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遥感技术与应用, 2022, 37(6): 1525-1536 doi: 10.11873/j.issn.1004-0323.2022.6.1525

遥感应用

丹江口水库扩张对淅川县“三生空间”的影响研究

史志方,1,2, 熊广成3,4, 尹利娜3,4, 刘桢3,4, 芦艳艳3,4, 刘小燕1,2, 闰亚迪1,2, 崔耀平,1,2,4

1.黄河中下游数字地理技术教育部重点实验室(河南大学),河南 开封 475004

2.河南大学地理与环境学院,河南 开封 475004

3.河南省自然资源科技创新中心/河南省土地整理中心,河南 郑州 450016

4.河南省自然资源科技创新中心(生态产品价值核算),河南 郑州 450016

Research the Influence of Danjiangkou Reservoir Expansion on the “Production-Living-Ecological Space” of Xichuan County

Shi Zhifang,1,2, Xiong Guangcheng3,4, Yin Lina3,4, Liu Zhen3,4, Lu Yanyan3,4, Liu Xiaoyan1,2, Run Yadi1,2, Cui Yaoping,1,2,4

1.Key Laboratory of Geospatial Technology for the Middle and Lower Yellow River Regions (Henan University),Ministry of Education,Kaifeng 475004,China

2.School of Geography and Environmental Science,Henan University,Kaifeng 475004,China

3.Henan Science and Technology Innovation Center of Natural Resources/Land Consolidation and Rehabilitation Center of Henan Province,Zhengzhou 450016,China

4.Henan Science and Technology Innovation Center of Natural Resources(Ecological product value accounting),Zhengzhou 450016,China

通讯作者: 崔耀平(1984-),男,河南周口人,教授,主要从事国土资源利用管理和空间优化方面的研究。E⁃mail: cuiyp@lreis.ac.cn

收稿日期: 2021-07-07   修回日期: 2022-07-20  

基金资助: 国家自然科学基金项目.  42071415
河南省自然科学基金优秀青年科学基金项目.  202300410049
河南省自然资源事业发展专项项目“生态产品价值实现机制研究”,河南省社会科学规划决策咨询项目.  2022JC45
河南省研究生教育改革与质量提升工程项目.  YJS2023JC22

Received: 2021-07-07   Revised: 2022-07-20  

作者简介 About authors

史志方(1998-),男,河南南阳人,硕士研究生,主要从事区域生态空间保护方面的研究E⁃mail:shizhifang@henu.edu.cn , E-mail:shizhifang@henu.edu.cn

摘要

淅川县作为南水北调中线的渠首及丹江口水库河南部分所在地,分析其水域扩张对当地生态、生产和生活(三生空间)及生态移民的影响对于区域生态保护和发展具有重要意义。研究利用Google Earth Engine遥感大数据云平台,使用1 631景Landsat遥感影像,对丹江口水库在2000—2020年的演化过程进行动态分析,通过构建生态空间分类体系,分析丹江口水库扩张对淅川县生态空间格局演变及生态移民所造成的影响。结果显示:①2000—2020年淅川县生态空间面积波动上升、生产空间面积逐渐减少,生活空间面积持续扩张。②淅川县境内的丹江口水库水域面积在2000—2020年处于波动上升的状态,丹江口水库扩张使淅川县新增淹没面积181.67 km2。③淅川县生态空间的扩张,特别是丹江口水库水体扩张占用了181.67 km2的生产和生活空间,承载土地面积减少,承载人口压力增加,导致淅川县产生16.2万生态移民。

