城鎮(zhèn)化對(duì)生態(tài)環(huán)境建設(shè)的促進(jìn)作用

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1研究方法

1．1城市化水平的度量

本文的研究重點(diǎn)是城鎮(zhèn)化進(jìn)程對(duì)沙漠化的影響，而非城鎮(zhèn)化，所以采用城鎮(zhèn)化測(cè)度方法中的主要指標(biāo)法來描述城鎮(zhèn)化水平。以研究區(qū)內(nèi)非農(nóng)業(yè)人口占總?cè)丝诘谋壤齺碛?jì)算［16－17］，數(shù)據(jù)來源于鹽池縣統(tǒng)計(jì)局統(tǒng)計(jì)年鑒。LU＝（1－Pa／Pt）×100％（1）式中：LU———城市（鎮(zhèn)）化水平；Pa———農(nóng)業(yè)人口；Pt———總?cè)丝凇?/p>

1．2景觀格局指數(shù)的計(jì)算分析

研究采用1989，2007年2a的鹽池縣土地利用圖和衛(wèi)星遙感圖（附圖2），結(jié)合地面調(diào)查進(jìn)行圖形處理和景觀單元?dú)w并分類，基于地理信息系統(tǒng)平臺(tái)和在Fragstats3．3軟件的支持下，對(duì)景觀要素圖（地形圖、土地利用現(xiàn)狀圖和行政區(qū)劃圖等）進(jìn)行矢量化分析計(jì)算。鹽池縣地處于農(nóng)牧交錯(cuò)帶，毛烏素沙地南緣，聚落格局受自然條件的影響較大，表現(xiàn)出明顯的以居民點(diǎn)為中心，結(jié)合周邊的土地格局，形成不同的空間構(gòu)型。景觀格局指數(shù)是指能夠高度濃縮景觀格局信息，反映其結(jié)構(gòu)組成和空間配置的簡(jiǎn)單定量指標(biāo)。主要包括2個(gè)部分，即景觀單元特征指數(shù)和景觀異質(zhì)性指數(shù)。本文采取分離度和分維度對(duì)景觀單元進(jìn)行量化，用多樣性指數(shù)、均勻度指數(shù)、景觀破碎度和優(yōu)勢(shì)度指數(shù)進(jìn)行景觀水平上的異質(zhì)性分析［18］。

2結(jié)果與分析

2．1研究區(qū)城鎮(zhèn)化進(jìn)程

根據(jù)式（1）—（6）對(duì)鹽池縣1989—2007年的統(tǒng)計(jì)資料計(jì)算分析表明，這一時(shí)期在非農(nóng)業(yè)人口總體上呈增加、國(guó)民生產(chǎn)總值增長(zhǎng)的大前提下，鹽池縣的城鎮(zhèn)化水平以1995年為轉(zhuǎn)折點(diǎn)，1995年前呈快速增加的趨勢(shì)（圖1），之后逐步降低，存在著明顯的階段性。1985—1995年城鎮(zhèn)發(fā)展快速，城鎮(zhèn)化水平變動(dòng)在4．0％～73．4％；1995—2007年城鎮(zhèn)化水平緩慢下降且變化不均勻，城鎮(zhèn)化水平變化在73．4％～64．3％。

