面积变化原因分析

湖泊是维持生态平衡的重要元素,湖泊面积的扩展与收缩及其引起的生态环境问题能反映出全球的气候特征。达布逊湖位于柴达木盆地南缘,格尔木市所辖,是盆地内最大的咸水湖。本文以1987—2017年Landsat数据为基础,采用改进的归一化差异水体指数法对达布逊湖的湖水面积进行计算。结果表明:近30年湖泊面积整体呈减小趋势。通过对自然因素与人文因素进行分析可知,温度变化和人类活动的加剧是导致湖泊面积减少的重要因素。此外,盐湖集团采卤量的增加也是影响湖泊面积变化的一个重要原因。

　　自然原因
　　泥沙淤积，湖面缩小 禁止对长江中上游天然林的砍伐，植树造林，保持水土，减少泥沙淤积
　　人为原因
　　围湖造田，湖面缩小 退田还湖，移民建镇
　　危害
　　调蓄洪水的能力下降，洪涝灾害频繁；影响航运；破坏生物多样性

　　据图可知，2010年湖泊面积比20世纪50年代减小了许多，试分析引起这种变化的原因：人类的过度开发和围湖造田导致湖泊面积减小。

4.2.3.1 耕地面积变化分析

总体上讲,耕地面积基本上呈逐年减少趋势(图4.2及表4.3,表4.5),但2007年之后,耕地面积有小幅增加。

在1999~2000年之间,耕地面积净增加2157.93公顷,其中,水田面积减少1227.69公顷,水浇地面积增加3553.69公顷,旱地面积减少168.07公顷,相抵之后耕地面积有所增加。耕地中的水田面积减少,其中有1227.69公顷通过农业结构调整转化为水浇地。水浇地面积增加的主要原因是由于在这期间国家增加了对耕地的投入,通过农业结构调整,将部分园地、林地调整为水浇地,通过开发整理工程将部分荒草地、内陆滩涂改造为水浇地。旱地面积减少,主要是由于一部分通过农业内部结构调整为水浇地,另有部分转为其他林地,还有少部分转为城镇村及工矿用地。

图4.2 1999~2009年耕地面积变化对比图

2001年之后,耕地面积迅速下降,仅2001~2002年一年时间,耕地面积减少14437.39公顷,之后面积减少速度减缓,这段时间耕地面积减少主要与国家政策有关。2000年国家启动退耕还林试点工程,石家庄市被划入试点区域,主要针对一些坡耕地、质量相对较差的耕地实行退耕还林,2001~2002年旱地面积减少12085.19公顷,水浇地面积减少2352.2公顷。

2002~2006年期间,耕地面积一直都在减少,且在2005~2006年期间耕地面积减少幅度进一步加大,这一年面积减少7125.25公顷,水田、水浇地面积均减少,尤其是水浇地面积减少9254.19公顷,尽管期间旱地面积有所增加,增加2307.19公顷,但与水浇地面积减少数量相差甚远。水浇地较大面积减少主要由建设占用所致,无论在山区还是平原地区,水浇地一般地形平坦、位置靠近现有建成区、地基承载力较高,比较适合建设,因此,减少较多。水田减少主要是因为气候干旱,河流上游来水减少,水田种植条件不断退化,因此,水田面积有一定减少。

2006年之后耕地面积有所回升,是因为政府加大了对耕地的保护力度,同时,石家庄市在这期间积极响应国家号召,大力开展土地开发整理工程,将部分滩涂等未利用地开垦为耕地,如新乐市开展的木村乡万亩造田项目等,增加了大量的耕地,致使耕地面积有所增加。2008年至第二次土地调查结束,耕地中的水田和水浇地共减少18348.84公顷,旱地大幅增加19199.40公顷,两项相抵,尚可增加850.20公顷耕地。水浇地面积减少的原因主要与经济发展占用耕地有关,同时,部分灌溉设施被破坏使部分水浇地失去了灌溉条件。近年来用水量增加,地下水位下降,部分耕地灌溉愈加困难,致使部分水浇地因不具备灌溉条件而被认定为旱地。另外,西部山区各县(市、区)开垦了大量的耕地,但由于当地自然条件所限,大多数开垦的耕地缺少灌溉条件,仅能作为旱地经营。多种原因共同作用,使旱地面积大幅增加。