关键词: 三生空间 ; Google Earth Engine ; 水域扩张 ; 丹江口水库 ; 南水北调

Abstract

As the head of the canal of the middle route of the South-to-North Water Transfer Project and the location of Danjiangkou Reservoir in Henan province, analyzing the impact of the expansion of surface water in Xichuan County on the production-living-ecological space and ecological migration is of great significance to regional ecological protection and development.This study uses the Google Earth Engine cloud platform and uses 1631 Landsat remote sensing images to dynamically analyze the evolution of Danjiangkou Reservoir from 2000 to 2020. By constructing an production-living-ecological space classification system, it analyzes the impact of Danjiangkou Reservoir expansion on Production-living-ecological space of Xichuan County. It also has a influence of the evolution of the pattern and the impact of ecological migration. The results show that: (1) From 2000 to 2020, the ecological space area of Xichuan County fluctuates up, the production space area gradually decreases, and the living space area continues to expand. (2) The surface water area of Danjiangkou Reservoir in Xichuan County has fluctuated and increased from 2000 to 2020. The expansion of Danjiangkou Reservoir has increased the submerged area of Xichuan County by 181.67 km2. (3) The expansion of the ecological space in Xichuan County, especially the expansion of the Danjiangkou Reservoir water body, took up 181.67 km2 of ecological and living space, reduced the carrying land area and increased the pressure on the carrying population, resulting in 162 000 ecological immigrants in Xichuan County.

Keywords: Production-Living-Ecological space ; Google Earth Engine ; Water expansion ; Danjiangkou reservoir ; South-to-North water transfer

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本文引用格式

史志方, 熊广成, 尹利娜, 刘桢, 芦艳艳, 刘小燕, 闰亚迪, 崔耀平. 丹江口水库扩张对淅川县“三生空间”的影响研究. 遥感技术与应用[J], 2022, 37(6): 1525-1536 doi:10.11873/j.issn.1004-0323.2022.6.1525

Shi Zhifang, Xiong Guangcheng, Yin Lina, Liu Zhen, Lu Yanyan, Liu Xiaoyan, Run Yadi, Cui Yaoping. Research the Influence of Danjiangkou Reservoir Expansion on the “Production-Living-Ecological Space” of Xichuan County. Remote Sensing Technology and Application[J], 2022, 37(6): 1525-1536 doi:10.11873/j.issn.1004-0323.2022.6.1525

1 引 言

2021年5月,习近平总书记在推进南水北调后续工程高质量发展座谈会上提出,南水北调工程事关战略全局、事关长远发展、事关人民福祉,按照高质量发展要求,统筹发展和安全,坚持节水优先、空间均衡、系统治理、两手发力的治水思路,立足流域整体和水资源空间均衡配置,科学推进工程规划建设,提高水资源集约节约利用水平。南水北调工程在缓解北京、天津、河北等地水资源短缺问题的同时,还会改善受水地区的生态环境1-2。水库扩张过程中,将会导致库区淹没面积增加,使得居民迁移并造成经济损失3。因此选取丹江口水库作为研究区进行水库扩张的影响分析,对促进区域生态空间保护方面具有重要意义。

当前关于丹江口水库扩张的研究中,主要关注的是库区扩张所引起的土地利用变化4-5,而很少会去分析其对区域生态空间演化所造成的影响。从促进区域生态空间保护的角度出发,基于生态、生产、生活三维分类体系来对区域土地利用变化进行研究,可以将土地利用变化与区域生态空间演化相衔接6。此外,进行生态、生产和生活(三生空间)空间格局的演化分析研究,对于区域国土空间格局优化具有重要意义7-8。而通过从土地功能、生态系统服务和景观功能综合的视角构建生态—生产—生活空间功能分类体系,可以定量的测度出区域土地的功能价值量9-10。因此,在评估水库扩张对区域土地利用分布格局所造成的影响时,如何量化分析区域生态环境变化是当前所需解决的问题。

水库扩张挤占水源地周围的生产、生活用地,致使水源地产生生态移民。生态移民是指由于生态环境的恶化,导致人们短期或长期生存利益丧失,从而迫使人们改变居住场所、调整生活方式的一种行为11-12。人作为生态系统最重要的组成部分之一,其受到的影响更加主观,当前有关于南水北调中线工程的影响研究往往从生态环境出发,而忽略了对生态移民的影响进行量化分析13-16。生态移民的安置、搬迁后的生活状况是评估南水北调工程的相关影响的决定性因素之一17-18。中线工程调水线路源于丹江口库区,调水距离长、淹没土地广、影响范围大,淅川县16.2万库区居民需迁离家乡,丹江口水库扩张对当地生态移民的影响没有得到应有的关注。

