天津市生态用地年度变化格局与热点分析
张彦敏1，2张征云1江文渊1，2陈浩1，2
（1.天津市环境保护科学研究院，天津 300191；2.天津环科环境规划科技发展有限公司，天津 300191）
摘 要： 通过调查天津市2017—2018年生态用地利用变化情况，对分类型、分区域生态用地内人类活动斑块数量及面积逐年变化情况进行分析，发现天津市生态用地变化的主要趋动力为人工构筑物的新增、拆除、改扩建等人类活动，变化热点地块为东部楔形绿地、西部楔形绿地、中心城市绿廊，自然要素总体呈现减少趋势。
关键词： 生态用地；年度变化；遥感技术；天津市
1 引言
为加快建设美丽天津，有效保护生态资源，天津市人大常委会于2014年3月审议通过《天津市人民代表大会常务委员会关于批准划定永久性保护生态区域的决定》，并印发《天津市生态用地保护红线划定方案》［1］，在全市划定约 2 980 km2占市域国土总面积25%的生态用地，涵盖了自然保护区、森林公园、风景名胜区、地质公园、重要湿地、饮用水水源地等禁止开发区域，保护意义重大。
人类活动是指人类为了生存发展和生活水平提高开展的具有一定规模、对环境产生一定影响的生产、生活活动［2］。人类活动与自然环境相互作用最直接的表现形式为土地利用变化［3］，如新建房屋、植树造林、采矿等。人类活动变化是对生态用地进行环境监测的重要指标之一［4］。从空间、时间尺度综合分析人类活动对生态用地的影响，有益于环保部门从整体上对生态用地统一监管。
从这一“过程—事件”的分析可知，和以往政府“自上而下”行政命令式的“硬策略”不同，“大调解”更多是一种“自下而上”的社区工作人员或相关关系人共同参与化解矛盾的一种“软策略”，是一种集合“心理感悟”和“情感投入”更加人性化的应对方式，亦是一种“半正式”的治理策略。
为此，本研究综合采用遥感监测技术、地理信息技术解析生态区域内2017—2018年用地变化地块，通过研究土地利用变化的转移方向和土地利用程度，获得人类活动在空间上的分布及变化状况。结合无人机航拍与野外调查验证的方法，对天津市2017—2018年生态用地利用状况进行监督、调查和评估，摸清生态用地变化斑块分布变化，掌握其数量和面积特征，从而为管理部门管控生态用地内现有人类活动，保护和恢复受影响的生态系统提供科学支撑。
2 研究方法与目标
2.1 研究区概况
以2014年3月《天津市生态用地保护红线划定方案》划定的生态用地为研究对象，按照用地类型，研究区可以分为山地、河流、湖库、湿地、林带、公园等六大类型（图1）。其中，山地主要分布在天津市北部的蓟州区，河流是指天津市的海河等19 条一级河道，湖库是指于桥水库等11 处水库，湿地包括古海岸与湿地国家级自然保护、大黄堡湿地自然保护区以及分布在天津市的青甸洼、黄庄洼、东淀等洼淀和汉沽盐田，公园包括北郊生态公园等16 处郊野公园和水上公园等26 处城市公园，林带包括外环线绿化带、中心城区周边5 处楔形绿地、中心城市3 条城市绿廊、西北防风阻沙林带、沿海防护林带、高速公路和铁路两侧的防护林带。
图1 天津市生态用地范围示意
2.2 数据来源及研究方法
2.2.1 数据来源
天津市范围的2017年与2018年的SPOT5 分辨率10，2.5 m 中高精度遥感影像，通过遥感数据定标、辐射纠正和几何纠正等技术，将不同类型的遥感影像统一到同一坐标系下，以解决不同遥感影像之间的匹配问题。根据天津市 SPOT 遥感影像（2.5，10 m），采用《土地利用现状分类》国家标准，进行目视解译。
2.2.2 遥感解译
临床及研究中应用最多 可独立预测跌倒、失能、住院率和死亡，但需要排除卒中、帕金森病等无法配合的老年患者。Makary等［8］对594名65岁以上择期手术患者进行评估，衰弱造成术后并发症发生增加1.5倍（95%CI：1.12～5.77），住院时间延长 65% ～89%（95%CI：1.28～2.23），入住护理机构风险增加近20倍（95%CI：5.54～75.68）。
