在全球、国家还是地方尺度上,都急需解决人类活动与保护生物多样性之间的问题。例如,贺申泰[14]以武汉市为例,通过分析研究区土地利用变化引起的生态系统服务价值的变化并估算其与区域经济发展之间的关系。近几年,对生境质量评估方法的研究也在增加,如IDRISI软件和生境适宜性模型HIS、InVEST模型的使用等[15]。其中,InVEST模型凭借更方便的数据访问、更少的参数设置和显著的分析能力被成功应用于环境管理和土地规划领域。例如,Polasky等[16]基于InVEST对美国最北端的明尼苏达州的生态系统服务进行了研究。何清清等[17]以三峡库区(重庆段)为研究区,通过InVEST模型对该地区2000—2020年的生境质量进行定量评价,并结合转移矩阵方法探讨了生境质量退化的具体区域。王超等[18]利用InVEST模型对胶东半岛的生境质量进行了时空演变分析并识别出了变化相对集中的9个热点区。廖珍梅等[19]基于InVEST模型对滇池流域2000—2015年的生境质量进行了评估。伍丹等[20]基于PLUS模型和InVEST模型,对成渝经济区在自然发展和生态保护2种情景下2000—2050年的碳储量演化进行了分析。然而,目前国内对于“三生”空间与InVEST模型两者相结合的研究较少。
长吉图地区主要范围包括图们江地区的中心地带,是国家“一带一路”向北开放的重要窗口。长春、吉林作为长吉图地区的第1和第2大城市,地理条件优越[21]。2020年,国家发改委联合自然资源部将珲春市认定为我国14个海洋经济发展示范区之一。随着经济快速发展,城市建设的不断扩张导致长吉图地区的景观连通性下降,生态环境恶化[22]。鉴于此,该文基于对长吉图地区2000—2020年土地利用变化的分析,通过InVEST模型对研究区“三生”空间的生境质量进行评价,以期为我国长吉图地区的国土空间优化、生态环境保护以及生态经济引领长吉图区域的可持续发展提供参考。
1 研究区概况
长吉图开发开放先导区作为我国图们江地区的核心区域,包括吉林省的长春市、德惠市、九台区和农安县和吉林市、蛟河市、永吉县及延边朝鲜族自治州(简称长吉图)[21](图1)。研究区总占地约7.32万km2,占全省面积的39.1%。位于长吉图地区的珲春市地处中俄朝3国交界处[23]。图们江地区毗邻的海外地区石油、煤炭和海产品资源较为丰富,国家间合作开发空间大,地区生产总值高。研究区西部以平原地形为主,东部以山地、丘陵地形为主,地势东高西低,耕地分布广且土壤有机质含量高,有利于水稻、玉米等粮食作物的生产。研究区气候以温带季风气候为主,四季分明,夏季高温多雨,冬季寒冷干燥,因常年受到日本海的影响,有明显的垂直分布特点,植被类型以针阔混交林和落叶阔叶林为主。研究区年平均气温2~6 ℃,年均降水量高达500~800 mm。通过查阅《2021吉林统计年鉴》可知,截止到2020年末,研究区总人口约为1 091.13万人,其中,长春市的人口最多,大约占全区人口的40.95%,研究区生产总值约9 523.73亿元。其中,长春市的生产总值约6 638.03亿元,占研究区生产总值的69.70%。
图1 研究区位置与范围
2 数据来源与研究方法
2.1 数据来源
该研究的数据选取吉林省2000、2010、2020年3期30 m分辨率的土地利用遥感影像数据,经掩模提取后得以使用。该数据来源自中国科学院资源环境科学与数据中心,是基于Landsat 8遥感影像并通过人工目视解译生成,总精度可达90%以上。该数据中心的土地利用类型共包括6个一级类和25个二级类的分类体系,其具体分类系统如表1所示。
表1 土地利用分类体系
2.2 研究方法
2.2.1 “三生”空间分类体系构建
“三生”空间的分类以土地利用功能为基础,多功能土地利用按其主导功能可分为生产功能、生活功能和生态功能。该文参考相关文献[24-25],依据国土空间的主体功能和区域特点对研究区“三生”空间的土地分类体系进行构建,并划分成3个大类和8个小类(表2)。
表2 “三生”空间分类体系
2.2.2 “三生”空间用地变化
利用土地利用转移矩阵分析了“三生”空间土地结构的变化。该方法可以用于计算不同土地利用类型之间转移的数量与方向。它通常用于研究土地利用类型从研究期间开始到结束的转移特征。该数学表达式为:
(1)
式中,S为土地利用类型面积;i为土地类型数。
2.2.3 生境质量模型