4.2.3.2 园地面积变化分析

根据历年园地数据分析(图4.3及表4.3,表4.5),园地面积变化呈现两个阶段,第一阶段为1999~2005年,园地面积逐年减少;第二阶段为2005年至2009年第二次土地调查期间,园地面积呈现一定数量增加。

1999~2005年,园地面积减少3959.03公顷,出现这种情况的主要原因是:这期间农业结构的调整,使部分果园转为林地或耕地,农村居民点附近的园地转为村庄用地,其结果导致园地面积有一定程度的减少。石家庄大多县(市)园地面积均有减少,其中,藁城市园地面积减少数量最多,为2956.43公顷,其次为正定县,园地面积减少839.98公顷。

2005~2009年第二次土地调查期间,园地面积增加15472.04公顷,变化幅度较大的主要是2005~2006年和2008~2009年两个时间段。其中,2005~2006年期间园地面积增加10618.59公顷,增加原因主要源于赞皇县和辛集市的园地面积增加较大,其中,仅赞皇县园地面积增加8174.93公顷,其次是辛集市,期间园地面积增加6140.95公顷,另外,井陉县和裕华区园地面积也有小幅增加,其余县(市)园地面积有不同程度的减少,全市增减相抵后,园地面积总体增加。赞皇县位于石家庄市西部山区,这期间当地政府利用自身优越的自然条件,大力发展特色园果经营,建立了核桃园生产基地,使园地规模扩张较快。2008~2009年期间,17个县(市)中有7个县(市)园地面积增加,全市总体园地面积增加5615.60公顷,主要以晋州市、赞皇县、平山县、深泽县和赵县为代表。如2005~2009年期间晋州市万亩氧吧、赞皇县3个万亩核桃园的建立,使得农民获利,从而提高了开发园地面积的积极性,使园地变化较大。

图4.3 1999~2009年园地面积变化对比图

4.2.3.3 林地面积变化分析

图4.4 1999~2009年林地面积变化对比图

根据历年林地变化(图4.4及表4.3,表4.5)可以看出,1999~2009年林地面积变化基本呈逐年增加趋势,林地面积从1999年的171823.70公顷,至第二次土地调查时面积增加至211226.32公顷,面积增加39402.62公顷,增加数量相对较大。林地面积增加,除在第二次土地调查过程中将各县(市、区)历年变更调查过程中遗漏的部分林地变化地块一一修正,造成此次调查林地面积大幅增加外,其主要原因还有:一是国家推行退耕还林政策以来,石家庄市政府积极响应号召,带领各县(市)政府从改善县域生态环境、提高人民群众生活质量出发,坚持义务植树与工程造林相结合,开展了全国绿化模范县创建活动,高标准实施了京深绿色通道、高效生态林网、环城林、环村林等一系列规模大、标准高的林业生态建设工程,林业生态建设实现了跨越式发展,初步形成了城乡一体的生态建设新格局;二是由于农业结构调整将部分耕地、园地转变为林地,在农村居民点周围培育大量育材林,同时高速公路及主要道路两侧防护林面积也有所增加,其结果导致林地面积大量增加。其他林地面积的增加主要是因为近年来农业结构调整力度较大,林业生产发展较为迅速,四旁树、苗圃等地类的面积随林产业发展而迅速扩张;三是随着农村“三荒地”承包收益逐渐提高,农民承包荒山、荒滩进行苗木栽培的积极性日益高涨,因此,林地面积有所增加,尤其是井陉县、平山县、灵寿县等西部山区各县林地面积增加最多。东部平原地区由于农业结构调整、生态建设等工程使林地面积也有所增加,在平原地区辛集市、藁城市和栾城县林地面积增加最多。