根据天津市Landsat TM＆ETM 遥感影像，采用遥感技术、地理信息技术、实地调研与野外调查验证相结合的方法对天津市遥感数据进行土地利用分类，提取 2017年与 2018年（6—9月）同期生态用地内的土地覆盖信息。土地利用类型室内遥感解译参考其他辅助数据，如地形图、植被图、土地利用图等。解译工作在已纠正的遥感影像上通过人机交互进行，在 ARCMAP，ENVI，ERDAS 等软件环境下进行人工判读，手工勾勒并进行土地利用类型标注。根据两期（2017年和2018年）土地利用矢量数据分析土地利用年度变化。
总之,在宫外孕患者护理干预中实施人文关怀护理干预,有助于缓解患者生理、心理应激反应,具有重要的临床意义。
结合ArcGis 中Intersect Analysis 工具得到天津市生态用地变化斑块分布图，通过图层属性数据计算斑块面积。为提高土地覆盖分类精度，通过野外调查土地覆盖类型以验证和修正遥感解译的结果。
2.3 研究目标
2017—2018年生态用地变化趋势示意见图3。
3 生态用地变化分析结果
经遥感监测、人工目视解译、实地核查后，共识别出2017—2018年生态用地变化斑块306个，变化斑块涉及了山地、河流、湖库、湿地、公园、林带六大类型生态用地，变化斑块面积共计248.1 hm2，占全市生态用地面积的0.08%（图2）。
图2 2017—2018年天津市生态用地变化斑块分布示意
3.1 土地利用类型变化情况
将2017年、2018年生态用地变化斑块分别作为“原用地”、“现用地”，按土地利用情况进行分类后分析其土地利用类型变化情况，生成土地利用变化转移矩阵，见表1。
2.2.3 现场核查
表1 2017—2018年天津市生态用地转移情况汇总 m2
在306个土地利用变化斑块中，按转出面积进行排序，由人工构筑物转出的用地面积最大，约99.9 hm2，其次分别为其他人工表面＞草地＞农田＞林地＞水面＞稀疏植被＞交通用地＞裸地。按转入面积进行排序，转入的人工构筑物用地面积最大，约141 hm2，其次分别为农田＞裸地＞林地＞交通用地＞湿地＞其他人工表面＞草地。总体来看，新建、拆除和人工构筑物改扩建等人类活动是导致天津市生态用地变化的最主要原因。2017—2018年间，生态用地内草地、林地、湿地、水面等自然要素转入面积 13.5 hm2，转出面积 58.1 hm2，总体上转出大于转入，自然要素呈现减少趋势。
基于Costanza（1997）的生态系统学理论［5］，生态系统服务是指生态系统与生态过程所形成及所维持的人类赖以生存的自然效用。生态系统服务包括气体调节、气候调节、扰动调节、水调节、水供给、控制侵蚀和保持沉积物、土壤形成、养分循环、废物处理、传粉、生物控制、避难所、食物生产、原材料、基因资源、休闲、文化等17个类型。按照国内生态学领域专家普遍认知的划分方法［6］，各类生态系统服务价值当量大小排序为：湿地＞河流/湖泊＞森林＞草地＞农田＞荒漠。结合以上理论，本研究中2017—2018年生态用地变化的几种情况可以按“变好”、“变差”情景/趋势划分。汇总各种用地变化情景下的变化面积情况可以了解，在2017—2018年全市生态用地变化斑块中，呈现“变差”趋势的地块面积为 180.6 hm2，显著大于呈现“变好”趋势的地块。
2017—2018年天津市生态用地变化趋势分类及面积见表2。
表2 2017—2018年天津市生态用地变化趋势分类及面积 hm2
综合使用地理信息技术、遥感监测、无人机核查、现场核查等手段，分析生态用地土地利用情况2017—2018年年度变化，生成土地利用变化转移矩阵，获取不同区域生态用地变化趋势，明确热点地块。将生态用地变化成果应用于天津市生态用地保护、管理和监督，切实保证生态空间完整、主要功能逐渐完善。
图3 2017—2018年天津市生态用地变化趋势示意
3.2 六大类型生态用地变化情况
2017—2018年的306个生态用地变化斑块涉及林带的最多，其次分别为公园＞河流＞湿地＞湖库，山地类型的生态用地变化斑块最少。从变化面积来看，林带类型生态用地变化面积最大，其次分别为公园＞河流＞湿地＞湖库，山地类型生态用地变化面积最小，见表3。
表3 2017—2018年天津市六大类型生态用地变化情况统计