InVEST模型是斯坦福大学、明尼苏达大学、自然保护协会(TNC)和世界自然基金(WWF)共同开发的一种用于全面评估生态系统服务的模型[16]。参考相关研究[26]和InVEST用户手册,根据研究区数据的可获取性和社会经济条件,将耕地、建设用地和未利用土地作为威胁因子并对其赋值,参数设置如表3,4所示。
表3 研究区威胁因子参数
表4 研究区生境适宜度和对威胁因子的敏感性
3 结果与分析
3.1 “三生”空间用地变化分析
由图2可知, 2000年研究区生态空间的面积为47 138.62 km2, 占总面积的65.63%,是长吉图地区“三生”空间的主要类型。生产空间的面积为22 235.75 km2,占比30.96%。生活空间的面积为2 454.25 km2, 占比为3.42%。
图2 “三生”空间分布图(2000—2020年)
从长吉图各区域尺度来看,2000年,长春市生产空间的面积为12 107.99 km2, 占总面积的76.43%,是长春市“三生”空间的主要类型。其中,农业生产空间的面积最大,占生产空间总面积的99.86%;生活空间的面积为1 479.8 km2,占总面积的9.34%,其中,农村生活空间的面积最大,占比为81.40%;生态空间的面积为2 253.54 km2,占总面积的14.23%,其中,面积最大的是林地生态空间,占比为50.65%。由此可知,生产空间是长春市“三生”空间的主要类型。吉林市生产空间的面积为4 519.51 km2,占总面积的35.38%,其中,农业生产空间的面积最大,所占比例为99.87%; 生活空间面积为630.81 km2,占总面积的4.94%,其中,农村生活空间面积最大,占比达77.87%; 生态空间面积为7 623.17 km2,占其总面积的59.68%,其中,林地生态空间的面积最大,占比达56.15%。由此可知,生态空间是吉林市“三生”空间的主要类型。延边朝鲜族自治州生产空间的面积为5 608.25 km2, 占其总面积的12.98%,其中,农业生产空间的面积最大,占比为99.93%;生活空间的面积为343.64 km2, 占其总面积的0.8%,其中,农村生活空间所占面积最大,其比例为73.49%; 生态空间的面积为37 261.91 km2, 占其总面积的86.23%,其中,林地生态空间面积最大,占比为95.20%。综上所述,生态空间是延边州“三生”空间的主要类型。
2010年,研究区生态空间的面积为47 389.17 km2, 占研究区总面积的66.10%,是研究区的主要“三生”空间类型; 生产空间的面积为21 735.05 km2, 占比30.32%;生活空间的面积为2 567.9 km2, 占比3.58%。与2000年相比,生态空间的面积增加了250.55 km2, 比例上升了0.47%;生产空间的面积减少了500.7 km2, 比例下降了0.64%;生活空间的面积增加了113.65 km2, 比例上升了0.16%。
从长吉图各区域尺度看,2010年,长春市生产空间的面积为12 135.33 km2,占总面积的76.52%。其中,农业生产空间的面积最大,占生产空间总面积的99.67%;生活空间面积为1 541.08 km2, 占总面积的9.72%。其中,农村生活空间的面积最大,占生活空间总面积的75.04%;生态空间面积为2 182.43 km2, 占总面积的13.76%,林地生态空间的面积最大,占该地类总面积的51.71%。综上可知,与2000年相同,2010年,生产空间依然是长春市“三生”空间的主要用地类型,与2000年相比,其面积增加了27.34 km2, 比例上升了0.09%;生活空间的面积增加了61.28 km2, 比例上升了0.38%;生态空间的面积减少了71.11 km2,比例下降了0.47%。2010年,吉林市生产空间的面积为4 489.07 km2, 占其总面积的35.15%,其中,农业生产空间的面积最大,占生产空间总面积的99.53%;生活空间的面积为518.11 km2, 占总面积的4.06%。其中,农村生活空间的面积最大,占生活空间总面积的66.45%;生态空间的面积为7 765.17 km2, 占总面积的60.80%,其中,林地生态空间的面积最大,占吉林市生态空间总面积的91.80%。综上所述,与2000年相同,生态空间依然是吉林市“三生”空间的主要类型。