2．2研究區(qū)各鄉(xiāng)鎮(zhèn)土地利用變化

城鎮(zhèn)的發(fā)展使村落分布、道路網(wǎng)絡(luò)、鄉(xiāng)村社會(huì)生活、經(jīng)濟(jì)狀況等都發(fā)生了明顯的變化，這些變化在土地利用方式上表現(xiàn)得更為直觀［19］。從1989—2007年土地利用總的趨勢(shì)來看，草地、耕地、林地、沙地等這些表征生態(tài)狀況的用地比重明顯大于生產(chǎn)用地，且生活用地也多分布在以草地為主的耕地、沙地相間分布的模式中［20］。林地和草地增長(zhǎng)率較高，但草地相對(duì)林地更加穩(wěn)定；耕地、沙地及未利用地面積明顯減小（圖2），由最初粗放式的農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)為主逐步轉(zhuǎn)為以生態(tài)建設(shè)為主，土地沙化得到有效控制，植被恢復(fù)明顯。5個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)土地利用的情況存在差異，馮記溝鄉(xiāng)和青山鄉(xiāng)的耕地面積減小，林地、建設(shè)用地比重增大。這說明生態(tài)環(huán)境改善的同時(shí)，城鎮(zhèn)化推動(dòng)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整及廠礦用地的開發(fā)增大了土地利用程度。花馬池鎮(zhèn)相對(duì)其他鄉(xiāng)鎮(zhèn)主要表現(xiàn)為林地和穩(wěn)定水域的增加，揚(yáng)黃灌溉的政策實(shí)施為區(qū)域農(nóng)業(yè)發(fā)展提供條件，又位于縣政府所在地，城鎮(zhèn)化使交通用地和居民點(diǎn)得到發(fā)展。高沙窩鎮(zhèn)沙化威脅最嚴(yán)重，新農(nóng)村建設(shè)使大部分居民點(diǎn)外遷。王樂井鄉(xiāng)耕地面積仍占比重較高，這與其以特色農(nóng)產(chǎn)品種植與畜牧業(yè)為主的產(chǎn)業(yè)規(guī)劃有關(guān)。從各土地類型從不同時(shí)間段的變化來看（圖3），1989—1995年變化最快的是未利用地，年變化速率達(dá)到5．9％。1995—2000年林地變化速率達(dá)到11．1％，水域變化也較明顯，達(dá)到8．9％。2000—2007年建設(shè)用地、沙地、耕地面積年變化速率分別達(dá)到－8．7％，－7．8％和－6．7％，同時(shí)草地面積以每年4．4％增長(zhǎng)。由此可以看出，土地利用類型比重的巨大轉(zhuǎn)變，與近年來實(shí)施治沙造林、封育禁牧、退耕還林、恢復(fù)植被等政策有關(guān)。

2．3研究區(qū)景觀格局的變遷

2．3．1景觀結(jié)構(gòu)變化

從1989—2007年5個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)景觀結(jié)構(gòu)指數(shù)變化來看，5個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)均表現(xiàn)出草地的面積比重均增大，斑塊數(shù)量明顯減少的同時(shí)，平均斑塊面積增大，草地大面積形成，聚集度高；耕地面積比重減小的同時(shí)，斑塊數(shù)量和斑塊平均面積減小，耕地得到整合，破碎度大幅下降（圖4）；沙地的景觀結(jié)構(gòu)指數(shù)均減小，且減小幅度呈現(xiàn)出斑塊面積比重＞斑塊平均面積＞斑塊數(shù)量，可知近20a沙地面積迅速減小，大斑塊萎縮，原集中連片沙地被分割成零星分布的小斑塊，但斑塊數(shù)量減小程度低，部分破碎的小斑塊仍在連通，仍存在潛在沙化威脅。林地和建設(shè)用地斑塊數(shù)量增加，平均斑塊面積減小，破碎度較大。其中沙埋災(zāi)害嚴(yán)重的高沙窩鎮(zhèn)因居民點(diǎn)外遷，耕地面積比重減小，斑塊數(shù)量相對(duì)較大，破碎度大于其他4個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)。青山鄉(xiāng)與馮記溝鄉(xiāng)在政府引導(dǎo)下大力發(fā)展林業(yè)，有效實(shí)施退耕還林還草政策，但隨著面積比重、斑塊數(shù)量增大，平均斑塊面積減小幅度更大，表現(xiàn)出林地景觀較大的破碎度。花馬池鎮(zhèn)由于位于縣政府所在地，林業(yè)發(fā)展快速，同樣表現(xiàn)為林地、沙地及未利用地破碎度增大，耕地、草地、建設(shè)用地高度集中。近20a耕地和沙地集中分布的王樂井鄉(xiāng)，耕地整合，沙地進(jìn)一步破碎，居民點(diǎn)的遷出也使建設(shè)用地逐漸被草地景觀代替。

