唐山市海岸带用地结构及其生态系统服务价值的时空变化研究

刘亮，徐伟，岳奇，胡恒，张盼盼

(国家海洋技术中心 天津 300112)

唐山市海岸带用地结构及其生态系统服务价值的时空变化研究

刘亮，徐伟，岳奇，胡恒，张盼盼

(国家海洋技术中心 天津 300112)

文章对唐山市沿海地区1991—2015年土地利用和结构变化及其生态系统服务价值进行核算分析和量化评估。结果表明：1991—2015年唐山市海岸带主要地物类型涉及耕地、公路用地、河流水面、建设用地、坑塘水面、盐田、填海用地和裸地，其中坑塘水面占地最多，海岸带开发利用总面积不断增大，用地类型有所转化且向海域扩张，新增用地主要来自围填海且以填海造地为主；海岸带生态系统服务价值呈逐年下降的趋势,以2006—2010年变化最为明显，主要原因为海水面积减少。在充分认识填海造地活动双面性的基础上，建议慎重开展填海造地，集约节约利用海洋空间资源，合理科学规划填海区域，提高海洋资源利用效率。

海岸带；土地利用；生态系统服务价值；填海造地；海域管理

海岸带地区是承载沿海经济发展与维持滨海生态系统的空间载体。海岸带是海洋和陆地相互作用的地带，生态结构复杂多样，自然资源丰富，但生态系统脆弱，自然灾害发生频率较大。海岸带具有生产力陆海内外双向辐射的经济特性，进而成为经济活动较为活跃的地区，主要以填海造地形成的陆域作为其开发利用的承载空间，开发强度大，用地类型复杂。海岸带地区的高速发展具有强烈的人类活动特征，自然生态系统也受到人类活动的影响而发生改变，所以海岸带地区土地利用方式的改变必然导致其生态系统服务发生改变。目前，国内外土地利用格局和生态系统服务价值研究多集中于中、大尺度[1-7]，而对于小尺度海岸带区域土地利用格局随时间和空间变化研究较为少见，然而海岸带地区尤其是围填海形成的陆域土地利用类型会在长时间内影响滨海生态系统。探究海岸带土地利用类型变化过程和影响因子，明晰变化原因，揭示其生态服务价值随时空变化差异，能够为未来海岸带土地利用和规划提供数据支持。

本研究通过对唐山市沿海地区1991—2015年的土地利用和结构变化及其生态系统服务价值进行核算和分析，量化评估海岸带地区土地利用变化的生态价值，从而指导唐山市海岸带的开发，促进海域资源集约节约利用，推进海洋生态文明建设。

1 研究方法

1.1 区域概况

唐山市地处渤海西部，岸线平直，分为砂质海岸和粉砂淤泥质海岸。唐山市海岸广阔的滩涂和众多的潮沟可以用于造地、建港，海岸带地区分布着重要河口湿地、自然海岛与砂质海岸等典型生态景观。唐山市沿海地区海洋资源禀赋优良、工业基础雄厚、文化底蕴深厚，是中国重要的能源、原材料基地和多种农副产品富集地区，是沟通东北及华北的商品集散地和运输要道，战略地位突出。同时，唐山市也是京津冀协同发展规划中的重要节点城市。

1.2 数据来源及研究方法

1.2.1 研究方法

本研究参照《海域使用分类遥感判别指南》和国家《土地利用现状分类》(GB/T 21010—2007)标准，针对研究区域向陆一侧和向海一侧的全部地物建立了相应的分类标准，提取的地物类型和主要用海单元如表1所示。

表1 唐山市海岸带地物类型和主要用海单元

计算不同土地利用类型的生态系统服务价值，综合国内外研究成果确定生态系统服务价值系数，涉及的各类用地生态服务价值如表2所示。

1.2.2 数据来源及技术处理

选择1991年、2000年、2006年、2010年、2015年5期Landsat TM/ETM遥感图像，另有1∶250 000唐山市海岸带规划图作为参考，在此基础上对遥感影像进行监督分类和修改，对各用地类型进行人机交互的方式提取，然后在ArcGIS10.0中分类统计。

表2 唐山市海岸带地区生态系统单位面积服务价值

注：*为由于围海用地没有改变海域属性，属于海洋生态系统，并提供相应的服务功能。

2 研究结果

2.1 海岸带的主要地物属性变化特征

1991—2015年唐山市海岸带的主要地物类型涉及耕地、公路用地、河流水面、建设用地、坑塘水面、盐田、填海用地以及裸地，地物属性类型基本无变化，仅从2006年增加围海用地1种类型。其中，坑塘水面占地物利用总面积最多，所占比例有逐年下降的趋势；盐田与耕地面积次之，所占比例逐年递减；建设用地与填海用地占比逐年增加，且从2006年开始变化幅度较大。

1991—2015年唐山市土地利用面积不断增加，已从1991年的89 593.65 hm2增长至2015年的128 567.29 hm2，新增面积的主要用地类型为填海用地以及围海用地；主要的地物类型为耕地、坑塘水面、盐田以及填海用地，其中坑塘水面的占地面积始终保持占比最大的位置(表3)。