经以上分析，发现公园、林带2种类型的生态用地变化程度相对较高，说明公园、林带类型的生态用地内存在较多的人类活动，以西北防风阻沙林带、楔形绿地（郊野公园）最为显著，这可能与林带、郊野公园类型的生态用地面积大、范围广、建设程度低、管控力度欠缺有关。河流类型生态用地变化斑块主要分布于蓟运河、海河、引滦输水渠等输水线路长、两岸人类活动密集的一级河道。湖库、湿地、山地类型的生态用地变化斑块面积小、数量少，相对呈零散分布，与这几类生态用地保护力度大、管护要求高有关。
通过逐一对各区的生态用地变化情况生成转移矩阵并进行分析，发现生态用地呈现变好趋势的有北辰区、津南区、滨海新区，主要原因为养殖场、工矿企业等人工构筑物的拆除，新增林地、湿地、水面等自然要素相对较少；其他11 区均呈现变差趋势，变差的主要原因为新增工矿用地、养殖场、居民点等人工表面。
3.3 各区生态用地变化情况
通过观察、分析发现热点地区（变化密度等级为高密度、极高密度区域）集中分布的地块为东部楔形绿地、西部楔形绿地以及中心城市绿廊。对上述3个热点地块进行统计，发现3个地块内用地变化斑块共96个，占总变化斑块的30%，地类转移主要为原有人工表面的新建、改扩建；从变化面积来看，西部楔形绿地地块转移面积43.4 hm2，东部楔形绿地地块转移面积25 hm2，中心城市绿廊地块转移面积50.8 hm2，占全部生态用地变化面积的48%。
表4 2017—2018年天津市各区生态用地变化情况汇总
从比较法视角来看，在英美法国家，小额诉讼程序是治安法院(庭)适用的非正式程序;在日本等大陆法国家，小额诉讼程序是普通程序、简易程序之外独立的第三种程序;在韩国，小额诉讼程序是普通程序之外的独立程序。基于我国的国情和传统，我国的小额诉讼程序可以借鉴大陆法国家(地区)的日本和我国台湾地区，将其定位于普通程序、简易程序之外的第三种程序，具有独立的程序构造。正如我国著名法学家常怡教授所言:“小额诉讼程序在性质上绝不是简易程序的附属程序，也不是简易程序的分支程序，而是与简易程序相互联系，并且并列存在的一种独立的第一审程序。”［13］
3.4 生态用地变化热点分析
为分析人类活动变化造成的生态用地聚集程度，对其变化图斑进行核密度（KDE）分析［7］，将生态用地中的变化图斑使用ArcGis 数据管理工具要素转点工具进行面到中心点的转换，以306个中心点为代表，使用Spatial Analyst 密度分析工具中的核密度估计方法，将得到的估计结果按照自然断点分级法分为6类，得到生态用地内生态环境变化密度分级图（图4）。
从表1可以看出，A组使用“千聊”平台作为学习工具，学习效果显著，尤其是对于MOOC学习平台课程结课率的提升，以及对优秀生的个性化培优都有一定的积极作用。
图4 2017—2018年天津市生态用地变化斑块密度分级
2017—2018年，在天津市生态用地内306个用地变化斑块中，东丽区、北辰区、宁河区、津南区生态用地的变化斑块数较多（≥30个），变化斑块面积相对较大的区为东丽区、北辰区、武清区（＞25 hm2），红桥区、和平区无土地利用变化斑块。见表4。
(1)编码：根据实际线路的站台数，将列车在各站的停站时间序列D=[D1,D2,D3,…,Di,…，DN]和发车间隔H=
4 结论
天津市生态用地作为生态资源集中的地区，对于维护生态环境安全和区域可持续发展有重要作用。通过对天津市生态用地2017—2018年变化情况进行解析，可得到以下结论：
我穿过罗马最拥挤的一条小街，街两边拥挤着密密麻麻的食品店和咖啡厅，还有一座造型奇特的中世纪风格的小教堂。在小街的尽头，我走上石阶，转向另一条路，想绕回自己的旅店。
（1）2017—2018年，天津市生态用地内新增306个用地变化斑块，新增人工构筑物的面积最大，面积减少最多的也为人工构筑物面积。可见2017—2018年间导致生态用地变化的主要驱动力是人工构筑物的新建、改扩建、拆除等人类活动。
（2）2017—2018年间，生态区域内草地、林地、湿地、水面等自然要素转入面积13.5 hm2，转出面积58.1 hm2，总体上转出大于转入，自然要素呈现减少趋势。