2．3．2景觀單元變化

1989—2007年草地、林地、耕地分離度均下降，沙地及未利用地在空間上分布的分離程度增大明顯，表現(xiàn)出更高的穩(wěn)定性。5個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)的分形維數(shù)變化體現(xiàn)了各區(qū)域不同的農(nóng)牧經(jīng)濟(jì)發(fā)展和自然條件差異對(duì)景觀格局的影響。隨著城鎮(zhèn)化發(fā)展，各鄉(xiāng)鎮(zhèn)新增居民點(diǎn)和基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)、工礦用地的擴(kuò)張、道路交通在鎮(zhèn)域經(jīng)濟(jì)中的地位越來越突出，建設(shè)用地分維數(shù)增大，景觀斑塊不規(guī)則趨勢(shì)增強(qiáng)，景觀輪廓越來越復(fù)雜。沙地及未利用地表現(xiàn)出景觀斑塊形狀更加簡(jiǎn)單規(guī)整，復(fù)雜程度減小，不穩(wěn)定程度提高。高沙窩鎮(zhèn)、馮記溝鄉(xiāng)和青山鄉(xiāng)的耕地分形維數(shù)減小，復(fù)雜程度降低，在各土地利用類型相互轉(zhuǎn)化中易轉(zhuǎn)化為沙地。但林草地的擴(kuò)張可以遏制沙化，結(jié)合林草地的變化情況可知青山鄉(xiāng)相對(duì)其他鄉(xiāng)鎮(zhèn)土地更易沙化。高沙窩鎮(zhèn)天然水域面積極少且極易干涸，景觀分形維數(shù)的增加表現(xiàn)出水域極易轉(zhuǎn)化成為鹽堿地，生態(tài)環(huán)境受到威脅。

2．3．3景觀異質(zhì)性變化

5個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)景觀異質(zhì)性指數(shù)變化均表現(xiàn)出多樣性、均勻度、破碎度、分離度減小，聚集度增大的趨勢(shì)（表1）。其中，多樣性指數(shù)均減小，說明各景觀要素類型所占面積比例差異增大。均勻度變化較大的是青山鄉(xiāng)和馮記溝鄉(xiāng)，其余鄉(xiāng)鎮(zhèn)有微弱的減小趨勢(shì)，說明由原來景觀斑塊分布不均勻，人為干擾較大，逐漸趨于斑塊分布均勻，人為干擾逐漸減輕的態(tài)勢(shì)。從破碎度來看，鎮(zhèn)域內(nèi)林地、耕地、草地成片分布，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)結(jié)構(gòu)向以草畜、林業(yè)為主迅速轉(zhuǎn)變過程中，農(nóng)業(yè)規(guī)模經(jīng)營(yíng)，企業(yè)集聚發(fā)展，可以預(yù)測(cè)，隨著農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化水平的不斷提高和集聚化推進(jìn)，各鄉(xiāng)鎮(zhèn)景觀破碎度將進(jìn)一步減小，同時(shí)聚集度指數(shù)進(jìn)一步增大。