4.2.3.4 草地面积分析

草地面积变化基本呈逐年递减趋势(图4.5及表4.3,表4.5),石家庄市草地中仅有其他草地一项,1999~2009年第二次土地调查,草地面积减少27987.17公顷,降幅达25.29%。其他草地面积减少的主要原因有:一是在平原地区,其他草地多被建设占用或开发为农业用地;二是在山区,主要由于农业结构调整,将其他草地开垦为大量耕地、园地或林地,导致草地面积大量减少;三是由于石家庄市各县(市、区)在进行历年变更调查时,较为关注建设用地的变更,致使部分草地地块没有及时变更,在第二次土地调查时,进行了实地调查并予以变更。另外,在第二次土地调查时,采用新的土地利用分类,地类定义发生变化,即新的土地利用分类中“其他草地”是由过渡期分类的荒草地和其他未利用地-苔原等部分转化而来,而其他未利用土地-高寒荒漠部分调查为裸地等地类,但是由于在转换过程中对过渡期分类的其他未利用地苔原、高寒荒漠部分不易分开统计,一并纳入其他草地的统计,数据转换分类不能做到完全清晰,从而在数据上扩大了第二次土地调查期与前面时段其他草地的降幅。

图4.5 1999~2009年草地面积变化对比图

4.2.3.5 城镇村及工矿用地分析

1999~2009年城镇村及工矿用地面积逐年增加(图4.6及表4.4,表4.5),这期间面积增加了45355.28公顷,增幅达32.32%。从变化幅度上看,在1999~2008年城镇村及工矿用地面积增加幅度较为平缓,在2008~2009年第二次土地调查期间,面积增加幅度有一个较大的提升。分析主要原因:一是石家庄市社会、经济发展较快,造成居民地的扩展和工矿企业用地的扩张;二是历年变更调查过程中存在丢漏的地块,加之存在部分违法占地的现象,也加剧了城镇村及工矿用地面积增加的趋势。

图4.6 1999~2009年城镇村及工矿用地面积变化对比图

另外,由于第二次土地调查使用的是新的土地分类标准,与原土地分类在含义上有所区别,也是造成城镇村面积增加,工矿面积减少的一个重要原因。其中,城市用地、建制镇用地和村庄用地面积增幅较大,在1999~2009年第二次土地调查期间,城市用地增加14716.33公顷,建制镇用地增加11350.41公顷,村庄用地增加34084.28公顷。主要是因为这三类土地面积与经济、社会发展之间存在着比较密切的相关关系。随着石家庄市经济、社会发展速度的进一步提速,这三个地类的规模还会进一步扩张。在新一轮规划实施期间,要注意提高建设用地的集约利用水平,节约用地。另外,各县(市、区)在第二次土地调查中采用的新的土地分类标准,标准中的村庄用地除原来的农村居民点用地外,还将与村庄建设用地相连及所属的其他建设占地均认定为村庄用地,造成村庄用地面积的大幅增加。

采矿用地有一定减少。在1999~2009年第二次土地调查期间面积减少14880.27公顷。主要原因有:一是平原地区采矿用地多为取土坑或采矿坑,这些采矿坑在停采之后,比较容易改变其用途。因此,在调绘时将部分采矿坑认定为其他地类,造成采矿用地的减少。如栾城县砖瓦窑较多,在国家限制黏土砖使用后,栾城县通过开展砖瓦窑治理工作,使大量砖瓦窑和取土坑等采矿用地得到治理,并转为其他用途,造成采矿用地面积的大幅减少。山区的采矿用地因复垦或生态恢复,也有所减少;二是根据土地利用现状分类规定,采矿用地与变更调查中“独立工矿”地类的内涵不一致。因此,在数据分析中,将原“独立工矿”面积转换为采矿用地,根据土地利用现状分类定义和实际情况,数据转换分类不能做到完全清晰,导致变更调查转换为采矿用地的面积过大,扩大了采矿用地的降幅。

风景名胜及特殊用地面积略有增加,在1999~2009年第二次土地调查期间增加面积为84.54公顷。面积增加的主要原因是东部平原地区成片的墓地栽种有比较密集的树木,更新调查之后,历年变更将这种地块调绘为林地。此次调查中依据就高原则将这种地块认定为基地。另外,石家庄市旅游事业的蓬勃发展,也是造成风景名胜用地面积增加的一个重要原因。因此,风景名胜及特殊用地面积有所增加。

4.2.3.6 交通运输用地分析

交通用地变化根据其变化方向(图4.7及表4.4,表4.5),可以分为两个阶段:第一阶段,1999~2001年交通用地面积逐年减少;第二阶段,2001~2009年第二次土地调查,交通用地面积逐渐增加。

