基于PSR模型的济南市土地利用生态风险评价及影响因素分析

孟凡雪,王筱明

(山东师范大学地理与环境学院,山东 济南 250358)

随着城镇化进程的加快和社会经济发展水平不断提高,人类活动对生态系统的影响越来越显著,过度的资源开发和不合理的土地利用使生态系统的压力不断增加[1],加剧了区域生态风险。当前,我国已由经济高速增长向高质量发展阶段转变,生态文明建设日益受到重视,随着各项生态保护政策相继出台,加强生态建设,缓解生态压力,成为保障社会经济健康发展的必然选择。在此背景下,为了有效调控区域生态风险,实现区域生态安全,必须开展生态风险评价研究。

生态风险评估起源于20世纪90年代,21世纪以来逐渐引起国内外学者的高度重视,现已成为生态学、地理学等学科的研究热点之一。早期的生态风险研究主要以土壤、水体、大气等单一生态环境因素为评价对象[2-4],研究结果并不能全面反映区域生态系统的风险状况,为解决这种局限性,基于区域土地利用变化的生态风险评价应运而生。研究模式主要有2种:一是基于传统的风险源进行风险评价,基本思路为源分析-受体分析-暴露及危害分析-风险表征,应用相对风险模型(RRM)评价区域生态风险现状[5-6],许学工、许妍等[7-8]利用此方法对黄河三角洲湿地和太湖流域进行生态风险研究,孙洪波等[9]结合主成分分析对长三角南京地区土地利用生态风险的空间分异特征和影响因素进行探讨;二是基于景观生态学理论,计算景观格局指数并构建评价模型,对区域景观生态风险进行评价[10-11],目前已形成了较为统一的研究范式。评价指标体系构建是生态风险评价的关键,学者们从不同视角选取了评价指标,如基于传统风险评价模式,从“风险源-风险受体-暴露和危害”3个维度选取相关指标构建评价指标体系[8];基于景观生态学原理,采用景观破碎度、景观分离度及景观脆弱度等景观格局指数,计算景观损失度,评价区域土地利用生态风险;随着社会经济发展水平不断提高,生态系统服务功能日益受到关注,刘长峰、石龙宇等[12-13]从土地利用的功能入手,基于生态系统服务价值建立生态风险综合评价体系,从供给、调节和文化服务方面研究区域生态风险。进行生态风险评价的目的是调控降低生态风险,部分学者使用地统计分析、空间分析等方法对评价结果进行时空分布差异研究,并提出生态风险调控对策[14-15];有的研究则采用相关分析[16]、回归分析[17]等方法对其驱动因素进行分析,但是这种传统分析方法难以有效避免影响因子之间多重共线性给结果带来的不确定性,所以刘春艳等[18]利用地理探测器分析了三江平原不同驱动因子对景观生态风险的影响,有效避免了影响因子之间的多重共线性问题,为调控区域生态风险提供了科学依据。

已有的研究成果为生态风险研究奠定了良好的基础,但现有研究在进行土地利用生态风险评价时较少地考虑到人类活动对土地利用产生的直接压力,而且也较少考虑土地生态系统功能的影响,另外,运用科学分析方法,分析区域土地利用生态风险的影响因素,提高分析结果的科学性,相关研究也有待加强。因此,本研究以济南市为研究区域,将人为压力和土地生态系统服务功能引入评价指标体系,基于“PSR”模型,综合考虑了人为压力强度、土地生态系统的结构、活力、恢复力和功能、人类风险调控行为,进一步完善了土地利用生态风险评价指标体系,使评价结果能够更加全面地反映土地利用生态风险,并利用地理探测器进行影响因素分析,研究结果可为济南市土地利用生态风险调控提供参考,以期达到解决生态问题,缓解人地紧张关系,加快实现济南市可持续发展的目标。

