2008－2018年拉薩市溫室蔬菜地時(shí)空變化特征

宮殿清，王兆鋒，張鐿鋰,3

2008－2018年拉薩市溫室蔬菜地時(shí)空變化特征

宮殿清1,2，王兆鋒1,2※，張鐿鋰1,2,3

（1. 中國(guó)科學(xué)院地理科學(xué)與資源研究所陸地表層格局與模擬重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100101；2. 中國(guó)科學(xué)院大學(xué)，北京 100049； 3. 中國(guó)科學(xué)院青藏高原地球科學(xué)卓越創(chuàng)新中心，北京 100101）

隨著居民對(duì)蔬菜消費(fèi)需求的不斷提高，拉薩市溫室蔬菜地得到快速發(fā)展，但對(duì)溫室蔬菜地格局變化過(guò)程仍缺乏清楚的認(rèn)識(shí)。該研究基于2008－2018年11期拉薩市高清遙感影像，結(jié)合實(shí)地調(diào)研，采用重心轉(zhuǎn)移分析、地統(tǒng)計(jì)分析等方法，研究了2008－2018年拉薩市溫室蔬菜地時(shí)空格局變化特征。結(jié)果表明：1）2008－2018年，拉薩市溫室蔬菜地面積總體呈波動(dòng)上升趨勢(shì)，年均增長(zhǎng)率為6.93%。研究時(shí)段內(nèi)，溫室蔬菜地變化經(jīng)歷了發(fā)展、調(diào)整、穩(wěn)定三個(gè)階段，各階段年均變化率分別為11.08%、-2.13%和0.77%。2）研究時(shí)段內(nèi)，拉薩市城關(guān)區(qū)和堆龍德慶區(qū)溫室蔬菜地比例下降56.2%，達(dá)孜區(qū)和曲水縣溫室蔬菜地比例上升51.58%，溫室蔬菜地分布重心向遠(yuǎn)離城區(qū)的城郊轉(zhuǎn)移，向東南方向遷移了約4 896 m。3）新增溫室蔬菜地向高海拔和大坡度區(qū)域轉(zhuǎn)移，海拔3 675～3 800 m范圍內(nèi)溫室蔬菜地面積比例由22.05%上升到30.41%，坡度6°～10°區(qū)域溫室蔬菜地面積占比上升5.92%。4）溫室蔬菜地新增源于耕地，減少多因?yàn)榻ㄔO(shè)用地?cái)U(kuò)張。蔬菜需求量大和溫室蔬菜收益高是溫室蔬菜地面積增加的基本動(dòng)力，區(qū)域土地利用調(diào)整是溫室蔬菜地格局變化的重要推動(dòng)力。

遙感；土地利用；溫室；蔬菜地；時(shí)空變化；青藏高原

0 引 言

溫室蔬菜是指利用溫室建筑物及設(shè)備，人為調(diào)控蔬菜生長(zhǎng)環(huán)境，高效利用光、熱、水、肥的蔬菜生產(chǎn)模式；主要包括玻璃溫室、塑料溫室（包括塑料大棚、中小拱棚）等，是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的重要標(biāo)志[1-3]。由于溫室可實(shí)現(xiàn)反季節(jié)種植，能提高蔬菜產(chǎn)量，且經(jīng)濟(jì)效益好，近年來(lái)在中國(guó)得到快速發(fā)展。截至2017年底，中國(guó)不同類(lèi)型溫室蔬菜面積達(dá)到352萬(wàn)hm2，占世界溫室蔬菜總面積的90%以上[4]，約占中國(guó)蔬菜種植總面積的30%，溫室蔬菜收益達(dá)到蔬菜產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)的60%[5]，為地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和居民生活改善做出了巨大貢獻(xiàn)。

