珠江三角洲基塘变化特征及其空间类型

叶长盛

(东华理工大学地球科学学院，江西抚州 344000)

基塘亦即当地人所称呼的“基水地”，是珠江三角洲地区特有的一种土地利用类型，是三角洲低洼易涝地区人们为了排涝灌溉，因地制宜地改造自然，将低洼地挖地成塘、堆泥成基而形成的一种特殊的土地利用方式，是国际上公认的最典型的生态农业用地类型之一(王兴玲等，1997)，其成功经验深受国内外专家的推崇(钟功甫，1993，1987;张壬午等，1996;Hill，1996;Korn，1996;A Wong et al，1999;谷孝鸿等，2000)。随着珠江三角洲人口与年俱增，农业化、工业化和城市化过程广泛而深入的推进，这种传统的土地利用格局受到强烈冲击，传统基塘区范围逐渐萎缩和退化，新型集约化基塘不断涌现，而基塘本身种养分离的特点，导致基塘成为重要的污染源和区域环境污染的帮凶(聂呈荣等，2001)，已直接影响了当地农业发展和生态环境，成为当地经济社会生态可持续发展的隐患和难题。因此，开展基塘相关研究具有重要的理论和现实意义。

在广州地理所钟功甫先生的推动下，基塘研究曾经在1980年代掀起了一个高潮，但随着珠江三角洲“桑基鱼塘”逐渐消失，其学术研究也在急剧减少。在基塘发展历史(赖作莲，2003;吴建新，2011)、现状与整治(聂呈荣等，2001)、空间格局与演变(张落成，1994;樊风雷等，2007;高爱等，2007;刘凯等，2008;孙晓宇等，2010)、生态重构与调控(黎华寿等，2005;韩西丽等，2008)、农业文化(张宇红，2006;郭盛晖等，2010)、生态环境(周劲风等，2004;李梅等，2007;黎华寿等，2007)等方面取得一定的成果。基塘变化研究仅局限于顺德、南海、佛山等传统基塘区，对整个珠三角基塘变化研究尚未开展，如王兴玲等对顺德、南海基塘用地的变迁进行了调查和分析(王兴玲等，1997)，刘凯等监测和分析了佛山市1988、1998和2006年基塘系统的空间格局演变(刘凯等，2008)，高爱等发现顺德的基塘景观在各种景观类型中占绝对优势(高爱等，2007)。为此，本文利用珠江三角洲1990年、2000年和2006年3期遥感解译数据，从中提取基塘信息，分析珠江三角洲基塘变化特征，划分其空间类型，为基塘的进一步开发利用和管理、社会经济生态的持续健康发展提供科学依据。

1 研究区概况

珠江三角洲位于广东省中南部，行政区划上包括广州、深圳、珠海、佛山、江门、中山、东莞7市和惠州市的惠城区、惠阳区、惠东县、博罗县以及肇庆市的端州区、鼎湖区、高要市、四会市，范围为21°17.6′～ 23°55.9′N、111°59.7′～ 115°25.3′E，总面积为4.1×104km2。珠江三角洲是由西江、北江、东江及其支流潭江、绥江、增江带来的泥沙堆积而成的复合型三角洲，是我国南亚热带最大的冲积平原。珠江三角洲属亚热带海洋季风气候，雨量充沛，热量充足，雨热同季，多年平均降雨量达1 800 mm，年日照为2 000 h，多年平均气温为21.4～22.4℃。2009年珠江三角洲常住人口为4 560×104人，占广东省常住人口的47.32%，生产总值为31 826×108元，占广东全省的80.61%，是中国经济最发达、人口最稠密的地区之一。

2 数据来源与研究方法

2.1 数据源

本研究以1990年、2000年和2006年3个时期的Landsat TM影像解译得到土地利用现状图为基础数据。1990年和2000年土地利用数据来源于广东省信息中心，2006年数据来源于中山大学“985工程”GIS与遥感的地学应用科技创新平台项目。根据中科院遥感解译土地分类系统，充分考虑珠江三角洲土地利用特点，将土地利用类型分为耕地、林地、草地、基塘、其他水域、建设用地和未利用地7大类，从中提取基塘信息(图1)。

由于研究需要，把珠江三角洲划分为28个行政单元，即广州市区(老八区，即东山区、荔湾区、越秀区、海珠区、天河区、芳村区、白云区、黄埔区)、番禺、花都、增城、从化、佛山市区(禅城区)、顺德、南海、三水、高明、深圳、东莞、中山、珠海市区(香洲区、金湾区、万山区)、斗门、肇庆市区(端州区、鼎湖区)、四会、高要、江门市区(蓬江区、江海区)、新会、台山、鹤山、开平、恩平、惠州市区(惠城区)、惠阳、惠东、博罗。

2.2 研究方法

(1)变异系数和锡尔系数。标准差指数(S)、变异系数(V)和锡尔系数(C)可以分别分析珠江三角洲各研究单元之间基塘的相对差异和绝对差异，计算式为:

式中，Yi为第i研究单元的基塘面积;N为研究单元个数;Y0为珠三角各单元基塘平均值。S值越大，表示相对差距越大，V值越大，表明绝对差距越大，C值越大，表示研究单元之间差距越大。

(2)综合扩展系数。为了更好表达珠江三角洲各研究单元基塘变化情况，引入综合扩展系数来对28个研究单元的变化类型进行划分。综合扩展系数的计算式如下(张文忠等，2003):

式中，Ulc为综合扩展系数，Uli分别为内部结构递转系数、空间结构递转系数和扩展系数。其中:内部结构递转系数:Ul1=Pt－P0，Ul1表示基塘在各单元的比例变化，Pt、P0分别为末期和基期基塘占各单元所有土地类型的比例;空间结构递转系数:Ul2=|Wt－W0|，Ul2表示基塘在研究区的比例变化，Wt、W0分别为末期和基期基塘占研究区内该类型土地总量的比例;扩展速率:1|，Ul3表示基塘递变速度，St和S0分别为各单元末期和基期基塘的面积，t为评测期。

3 结果与分析

3.1 基塘变化特征

(1)基塘数量持续增加，分布相对集中，相对差异趋于缩小。1990年珠江三角洲基塘面积为198 729.00 hm2，占土地总面积的 4.82%;2000 年基塘面积增至 270 122.93 hm2，占土地总面积的 6.55%;2006年基塘面积增加到318 227.71 hm2，占土地总面积的7.72%。1990～2006年，珠江三角洲基塘面积持续增加，共增加了119 498.71 hm2，增长了60.13%，占土地总面积比重增加了2.90%(表1)。

从基塘数量分布上看(图1、表1)，1990年主要分布在顺德、中山、南海、东莞、深圳等地，这5个研究单元基塘面积占基塘总面积的54.73%，顺德最多，为 37 407.23 hm2，占全部基塘面积的18.82%。2000年基塘主要分布在顺德、中山、南海、台山、新会等地，这些5个地区基塘面积占全部基塘面积的51.51%，顺德仍为最多，为42 554.15 hm2。2006年，顺德、中山、新会、三水和斗门等5地的基塘面积占全部基塘面积的42.68%，其中顺德基塘面积最大，为32 383.80 hm2。

图1 珠江三角洲基塘分布图Fig.1 Distribution of dike-pond in the Pearl River Delta

1990～2006年，珠江三角洲基塘面积极差由36 769.21 hm2减至 30 992.59 hm2;标准差由 1990年的 8 288.04 hm2扩大到 2006年的 9 213.93 hm2，基塘在各研究单元的分布差异非常明显，但绝 对差异趋向缩小。

表1 珠江三角洲基塘数量分布Tab.1 Quantitative distribution of dike-pond in the Pearl River Delta

采用变异系数和锡尔系数等相对差异指标对各研究单元基塘分布进行分析。研究期内，变异系数和锡尔系数均呈现明显缩小的趋势，其中变异系数从1990年的1.167 7下降到2006年的0.810 7，锡尔系数则从0.516 4下降到0.369 1，说明珠江三角洲各研究单元之间基塘空间分布相对差异趋于缩小。

(2)传统基塘区基塘减少，中部地区快速增加。利用 ArcGIS 9.3的空间叠置功能，将1990年和2006年的基塘分布图进行叠加(图2)，可以看出珠江三角洲基塘增加部分主要分布在斗门、三水、新会、番禺、台山、花都、四会、高明等珠三角中部地区;减少部分则主要分布在顺德、佛山市区、中山西北部、南海南部等传统基塘区，以及深圳、东莞等经济快速发展地区(图2)。

(3)基塘减少以建设用地占用为主，增加主要来源于耕地。1990～2006年间，珠江三角洲未发生变化的基塘面积为110 371.53 hm2，占1990年基塘总面积的55.54%。发生转移的基塘面积为88 357.47 hm2，主要转化为建设用地、耕地和林地，分别为45 999.82 hm2、23 406.54 hm2和 11 726.82 hm2，分别占1990年基塘面积的 23.15%、11.78%和5.90%;转入类型以耕地为主，为157 837.65 hm2，占2006年基塘面积的49.60%，其次是林地和其他水域，分别为 24 181.65 hm2和 15 227.73 hm2，占2006年基塘面积的7.60%和4.79%。

表2 1990～2006年珠江三角洲基塘变化统计Tab.2 Statistics of the dike-pond changes in the Pearl River Delta during 1990－2006

3.2 基塘变化的空间类型

根据公式(4)，可计算出珠江三角洲28个研究单元基塘的综合扩展系数(表4)，根据结果将研究单元划分为4种类型，即强扩展型、弱扩展型、相对稳定型和萎缩型(图3)。划分标准为:强扩展型，ulc＞40;弱扩展型，40＞ulc＞1;相对稳定型，1＞ulc＞0;萎缩型，ulc＜0。