1 资料与方法

1.1 研究区概况

济南市(36°01′～37°32′N,116°11′～117°44′E)位于山东省中部,地处鲁中南低山丘陵与鲁西北冲积平原的交接带上,地势南高北低。2018年,济南市土地总面积799 841 hm2,其中农用地533 398 hm2,占66.69%;建设用地173 911 hm2,占21.74%;未利用地92 532 hm2,占11.57%。济南市是全省的政治、经济、文化、科教和金融中心以及重要的交通枢纽,社会经济发展迅速,2018年济南市地区生产总值为7 856.56亿元,其中第三产业产值占60.5%,与2006年相比,第一产业产值由6.6%下降到3.5%,第二产业产值由45.9%下降为36%,第三产业产值上升13%。产业结构的不断优化伴随着土地利用结构的改变,2006—2018年,济南市耕地面积锐减,由2006年的53.59%减少到2018年的49.98%;相反,建设用地扩张明显,由2006年的18.20%增加到2018年的21.74%,由此侵占天然植被,自然环境被破坏,生态问题突出,人地关系持续紧张。

1.2 数据来源

土地利用数据来源于济南市2006、2012和2018年的土地利用现状图,并参照《土地利用现状分类》标准,将土地利用类型划分为6类:耕地、林地、园地、水域及水利设施用地、建设用地和其他用地。将重分类后的土地利用栅格图导入Fragstats软件,计算土地利用景观指数。遥感数据来源于Landsat4-5 TM和Landsat8 OLI_TIRS卫星传感器扫描下的TM影像,借助ArcGIS软件的栅格计算器工具计算归一化植被指数,为保证评价指标的科学性和准确性,选取一年中5月下旬到9月下旬且云量<5%的遥感影像。DEM数据来自地理空间数据云平台。耕地占补平衡数据和森林覆盖率及社会经济数据来源于《济南统计年鉴》及济南市各个区县政府部门的统计数据。

1.3 评价单元划分

评价单元是土地利用生态风险评价的基本单位,参考国家格网GIS的相关标准的《地理网格》(GB 12409—2009)和相关研究[19],格网宜采用平均斑块面积的2～5倍,本文选取2.5 km×2.5 km格网将研究区划分为1 446个生态风险评价单元,计算各评价单元的土地利用生态风险指数,并将结果分配到评价单元的中心点。

1.4 土地利用生态风险评价方法

1.4.1 指标体系构建

基于“PSR”概念模型,从压力-状态-响应3个维度选取指标,构建济南市土地利用生态风险评价指标体系。

(1)压力维度:反映人类活动对土地利用系统的影响程度。选取人为压力指数,人为压力指数越大,人类活动对土地利用产生的影响越显著,土地利用生态风险越高。公式为:

(1)

式中,H为人为压力指数,ai为i地类的面积,pi为i地类的人为压力强度参数,n为地类总数,A为评价单元总面积,人为压力强度参数根据已有研究[20],结合济南市的实际情况进行统一赋值(表1)。

表1 济南市不同土地利用类型的相关指标参数

(2)状态维度:基于生态系统的“活力-结构-恢复力-功能”研究框架[21]选取指标。活力指标反映土地生态系统的生命力,选取归一化植被指数[22],归一化植被指数越高,植物长势越好,土地利用生态风险越小,公式为:

(2)

式中,NDVI为归一化植被指数,NIR为近红外波段的反射值,R为红外波段的反射值。

结构指标反映土地生态系统的稳定性,基于景观生态学理论,选取景观破碎度指数、香农多样性指数、景观分离度指数和景观脆弱度指数。计算公式如下:

C=(ni-1)/Ai,

(3)

(4)

(5)

式中,C为景观破碎度指数,ni为景观类型i的斑块数,Ai为景观类型i的总面积;SHDI为香农多样性指数,Pi为景观类型i所占面积比,m为斑块的总数目;DIVISION为景观分离度指数,n为地类总数,aij为第j个评价单元中景观类型i的斑块面积,A为评价单元总面积。