2．4城鎮(zhèn)化對(duì)生態(tài)環(huán)境的階段性影響

1985—1990年非農(nóng)業(yè)人口迅速增加，國(guó)民生產(chǎn)總值173．8元／人，新農(nóng)村建設(shè)、道路交通的發(fā)展和工業(yè)的起步使建設(shè)用地面積增大。該時(shí)期內(nèi)農(nóng)業(yè)活動(dòng)迅速增長(zhǎng)，不合理的農(nóng)作灌溉方式使沙地及未利用地快速增長(zhǎng)，且沙地斑塊數(shù)量、平均斑塊面積增大，斑塊密度增大，這與當(dāng)?shù)剞r(nóng)民在經(jīng)濟(jì)發(fā)展落后情況下不合理的挖甘草、摟發(fā)菜等行為有關(guān)。草場(chǎng)被破壞，沙地大面積集中連片分布，局部沙化程度加大，生態(tài)環(huán)境受到威脅。1990年后城鎮(zhèn)化水平逐漸降低，到2000年時(shí)降至69．8％。非農(nóng)人口數(shù)量進(jìn)一步擴(kuò)大，10a內(nèi)國(guó)民生產(chǎn)總值增長(zhǎng)了180．3元／人，經(jīng)濟(jì)穩(wěn)步增長(zhǎng)。經(jīng)濟(jì)的發(fā)展使農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)得到調(diào)整，生態(tài)環(huán)境在外界的干擾下各景觀不斷變化，沙地景觀破碎度增大，分布越來越離散。同時(shí)，1995—2000年生態(tài)環(huán)境建設(shè)受到重視，大面積治沙造林使得這一時(shí)段林地和草地面積增加，研究區(qū)生態(tài)環(huán)境逐步得到改善，但沙漠化被遏制的同時(shí)其他土地類型也在向沙地類型轉(zhuǎn)化，沙漠化現(xiàn)象不容忽視。2000—2007年退耕還草、封育禁牧政策的有效實(shí)施，沙化治理效果明顯，揚(yáng)黃灌區(qū)的建設(shè)為墾殖創(chuàng)造了條件，更加集中化的用地使草場(chǎng)進(jìn)一步得到保護(hù)。草地面積的增加又極大地促進(jìn)了林業(yè)和牧業(yè)發(fā)展，農(nóng)業(yè)規(guī)模和產(chǎn)出價(jià)值的增大使經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平提高。到2007年時(shí)國(guó)民生產(chǎn)總值達(dá)1007．5元／人，已比城鎮(zhèn)化初期增長(zhǎng)了85．0％，這期間城鎮(zhèn)化穩(wěn)步發(fā)展。

3景觀格局變化的驅(qū)動(dòng)力分析

3．1人口集聚

隨著鄉(xiāng)村城市化、工業(yè)化和農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化水平的提高，大量鄉(xiāng)村剩余勞動(dòng)力向城鎮(zhèn)集中，從而使居住在鄉(xiāng)村的總?cè)丝诓粩嘞陆担擎?zhèn)用地面積大幅度擴(kuò)張，大量小村落衰退。從整個(gè)縣城來看，人口向中心鎮(zhèn)集中的趨勢(shì)明顯，其中花馬池鎮(zhèn)人口占全縣城鎮(zhèn)人口的34．2％。總體來看，鹽池縣人口密度由新中國(guó)建設(shè)初期的3．99人／km2，增加到2005年的24．15人／km2。人口增長(zhǎng)率從80年代起遞減，人口密度在1988—1992年迅速增長(zhǎng)，鄉(xiāng)村人口的高度集中的同時(shí)，土地承壓力增加。自然環(huán)境惡劣的沙區(qū)，人口增長(zhǎng)引起對(duì)生活資料需求的增長(zhǎng)，落后的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)方式和對(duì)資源不合理的利用造成生態(tài)環(huán)境持續(xù)惡化。由于區(qū)域土地資源有限，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)也進(jìn)一步改革，種植業(yè)畜牧業(yè)的高度集中。推行中心村建設(shè)以來，村莊數(shù)量大幅度下降，不僅在空間分布上利于區(qū)位擴(kuò)展，人口也向著規(guī)模較大、經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)較好的村莊集中。由此整個(gè)鄉(xiāng)村景觀要素重新進(jìn)行組合，呈現(xiàn)出新景觀格局。