由于传统的遥感方法难以快速、实时地对水体动态变化进行监测分析19-20,并且难以对大量影像数据进行处理,通常采用小规模的遥感数据进行研究21-22。而Google Earth Engine云平台可以提供大量遥感影像集,同时兼顾快速、批量处理大规模遥感数据的运算能力23-25。国内外对于Google Earth Engine云平台的运用主要集中在土地利用变化遥感监测26-27、湿地遥感监测28-29、水体提取30-32等方面。关于水体提取的研究33表明Google Earth Engine云平台对于水体的提取精度满足研究要求,因此,利用Google Earth Engine云平台来实现对丹江口水库水域动态变化的监测。

当前对水库扩张的研究中,难以利用大量遥感影像数据来实现对水体变化的长时间序列连续监测34,而使用传统的遥感方法,需要耗费大量的人力和时间。因此,研究基于Google Earth Engine云平台的Landsat数据,利用基于阈值的水体提取方法提取淅川县2000—2020年的水体数据,结合淅川县的2000、2010、2020年3期土地利用数据,构建三生空间分体系,探究水库扩张及南水北调工程对淅川县三生空间格局演变所造成的影响。

2 研究区与数据

2.1 研究区概况

研究所涉及的淅川县位于河南省南阳市的西南部,属于北亚热带向暖温带过渡的季风性气候区,雨量充沛但在地域上分布不均匀;河流以丹江为主,丹江及其支流流域面积约占全县总面积的93.5%,其主要支流有淇河、滔河、老鹳河;是南水北调中线工程核心水源区和渠首所在地。南水北调中线工程建设,淅川县动迁16.2万人,是河南省唯一的移民迁出县和第三安置大县。淅川县作为南水北调中线工程水源地,在这20 a间由于水体扩张,当地的生态环境受到了大影响,且由于其位置处于南北过渡带,气候复杂多变,属于我国生态环境比较脆弱的区域之一。

图1

图1   淅川县区位示意图

Fig.1   Location of Xichuan County


2.2 研究数据

研究所用数据主要包括土地利用数据、水体数据及相关统计数据3部分。其中2000年、2010、2020年的土地利用数据均来自于中国科学院资源环境科学数据中心(http://www.resdc.cn/),空间分辨率为1 km,土地利用类型主要包括五种主要类型的耕地、林地、草地、水域及建设用地。在研究中通过构建三生空间分类体系,将土地利用数据进行重新分类,以此对淅川县2000—2020年三生空间动态变化进行分析。

研究所采用的水体数据是通过Google Earth Engine平台获取2000—2020年Landsat数据进行计算得到的,空间分辨率为30 m,时间分辨率为16 d。本次研究共从Google Earth Engine云平台中调用淅川县1 631景Landsat遥感影像数据(图2),通过运用CFmask算法来实现对影像中云、雪、阴影等不利像素的去除,利用大地卫星图像的太阳方位角和天顶角以及数字高程模型,消除地形阴影,利用无云无雪的Landsat影像,根据水体指数和植被指数之间的关系来提取水体。

图2

图2   2000—2020年淅川县Landsat遥感影像数量统计图

Fig.2   Statistics of Landsat observations across the Xichuan County from 2000 to 2020


研究所采用的相关统计数据主要来自于政府网站及统计年鉴。所涉及到统计数据主要包括淅川县的移民来源、移民去向数据及淅川县的财政预算收入数据等。基于以上统计数据来分析水库扩张对于淅川县生态移民及当地经济发展的影响。