景观脆弱度指数:首先对各地类的脆弱度分级:建设用地=1,林地=2,园地=3,耕地=4,水域及水利设施用地=5,其他用地=6,然后进行归一化处理得到各地类的脆弱度指数(表1),区域土地利用景观脆弱度计算公式如下:

(6)

式中,E为景观脆弱度指数,n为地类总数,ai为i地类的面积,A为评价单元总面积,qi为第i种土地利用类型的脆弱度指数。

恢复力指标反映土地生态系统发生变化之后恢复到原状的程度,选取恢复力指数,计算公式如下:

(7)

式中,RCi为恢复力指数,NDVIi表示i栅格的NDVI值,NDVI_meanj表示i栅格所在地类j的NDVI平均值,RCj表示地类j的恢复力系数,恢复力系数根据相关文献[20],结合济南市实际情况进行统一赋值(表1)。

功能指标选取生态系统服务价值,生态系统服务价值是生态系统服务功能的量化,是指生态系统所形成和维持的人类赖以生存和发展的环境条件与效用[23]。

一定区域内各种用地类型相互组合构成了土地利用系统,不同用地类型承载着不同的生态服务功能,因此,当土地利用发生变化时,土地生态系统服务功能也随之变化。

生态系统服务价值越高,表明土地生态系统服务功能越强大,土地利用生态风险越低,计算公式为:

(8)

式中,V为生态系统服务价值,n为地类总数,vi为第i种土地利用类型单位面积的生态服务价值指数,ai为i地类的面积,各地类生态服务价值参照已有文献[24]修正计算得到。

(3)响应指标反映人类为降低土地利用生态风险所采取的对策,根据我国加强耕地保护和生态建设相关政策的要求,选取耕地占补平衡率和森林覆盖率2个指标,反映济南市贯彻执行相关政策降低土地利用生态风险的效果。

1.4.2 土地利用生态风险评价模型

运用层次分析法计算指标权重(表2),并构建土地利用生态风险评价模型:

表2 济南市土地利用生态风险评价指标体系

(9)

式中,Z为土地利用生态风险指数,wj为第j个评价指标权重,m为评价指标个数,zj为第j个指标归一化处理之后的标准化值,归一化处理公式为:

正向指标:

(10)

负向指标:

(11)

式中,zj为j指标的标准化值,xj为j指标的实际值,xjmin和xjmax分别为j指标实际值的最小值和最大值。

1.5 空间分析方法

(1)空间自相关分析

采用全局空间自相关和局部空间自相关分析济南市土地利用生态风险在空间分布上的聚集特征。计算公式为:

(12)

(13)

(14)

(2)重心迁移分析

引入重心概念来揭示济南市土地利用生态风险的空间演变特征,生态风险重心的移动反映了区域生态风险演化的空间轨迹,其偏移方向指出了区域生态风险升高的“高密度”部位。计算公式为:

(15)

(16)

式中,Xt和Yt为t时刻的区域土地利用生态风险重心的横坐标和纵坐标,Ztj表示j单元t时刻的土地利用生态风险指数,Xj和Yj表示j单元的地理中心坐标。

1.6 地理探测器

本文利用地理探测器中的因子探测和交互因子探测来探测济南市土地利用生态风险空间分异的影响因素[25]。

因子探测:探测影响因子多大程度上解释了土地利用生态风险的空间分异。用q值度量,表达式为:

(17)

(18)

SST=Nσ2。

(19)

交互因子探测:识别不同影响因子Xi之间的交互作用,即评估因子Xi和Xj共同作用时是否会增加或减弱对生态风险的解释力,或这些因子对生态风险的影响是相互独立的。评估的方法是分别计算2种因子Xi和Xj对生态风险的q值:q(Xi)和q(Xj),以及他们交互作用时的q值:q(Xi∩Xj),并对q(X1)、q(X2)与q(X1∩X2)进行比较。当q(Xi∩Xj)max(q(Xi),q(Xj))时为双因子交互增强类型;当q(Xi∩Xj)>q(Xi)+q(Xj)时为双因子交互后非线性增强;当q(Xi∩Xj)=q(Xi)+q(Xj)时表明2因子之间相互独立。

