哈尔滨市“三生空间”演化特征及生态环境效应分析

哈尔滨市“三生空间”演化特征及生态环境效应分析

王震

鄂尔多斯市康巴什区土地储备中心  内蒙古鄂尔多斯市  017010

摘要：城市社会经济快速转型期间，城市“三生空间”变化所带来的生态环境问题引起广泛关注与思考。本文以“三生空间”土地利用主导功能进行分类，通过土地利用转移矩阵、标准差椭圆模型、生态环境质量指数、土地利用转型生态贡献率分析了哈尔滨市“三生功能”用地转型和演变特征及其带来的生态生态环境效应变化。

关键词:三生空间; 土地利用转型; 演化特征; 生态环境效应;

引言：土地利用类型的转型变化是区域“三生”空间变动最直接的表现形式之一，同时也是引发生态环境变化的主要因素之一，表征“三生空间”的土地利用类型转型对于区域内气候、水环境、生物多样性等生态环境要素以及生态系统的结构、功能均会产生重要影响。因此，准确把握区域土地利用转型的生态过程以及驱动机制是解决生态环境问题的重要途径之一。

1.研究数据与方法

数据主要来源于地理空间数据云，获取1990年、2000年、2010年、2020年Landsat分辨率为30m遥感影像。利用ArcGIS10.2软件，通过人工目视解译的方法得到哈尔滨1990-2020年土地利用数据。通过土地利用转移矩阵、标准差椭圆模型、生态环境质量指数、土地利用转型生态贡献率对哈尔滨市“三生功能”用地转型和演变特征及其带来的生态生态环境效应进行分析。

2.研究分析

2.1哈尔滨市“三生”用地转型分析

（1）通过对哈尔滨市1990-2000年、2000-2010、2010-2020年三个时间段的转移矩阵模型数据进行归纳整理。结果表明，1990-2000年间研究区内一共出现了43种变化，在这个时段期间里主要以生态功能用地转型为生产功能用地为主要的变化类型。研究区内新增加的农业生产用地主要由林地和草地转型而来，转化的面积分别为1319.86km2、362.79km2转入比例共为5.69%。

（2）2000-2010年间“三生用地”类型转型共发生57种变化，“三生功能”用地转型变化总面积达到8407.82km2。林地生态用地转变为农业生产用地为第一变化类型，农业生产用地转为林地生态用地排序上升为第二，水域生态用地转变为农业生产用地增加面积为875.25km2，较上一阶段增幅暴涨为931.65%，主要集中分布在松花江、蚂蚁河以及西南部牤牛河沿岸流域。生活功能用地主要由农业生产用地转化而来，转入面积为737.9km2，同比农村生活用地转化为城镇用地面积也大幅增加，增加面积为78.73km2，城镇化水平速度快速提高。

（3）2010-2020年间“三生用地”类型转型增加到62种，这时期土地利用类型转化种类增加，但变化面积比较均匀。生态功能用地增加明显，其面积增加的变化类型以农业生产用地转变为林地、草地以及水域生态用地为主，三者累计转化面积为1331.02km2，在农业生产用地总转出面积中占比69.73%。同时期，其他生态用地转变为水域生态用地面积也大幅增加，增加面积为205.26km2，增长比为431.13%，扩增区域主要分布在松花江中下游地区及其他河流区域等地区。

2.2 “三生空间”演变特征yufenxi

本文通过建立标准差椭圆、土地利用重心迁移模型对研究区“三生空间”分布特征及变化差异进行分析。结果表明1990-2020年间，哈尔滨市生产功能空间的标准差椭圆分布在研究区的西南方向，中心位于延寿县境内，其朝向为西南-东北走向，1990-2020年期间生产空间标准差椭圆面积增加明显，长轴主要沿着东北方向增长，短轴则是以西北方向为主进行扩展。生产空间重心位置也相应发生变化，重心在延寿县境内向东北方向迁移了13.04km，这表明哈尔滨市生产空间沿东北方向扩张发展。