为了细化唐山市海岸带土地利用的动态变化情况，研究选取同一研究区域对5年的遥感影像进行信息提取与数据计算，分析1991—2015年期间的土地利用类型的时空转化关系。在土地类型的转化过程中，既存在陆地间不同地物类型的转化，也存在海域面积向陆地的转化，这一现象的产生主要源于近年来日益频繁的填海造陆工程，且随着时间推移，海域向陆地土地利用类型的转化面积有着显著的增加。1991—2000年土地利用类型转化面积较少，2006—2010年土地利用类型转化面积最大，且不断向海域一侧扩张，围填海面积占比较大。

表3 1991—2015年唐山市海岸带土地利用面积 hm2

注：*为研究区域内海水总面积。

唐山市海岸带不同土地利用类型之间的相互转化，在不同的时期也表现出不同的特点。1991—2000年的土地利用动态主要表现为坑塘水面的转入面积较大，主要由耕地、裸地向坑塘水面转化，裸地向耕地以及建设用地的转化面积也较为突出；2000—2006年坑塘水面面积继续增大，为该时期内面积转化最大的土地利用类型，海域转化为填海用地的面积也不断增加；2006—2010年的土地利用类型转化主要为围海用地、填海用地和建设用地面积的扩张，大部分表现为坑塘水面与海域向这些土地类型的转化；2010—2015年主要为坑塘水面向建设用地和填海用地的转化、围海用地向填海用地的转化、海域向围海用地的转化，其中坑塘水面的转出面积最大。

2.2 海岸带开发利用的主要特征

通过系统分析多年期唐山市海岸带遥感解译数据，唐山市海岸带开发利用呈现4个特点。①海岸带开发利用总面积不断增大，增幅最大的是2006—2010年。②围填海是土地利用面积增大的主体，2006—2010年增加的用地面积几乎全部来自围填海，在围填海增加的面积中又以填海造地为主。③陆域已开发区域总面积略有提高，但由于围填海面积的快速增加，其占比不断下降。④陆域未开发区域主要有河流水面和裸地2种地物类型，其中河流水面随着海岸线向海一侧不断推进，面积逐渐增加；裸地面积1991—2006年减小，2006—2010年由于原有部分盐田和养殖水塘被填，裸地面积有所增加。

2.3 海岸带生态系统服务价值变化

依据表2总结的各类型生态系统单位面积服务价值，计算1991—2015年唐山市海岸带生态系统服务价值变化情况(表4)。

表41991—2015年唐山市海岸带生态系统服务总价值变化情况

年份总价值/万元19916099082000603938200659062220105283542015501962

1991—2015年唐山市海岸带生态系统服务价值呈逐年下降的趋势。以2006—2010年的变化最为明显，主要是由于研究区域内海岸带生态系统服务价值的主要贡献者为海水，该时间段研究区域内海水面积减少较多，因此此周期内海岸带生态系统服务价值减少量也是最多的。

2.4 填海区域开发利用建议

海岸带填海区域是唐山沿海地区海洋经济发展的空间载体，同时也是保护海洋环境、维持海岸带生态平衡的重要平台，必须在加强保护的基础上科学利用。海洋主管部门应当严格审批用海项目，全面提高涉海项目入驻门槛，保障填海区域空间资源利用的科学合理，优化海岸带空间开发格局，推动海洋产业集聚发展、绿色发展和循环发展。

3 结语

1991—2015年唐山市海岸带的土地利用类型变化较大。沿海开发项目将占用大量土地，而海岸带土地资源供给能力有限，只能向海域索取，进而出现了自2006年以来的大规模填海造地。填海造地在提供土地资源的同时也带来了一些负面效应，因此在充分认识填海造地活动的双面性后，海洋资源开发管理部门、海洋资源开发利用者以及利益相关方对待填海造地应慎重，集约节约利用海洋空间资源，合理科学规划填海区域，提高海洋资源的利用效率。此外，海水的生态系统服务价值较高，提高海水在填海区域的面积可以减少围填海建设对区域的生态系统价值的影响；同时，在填海平面设计上开展相关研究，着重提高填海区域的海岸线长度、填海区域的透水率和水动力交换频率，增加陆域部分的亲水性。

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Spatio-temporalVariationsinLandUseStructureandEcosystemServiceValuesinCoastalZoneofTangshanCity

LIU Liang,XU Wei,YUE Qi,HU Heng,ZHANG Panpan

(National Ocean Technology Center,Tianjin 300112,China)

This paper made an accounting analysis and quantitative assessment of land use and structural change as well as ecosystem service value in the coastal areas of Tangshan City from 1991 to 2015.The results showed that the land use types of Tangshan’s coastal zone from 1991 to 2015 were mainly arable land,the land for highway,river,the land for construction project,pond,salt pan,reclamation area and bare land,among which the pond occupied the largest area.The total area for development and utilization of the coastal zone were increasing by the day and the land use type has been transformed and expanded to sea area.The newly-increasing land was mainly of reclamation.The ecosystem service value in coastal area has been decreasing year by year,especially during the years from 2006 to 2010,mainly due to the reduction of seawater area.On the basis of fully understanding the two-sided nature of reclamation activities,it is suggested that the reclamation project should be carried out in a prudent manner and marine space resources be used intensively as well as the reclamation areas be planned reasonably and scientifically so as to improve the utilization efficiency of marine resources.

Coastal zone，Land utilization，Ecosystem service value，Land reclamation,Sea area management

2017-05-16；

2017-11-24

刘亮，助理研究员，硕士，研究方向为海岸带规划管理

P74；X171

A

1005-9857(2017)12-0051-05