3 研究方法

3.1 三生空间分类体系

三生空间是由生态空间、生产空间、生活空间3部分组成,根据土地利用功能作为依据进行划分35。其中生态空间用地代表着以保护和发展区域生态系统可持续为目标,可以改善周围生态环境,能够提供生态系统服务功能的用地类型36-37;生产空间用地则是指首先保证生产功能即以土地作为劳作对象直接获取各种产品和服务的功能的土地,同时其中部分土地还可以发挥生态功能38;生活空间用地是指用于满足人们日常游憩、消费、娱乐休闲及其它生活功能的土地39。本研究主要根据淅川县2000、2010、2020年3期土地利用数据特征,结合当地实际情况,以此来构建三生空间分类体系。该体系包括两级分类,第一级分类主要由生态空间用地、生产空间用地、生活空间用地3大类组成,第二级分类主要是由一级分类下细分的土地利用类型组成,共5小类(表1)。生态空间用地下包括林地、草地、水体3种土地利用类型;生产空间用地主要是耕地;生活空间用地主要是建设用地。

表1   淅川县三生空间分类体系表

Table 1  Production-living-ecological space classification system of Xichuan County

用地类型分类依据土地利用类型
生态空间用地完全生态用地,能够改善区域生态环境林地、草地、水体
生产空间用地生产功能强于生态功能的用地耕地
生活空间用地用于除农业生产外的其他生产、生活用地建设用地

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为了将这20 a间由于水体扩张对淅川县的生态空间格局所造成的影响更好的表示出来,本研究通过构建三生空间分类体系将淅川县土地利用数据进行重新分类,以此来直观地分析研究区范围内的生态空间格局分布变化规律。

3.2 水体识别提取方法

(1) 水体指数的运算

选取经几何、大气校正以及不同传感器之间交叉配准后的淅川县Landsat一级地表图像,通过修正归一化差分水体指数(mNDWI)、增强植被指数(EVI)、归一化差分植被指数(NDVI)等水体和植被指数进行水体信息制图40-42。利用无云无雪的Landsat TM、ETM+和OLI地表反射率数据,根据以下公式计算水体和植被指数:

mNDWI=ρGreen-ρSWIR1ρGreen+ρSWIR1
NDVI=ρNIR-ρRedρNIR+ρRed
EVI=2.5×ρNIR-ρRed1.0+ρNIR+6.0ρRed+7.5ρBlue

其中:ρGreen为绿波段;ρSWIR1为短波红外波段;ρNIR为近红外波段;ρRed为红波段;ρBlue为蓝波段。通过采用mNDWI > NDVI或mNDWI > EVI来识别水体信号,并通过EVI < 0.1筛选排除出植被像素以及水体与植被的混合像素。只有符合以上标准的像素才会被分类为水体像素,其它像素则被分为非水体像素。

(2) 年水体频率影像的计算

在获取影像的水体数据分布后,对于一年中的每个水体像素,采用以下公式来获取该处的水体分布频率数值:

Fy=1Nyi=1Nywy,i×100%

其中:F为该像素的水体频率;y为指定年份;Ny 为该像素在当年所获取的影像数量;Wy,i 表示该像素在该影像数据中是否表现为水体。

基于以上的研究方法方法对于水体信息的提取具有较高的精度,提取效果较好,并可为后续的研究提供科学依据。根据前人的研究43-44,为了区分水体分布的季节性和永久性,去除因数据质量问题而出现的噪声,本研究分别利用0.25和0.75作为季节性水体和永久性水体的频率阈值。当水体分布频率为0—0.25时,此区域被视为非水体区域;水体分布频率为0.25—0.75时,此区域为季节性水体;水体分布频率为0.75—1时,这一区域被定义为永久性水体。通过划分水体类型来对2000—2020年淅川县丹江口水库扩张进行研究。

4 结果分析

4.1 淅川县三生空间格局分布变化

2000—2020年间,淅川县区域内三生空间分布变化总体呈现出生态空间用地波动上升、生产空间用地减少、生活空间用地增加的趋势(图3)。2000—2020年间,淅川县区域内生态用地波动上升,共增加了371.64 km2,相比于2000年增加了12.97%。其中2000—2010年间生态用地面积增加了66.46 km2,2010—2020年间生态用地增加趋势最为显著,共增加了305.18 km2。生态用地增加区域集中分布于丹江口水库及丹江支流沿线。