然而,与2000年相比,该地类面积增加了142 km2, 占比上升1.12%;生产空间的面积减少30.44 km2, 占比下降0.23%;生活空间的面积减少112.7 km2,占比下降0.88%。2010年,延边州生产空间的面积为5 110.65 km2,占其总面积的11.87%,其中,农业生产空间的面积最大,占生产空间总面积的99.62%;生活空间的面积为508.71 km2, 占总面积的1.18%,其中,农村生活空间的面积最大,占生活空间面积的66.65%;生态空间的面积是37 441.57 km2, 占延边州总面积的86.95%,是延边州主要的“三生”空间类型,林地生态空间的面积最大,占其生态空间总面积的94.91%。与2000年相比,延边州生产空间的面积减少497.6 km2, 占比下降1.11%;生活空间的面积增加了165.07 km2,占比上升0.38%;生态空间的面积增加了179.66 km2, 占比上升0.72%。
2020年,研究区生态空间的面积为46 388.43 km2, 占研究区总面积的64.65%;生产空间的面积为22 419.55 km2, 占总面积的30.87%;生活空间的面积为2 943.87 km2, 占总面积的4.10%。与2010年相比,研究区生态空间的面积减少了1 000.74 km2, 占比下降1.45%;生产空间的面积增加了684.5 km2, 占比上升0.55%;生活空间的面积增加了357.97 km2, 占比上升0.52%。
从长吉图各区域尺度看,2020年,长春市生产空间的面积为11 863.87 km2,占其总面积的74.81%。其中,农业生产空间的面积最大,占生产空间总面积的99.04%;生活空间的面积为1 822.14 km2, 占总面积的11.49%。其中,农村生活空间的面积最大,占比为63.80%;生态空间的面积为2172.84 km2, 占总面积的13.70%。其中,林地生态空间的面积最大,占比为52.04%。综上所述,2020年,生产空间依然是长春市“三生”空间的主要类型,然而,与2010年相比,其面积减少271.46 km2,占比下降1.71%;生活空间的面积增加了281.06 km2, 占比上升1.77%;生态空间的面积减少9.59 km2, 占比下降0.06%。2020年,吉林市生产空间的面积为4 580.17 km2, 占其总面积的35.86%,其中,农业生产空间的面积最大,占生产空间总面积的99.31%;生活空间面积为573.27 km2, 占总面积的4.49%,其中,农村生活空间的面积最大,占比为57.42%;生态空间的面积为7 619.4 km2, 占总面积的59.65%,其中,林地生态空间的面积最大,占该地类总面积的92.29%。因此,2020年,生态空间是吉林市“三生”空间的主要类型,然而,与2010年相比,面积减少145.77 km2, 比例下降1.15%;生活空间的面积增加了55.16 km2,比例上升0.43%;生产空间的面积增加了91.1 km2,比例上升0.71%。2020年,延边州的生产空间面积为5 975.5 km2,占其总面积为13.86%。其中,农业生产空间的面积最大,占比为99.30%;生活空间的面积为548.46 km2, 占总面积的1.27%。其中,农村生活空间的面积最大,占比为58.62%;生态空间的面积为36 596.18 km2,占总面积的84.87%。其中,林地生态空间的面积最大,占比为95.21%。2020年,生态空间是延边州“三生”空间的主要类型。与2010年相比,延边州生产空间的面积增加了864.85 km2,比例上升1.99%;生活空间的面积增加了39.75 km2, 比例上升0.09%;生态空间的面积减少了845.39 km2, 比例下降2.08%。
