前言：寻找写作灵感？中文期刊网用心挑选的生态质量对土地利用类型转换响应，希望能为您的阅读和创作带来灵感，欢迎大家阅读并分享。
土地利用变化及其生态环境效应研究作为区域社会经济与生态环境协调发展的重要检测方式，已成为当前全球环境变化与人地关系研究的关键，受到社会各界广泛关注．Costanza等人通过测算不同用地类型的生态系统服务功能［1］，首次建立了土地利用变化与生态质量的关联，开始着眼于土地利用变化及其生态环境效应的定量研究；随后，各学者针对不同时空尺度土地利用变化开展多层次、多维度研究，深入剖析土地利用与生态因子的互动机理，量化与识别土地利用的微观生态因子影响，并逐渐转向综合生态环境效应［2－8］．土地利用类型转换作为最直观、细致的土地利用变化，其转换的数量和速率直接影响区域生态系统提供服务的种类与数量［8］．土地利用类型间的转换体现了生态价值流在区域土地利用系统内部的流动，这一流动使得生态质量在局部范围内升高或降低［1］．量化这一变值，有利于把握局地乃至区域生态质量改善与恶化的程度，进而判断区域生态质量的总体变化状况．目前，较少有研究针对土地利用类型转换这一土地利用系统变化直观载体的生态质量效应展开．尤其缺少对敏感区生态质量变化与土地利用类型转换的互动关系探析．重庆市沙坪坝区作为“大城市带大农村”的典型区域，2000－2008年间，在“退耕还林”、“西部新城建设”等人类活动的综合作用下，经济社会发展迅速、土地利用类型转换频繁，直接影响沙坪坝区整个生态系统提供的产品与服务．因此，研究在揭示沙坪坝区土地利用类型转换时空特征的基础上，赋予土地利用类型对应的相对生态价值，探求土地利用类型转换对区域生态质量变化的贡献程度，以实现对区域生态质量的总体变化特征的判断，旨在为区域土地利用总体规划与土地资源的可持续利用提供理论参考与借鉴．
1研究区概况
重庆市沙坪坝区位于106°14′36″－106°31′35″E，29°27′13″－29°46′36″W之间，全区东西宽24．30km，南北长29．00km，幅员面积396．20km2．全区地势南高北低，自西向东为华蓥山状褶皱束的温塘峡背斜（缙云山）、白市驿向斜、观音峡背斜（歌乐山）和重庆复向斜的石马河向斜的中北段．该区属亚热带季风气候，气候温和、雨量充沛，年平均降雨1085．13mm，年平均气温18．13℃．沙坪坝区地处重庆市区西部，是重庆都市发达经济圈的重要支撑区，具有重庆市“大城市带大农村”的典型特征，在重庆落实“314”发展战略中具有重要战略地位，辖12个镇（图1）．2008年全区户籍人口7．46×105人，常住人口8．70×105人，人口自然增长率为0．89‰，地区生产总值为2．30×1010元，城镇居民人均可支配收入1．39×104元，农村居民人均纯收入5．70×103元．
2数据收集与研究方法
2．1数据收集与处理
研究数据包括空间数据与属性数据．空间数据来源于重庆市沙坪坝区2000年沙坪坝区土地利用现状数据库（图形库、属性库）及2008年土地利用变更数据库．属性数据来源于2000－2008年沙坪坝区统计年鉴及实际调查．为使数据具有统一性与可比性，且更能切实反映沙坪坝区土地利用方式与覆盖特征，参照《全国土地分类（过渡时期适用）》，将全区土地利用类型划分为水田、旱地、园地、林地、水域、建设用地以及未利用地7类．以Constanza等［1］1997年测定的全球生态系统服务价值及谢高地等［2］量算的中国陆地生态系统当量因子表为基础，对沙坪坝区不同土地利用类型单位面积在水源涵养、保持土壤、大气净化、废物处理、维持生物多样性、食物生产、原材料生产和提供美学景观等8项服务功能及其生物量价值进行长期的实地观测，并通过敏感度分析对研究区各土地利用类型的生态服务价值系数进行修正［7］．据此，研究引入相对生态价值的概念，即各土地利用类型单位面积生态服务价值的比例关系，确定研究区各土地利用类型对应的相对生态价值：水田0．325、旱地0．295、林地1．000、园地0．975、水域0．623、建设用地0．015、未利用土地0．035［6］．
2．2研究方法
2．2．1土地利用时空变化分析