由于自然地理?xiàng)l件和經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的影響，中國(guó)溫室蔬菜地80%分布在環(huán)渤海灣地區(qū)、黃淮地區(qū)和長(zhǎng)江中下游地區(qū)，10%分布在西北地區(qū)[6]。而在青藏高原地區(qū)，由于受高寒環(huán)境和居民蔬菜消費(fèi)習(xí)慣的影響，溫室蔬菜起步較晚[7]。但近年來(lái)，隨著區(qū)域經(jīng)濟(jì)和科技發(fā)展水平的不斷提高，高原農(nóng)牧民對(duì)果蔬的需求日益提升[8]，高原溫室蔬菜種植業(yè)得到迅速發(fā)展[7, 9-10]。2018年，青藏高原溫室用地面積達(dá)7 821.74 hm2，集中分布在青?！昂愉夜鹊亍焙臀鞑亍耙唤瓋珊印钡貐^(qū)[7]。其中拉薩市溫室蔬菜地面積已超過(guò)1 400 hm2[11]，占拉薩蔬菜種植總面積的32.28%，溫室蔬菜產(chǎn)量占到蔬菜總產(chǎn)量的66%[12]，有效地保障了當(dāng)?shù)厥卟斯?yīng)，滿(mǎn)足了人民日益增長(zhǎng)的飲食需求，溫室蔬菜在國(guó)民經(jīng)濟(jì)及當(dāng)?shù)鼐用裆钪械牡匚蝗找嫱怀鯷13-14]。

目前有關(guān)溫室蔬菜的研究，多關(guān)注于溫室蔬菜經(jīng)營(yíng)模式、發(fā)展策略和生產(chǎn)技術(shù)等方面，溫室蔬菜產(chǎn)業(yè)化、土地流轉(zhuǎn)市場(chǎng)、技術(shù)設(shè)備和人才隊(duì)伍建設(shè)等方面獲得長(zhǎng)足經(jīng)驗(yàn)[4, 15-23]。高原土地利用變化的研究中，多側(cè)重土地類(lèi)型的轉(zhuǎn)化[24-29]，專(zhuān)門(mén)針對(duì)溫室蔬菜地格局變化以及時(shí)空變化過(guò)程的研究較少，魏慧等[7]基于Google Earth影像，分析了青藏高原設(shè)施農(nóng)業(yè)用地的空間分布格局，發(fā)現(xiàn)高原設(shè)施農(nóng)地集中分布在海拔2 200～2 600和3 600～3 900 m高程區(qū)間內(nèi)；西寧和拉薩城市發(fā)展，導(dǎo)致60%以上的設(shè)施農(nóng)業(yè)用地被建設(shè)占用；高原設(shè)施農(nóng)地存在溫室類(lèi)型單一、變動(dòng)頻繁和“過(guò)程性浪費(fèi)”等問(wèn)題。由于其研究目標(biāo)是揭示高原設(shè)施農(nóng)地的分布格局，僅分析了2008年和2018年兩期數(shù)據(jù)，對(duì)高原設(shè)施農(nóng)地變化過(guò)程沒(méi)有進(jìn)行深入研究，高原溫室蔬菜地變化規(guī)律仍不明確，這影響了高原溫室蔬菜地的合理規(guī)劃和保護(hù)，制約了設(shè)施農(nóng)業(yè)有序和良性發(fā)展。為此，本文以拉薩市為研究區(qū)，利用Google Earth高分影像，識(shí)別拉薩市2008－2018年溫室大棚的空間分布，揭示近10 a來(lái)拉薩溫室蔬菜地時(shí)空變化特征，為高寒區(qū)地區(qū)科學(xué)規(guī)劃和布局溫室，有序發(fā)展溫室蔬菜地提供科學(xué)借鑒。

1 研究區(qū)概況

拉薩市為西藏自治區(qū)首府，位于青藏高原中南部，地處雅魯藏布江支流拉薩河中下游河谷，區(qū)域平均海拔超過(guò)3 800 m。拉薩市下轄3個(gè)區(qū)、5個(gè)縣，總面積近3萬(wàn)km2[30]。氣候?qū)俑咴瓬貛О敫珊导撅L(fēng)氣候，干濕季節(jié)分明，年均溫約為7.4 ℃，年降水量為200～510 mm。太陽(yáng)輻射強(qiáng)，年日照時(shí)數(shù)超過(guò)3 000 h，有利于溫室蔬菜生長(zhǎng)。

研究區(qū)溫室蔬菜地呈串珠狀分布在拉薩河兩岸耕地區(qū)[7]，多為塑料大棚，也有部分連棟溫室。溫室主要用于種植蔬菜，包括萵筍、西紅柿、豇豆、上海青等；少量溫室種植西瓜、草莓等水果和月季、福祿考等花卉。研究區(qū)如圖1所示。