图3

图3   2000—2020年淅川县三生空间格局分布图

Fig.3   Spatial distribution of production-living-ecological space in Xichuan County, 2000-2020


2000—2020年间,淅川县区域内生产用地显著减少,生活用地持续扩张(图4)。生产用地显著减少,共减少了447.84 km2,相比于2000年减少了16.06%。在2010—2020年间生产用地的减少速度最为明显,共减少了366.29 km2;在2000—2010年间淅川县的生产用地面积减少了81.54 km2。生产用地减少的主要原因是水体扩张侵占了大量耕地,同时由于人口增长的需求,一部分生产用地转化为了生活用地。生活用地在2010—2020年间的扩张趋势相较于2000—2010年间更为显著,淅川县生活用地在2000—2020年间共增加了87.26 km2。2000—2010年间生活用地增加量为27.33 km2,而在2010—2020年间生活用地面积增加了59.93 km2。生活用地增加主要原因是由于人口增长及城镇化速度加快,导致生活用地以原区域为中心不断向外扩张。

图4

图4   2000—2020年淅川县“三生用地”面积统计

Fig.4   Areal statistics of production-living-ecological space in Xichuan Congtry, 2000—2020


在2000—2020年间,三生空间的变化趋势很明显在2010—2020年间相较于2000—2010年间更为显著。其中生态用地在2000—2010年间面积增加了2.13%,在2000—2020年间增加了10.84%;生产用地面积在2000—2010年间减少了3.09%,在2010—2020年间减少了12.97%;2000—2010年间生活用地面积增加了0.96%,在2010—2020年间增加了2.13%。2010—2020年变化趋势更为明显的原因主要是因为在南水北调中线工程通水后,淅川县的水体快速扩张,占用了当地的生产和生活空间用地。水体扩张及其引起的生态移民对于淅川县的生态格局变化起了很大的加速作用。

4.2 淅川县水体空间格局变化

在2000—2020年间,淅川县境内的水域面积处于上升的状态,丹江口水库总体呈扩张趋势(图5)。永久性水体集中分布在丹江口水库及丹江沿线,从2000—2020年间永久性水体面积一直处于波动上升的趋势,这也说明了丹江口水库在这20 a间不断扩张。季节性水体主要分布在淅川县的中部区域以及丹江支流区域,其面积在总体上呈波动下降的趋势。而淅川县境内的非水体区域分布是最广的,但非水体面积在这20 a间一直处于波动下降的趋势,2000年时非水体区域约占淅川县总面积的91.98%,到2020年时非水体面积约占县域面积的85.80%。

图5

图5   2000—2020年淅川县地表水体空间分布图

Fig.5   Spatial distribution of surface water in Xichuan County from 2000 to 2020


2000—2020年间淅川县的永久性水体面积明显增加,季节性水体面积波动减少,非水体面积呈现明显减少的趋势(图6)。淅川县的永久性水体面积在2000—2020年间总体处于波动上升的趋势,但在2000—2013年间一直处于波动变化,并未出现较大增幅,永久性水体面积均值为208.79 km2;2014年12月南水北调中线工程开始通水后,永久性水体得以快速扩张,此时间段内永久性水体面积均值为311.49 km2,相比于2000—2014年时增加了102.7 km2。从2000年至2020年,永久性水体面积增加了197.85 km²。季节性水体则在2000—2020年间始终处于波动变化,并无明显变化趋势,季节性水体面积从2000年的47.46 km2至2020年的20.39 km2,面积减少57.04%。非水体面积从2000年的2 581.78 km2至2020年的2 411.44 km2,面积减少6.60%。非水体面积变化在2000—2013年间处于波动变化,并未出现明显增减现象,在2014—2020年间非水体面积则出现了明显的减少。