2 结果与分析

2.1 济南市土地利用生态风险时空变化特征

2.1.1 土地利用生态风险时空分布特征

首先计算济南市各年度土地利用生态风险指数,然后,依据自然断点法将济南市土地利用生态风险划分为低风险(Ⅰ级风险)、较低风险(Ⅱ级风险)、中风险(Ⅲ级风险)、较高风险(Ⅳ级风险)和高风险(Ⅴ级风险)共5个等级,具体划分标准见表3。

表3 济南市土地利用生态风险评价结果

2006年全市土地利用生态风险指数平均为0.52,处于较低风险等级,其中Ⅰ、Ⅱ级风险单元数量超过60%,Ⅴ级高风险单元最少,为1.24%;2012年土地利用生态风险指数平均为0.56,处于中风险等级,与2006年相比,Ⅰ、Ⅱ级风险单元数量分别下降5.46%、8.37%,Ⅲ、Ⅳ级风险单元数量增加,达到52.28%,Ⅴ级风险单元数量变化不大,为1.45%;2018年土地利用生态风险指数平均为0.57,处于中风险等级,Ⅰ、Ⅱ级风险单元数量持续减少,Ⅲ～Ⅴ级风险单元数量增加,特别是Ⅳ、Ⅴ级风险单元数量明显增加,比2012年分别上升3.18%和2.22%,总占比达26.49%。

济南市土地利用生态风险空间分布显示(见图1),2006—2018年高风险区域逐渐由中部向北部推进,低风险区域自中部向南部山区方向缓慢消退。

图1 2006、2012、2018年济南市土地利用生态风险空间分布(审图号:济南S(2023)007号)

2006年呈现中间高,南北低的空间格局,Ⅰ、Ⅱ级风险区分布范围最广,其他等级主要集中分布在中部地区;2012年生态风险等级分布有较为明显的变化,呈现北部高,南部低的空间格局,北部地区生态风险等级上升显著,Ⅲ级风险区分布范围最广,Ⅰ、Ⅱ级风险区主要分布在南部山地丘陵区,Ⅳ、Ⅴ级分布在北部平原区;2018年与2012年的分布格局相似,北部高,南部低,与2012年相比,Ⅰ、Ⅱ级风险区范围变小,零星分布于南部地区,Ⅳ、Ⅴ级风险区有向外扩张趋势,但程度较小,说明2012—2018年济南市的土地利用生态风险变化幅度相较于2006—2012年呈现趋缓态势。

2.1.2 土地利用生态风险空间自相关分析

济南市2006、2012、2018年各评价单元土地利用生态风险指数的全局空间自相关系数分别是0.392、0.418和0.408,均为正值,说明济南市土地利用生态风险的空间分布呈现正相关性,即高等级风险区周围地区风险等级也较高,低等级风险区周围地区的风险等级相应较低。由局部空间自相关分析可知(见图2),各单元生态风险指数的空间聚集形态以高-高集聚(HH)和低-低集聚(LL)为主,主要分布在济南市北部地区、中部地区和南部边缘地区,高-低集聚(HL)与低-高集聚(LH)单元数量较少且呈零散分布。

图2 2006、2012、2018年济南市土地利用生态风险局部空间自相关分析结果(审图号:济南S(2023)007号)