图4.7 1999~2009年交通运输用地面积变化对比图

在1999~2001年期间,交通用地面积减少970.21公顷,其中,铁路用地减少51.77公顷,农村道路减少720.42公顷,机场用地减少402.36公顷,只有公路用地增加了204.34公顷,几项增减相抵,交通用地面积总体减少。铁路用地面积减少主要是由于城市扩展,根据第二次土地调查规则,城市部分划为一个图斑,原有的铁路用地调查为城市用地,致使铁路用地面积减小。农村道路面积减少,主要是因为农民在耕种过程中,将利用价值不大的农村道路开垦为农用地或逐渐蚕食使农村道路变窄所致。机场用地减少主要原因是石家庄市对旧机场进行改造,将其转为其他建设用地。公路主要是因为石家庄市经济、社会发展过程中对市域交通加大投资,加之县级、乡级公路的修建和拓宽等工程,使得公路用地的面积增加较多。

2001~2009年期间交通用地增加面积较大,增长幅度较为明显,这期间交通用地面积增加3615.81公顷,增长幅度12.30%。其中,铁路用地面积增加852.91公顷,公路用地面积增加3343.72公顷,机场用地面积变化不大,减少5.70公顷,农村道路用地面积减少575.12公顷。

铁路、公路用地面积增加主要是由于石家庄市开展了朔黄铁路、京石客运专线、京武客运专用线等多项国家重点铁路建设项目和石黄、青银高速公路及其连接线等多项重点公路建设项目,以及低等级公路升级建设所致。随着石家庄市经济、社会的快速发展,各县(市)之间的交通网络日益完善,配套设施等越发齐全,多项重大交通干道工程开工建设,如石家庄市三环路、体育大街延长线、中华大街延长线、二环拓建、红旗大街延长线等,这些因素使公路面积大幅增加。机场面积减少,经调查变化主要在:2005~2006年正定县面积有变化,减少5.43公顷,一直到2008年保持不变,第二次土地调查略有增加,增加1.07公顷,另外,数据显示在第二次土地调查之前一直都是无极县有机场面积1公顷,而第二次土地调查时无极县机场面积消失,藁城市增加机场面积2.01公顷。主要原因一是在2005~2006年,机场改造过程中,部分闲置机场用地整理为水浇地;二是认定标准发生变化,是将原认定为民用机场的军用机场变为特殊用地,使机场面积有所减少;三是2008~2009年第二次土地调查期间,石家庄市对机场进行了改扩建,使得这期间机场面积有小幅增加。农村道路面积减少,主要原因一是由于多年来,农民在土地利用过程中,逐渐拓展自家地块,使农村道路宽度变窄,而历年变更调查中亦没有反映农村道路的宽度变化;二是受经济利益驱使,农民将部分利用效率不高的农村道路开垦为耕地扩大了农村道路面积的降幅。

4.2.3.7 水域及水利设施用地分析

从水域及水利设施用地面积变化(图4.8及表4.4,表4.5)来看,该类用地面积变化呈现出两个陡变点变化:1999~2005年面积在逐年减少,期间面积减少3182.79公顷;在2005~2006年出现第一个陡变点,面积增加,从2005年的64776.15公顷增加至2006年的67128.57公顷,面积增加2352.42公顷;之后水域及水利设施面积逐年减少,但减少幅度相对较小,年减少量在250公顷左右,至2009年第二次土地调查该类用地面积变化出现第二个陡变点,面积从2008年的66623.85公顷减少至57794.52公顷,净减8829.93公顷。

图4.8 1999~2009年水域及水利设施用地面积变化对比图

1999~2005年水域及水利设施用地面积减少主要是由内陆滩涂、河流水面和沟渠面积的减少所致。内陆滩涂面积的减少原因:一是因为常年干旱使水面面积大幅减少,农民主动将部分滩涂开发为耕地等农业用地,造成滩涂面积大幅减少;二是经济发展促使部分县市将内陆滩涂开发为建设用地,造成滩涂面积减少。河流水面面积减少主要是由于期间石家庄部分县(市)雨量相对较少,河道淤积、农民复垦造成了河流水面用地的减少,如无极县木刀沟的长期干旱的部分土地被农民占用。沟渠面积减少原因主要与水渠、堤坝等铲平耕种有关。