图6

图6   2000—2020年淅川县地表水体动态变化图

Fig.6   Dynamic changes of surface water in Xichuan County, 2000—2020


丹江口水库水体在这20 a间不断扩张,占用库区周围其他土地利用类型。基于该地区2000、2010年的三生空间分类数据,并结合丹江口水库2020年的水体面积数据进一步分析得出(表2)。在2000—2020年间,丹江口水库扩张过程中水体占用了生产用地和生活用地,并且随着水体面积的扩张,生态用地的面积也随之增加。丹江口水库水体扩张共占用的生产用地、生活用地面积分别为180.42 km2、1.25 km2,改变了当地的三生空间格局,减少了当地居民的生产生活空间,从而使得淅川县出现了大量移民人口。

表2   2000—2020年丹江口水库三生空间面积变化统计

Table 2  Statistics of production-living-ecological space area change of Danjiangkou Reservoir,2000—2020

用地类型

2000年

面积/km2

2010年

面积/km2

2020年

面积/km2

生态用地198.79262.74380.91
生产用地180.42117.160
生活用地1.250.820

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4.3 水库扩张对生态移民和经济发展的影响

丹江口水库水体扩张,淹没了当地生产空间180.42 km2,生活空间1.25 km2,从而导致淅川县大约16.2万居民不得不从原居住地迁走。出现移民乡镇集中分布于丹江口水库周围,其中移民人数在2万以上的乡镇有盛湾镇、香花镇、滔河乡,移民人数在1—2万之间的乡镇有金河镇、大石桥乡、老城镇、上集镇、马蹬镇,移民人数在0—1万之间的乡镇有仓房镇、九重镇(图7)。移民人数达到2万以上人数的城镇主要分布在丹江口水库中部区域,在丹江口水库扩张期间淅川县这一部分的地表水体变化最为明显,占用了库区周围的生产和生活空间用地,承载土地面积减少,承载人口压力增加,因此导致了这些乡镇的移民向其他地区进行迁移。

图7

图7   淅川县移民空间分布和移民分批统计

Fig.7   Spatial distribution of immigrants and statistics of immigrants in batches in Xichuan County


对丹江口库区移民的去向进行追踪,可知库区移民完全是由河南省内部承担接收,移民主要流向南阳市、许昌市、平顶山市、郑州市、漯河市、新乡市等地(图8)。其中移民主要的去向是南阳市9.6万人,约占整个库区移民的59.33%;许昌市、郑州市、新乡市这3地市接收移民人数均达到1万人以上,约占整个库区移民的29.54%;平顶山市、漯河市以及其它地区所接收的移民人数共有1.8万人,约占库区移民的11.13%。其中南阳市安置移民在淅川县县内的就有1.8万人。淅川县内移民安置乡镇主要为厚坡镇、香花镇、九重镇、马蹬镇4地,移民安置人数皆达到2000人以上,结合淅川县三生空间变化进行分析,主要是因为这部分地区多为生产、生活用地,适宜移民后期的居住生活。

图8

图8   河南省和淅川县安置库区移民统计

Fig.8   Statistics of resettlement reservoir immigrants in Henan Province and Xichuan County


水库扩张除了导致淅川县产生生态移民之外,还对当地经济发展产生一定的影响。在2003—2019年间,淅川县的国内生产总值(GDP)始终处于缓步增长的状况,淅川县利用自身的生态资源禀赋,发展生态旅游业,将生态旅游与经济发展相结合。淅川县的财政预算收入在2003—2009年处于缓步上升的趋势(图9),财政预算收入的增幅不大,从2003年的1.22亿元增加到2009年的3.02亿元。在2010—2013年淅川县的财政预算收入显著增加,从2010年的7.35亿元到2013年的15.95亿元,增幅为217.01%。但在2014年,南水北调中线工程通水之际,淅川县的财政预算收入出现了一个断崖式的减少,从2013年的15.95亿元减少到2014年的7.01亿元。财政预算减少的主要原因是,为了保证南水北调工程的水质水量,淅川县关停了一大部分工业企业,因此导致淅川县的财政预算收入减少。在2014年之后,到2019年间,淅川县的财政预算收入恢复了平缓上升的状态。