3个时期高-高集聚单元分别占单元总数的11.48%,14.25%,14.18%,低-低集聚单元分别占单元总数的5.53%,7.33%,7.19%,高-低集聚与低-高集聚区占单元总数的2.07%,2.07%,2.28%,高-高集聚和低-低集聚呈现先增加后减少趋势。从空间分布来看,2006年高-高集聚单元主要分布在济南市中部的城市扩张地区,城镇化给该地区造成巨大的土地压力,所以呈现出显著的高-高集聚分布,2012年和2018年高-高集聚单元向北部地区转移,主要原因是随着经济发展及受济南市城市建设北扩的影响,该地区建设用地面积不断增加,导致土地利用景观破碎化程度上升,同时,农用地及未利用地面积减少,也使得土地利用系统的生态服务功能下降,从而导致生态风险上升明显,与此同时,中部地区的高-高集聚单元数量减少,分布范围缩减。2006年低-低集聚单元主要分布在南部边缘区,2012年和2018年向西南和东南扩散,由于南部地区的地形特点,森林覆盖范围较广,所以生态风险较低。

2.1.3 土地利用生态风险重心分析

由图3可知济南市土地利用生态风险在空间上呈现东北-西南走向,2006—2018年,有向西北方向移动的趋势,但椭圆面积未出现明显变化,说明济南市土地利用生态风险的空间分布态势基本保持稳定。

图3 2006、2012、2018年济南市土地利用生态风险重心迁移情况(审图号:济南S(2023)007号)

2006、2012和2018年,济南市土地利用生态风险重心均位于历城区,并且分布在几何重心的北偏西方向,说明济南市北部地区的生态风险高于南部地区,西部的生态风险略高于东部地区。2006—2018年,生态风险重心呈现向天桥区、历城区和济阳区交界处移动的趋势,共向北迁移约1.44 km,说明济南市生态风险升高的“高密度”区域在西北地区,该地区生态风险上升的区域相较于其他地区更广,这主要与济南城市建设向北扩张占用大量农用地,导致耕地面积减少,土地利用景观破碎化程度加深有关。

2.2 土地利用生态风险变化的空间差异分析

为进一步了解2006—2018年济南市土地利用生态风险变化的空间差异,本文划分了土地利用生态风险变化类型区,分别为低风险稳定区、持续高风险区、风险急剧上升区、风险略有下降区、风险略有上升区(见图4)。

图4 2006—2018年济南市土地利用生态风险变化类型区(审图号:济南S(2023)007号)

(1)低风险稳定区:占30.21%,主要分布在济南市南部地区,包括平阴县南部、长清区中东部、历下区、历城区和章丘区的南部区域,风险等级在Ⅰ、Ⅱ级之间变化,且53.75%的区域始终处于Ⅰ级风险。该区域耕地和林地占60%以上,2006—2018年综合土地利用动态度为0.19%,景观破碎度指数低且呈减小趋势,说明土地利用状况比较稳定,因此,土地利用生态风险始终稳定在较低水平。

(2)持续高风险区:占13%,主要分布在济南市中部地区,包括章丘区中部、历城区北部、长清区北部以及槐荫区和市中区的大部分区域,风险等级在Ⅳ、Ⅴ级之间变化。2006—2018年该区域城市用地快速扩张,建设用地增长速率为5.19%,导致耕地和园地面积锐减;归一化植被指数最小,说明植被覆盖率不高,抵御潜在风险的能力较弱;另外,景观破碎度指数居高不下,所以该区域处于持续高风险状态。

(3)风险急剧上升区:占20.82%,主要分布在济南市北部和南部地区,包括商河县北部和东部、济阳区东部、章丘区北部以及历城区南部地区。2006—2018年该区域土地利用生态风险上升了2～4个等级,以低风险转为中高风险为主,平均变化率在25%以上。北部地区系黄河冲积平原地貌,以耕地为主,是济南市的主要粮食产区,但地形较为单一,生态系统结构简单,研究期间该地区的土地整治在增加耕地面积的同时,其他地类面积相应减少,景观多样性呈明显下降趋势,其中园地面积减少最显著,生态服务功能下降,人为压力指数显著升高,土地利用系统恢复力指数显著下降;而南部地区为山地丘陵区,地块较小且分散,受人类活动影响,2006—2018年该区域归一化植被指数下降明显,生态系统活力有所降低,景观分离度指数波动上升。因此,土地利用生态风险呈现急剧上升态势。