2005~2006年水域及水利设施用地面积增加主要是河流水面、坑塘水面和内陆滩涂面积均有不同程度的增加,分别为1950.47公顷、301.72公顷和925.15公顷。其增加原因主要是在2005~2006年这一期间气候因素导致石家庄市各地降水量增加,使得原干枯水面重新获得水源,因此,河流水面、坑塘水面和内陆滩涂面积均有增加。如赞皇县在这期间河流水面增加1432.55公顷,井陉县河流水面增加988.85公顷。

2006年之后,水域及水利设施用地面积出现新一轮下降,在第二次土地调查时面积下降幅度较大。这期间水域及水利设施用地面积减少9334.05公顷,其中,河流水面面积减少439.32公顷,水库水面面积减少1207.31公顷,内陆滩涂面积减少7083.83公顷,沟渠面积减少634.04公顷,水工建筑用地面积减少352.52公顷,坑塘水面有小幅增加,增加面积380.97公顷。

河流水面、水库水面、内陆滩涂等面积减少。主要原因是由于近年来,气候干旱,河流上游来水减少,使河流水面、水库水面面积大量减少,新增水工建筑物占用河流水面也是河流水面减少原因之一。部分滩涂被开发为耕地或建设用地,造成滩涂面积大幅减少,如新乐市的万亩大开发。现代技术水平的发展,地下管道的使用逐渐替代了原来的明沟明渠,沟渠面积有所减少,从而释放出一部分农用地。另外,一些田间细小沟渠年久失修,被农民填平造地或修为农村道路,是造成沟渠面积有所减少的另一原因。而水工建筑物年久失修,加之宽度量测方法的不一致,造成水工建筑用地面积亦有所减少。另外,由于变更调查中水工建筑用地与第二次土地调查中的沟渠和水工建筑用地是一对多的对应关系,在将《全国土地分类》(过渡期间适用)中的水工建筑用地地类转换到《土地利用现状分类》的过程中,不易完全正确的分类,造成变更调查数据中的水工建筑用地面积偏大,扩大了数据差异的幅度。废弃多年的采矿用地如取土坑、采矿坑等积存降水等水体,在此次调查中被认定为坑塘水面,导致坑塘水面有所增加。

4.2.3.8 其他土地分析

从其他土地面积变化(图4.9及表4.4,表4.5)来看,该地类面积在1999~2009年期间呈现波动式变化,即1999~2001年、2005~2006年、2007~2008年这3个阶段面积逐年减少,在2001~2005年、2006~2007年、2008~2009年这3个阶段面积增加。总的来看,在1999~2009年期间其他土地面积是增加的,增加面积5519.40公顷,增幅14.57%。

图4.9 1999~2009年其他土地面积变化对比图

从表4.5可以看出,这期间设施农用地面积是逐年增加的,而沙地面积是逐年减少的。设施农用地面积逐年增加的主要原因包括:一是部分县(市)经济发展速度较快,设施农用地中畜禽饲养收益较高,因此,在农业结构调整过程中,农民修建了大量的用于饲养畜禽的棚舍,造成设施农用地面积增加,如新乐市、无极县;二是由于部分县(市)分布众多晾晒场,用于晾晒粉条、肥料、牲畜饲料等,这些地块较多,大多地面铺砖硬化,且多分布于公路及农村道路两侧,如栾城县。按照《土地利用现状分类》的要求,第二次土地调查将其认定为设施农用地,造成设施农用地面积增加。

沙地面积减少,主要是由于近年来,国家加大了农业、种植业的扶助力度,提高了农民种粮的积极性,使农民更加主动地开发“三荒地”,导致沼泽地完全消失、沙地面积有所减少。裸地的增加,主要是由于第二次土地调查中将原来的部分其他未利用土地调入该类用地所致。另外,田坎面积有一定程度增加,主要原因是在西部山区,农民加大了耕地开发力度,大力发展梯田、淤积坝等农业生态工程,致使田坎面积有所增加。