图9

图9   2003—2019淅川县财政预算收入和GDP统计

Fig.9   Statistics of fiscal budget revenue and GDP of Xichuan County from 2003 to 2019


5 讨 论

水库扩张对淅川县的三生空间分布格局的演变影响。当前部分学者45-46的研究结果表明南水北调中线工程水源地土地利用变化特征为,在2009—2015年间耕地大量减少,主要转变为草地、林地、建设用地。这一规律与本研究所分析的淅川县三生空间的演变规律相同。而在这一演化过程中水库扩张促进了生态空间的增加,同时水库扩张过程中,水库周围植树和当地的退耕还林政策也使得生态空间增加。生态空间覆盖率从2000年的52.10%增加到2020年的65.07%,生态空间的扩张,特别是水体扩张改善了当地的生态环境,可以有效提升淅川县的生态宜居性。淅川县以水质保护、绿色发展为主,为保证一库清水永续北送,将生态保护和脱贫发展相结合,把植树造林和旅游开发相结合,构建环库旅游生态圈和旅游区47

Google Earth Engine云平台实现水库水体长时间序列监测。要分析丹江口水库扩张对水源地生态空间格局所造成的影响时,就需要实现对淅川县水体变化的长时间序列连续监测。这就需要用到一定数量的遥感影像来支撑这一部分工作,运用传统的遥感方法来进行处理,需要耗费大量的时间和人力来完成48-49。Google Earth Engine云平台中存储着海量地理空间数据,还提供相应的可视化和分析计算能力50-51

因此本研究基于Google Earth Engine云平台,共运用了1 631景Landsat影像实现了对2000—2020年淅川县水体变化的连续监测,使用了足够数量的遥感影像集合来有效地监测水体的动态变化,并提高了水体提取的效率和精度。

随着水库水域扩张,占用淅川县的生产、生活空间,对于居民的生产生活存在影响。水域扩张使得淅川县产生16.2万的生态移民52,在迁移过程中会针对移民所做出的牺牲给予一定的补偿,如对移民原房屋建筑的补偿标准(图10),但是生态移民的后续发展问题没有得到应有的关注。人作为生态系统最重要的组成部分之一,其受到的影响更加主观。生态移民的安置、搬迁后的生活状况是评估丹江口水库扩张相关影响的决定性因素之一53。后续应当对生态移民的流向深入追踪,将生态移民的后续补偿纳入到生态补偿范围内。

图10

图10   丹江口库区生活补偿标准

Fig.10   Resettlement compensation Standard of different construction in Danjiangkou Reservoir


6 结 论

研究以基于Google Earth Engine云平台获取的2000—2020年淅川县水体数据为基础,结合土地利用数据,通过建立三生空间分类体系,分析了淅川县水体扩张对当地的三生空间格局变化所造成的影响。主要结论为:

(1)淅川县的土地利用率总体均呈上升态势,淅川县的生态用地面积呈现波动上升趋势,生产用地逐渐减少,生活用地不断扩张。从2000年至2020年淅川县生态用地面积波动增加371.64 km2,生产用地面积减少447.84 km2,生活用地面积增加87.26 km2

(2)淅川县境内的水域面积在2000—2020年处于波动上升的状态,最大水域面积总体呈上升趋势,在丹江口水库水域扩张的过程中占用三生用地。在2000—2020年间,库区水域扩张分别占用生产用地面积180.42 km²、生活用地面积1.25 km2

(3)丹江口水库大坝加高,淹没库周大约181.67 km2的生产、生活用地,使得淅川县产生16.2万的生态移民。移民的主要来源分布丹江口水库周围的乡镇;丹江口库区移民的主要流向为南阳市,约占整个库区移民的59.33%;南水北掉中线工程不仅使得淅川县产生生态移民,并且对淅川县的财政预算收入产生明显影响。

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