在ArcGIS9．2平台的支持下，采用ArcToolbox工具中的叠加分析功能，一方面叠加2000和2008年土地利用现状图，得到2000－2008年土地利用变化图，并建立土地利用转移矩阵，可以清晰地说明土地利用类型转换的数量与方向；另一方面将土地利用变化图与2008年坡度分级图的叠加，可直观地反应出土地利用类型转换所发生的空间位置．具体步骤如下：首先，将两期矢量图通过“Featuretoraster”转成像元大小为25m的栅格图，运用“Rastercalculator”进行空间叠加，得到2000－2008年土地利用变化图；其次，运用“SpatialanalystTools”模块的“Zonal”功能，建立土地利用转移矩阵，提取土地利用类型转换信息；同时，运用“Spatialanalyst”模块中的“Surfaceanalysis”工具从高程数据中提取2008年坡度分级图，再将2000－2008年土地利用变化图与坡度分级图进行空间叠加，揭示土地利用类型转换所发生的坡度级；运用聚合分析函数“Setnull”分别提取2000年水田、旱地的栅格数据，与2008年土地利用现状栅格图进行空间叠加，获取特殊地类的转换信息．
2．2．2生态质量效应分析
基于土地利用类型转换时空特征分析，通过赋予各土地利用类型对应的相对生态服务价值，可建立土地利用类型间转换与区域生态质量变化的关联，计算土地利用类型转换的生态贡献率及区域生态质量指数的变化，进而分析土地利用类型间的转换对区域生态质量的影响．研究拟通过区域生态质量指数在不同土地利用结构下的变差对区域生态质量总体状况进行判定，如果该区生态质量指数不随时间的推移而减少，则通常认为该生态系统处于比较理想的健康状态［8］．土地利用类型转换的生态贡献率，指某种土地利用类型转换所导致的区域生态质量的改变．其表达式为：式中：Ri→j为第i类土地利用类型向第j类土地利用类型转换对区域生态质量变化的贡献率；LEi为第i类土地利用类型的相对生态价值；LEj为第j类土地利用类型的相对生态价值；Ati→j为转化的土地面积占总面积的比例；n为土地利用类型总数．综合考虑区域内各土地利用类型的生态质量指数变化，比较引起生态质量改善、恶化的土地利用类型转换的生态质量指数之和，用以判断区域内生态质量的总体变化状况．其表达式为：式中：LEI为研究期间区域总体生态质量指数变化量；LEh，LEk为第h，k类土地利用类型的相对生态价值；Ath→k为引起生态质量改善的第h种土地利用类型转换为第k种转换土地利用类型的土地面积占总面积的比例；LEu，LEv为第u，v类土地利用类型的相对生态价值；Atu→v为引起生态质量改善的第u种土地利用类型转换为第v种转换土地利用类型的土地面积占总面积的比例．#p#分页标题#e#
3结果与分析
3．1土地利用变化时空特征分析
3．1．1土地利用结构特征分析
由表1可知，研究期间，沙坪坝区土地利用类型数量变化差异明显，各土地利用类型变化幅度由大到小依次为：建设用地、旱地、水田、林地、园地、未利用地和水域．水田、旱地和未利用地为主要的转出土地利用类型，水田在研究时段内共减少2737．56hm2，其转出总量高达3091．13hm2，主要是向建设用地的转换，转出率86．93％，而其转入总量仅为353．50hm2；旱地为减少量最大的用地类型，减少量达3912．75hm2，同时旱地的转出量亦最高，为4006．63hm2，主要向水田、园地、林地、建设用地发生不同程度的转换，转出率分别为8．43％，10．72％，38．39％和41．34％，而旱地的转入量极少，仅93．88hm2；未利用地分别向水域、建设用地转换了217．19和110．88hm2．研究期间，建设用地、林地、园地和水域等则有不同程度的增加，其中，建设用地转入量高达4747．06hm2，水田与旱地的转入为其增加的主要来源；园地和林地分别增加415．19和1684．44hm2，均主要源于旱地的转换；水域共增加了102．62hm2，其转出量、转入量分别为159．63和262．25hm2．进一步获取各类型土地彼此间转化的信息，可将研究区的主要土地利用转换类型归纳为：水田转换为建设用地，旱地转换为建设用地、林地、园地．旱地是土地利用类型转化的主体与核心．
3．1．2土地利用类型转换空间特征分析
由图2，3可知，土地利用类型转换发生的主要区域为歌乐山、缙云山山体两侧及两山之间槽谷地带的中南部．山体两侧发生的土地利用转换类型主要为旱地向林地的转换，坡度多为15°～25°及25°以上，涉及中梁、歌乐山、青木关、虎溪和曾家5个镇，主要是源于沙坪坝区退耕还林、植树造林工程实施，尤其是近年来“森林沙坪坝”的建设，歌乐山作为国家森林公园以及重庆主城呼吸的“肺叶”，生态建设力度逐年加大，其自然植被得以充分保护，林地面积明显增加．两山之间槽谷地带的中南部区域发生的用地类型转换主要为水田、旱地向建设用地的转换，该区主要为0°～2°与2°～6°两个坡度级，包括西永、陈家桥、曾家、虎溪4个镇，建设占用之所以在该区发生，一方面由于该区地形平坦、土壤、水文条件良好，具备农业生产理想的坡度条件，另一方面该区亦是人类居住和活动最主要的区域，随着工业化城镇化的推进，建设用地必然占用原分布于该区的水田及旱地．研究区东部平坝区井口、覃家岗两镇由于城市的扩张，建设占用其他地类在该区亦较为明显．不同区域所发生的土地利用类型转换差异明显，且引起区域生态质量向不同方向改变，通过建立土地利用与生态质量的关联，量化表征土地利用类型转换数量与生态质量变化的关系以及深入分析生态质量空间变化特征，有助于更进一步把握区域生态质量变化规律的总体走向，使区域生态建设框架下的土地利用方式合理调整成为可能．