（3）从分类型生态用地的土地利用变化情况来看，公园、林带类型的生态用地内存在较多的人类活动；结合密度分析发现，东部楔形绿地、西部楔形绿地、中心城市绿廊是2017—2018年生态用地变化的热点地块，这些变化剧烈的区域内人类活动干扰强度大，将来生态环境修复的代价更高。
（4）2017—2018年，东丽区、北辰区、宁河区、津南区、武清区生态用地人类活动斑块数量多、面积大，变化程度相对较高。北辰区、津南区、滨海新区、宁河区的变好地块面积略大于变差地块，生态用地呈现转好趋势。
设计意图 对照函数概念，帮助学生理解“直角三角形中，∠A的对边与邻边的比值是锐角A的函数”，突破难点.同时概念的引入已是水到渠成，让学生在一系列的问题解决中，经历一个数学概念形成的一般研究过程.并进一步得出正切的性质.
参考文献
［1］天津市人民政府.天津市生态用地保护红线划定方案［Z］.2014.
［2］环境保护部.自然保护区人类活动遥感监测技术指南（试行）（环办［2014］12号）［S］.2014.
［3］肖笃宁，魏建兵，解伏菊.人类活动对生态环境的影响研究与景观生态学使命［C］.生态学与全面·协调·可持续发展——中国生态学会第七届全国会员代表大会，2004.
［4］吴东辉，李玉龙，江东，等.可可西里国家级自然保护区人类活动干扰状况遥感监测研究［J］.甘肃科学学报，2015，27（4）：37-44.
［5］Costanza R，d’Arge R，de Groot R，et al.The value of the world’s ecosystem services and natural capital［J］.Nature，1997，387：253-260.
［6］谢高地，甄霖.一个基于专家知识的生态系统服务价值化方法［J］.自然资源学报，2008，23（5）：911-919.
［7］黄耀欢，赵传朋，杨海军，等.国家重点生态功能区人类活动空间变化及其聚集分析［J］.资源科学，2016，38（8）：1423-1433.
Abstract： By investigating the land use change of ecological land in Tianjin from 2017 to 2018，the paper analyzes the changes in the number and area of human activity patches in sub-type and sub-regional ecological land.It is found that the main driving force of ecological land use change in Tianjin is human activities such as the addition，demolition，reconstruction and expansion of artificial structures，the hot spots of change are the eastern wedgeshaped green land，the western wedge-shaped green land，and the central city green corridor，while the natural elements generally show a decreasing trend.
Key words： ecological land；annual change；remote sensing technique；Tianjin city
中图分类号： X171.1
文献标识码： A
文章编号： 1674-1021（2019）02-0044-05
收稿日期： 2018-11-28；修订日期：2019-02-21。
作者简介： 张彦敏，女，1987年生，工程师，硕士，主要从事生态环境规划工作。
基金项目： 天津市2018年环境保护专项资金项目（002001-2018-00017）。
标签：生态用地论文; 年度变化论文; 遥感技术论文; 天津市论文; 天津市环境保护科学研究院论文; 天津环科环境规划科技发展有限公司论文;