(1)强扩展型。包括斗门、三水、番禺、新会、四会、花都、高明、江门市区和台山等9个研究单元，主要位于珠江三角洲西侧。这9个单元基塘扩展的特征是综合扩展系数大于40，基塘扩展速率均在5以上，内部结构递转系数都大于3，空间结构递转系数除江门市区外均大于1.3，说明强扩展型的研究单元不论是从基塘扩展速率，还是从基塘扩展的内部结构和空间结构的递变程度来看，均处于珠江三角洲前列。该类型区基塘面积由1990年的42 814.24 hm2增加到 2006 年 148 433.43 hm2，增长了246.69%，占珠三角基塘总面积的比重由21.54%上升到 46.64%。

表3 珠江三角洲1990～2006年基塘转化表Tab.3 Transformations of dike-pond in the Pearl River Delta during1990－2006

(2)弱扩展型。包括南海、从化、肇庆市区、中山、增城和珠海市区等6个单元。这一类型的综合扩展系数都大于1，基塘扩展速率在1.1以上，内部结构递转系数都超过了1.1，空间结构递转系数大于0.1。与强扩展型的单元相比，这6个地区基塘的扩展速度、内部结构和空间结构的递变程度明显偏低。该类型区基塘面积由1990年的58 575.27 hm2增加到 2006 年 72 176.60 hm2，增长了 23.22%，占珠三角基塘总面积的比重由29.47%减少到 22.68%。

(3)相对稳定型。惠阳、高要、鹤山、广州市区、开平、博罗、恩平、惠东和惠州市区等9个单元。这几个地区综合扩展系数处于0～1之间，基塘的递变速度和内部结构递变系数均较低，基塘扩展相对较少。该类型区基塘面积由1990年的30 440.60 hm2增加到 2006 年 43 971.87 hm2，增长了 44.45%，占珠三角基塘总面积的比重由15.32%下降到 13.82%。

(4)萎缩型。东莞、佛山市区、顺德和深圳等4个单元。这4个地区综合扩展系数和内部结构递转系数均小于0，说明这几个地区基塘不但没扩展，反而出现了萎缩。该类型区基塘面积由1990年的66 898.89 hm2减少到2006 年53 645.81 hm2，萎缩了19.81%，占珠三角基塘总面积的比重由33.66%下降到16.86%。

4 结论与讨论

基塘是珠江三角洲地区特有的一种土地利用类型，也是国际上公认的最典型的生态农业用地类型。基塘的变化不仅关系到当地农业的发展，而且会改变当地的生态环境，影响社会经济的持续健康发展。因此，本文利用1990年、2000年和2006年3期遥感解译数据，提取基塘信息，分析珠江三角洲基塘的数量、分布及演变，划分基塘变化的空间类型，为基塘的进一步开发利用和管理提供科学依据。主要结论如下:

表4 珠江三角洲基塘变化类型划分(1990～2006)Tab.3 Classifications of expanded land types for dike-pond in the Pearl River Delta(1990－2006)

(1)1990～2006年，珠江三角洲基塘面积持续增加，由1990年的198 729.00 hm2增至2006年的318 227.71 hm2，增加了 119 498.71 hm2，增长了60.13%，占土地总面积比重增加了2.90%。

图3 珠江三角洲1990～2006年基塘变化的空间类型Fig.3 Expanded land types for dike-pond in the Pearl River Delta during 1990 －2006

(2)1990～2006年，珠江三角洲基塘空间分布相对集中，相对差异逐渐减少;以顺德、佛山市区、南海南部、中山西北部为主的传统基塘区，及深圳、东莞等经济快速发展地区基塘面积减少，三水、斗门、新会、番禺、台山、花都、四会、高明等珠江三角中部地区基塘面积快速增加;基塘的减少以建设用地占用为主，增加则主要来源于耕地。

(3)在农业比较利益驱使下，基塘不再只分布在三角洲低洼易涝地区，不断朝珠三角中部地区进行扩展，大量耕地改挖成为基塘，而东莞、佛山市区、顺德和深圳等地的经济快速发展占用大量基塘，基塘范围不断萎缩。根据基塘的综合扩展系数可将珠江三角洲28个研究单元分成强扩展型(斗门、三水、番禺、新会、四会、花都、高明、江门市区和台山)、弱扩展型(南海、从化、肇庆市区、中山、增城和珠海市区)、相对稳定型(惠阳、高要、鹤山、广州市区、开平、博罗、恩平、惠东和惠州市区)和萎缩型(东莞、佛山市区、顺德和深圳)4种类型。

传统的基塘农业(桑基、蔗基等)已逐渐退出珠江三角洲，重渔业养殖、轻基面种植，基面逐渐缩小，鱼塘面积增加。精细化渔业养殖在珠三角得到推广，可以获得更高的经济效益和劳动生产率，导致新型集约化基塘不断涌现。快速的城市化、工业化和基础设施建设占用了大量基塘，也促使基塘从单一的生产功能向承担更多的社会功能转变，更好地发挥基塘的生态功能是现代化基塘的发展方向。及时获取、更新珠江三角洲基塘变化信息，分析了解基塘变化的趋势、方向及动力机制，促进基塘的经济社会生态效益的有机统一。

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