2000—2010年,研究区全区的农业生产空间减少面积最大,减少了553.96 km2,牧草生态空间面积增长的最多,增加了 230.30 km2。2010—2020年,农业生产空间增长的面积最多,增加了578.11 km2, 林地生态空间减少的面积最多,减少了785.06 km2。从长吉图各区域角度看,2000—2020年,长春市是以生产空间为主导,占比从76.43%降至74.81%。其中,农业生产空间为长春市的主要用地类型,其占比从76.31%降至74.08%。农村生活空间为该地区生活空间的主要用地类型,占比从7.60%降至7.33%;林地生态空间作为该地区生态空间的主要类型,占比从7.20%降至7.13%;吉林市的“三生”空间以生态空间为主导,其占比从59.68%降至59.65%,变化不显著。林地生态空间是该地区“三生”空间的主要用地类型,其占比从56.15%降至55.05%。农村生活空间为吉林市生活空间的主要用地类型,其占比从3.84%降至2.58%。农业生产空间为该地区生产空间的主要用地类型,其占比从35.33%升至35.61%;延边州的“三生”空间主要是以生态空间为主导,其占比从86.23%降至84.87%。林地生态空间为该地区生态空间的主要用地类型,其占比从81.95%降至80.56%。农业生产空间为该地区生产空间的主要用地类型,其占比从12.95%升至13.72%。农村生活空间为该地区生活空间的主要用地类型,其占比从0.58%升至0.74%。
由图2可知,农业生产空间在龙井市和延吉市明显减少。这是由于吉林省政府高度重视退耕还林工程并响应国家号召,在2002年全面启动建设工程。特别是把吉林省东部长白山区20度以上的坡耕地停作退耕作为重点以恢复生态环境,与研究结果相符。然而,随着《中国图们江区域合作开发规划纲要》的提出,国家加大了对长吉图地区的开发力度并加强了研究区与各国之间的经济合作关系,扩大了研究区的城市建设面积,导致林地生态空间被侵占。由此来看,相比前10年研究区后10年的土地利用变化更为明显(表5)。
表5 “三生”空间土地利用变化(2000—2020年)
综上所述,2000—2020年,长吉图地区的土地利用模式发生了巨大的变化,表现为生活生产空间对生态空间的侵占。
3.2 “三生”空间功能转型分析
2000—2010年,从全区尺度上看,研究区生活生态空间向生产空间的转换成为最明显的特征。其中,有1 968.16 km2的林地生态空间转入农业生产空间,占后者总转入量的56.83%。从长吉图各区尺度看,长春市主要表现在生态空间向生产生活空间的转移,其中较为明显的是水域生态空间向城镇生活空间的转移。水域生态空间的面积由567.26 km2减至460.45 km2,所占比例从3.58%降至2.90%。10年间,该地类面积减少了106.81 km2, 占比下降0.68%。相反,城镇生活空间的面积由275.27 km2增至384.64 km2,占比由1.74%升至2.43%。10年间,城镇生活空间的面积增加了109.37 km2, 占比上升0.69%;吉林市三生”空间的转型主要体现在生活空间向生态空间的转移,其中较为明显是的农村生活空间向牧草生态空间的转移。吉林市农村生活空间的面积由491.19 km2减至344.27 km2, 所占比例从3.84%降至2.69%,面积减少了146.92 km2, 占比下降1.15%。相反,牧草生态空间的面积由30.52 km2大幅增至146.93 km2,占比从0.24%升至1.15%,面积增加了116.41 km2, 比例上升了0.91%;延边州主要体现在生产空间向生活生态空间的转移,其中转换最为明显的是农业生产空间向牧草生态空间的转移。农业生产空间的面积由5 604.16 km2减少至5 091.14 km2, 占比从12.95%降至11.77%,面积减少了513.02 km2,比例下降了1.18%。反之,牧草生态空间的面积由1 007.43 km2增加至1 179.93 km2, 所占比例从2.33%升至2.73%,10年间该地类面积增加了172.5 km2, 比例上升了0.4%(表6)。
表6 “三生”空间土地利用转移矩阵(2000—2010年)
从各地类尺度看,研究区有62%的农业生产空间来自于林地生态空间的转换,说明这一时期耕地面积的扩大来自于对生态用地的侵占。此外,工矿生产空间向各地类的转移幅度较小。有759.55 km2的农村生活空间向农业生产空间转移,占前者总转出比的81%。城镇生活空间的转移幅度不明显。有604.77 km2的牧草生态空间和238.88 km2的其他生态空间向林地生态空间转移,分别占后者转入总量的19.35%和7.64%。这主要得益于吉林省政府严格执行长白山及整个吉林省中东部区域的天然林保护政策,使当地的生态环境质量和水平得到显著提升。