(4)风险略有下降区:面积最小,为5.27%,零星分布于济阳区、长清区、平阴县以及槐荫区、市中区、天桥区、历城区和历下区的交界区域。2006—2018年该区域土地利用生态风险等级下降1～2个等级,以中高风险转为中低风险为主。建设用地为该区域的主要土地利用类型,土地利用系统压力较大,2006年土地利用生态风险处于中高等级;但随着城镇发展,建设用地连片程度提高,该区域的景观分离度指数最小,并且呈下降趋势,同时,生态建设使区域归一化植被指数上升,生态系统活力提高,能够有效抵御和缓解人为活动带来的潜在风险,因此,该区域生态风险呈下降趋势。

(5)风险略有上升区:面积最大,为30.71%,分布范围最广,在各区县均有分布,总体上看济南市北部地区分布范围多于南部地区。2006—2018年该区域土地利用生态风险等级上升1～2个等级,以Ⅱ级转为Ⅲ级、Ⅲ级转为Ⅳ级的阶梯式上升为主,生态风险平均变化率介于10%～25%之间。2006—2018年虽然该区域各类用地的变化速度均处于较低水平,但景观分离度指数高且呈小幅度波动上升趋势,由此导致区域生态风险呈略有上升趋势。

2.3 影响因素分析

本文参考现有文献[26],结合济南市实际情况,从自然环境、区位条件、社会经济和生态保护4个方面选取海拔(X1)、坡度(X2)、距公路距离(X3)、距河流距离(X4)、距城镇距离(X5)、人口密度(X6)、城镇化率(X7)、固定资产投资总额(X8)、地均GDP(X9)、第二产业产值比重(X10)、第三产业产值比重(X11)、生态用地(X12)共12项指标对济南市土地利用生态风险空间分异的影响因素进行研究。首先在ArcGIS中对影响因子数据进行空间化处理,重采样为10 m×10 m的栅格数据,然后对济南市进行规则格网分区,兼顾采样点密度与模型计算效率,将格网大小设为1 km×1 km,对每个格网中心进行采样,共计7 988个采样点,最后将各年份土地利用生态风险指数及影响因子提取到采样点,利用地理探测器进行因子探测和交互因子探测。

因子探测结果显示,各时期影响济南市土地利用生态风险空间分异的因子影响力具有差异性(见图5)。2006年,对土地利用生态风险空间分布影响较大的因子(q>0.100)是距公路距离(0.318)、距城镇距离(0.238)、海拔(0.214)和坡度(0.109);2012年主要影响因子是海拔(0.457)、距公路距离(0.295)、坡度(0.271)、距城镇距离(0.137)和人口密度(0.132);2018年主要影响因子是海拔(0.402)、距公路距离(0.343)、坡度(0.248)、距城镇距离(0.193)和人口密度(0.183)。各时期海拔、坡度、距公路距离和距城镇距离的q值均位于前列,它们分别反映了研究区的自然环境和区位条件,是影响济南市土地利用生态风险空间分异的主导因子。

图5 2006、2012、2018年济南市土地利用生态风险影响因子解释力

2006—2018年,自然环境因子的q值均呈现先增后减的变化趋势,并始终处于前列;区位条件因子中的距公路距离和距城镇距离的q值先减后增,而距河流距离的q值最小且持续减小,说明距离河流的远近对生态风险的空间分布没有明显影响;社会经济因子中,城镇化率的q值持续下降,其余因子的q值均有提高,说明社会经济对生态风险空间分异的影响程度不断加深,其中,人口密度的q值由0.077提升至0.183,成为重要影响因子;生态用地因子的影响力也显著提升,q值从0.028提升至0.073。基于因子探测结果,可以发现自然环境因素是济南市土地利用生态风险空间分异的主导因素,其次是区位条件,社会经济和生态保护的影响程度持续增强。