生活功能空间标准差椭圆则分布在西北方向，其长轴也是西南-东北朝向，2020年短轴相比于1990年的短轴沿南-北方向有微小增加，但长轴西侧则向东方向进行收缩，生活重心则在宾县境内向东北方向转移6.07km。研究区生态功能空间的标准差椭圆分布在研究区中部位置，2020年的生态空间标准差椭圆相比于1990年面积缩减明显，短轴由北向南方向进行缩减，长轴则是由西南向东北方向缩减，而生态功能空间重心则位于宾县的西南侧，并向东方向迁移了14.23km。

2.3 “三生空间”演变下的生态环境效应分析

2.3.1 生态环境质量时序变化特征

经区域生态环境质量指数计算后表明，哈尔滨市生态环境质量指数整体变化比较显著，1990-2010年间呈现连续下降趋势，20年间累计下降0.031，而这一时期恰好是生产空间面积扩张，生活空间快速外展的时候，2010-2020年哈尔滨市生态环境质量指数下降状况得到改善，由2010年的0.580上升为2020年的0.591。由于同时期同一区域内生态环境质量会同时发生正向（优化）和负向（恶化）两种相反趋势变化并在一定程度上会互相抵消，不同的土地利用类型转型所带来的影响程度则会有所区别。

2.3.2 生态环境质量空间分布特征

通过GIS平台利用自然断点法将研究区内测算得到的18个县（区、市）的生态环境质量指数按照得分高低分细为低、较低、中、较高和高5个等级。结果表明：哈尔滨市全域生态环境质量指数空间分布变化显著，整体表现为西北低-东南高的格局特征。

低质量区与较低质量区相邻于主城区的西北部，在空间上集聚态势显著；中质量区主要分布在市域的北部部分地区以及东北地区，以团块状夹杂在较低质量区和高质量区中间；较高质量区主要集中于西南部、中部和北部耕地、林地较丰富地区，以“N”字形状分布在研究区内；高质量区则集中于市域的东南部以及北部林地保育区内，在空间上紧临较高质量区，以“J”字型呈现在研究区内。

从全市县（区、市）域的生态环境质量变化情况来看，1990-2000年间全市各区县生态环境恶化趋势显著，全区生态环境退化面积达到33030.52km2，占研究区总面积的62.20%。主要表现为较低质量区→低质量区、高质量区→较高质量区、较高质量区→中等质量区这三种区域生态环境退化模式，退化区域主要集中在双城区、五常市、延寿县、木兰县以及依兰县等耕地丰富区县。

3.结论

（1）1990-2020年间，哈尔滨市“三生用地”转型的时空特征分异明显。1990-2000年“三生功能”用地演化主要以生态功能用地转型为生产功能用地为主要的变化类型；2000-2010年“三生功能”用地转型变化更加剧烈，各类型转型面积均有大幅变化；2010-2020年间“三生功能”用地转型以生产功能用地向生态功能用地转型为主，整体转型趋势趋于平稳合理化。

（2）1990-2020年间，研究区生产空间标准差椭圆分布在研究区的西南方向，其朝向为西南-东北走向，生产空间重心由延寿县境内向东北方向迁移了13.04km；生活功能空间标准差椭圆则分布在西北方向，生活空间重心则是在宾县境内向东北方向转移6.07km；生态功能空间的标准差椭圆分布在研究区中部位置，生态功能空间重心则位于宾县的西南侧，并向东方向迁移了14.23km。

（3）1990-2000年间，哈尔滨市生态环境存在恶化和改善俩种相反的趋势，并且形成了西北低-东南高的空间格局特征，但整体以恶化趋势为主，低质量区的恶化主要集中于主城区西部的双城区和松北区，高质量区的退化则平行分布在五常市、木兰县和延寿县境内。

参考文献

1.魏小芳,赵宇鸾,李秀彬,等.  基于“三生功能”的长江上游城市群国土空间特征及其优化[J].  长江流域资源与环境,2019,28(5):1070-1079.

2.陈万旭,李江风,曾杰,冉端,杨斌. 中国土地利用变化生态环境效应的空间分异性与形成机理. 地理研究,2019,38( 9) : 2173-2187.

3.董建红,张志斌,笪晓军,张文斌,冯雪丽.“三生”空间视角下土地利用转型的生态环境效应及驱动力———以甘肃省为例.生态学报,2021,41( 15) : 5919-5928.

作者简介：王震，1996.3月生，男 ，汉族，硕士研究生，研究方向：土地利用