2010—2020年,从全区尺度看,研究区生态空间向生产生活空间的转移成为最明显的特征。其中,变化最为明显的是有1 178.46 km2的林地生态空间向农业生产空间转移,占后者总转入量的64.50%。从长吉图各区尺度看,长春市主要体现在生产空间向生活空间的转移,其中较为明显的是农业生产空间向城镇生活空间的转移。长春市农业生产空间的面积由12 095.89 km2减至11 750.54 km2,占比由76.26%降至74.08%,面积减少了345.35 km2,比例下降2.18%。相反,城镇生活空间的面积由384.64 km2增至659.64 km2, 增加了275 km2,占比由2.43%升至4.16%,比例上升1.73%;吉林市主要体现在生态空间向生活空间的转移,变化较为明显的是牧草生态空间向城镇生活空间的转移。吉林市牧草生态空间的面积由146.93 km2减至90.44 km2,所占比例由1.15%降至0.71,面积减少了56.49 km2,占比下降0.44%。相反,城镇生活的面积由173.84 km2增至244.08 km2,面积增加了70.24 km2, 其占比由1.36%升至1.91%,上升了0.55%;延边州主要体现在生态空间向生产空间的转移,其中,表现最为明显的是林地生态空间向农业生产空间的转移。林地生态空间的面积由35 535.01 km2降至34 843.771 km2, 占比从82.16%降至80.56%,面积减少了691.3 km2, 比例下降1.6%。反之,农业生产空间的面积由5 091.14 km2增至5 933.89 km2,占比从11.77%升至13.72%,上升近1.95%。
2010—2020年,林地生态空间的转移依然是农业生产空间增加的主要原因。然而与前10年不同的是,转入幅度减小40%。不仅如此,不同类型生态空间向农业生产空间转移的面积均有所减少,说明研究区在国家退耕还林大背景下实施的保护天然林等环境政策初见成效。此外,约有296.96 km2和96.45 km2的农业生产空间转移到城镇生活空间和工矿生产空间,其转入比分别为69.78%和73.71%,并且有不断增加的趋势。为了扩大建设用地,实现经济社会的快速发展,导致越来越多的农用地被占用。有204.25 km2的农业生产空间转移到农村生活空间,占后者转入总量的89.79%,是农村生活空间的第1转入源。此外,农村生活空间向不同类型生态空间的转移幅度均有所下降。在生态空间上,大约有73.8%林地生态空间,50.49%牧草生态空间和54.98%水域生态空间的面积均源于农业生产空间的转移,与前文所得结论相符(表7)。
表7 “三生”空间土地利用转移矩阵(2010—2020年)
3.3 长吉图“三生”生境质量时空变化分析
基于InVEST模型得出生境质量指数(0~1),以此来表示研究区的生境质量水平。该值越接近1代表生境质量越好,它就越有助于保护生物多样性。研究结果表明,研究区2000—2020年总体生境质量指数分别为0.644、0.648和0.633,说明研究期间区域生态环境逐年恶化。该文在ArcGIS中采用自然间断点分级法并参考相关文献[26],将研究区的生境质量划分为差(0)、一般(0~0.92)、良好(0.92~0.99)和优等(0.99~1) 4个等级(图3),并统计了各生境质量等级的面积。
2000—2020年,在全区尺度上,研究区的生境质量呈东高西低的空间分布格局。在长吉图各区域尺度上,长春市的生境质量等级最低,整体生境质量最差;吉林市次之;延边朝鲜族自治州的生境质量等级最高,整体生境质量最好。在县市尺度上,农安县、德惠市的生境质量较差,安图县、汪清县和图们市的生境质量较好。位于研究区西部的长春市和吉林市的整体生境质量差,这是因为农业生产空间和城镇生活空间是长春市和吉林市的主要“三生”空间类型。吉林省土壤肥沃,是我国重要的粮食生产基地,为提高粮食产量促进当地经济发展,当地的生态环境因过度农垦而受损;此外,长春市和吉林市作为吉林省的第1、第2大城市,经济发展水平高、速度快,大规模的城市建设导致大量生态空间被侵占,造成生境质量严重下降。而位于研究区东部的延边朝鲜族自治州的整体生境质量较高,特别是安图县和汪清县,这些地区的国土空间开发面积小,城市常住人口少,城市建设发展缓慢对土地造成的危害较小。用地类型以林地生态空间为主,因此,这些地区的植被覆盖率高,生境质量好。