交互探测结果显示(见图6),在所选因子中任意2个因子的交互作用均大于单个因子的影响,两两交互的类型主要是交互增强型和交互后非线性增强型,说明济南市土地利用生态风险的空间分异是单一影响因子作用和不同影响因子交互共同作用的结果。2006年,距公路距离与各因子的交互解释力最强,与海拔交互探测的q值为0.437,其次是距城镇距离和海拔,二者与其他各因子的交互解释力均值超过30%,而社会经济因子内部交互解释力较小,说明该时期海拔、距公路距离和距城镇距离等主导因素共同推动了济南市土地利用生态风险的空间分异。2012年,海拔的交互解释力上升到首位,交互探测的q值均大于0.450,坡度、人口密度和第三产业产值比重的交互解释力提升明显,说明该时期自然环境因素对土地利用生态风险的空间分异起主导作用,同时社会经济也发挥着重要作用。2018年,海拔、坡度、距公路距离的交互解释力位于前列,社会经济因子内部的交互解释力整体有所提高,交互探测的平均q值由2006年的0.090提升至2018年的0.139,生态用地与地均GDP和第三产业产值比重交互探测的q值分别从2006年的0.101和0.108提升至2018年的0.256和0.216。经因子交互探测可知,影响因子之间的交互作用均大于单因子的作用程度,自然环境因子、区位条件因子的交互作用更显著,社会经济因子、生态保护因子的交互解释力也在不断增强。

图6 2006、2012、2018年济南市土地利用生态风险影响因子交互解释力

3 结论

本文基于PSR模型对济南市土地利用生态风险时空分布的整体性和异质性进行评价和分析,并利用地理探测器分析影响因素,以期为济南市加强土地利用管理和生态风险调控提供科学的参考依据,得到以下主要结论:

(1)2006—2018年济南市土地利用生态风险呈持续上升态势,但上升幅度趋缓,说明2012年以来,在生态文明建设的思想指导下,各项生态环境保护措施和土地利用政策的实施取得了一定成效。

(2)济南市各时期土地利用生态风险指数的全局空间自相关系数分别是0.392、0.418和0.408,空间分布呈现正相关性。土地利用生态风险集聚形态以高-高集聚(HH)和低-低集聚(LL)为主,高-高集聚区主要分布在北部和中部地区,低-低集聚区在南部边缘地区分布较集中。

(3)2006—2018年,济南市土地利用生态风险的空间分布基本稳定,但风险重心具有向北偏西移动的趋势。济南市土地利用生态风险变化具有显著的空间分异性,总体上看,北部地区土地利用生态风险上升较南部地区明显,特别是以耕地为主的北部平原区,由于土地生态系统结构简单,在人类活动影响下,生态风险呈急剧上升趋势。南部山地丘陵区在生态保护政策约束下,土地利用状态稳定,生态风险低且稳定,而中部的大部分地区受建设用地持续扩张影响,土地利用生态风险持续保持在较高水平。

(4)虽然不同时期济南市土地利用生态风险空间分异的影响因素及其影响程度具有差异性,但自然环境和区位条件始终是主导因素,地势平缓、距公路和城镇较近的区域土地利用强度大,生态风险较高;社会经济因子的影响程度不断加深,人口增加和经济快速增长加剧了土地利用生态风险;生态保护因子主要通过因子间的交互作用对生态风险的空间分布产生越来越重要的影响。今后济南市应合理控制城市人口规模,提高土地利用集约度,避免城市用地无序扩张,缓解区域土地压力;同时,加强耕地保护和生态建设,充分发挥生态用地的生态保护功能,降低济南市土地利用生态风险。