圖1 研究區(qū)位置示意圖

2 數(shù)據(jù)與方法

拉薩市溫室大棚矢量圖斑基于2008－2018年Google Earth影像解譯，采用91衛(wèi)圖助手（v16.9.2 Build）下載，空間分辨率為0.52～0.26 m (18~19級(jí))。DEM數(shù)據(jù)為地理空間數(shù)據(jù)云（http://www.gscloud.cn）GDEMV2 30 m高程數(shù)據(jù)。蔬菜產(chǎn)量、國(guó)民生產(chǎn)總值、旅游人口和蔬菜消費(fèi)量等社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)源于拉薩市統(tǒng)計(jì)年鑒[30]，土壤質(zhì)地?cái)?shù)據(jù)為本研究實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)。

拉薩市溫室大棚多為規(guī)則矩形，且反射率高，便于識(shí)別。直接采用直接利用影像分辨率為0.52 m（18級(jí)）的影像，目視解譯判別各年年底溫室圖斑，其中不單獨(dú)識(shí)別溫室間小塊空地和田埂，但剔除溫室區(qū)內(nèi)面積大于0.10 hm2的露天地及寬度大于7 m的道路，以及黑色紡織物覆蓋的溫室養(yǎng)殖大棚；并利用影像分辨率0.26 m（19級(jí)）的影像對(duì)解譯溫室圖斑邊界進(jìn)行修訂，以提高解譯的準(zhǔn)確度。同時(shí)，采用實(shí)地調(diào)查驗(yàn)證解譯結(jié)果；5條樣線(xiàn)、207個(gè)圖斑的驗(yàn)證結(jié)果顯示，解譯準(zhǔn)確率達(dá)到98%。溫室的高程和地形坡度基于30 m DEM數(shù)據(jù)提取，利用ArcGIS 10.3空間分析工具，統(tǒng)計(jì)不同海拔和坡度的溫室蔬菜地面積。

采用空間幾何重心轉(zhuǎn)移表征溫室蔬菜地分布的整體變化方向[31-33]。計(jì)算溫室每個(gè)圖斑幾何中心的經(jīng)度值和緯度值，得出溫室蔬菜地重心坐標(biāo)。公式如下：

3 結(jié)果與分析

3.1 溫室蔬菜地面積變化

3.1.1 溫室蔬菜地總面積變化

2008－2018年，拉薩市溫室蔬菜地面積總體呈波動(dòng)上升趨勢(shì)（圖2），年均增長(zhǎng)率為6.93%。2008年面積最小，為840.42 hm2；2018年面積最大，達(dá)1 678.72 hm2。依據(jù)增減趨勢(shì)，溫室蔬菜地變化可分為3個(gè)階段。2008－2011年為第一階段，年均溫室蔬菜地面積1 050 hm2。該時(shí)段內(nèi)，溫室蔬菜地呈持續(xù)擴(kuò)張態(tài)勢(shì)，年均增長(zhǎng)率為11.08%。因此，該時(shí)段可視為拉薩溫室蔬菜地的發(fā)展期。2012－2015年為第二階段，溫室蔬菜地面積均值在1 413 hm2左右，較第一階段平均水平增加近400 hm2。該階段，溫室蔬菜地面積呈持續(xù)下降趨勢(shì)，年均變率為?2.13%，該時(shí)段可視為拉薩溫室蔬菜地的調(diào)整期。2016－2018年為第三階段，溫室蔬菜地面積在1 668 hm2左右，較第二階段增加約250 hm2。該時(shí)段溫室蔬菜地面積較為穩(wěn)定，年變率僅為0.77%，該時(shí)段可視為拉薩溫室蔬菜地的穩(wěn)定期。3個(gè)時(shí)段間，由發(fā)展期躍升到調(diào)整期時(shí)，拉薩溫室蔬菜地面積增加了277.17 hm2；由第二階段到第三階段，溫室蔬菜地面積增加了289.36 hm2。