在时间变化上,20年间,研究区的生境质量差异明显(表8)。生境质量高值区先增后减,良好生境质量区先减后增,两者占研究区总面积的60%以上,是研究区生境质量的主要组成部分。一般生境质量区占比最小,但有逐年增加的趋势;生境质量低值区小幅减少后又大幅增加。通过与图2对比可知,生境质量下降严重的地区表现为林地和其他生态空间的减少以及农业生产空间与城市生活空间的增加,主要分布在研究区的龙井市、延吉市和安图县,且安图县的生境质量有逐年恶化的趋势。通过查阅文献资料发现[27],2002年,安图县是全国扶贫开发工作的重点县之一,县人民政府在2015—2020年凭借其特有的地域文化,大力发展特色旅游项目,带动了区域经济增长并在2020年实现了全县精准脱贫。然而安图县政府在取得经济效益的同时,对当地的生态环境也造成了一定的负面影响。总体而言,研究区后10年生境质量低值区占比的增长速度和生境质量高值区占比的下降速度均比前10年更快,说明人类活动对生境退化造成的影响在最近几年更为严重。
表8 生境质量面积及占比(2000—2020年)
从空间格局上,20年间,研究区的整体生境质量呈现出“东高西低”的分布格局。在市域尺度上, 生境质量低值区主要位于长春市与吉林市,并呈现出自西向东扩张的态势。在县域尺度上,生境质量高值区主要位于汪清县、图们市;低值区位于延吉市、龙井市、敦化市以及蛟河市。其中,位于研究区东部的龙井市和延吉市生境质量前10年改善,后10年恶化,生境质量下降明显。前10年改善得益于我国正在推行的“三北”防护林工程建设,提高了当地的生态环境质量;后10年恶化归因于延吉市是延边朝鲜族自治州的首府,经济发展较其他地区更为迅速,对生态环境造成的影响更大。而龙井市作为距离延吉市最近的县级市,必然会受到延吉市的辐射作用[28]。从研究结果还可知,位于研究区东部的珲春市环境恶化严重,珲春市因其独特的区位优势和国家的优惠政策吸引着各国竞相来此投资建厂,建设用地和人口的不断增加是该地区生境质量下降的原因[29]。
综上研究结果表明,研究区的生境质量存在一定程度的下降,说明该地区的生态环境正在遭受着一定程度的破坏。生境质量时空变化与研究区的土地利用类型、经济发展程度和国家政策方针密不可分。城镇生活空间的不断扩张是长吉图地区的生境质量下降的主要原因。此外,人类活动对生态环境造成的影响也是研究区生境质量退化的因素。
4 讨论与结论
4.1 讨论
长吉图地区作为我国重要的对外开放窗口,对东北地区经济的发展和振兴东北老工业基地都有着重要的意义与价值。从研究结果可知,研究期间长吉图地区的生境质量逐年降低,生态环境受到城市建设与人类活动的双重影响,从长远角度来看,有逐年恶化的趋势。因此,需要采取一定的措施来阻止研究区生态环境的进一步恶化。该文从“三生”空间的角度阐述了长吉图地区的生境质量时空变化情况,丰富了我国边境地区的土地利用转型与生态环境研究,可为边境地区的国土空间优化与生态环境保护提供一定的参考价值。然而,该研究选取的威胁因子较少,且其权重与精度还有待于进一步改进。此外,该文虽然对长吉图地区的生境质量进行了评估,但是未对如何改善与优化研究区的生境质量进行研究,这是今后需要改进和深入研究的方向。
4.2 结论
该研究基于2000、2010和2020年3期土地利用数据,对长吉图地区从“三生”空间的角度,结合土地利用转移矩阵,利用InVEST模型的生境质量模块分析了研究区生境质量时空演变特征。
1) 2000—2020年,研究区“三生”空间的用地模式发生了显著变化,从一级分类来看:生产空间的用地面积由减到增,生活空间持续扩张,生态空间快速缩小。从二级分类来看:城镇生活空间的快速扩张导致林地和牧草生态空间被侵占。这是由于研究区城市化进程的加速对当地的生态环境造成了一定程度的破坏。
2) 2000—2020年,研究区“三生”空间功能转移的特点是林地生态空间和农村生活空间转移到农业生产空间。但是,随着一系列环境保护政策的出台,生产空间向生态空间的转移成为最明显特征。
3) 2000—2020年,研究区生境质量指数分别为0.644、0.648和0.633。生境质量高值区和良好生境质量区的面积之和占比超过60%,是研究区生态环境质量的主要组成部分。从时间变化看,生境质量高值区与良好生境质量区的面积在整体上有波动下降的趋势;生境质量低值区的面积先减后增;一般生境质量区面积占比虽小却逐年增加。从空间格局看,研究区整体生境质量呈现出“东高西低”的分布格局,区域差异明显。