海口市城乡环境梯度带划定方法分析.pdf

中国资源综合利用China Resources Comprehensive UtilizationVol.41 No.82023 年 8 月-130-环境保护海口市城乡环境梯度带划定方法分析吴 姬，伍成成，庄晓娟，许杏红（海南省生态环境监测中心，海口 571126）摘要：为开展城市发展对土壤生态环境的影响研究，海口市急需划定城乡环境梯度带。本文通过分析海口市城乡发展资料、城市发展规划和遥感影像等，探讨海口市空间变化特征，结合前人研究成果，提出海口市城乡环境梯度带划定方法，并应用地理信息系统（GIS）完成海口市城市中心区、城乡交错区、农村区、自然区等 4 个城乡环境梯度带的划定。海口市城乡环境梯度带划定可以体现海口市城市化发展对区域土壤生态环境的影响差异，具有一定参考价值。关键词：城乡环境梯度带；划定方法；海口市中图分类号：X53 文献标识码：A 文章编号：1008-9500(2023)08-0130-03DOI:10.3969/j.issn.1008-9500.2023.08.036Analysis on Delineation Methods of Urban and Rural Environmental Gradient Zones in Haikou CityWU Ji,WU Chengcheng,ZHUANG Xiaojuan,XU Xinghong(Hainan Ecological Environmental Monitoring Center,Haikou 571126,China)Abstract:In order to study the impact of urban development on soil ecological environment,Haikou City needs to delimit urban and rural environmental gradient zones.By analyzing the urban and rural development data,urban development planning and remote sensing images of Haikou City,this paper discusses the spatial change characteristics of Haikou City,and proposes the delineation method of urban and rural environmental gradient zones in Haikou City based on the previous research results,and applied geographic information system(GIS)to complete the delineation of four urban and rural environmental gradient zones in Haikou City,including urban central area,urban-rural ecotone,rural area,and natural area.The delineation of urban and rural environmental gradient zones in Haikou City can reflect the difference in the impact of urbanization development on regional soil ecological environment in Haikou City,and has certain reference value.Keywords:urban and rural environmental gradient zone;delineation method;Haikou City随着世界人口的指数式增长，城市化进程加速发展。王家庭等1指出，环境污染随着经济城市化、生活方式城市化、空间城市化的加剧而日益严重。刘舫等2分析认为，城市化通过自然资源、物质资本、劳动力、人力资本和基础设施等禀赋结构变迁，最终将影响生态环境。李桂林等3指出，城市化对土壤理化过程、土壤生物过程、土壤环境均会造成影响，城市及其周边的土壤由于重金属“汇”的角色而导致污染程度不断加剧，对生态系统和人体健康造成严重影响。土壤重金属含量常被作为城市化进程的衡量标准，与人为污染相关的重金属有铅、镉、铜和锌等，其中铅含量最能表现城市化过程对土壤的影响程度4。城乡环境梯度演化带是不同时期城市化进程的结果，记录着采集狩猎时代、农耕时代、工业化时代人类活动逐渐增强的过程，同时也体现人为排放的重金属元素在土壤中不同程度的富集。基于城市化进程对生态环境的影响，国内学者对海口市城市空间发展格局变化、城市边缘区空间范围识别及城乡交错带空间边界界定收稿日期：2023-06-05基金项目：海南省自然科学基金项目“基于城乡环境梯度的土壤重金属富集机制及源解析研究以海口市为例”（421QN0970）。作者简介：吴姬（1983），女，海南文昌人，硕士，高级工程师。研究方向：土壤环境质量监测评价及污染物源解析。第 8 期-131-环境保护吴 姬等：海口市城乡环境梯度带划定方法分析开展研究，但对海口市城乡环境梯度带划定的研究相对缺乏。1 研究区概况及数据来源海口市地处海南岛北部，东邻文昌市，南接定安县，西连澄迈县，北临琼州海峡与广东省隔海相望。海口市分设秀英、龙华、琼山、美兰 4 个区。地表主要为第四纪基性火山岩和松散沉积物。土壤类型主要为砖红壤、新积土、水稻土、风沙土、火山灰土、石质土等。本研究的数据源主要包括规划资料、年鉴资料、遥感影像、专题地理信息数据等。其中，遥感影像为 Google 地图海口市 20002020 年影像；专题地理信息数据包括行政区划、土地利用现状、土壤类型、成土母岩、生态保护红线、交通干线、污染源分布、居民点分布、河流湖库、地形地貌、自然保护区、森林公园、地质公园等。