3．2社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展

耕地的大量流失是經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展地區(qū)面臨的一個(gè)普遍問題，表明經(jīng)濟(jì)是耕地?cái)?shù)量變化的主要驅(qū)動(dòng)力之一。鄉(xiāng)村景觀格局的變化是在耕地資源變化機(jī)制的基礎(chǔ)上發(fā)生。在經(jīng)濟(jì)效益的驅(qū)動(dòng)下，農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不斷優(yōu)化，為保障鹽池縣特色產(chǎn)業(yè)畜牧業(yè)的發(fā)展，為實(shí)現(xiàn)草原和牲畜的動(dòng)態(tài)生態(tài)平衡，由過去偏重種植業(yè)與放牧業(yè)逐漸轉(zhuǎn)向種植優(yōu)質(zhì)牧草，“以種促養(yǎng)，以養(yǎng)增收”的方式不僅提高了農(nóng)業(yè)的附加值，還開拓了更大的特色農(nóng)產(chǎn)品市場(chǎng)。經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展帶來城鎮(zhèn)的迅速擴(kuò)張，鹽池縣1989年城鎮(zhèn)建設(shè)總面積到2007年增加為8557．7km2。由于城鎮(zhèn)位于風(fēng)沙區(qū)，耕地基本上均為旱地，少數(shù)鄉(xiāng)鎮(zhèn)有少量水澆地，鹽池縣城鎮(zhèn)建設(shè)用地來源是草地和耕地，伴隨經(jīng)濟(jì)發(fā)展，農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，交通各類線狀基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)對(duì)景觀進(jìn)行規(guī)則的切割增大了景觀的邊界密度，降低了景觀的連通性。

3．3生產(chǎn)技術(shù)

鄉(xiāng)村農(nóng)業(yè)生產(chǎn)水平的提高明顯地影響鄉(xiāng)村景觀格局。通過20a多的發(fā)展，鹽池縣農(nóng)業(yè)機(jī)械化水平大幅度提高，糧食作物播種的機(jī)耕率提高到目前的27．9％，機(jī)電排灌率17．4％，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)代化生產(chǎn)逐步形成。隨著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大和農(nóng)業(yè)的產(chǎn)業(yè)化經(jīng)營(yíng)，大中型農(nóng)用機(jī)械急劇增長(zhǎng)，2009年末全縣擁有農(nóng)業(yè)機(jī)械總動(dòng)力3．62×105kW，同比增長(zhǎng)5．5％。小型農(nóng)用機(jī)械同比下降1．0％，呈現(xiàn)出緩慢下降的趨勢(shì)，從而顯示出農(nóng)業(yè)已經(jīng)進(jìn)入機(jī)械化生產(chǎn)，保證了在耕地面積減小的情況下，糧食產(chǎn)量有所增加。揚(yáng)黃灌區(qū)建設(shè)，結(jié)合滴灌和噴灌等節(jié)水措施，發(fā)展拱棚和日光溫室等設(shè)施農(nóng)業(yè)，極大改善了農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)條件，資源利用情況略有好轉(zhuǎn)。同時(shí)，充分利用珍貴的水資源，有利于沙地治理項(xiàng)目實(shí)施和生態(tài)的恢復(fù)。