3．2区域生态质量响应分析
3．2．1主要用地类型转换的区域生态质量贡献率分析
由表2可知，2000－2008年土地利用类型的相互转换对区域生态质量变化的贡献程度不一，且使得沙坪坝区的生态质量好转和恶化的状况同时存在．引起区域生态质量改善的主要土地利用转换类型包括：水田向园地、林地的转换，旱地向园地、林地的转换，未利用地向水域的转换，其中旱地向林地转换的生态贡献率最大，达31．81％；导致生态质量恶化的主要土地利用转换类型有：水田、旱地、园地、林地和水域向建设用地的转换，其中水田和旱地向建设用地的转换对生态质量恶化的贡献率较高，分别为24．44％和13．61％．生态质量指数高的土地利用类型向低的土地利用类型转变会引起区域生态质量指数的降低；反之，生态质量指数低的土地利用类型向高的土地利用类型转变会引起区域生态质量指数的升高；引起区域生态质量改善和恶化的土地利用转换类型的总生态贡献率分别为52．52％和47．48％．
3．2．2区域生态质量判断
由表3可知，2000－2008年间，引起沙坪坝区的生态质量改善的指数达0．2256，导致研究区生态质量恶化的指数为0．2039，相反方向共同作用的结果使得区域生态质量指数总体增加了0．0216．生态质量变化的区域差异亦十分明显，在歌乐山与缙云山之间槽谷地带的中南部，因水田、旱地向建设用地的大量转换使得生态质量呈降低趋势，该类转换明显改变了下垫面的物理性质，造成下垫面热量不平衡，出现热岛效应，加之城市生产、生活垃圾的排放，导致建成区生态质量显著降低．在山体两侧坡度较陡的地带，生态质量随着园、林地的增加逐渐提高，区域林地的郁闭度和覆盖度增加，其涵养水源、保持土壤、维持生物多样性、净化环境等功能得以加强，尤其作为城市隔离带的缙云山与歌乐山林带，不仅可缓解沙坪坝区的城市热岛效应，调节小气候，而且为沙坪坝区城乡居民提供新鲜空气和亲近自然的休憩场所，这对于改善研究区城市扩张对生态带来的负面影响具有极大的促进作用．从总体发展态势上看，沙坪坝区土地利用类型转换对其生态环境的影响是积极的，即通过土地利用类型转换所体现出来的生态结构调整在向安全方向发展．
4结论与讨论
2000－2008年，沙坪坝区土地利用类型间转换的幅度及空间差异明显，主要的土地利用类型转换可归纳为：水田、旱地向建设用地转换，主要发生在歌乐山与缙云山之间槽谷地带的中南部；旱地向园地、林地的转换，集中在寨山坪、缙云山以及歌乐山山体两侧坡度较陡的地带．不同土地利用类型间的转换对沙坪坝区生态质量变化的贡献程度不一：水田转换为建设用地则对生态质量恶化的贡献率最高，为24．44％，旱地转换为林地对区域生态质量改善的贡献率最高，达31．81％．2000－2008年，区域生态质量指数总体增加了0．0216，引起区域生态质量改善的土地利用转换类型的总贡献率抵消掉导致区域生态质量恶化的土地利用转换类型的影响，研究区现有的土地利用变化有利于该区总体的生态安全．通过引入土地利用转移矩阵、测算生态质量指数等方法，从时空变化角度分析沙坪坝区土地利用类型间的转换，量化土地利用类型转换对研究区生态质量变化的贡献程度，进而对沙坪坝区生态质量状况进行判断是可行的．但对其准确地量化仍然存在着相当大的难度，一方面表现在对各种土地利用类型相对生态服务价值的准确定位仍需大量的跟踪实验，另一方面土地利用类型间面积变化仅是土地利用变化的一个最直观的体现，它受制于人为干扰、政策导向等诸多外部条件．准确测定各种土地利用类型相应的生态服务价值，建立区域生态质量变化对土地利用变化驱动力系统的响应机制将是今后研究的重点．尽管如此，此次对沙坪坝区生态质量的判定反映了“退耕还林”及“西部新城建设”强影响因子下，该区土地利用及生态质量的变化与特征趋势，为该区建立生态环境与社会经济发展相协调的土地利用模式提供了参考：沙坪坝区在未来建设必然大规模发生的形势下，保护好以自然山体、水体为依托的生态脉络，构建区域生态屏障，是维护和改善区域生态安全格局的最佳途径．#p#分页标题#e#