本研究使用的主要软件平台有ArcGIS 系统和 91 卫图助手等。2 研究思路海口市作为海南省会城市，经济发展相对快速，集中布局国家高新技术产业开发区、综合保税区等国家级、省级工业园和自由贸易港重点园区，工业企业分布众多，经济发展和工业企业发展对城市环境质量的影响相对显著。本研究根据海口市的城市发展历史及现状，借鉴国内学者针对海口市城乡交错带、城市边缘区等划定的研究，结合历史资料和遥感影像等，将海口市划分为城市中心区、城乡交错区、农村区、自然区 4 个环境梯度。3 研究方法3.1 城市中心区和城乡交错区环境梯度划定首先，分析历史资料、遥感影像和专题地理信息数据。收集20002020年海口市区域卫星影像图，结合城市总体规划，分析海口市土地利用现状变化（特别是城镇建设用地变化）和发展趋势。结果表明，2020 年，海口市农林用地约为 16.84 万 hm2，占全市陆域总面积的 74%；建设用地约为 3.73 万 hm2，占16%；其他用地约为 2.32 万 hm2，占 10%。2020 年建设用地面积较 2000 年增加明显，海口市主城区形成了“一个中心、两个组团（长流组团和江东组团）”的用地布局。其次，分析国内学者对海口市城乡交错带、城市边缘区的研究成果。一是划定海口市城乡交错带的内外边界，内边界出现在距离城市中心10 km左右处，外边界离中心点最远处出现在距离城市中心 35 km 的地方。二是界定海口市城市边缘区内外边界，并识别海口市城市边缘区空间范围。邢增招等5研究发现，2000 年海口市建成区开始东扩，2008 年国际旅游岛兴起后海口市建成区扩展达到高峰，东扩、西扩明显加速，20082012 年城市扩建达到高峰，随后进入缓慢扩张期。最后，综合分析海口市土地利用类型变化。叠加2020年海口市卫星影像与市域农业发展格局规划图、海口市土地利用类型现状图，重点考虑 2020 年中心区土地利用现状，划定城市中心区环境梯度边界，确定本研究城市中心区。对海口市城市边缘区、海口市城乡交错带进行叠图分析，选取两者相交区域，并选取边界连接最大区域，确定本研究城乡交错区边界。本研究划定的城市中心区涉及海口市主城区及西秀镇、长流镇、海秀镇、城西镇、府城镇、灵山镇等 6 个乡镇，城乡交错区主要涉及城西镇、灵山镇、石山镇、永兴镇、遵谭镇、龙泉镇、龙桥镇、新坡镇、龙塘镇、旧州镇、云龙镇、演丰镇等 12 个乡镇。海口综合保税区、海马工业园位于城市中心区，城市中心区集中 30 多家土壤重点行业企业；云龙工业园、狮子岭工业园、美安科技新城、海口桂林洋经济开发区位于城乡交错区，城乡交错区集中 12 家土壤重点行业企业。城市中心区和城乡交错区的划定区分了二者的土地利用方式、人口密度、工业企业分布、交通干线分布、景观特征等差异。城市中心区和城乡交错区涉及的成土母岩均为基性火山岩、第四系，涉及的主要土壤类型均为砖红壤、水稻土、火山灰土、新积土、石质土。3.2 农村区环境梯度带划定本研究共划定 4 个环境梯度带，即城市中心区、城乡交错区、自然区、农村区。海口市域划定城市中心区、城乡交错区后，其他区域初步划定为农村区。农村区与城市中心区、城乡交错区之间主要体现土地利用方式、人口密度、工业企业数量、交通干线数量、景观特征等的差异。3.3 自然区环境梯度带划定3.3.1 自然区环境梯度带初选分析海口市自然保护区、森林公园、地质公园中国资源综合利用第 8 期-132-环境保护以及环境管控分区、生态保护红线等专题地理信息图层，本研究初步选取海南海口石山火山群国家地质公园、海南海口火山国家森林公园作为自然区环境梯度带，如图 1 所示。3.3.2 自然区环境梯度带确定初选的自然区（见图 1）可开展环境空气、生态状况等的分析，但若考虑土壤生态环境，由于海南海口石山火山群国家地质公园、海南海口火山国家森林公园均多岩石，难以采集土壤样品，要重新选取自然区。根据农村区连片林地图斑面积大小，在遵谭镇、东山镇选取 3 个林地成片分布面积较大的区域，划定为自然区，如图 2 所示。自然区主要体现未受人为影响的土壤本底环境质量。自然区环境梯度带确定后，最终调整确定农村区环境梯度带。农村区主要涉及大坡镇、甲子镇、三门坡镇、红旗镇、大致坡镇、三江镇、东山镇、新坡镇、旧州镇等 9 个乡镇。图 1 自然区环境梯度带初步划定图 2 自然区环境梯度带划定自然区涉及的成土母岩为基性火山岩、第四系，涉及的主要土壤类型为砖红壤、火山灰土、紫色土、石质土。农村区涉及的主要成土母岩为基性火山岩、第四系，涉及的主要土壤类型为砖红壤、水稻土。4 结语海口市城市中心区、城乡交错区、农村区客观区分了人口密度、土地利用方式、工业企业分布、交通干线分布等差异，自然区内无工业企业和交通干线，主要体现未受人为影响的土壤本底生态环境质量。4 个城乡环境梯度带的划定可以体现海口市城市化进程对区域土壤生态环境的影响差异，具有一定参考价值。4 个城乡环境梯度带主要成土母岩及土壤类型具有相对一致性，为下一步不同城乡环境梯度带土壤环境监测点位布设、土壤环境质量比对分析奠定基础。由于土地利用方式、人口密度、工业企业建设、交通干线建设等随着城市化发展将发生变化，后期结合上述变化因素，可进一步调整海口市城乡环境梯 度带。参考文献1 王家庭，王 璇.我国城市化与环境污染的关系研究 J.城市问题，2010（11）：9-15.2 刘 舫，郑 洁，李红勋.城市化、结构变迁与生态环境 J.河海大学学报（哲学社会科学版），2021（5）：37-47.3 李桂林，陈 杰，孙志英，等.城市化过程对土壤资源影响研究进展 J.中国生态农业学报，2008（1）：234-240.4 GULSON B L，TILLER K G，MIZON K J，et al.Use of lead isotopes in soils to identify the source of lead contamination near Adelaide，South AustraliaJ.Environmental Science and Technology，1981（15）：691-696.5 邢增招，温 伟，包振虎，等.基于夜光遥感的城市空间发展格局研究：以海口市为例 J.测绘与空间地理信息，2021（10）：46-54.