3．4政策因素

生態(tài)保護(hù)政策是鹽池北部風(fēng)沙區(qū)土地利用變化最重要的驅(qū)動(dòng)因素，20世紀(jì)90年代后期，鹽池縣各鄉(xiāng)鎮(zhèn)實(shí)施人工造林、禁牧封育、退耕還林還草，極大促進(jìn)了研究區(qū)土地利用時(shí)空變化。西部大開發(fā)加大新農(nóng)村建設(shè)的步伐，結(jié)合自身特殊條件，以協(xié)調(diào)發(fā)展草畜、改善生態(tài)環(huán)境、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展為目標(biāo)，促使人口向城鎮(zhèn)集中，工業(yè)向園區(qū)集中，農(nóng)業(yè)逐漸向規(guī)模經(jīng)營(yíng)轉(zhuǎn)變。在經(jīng)濟(jì)的驅(qū)動(dòng)和政策的引導(dǎo)下進(jìn)行村鎮(zhèn)調(diào)整，一些村鎮(zhèn)在快速繁榮的同時(shí)另一些村鎮(zhèn)則逐漸衰敗，鄉(xiāng)村聚落景觀格局由分散格局緩慢向聚集轉(zhuǎn)變。在經(jīng)濟(jì)政策的影響下，各地根據(jù)自然稟賦、經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)和區(qū)位條件發(fā)展壯大優(yōu)勢(shì)產(chǎn)業(yè)，特別是灘羊集中養(yǎng)殖和優(yōu)勢(shì)農(nóng)產(chǎn)品基地的規(guī)劃與建設(shè)大大改變了鄉(xiāng)村景觀格局。現(xiàn)在鄉(xiāng)村景觀的差異除了自然景觀以外，還與農(nóng)產(chǎn)品、距離城市的位置有著密切的關(guān)系。從空間布局上，花馬池鎮(zhèn)、高沙窩鎮(zhèn)、馮記溝鄉(xiāng)、王樂井鄉(xiāng)、青山鄉(xiāng)的景觀格局變化的差異在于優(yōu)勢(shì)農(nóng)產(chǎn)品基地的不同分布。其中重點(diǎn)鎮(zhèn)花馬池鎮(zhèn)以商貿(mào)物流、建材、石化、農(nóng)產(chǎn)品深加工等產(chǎn)業(yè)為主，高沙窩鎮(zhèn)著重發(fā)展煤炭石油開采、發(fā)展新型能源為主。從龍頭企業(yè)規(guī)劃與發(fā)展來看，王樂井鄉(xiāng)、青山鄉(xiāng)主要重點(diǎn)發(fā)展畜牧業(yè)，特色種植，以畜牧產(chǎn)品加工及深加工為主，而在相鄰區(qū)域仍保持自然景觀，形成了不同的鄉(xiāng)村景觀。

4結(jié)論

鹽池縣典型荒漠地區(qū)城鎮(zhèn)化進(jìn)程對(duì)區(qū)域生態(tài)環(huán)境的影響具有階段性。從整體上來看，城鎮(zhèn)化發(fā)展極大地促進(jìn)了生態(tài)環(huán)境建設(shè)，在經(jīng)濟(jì)發(fā)展和正確的政策引導(dǎo)下，兩者相輔相成，生態(tài)環(huán)境得到改善，特色的城鎮(zhèn)化道路穩(wěn)步發(fā)展。城鎮(zhèn)化對(duì)生態(tài)環(huán)境的直接影響體現(xiàn)在土地利用格局的變化，景觀破碎度的減小最具代表性。植被的恢復(fù)和連通使沙地蔓延受到抑制，生態(tài)環(huán)境良性發(fā)展，而經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)規(guī)模化生產(chǎn)和農(nóng)民生活方式的轉(zhuǎn)變也間接地影響了生態(tài)環(huán)境的變化。如選擇適應(yīng)干旱環(huán)境的作物，退耕并調(diào)整用地投入，合理安排生產(chǎn)要素，降低災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)，種植業(yè)產(chǎn)值不斷增加，農(nóng)民生活得到改善的同時(shí)，區(qū)域生態(tài)環(huán)境和局部生境得到改善。綜合分析1989—2007年城鎮(zhèn)化與生態(tài)環(huán)境建設(shè)相互作用的發(fā)展過程，可知，區(qū)域農(nóng)村經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和土地生態(tài)環(huán)境的改善首先依靠正確的政策導(dǎo)向和科技的發(fā)展，而城鎮(zhèn)化也在某種層面和意義上賦予了兩者生命力和執(zhí)行力。

作者：候陽(yáng)張宇清吳斌石慧書單位：北京林業(yè)大學(xué)水土保持學(xué)寧夏鹽池荒漠生態(tài)系統(tǒng)定位研究站