圖2 2008－2018年拉薩市溫室蔬菜地面積變化

3.1.2 各行政區(qū)溫室蔬菜地面積變化

拉薩溫室蔬菜地主要分布在城關(guān)區(qū)、堆龍德慶區(qū)、達(dá)孜區(qū)和曲水縣4個(gè)區(qū)縣（表1和圖3）。2018年，此4區(qū)縣溫室蔬菜地面積占拉薩市溫室蔬菜地總面積的94.04%；林周縣、墨竹工卡縣溫室蔬菜地面積相對(duì)較小，分別為74.74和25.13 hm2；尼木縣僅有1個(gè)小規(guī)模的溫室區(qū)約0.12 hm2；當(dāng)雄縣未發(fā)現(xiàn)溫室蔬菜地分布。2008－2018年，拉薩市各區(qū)縣溫室蔬菜地面積比例變化明顯。2008年，拉薩市93.78%的溫室蔬菜地分布在城關(guān)區(qū)和堆龍德慶區(qū)；2018年，該比例下降到37.58%；同期，曲水縣和達(dá)孜區(qū)溫室蔬菜地占拉薩市溫室蔬菜地總面積的比例4.89%由上升到56.46%。

從不同區(qū)縣溫室蔬菜地面積變化過(guò)程看（表2），2008－2018年，城關(guān)區(qū)和堆龍德慶區(qū)溫室蔬菜地整體呈先增加后減少趨勢(shì)；2012年，2區(qū)的溫室蔬菜地面積達(dá)到峰值，分別為為829.12、364.35 hm2。達(dá)孜區(qū)和曲水縣溫室蔬菜地呈增加趨勢(shì)，且與拉薩市溫室蔬菜地整體變化特征一致，具有明顯的階段式分段特征。2008－2011年，處于第一階段，溫室蔬菜地面積較小，且發(fā)展緩慢；2012－2015年，處于第二階段，較第一階段有了明顯的增加，2區(qū)縣階段溫室蔬菜地年均面積分別為110.50、127.73 hm2；2016－2018年，處于第三階段，較第二階段又有了大幅度的提高，2區(qū)縣階段溫室蔬菜地年均面積分別達(dá)到363.06、451.57 hm2。2008－2015年，林周縣溫室蔬菜地面積變化較小，2016年以后溫室蔬菜地面積激增，面積均值較前期增加了約7.88倍。而墨竹工卡縣溫室蔬菜起步較晚，整個(gè)過(guò)程發(fā)展緩慢，2018年溫室蔬菜地面積僅為25.13 hm2。

表1 拉薩市溫室蔬菜地分布區(qū)縣面積占比

注：不同年份溫室蔬菜地圖斑存在重疊部分，需對(duì)應(yīng)表2內(nèi)容。

表2 2008－2018年不同行政區(qū)溫室蔬菜地面積

3.2 溫室蔬菜地分布變化

3.2.1 溫室蔬菜地分布重心遷移

2008－2018年，拉薩市溫室蔬菜地幾何重心表現(xiàn)出由市區(qū)向遠(yuǎn)郊區(qū)縣轉(zhuǎn)移的態(tài)勢(shì)，總體由西北向東南遷移約4 896 m（圖4）。

圖4 溫室蔬菜地重心遷移軌跡圖

2008－2011年溫室蔬菜地重心向東南遷移約2 506 m，主要受城關(guān)區(qū)、曲水縣和墨竹工卡縣溫室蔬菜地變動(dòng)影響。其中城關(guān)區(qū)溫室蔬菜地占全市溫室蔬菜地比例下降5.57%，南側(cè)曲水縣和東側(cè)達(dá)孜縣溫室蔬菜地占比分別上升4.93%、1.09%，使該階段溫室蔬菜地重心向東和向南方向遷移。2011－2015年拉薩溫室蔬菜地重心向東遷移約3 215 m，城關(guān)區(qū)及西側(cè)堆龍德慶區(qū)溫室蔬菜地占比分別下降5.26%、4.23%；達(dá)孜區(qū)、林周縣和墨竹工卡縣溫室蔬菜地占比合計(jì)上升7.69%，使該階段溫室蔬菜地重心向東遷移。2015－2018年溫室蔬菜地重心整體向西南遷移約1 633 m。城關(guān)區(qū)和堆龍德慶區(qū)占比下降明顯，分別下降34.12%、7.26%；東側(cè)的曲水縣和西側(cè)達(dá)孜區(qū)溫室蔬菜地占比大幅上升，分別上升20.79%、17.78%，使得該階段溫室蔬菜地重心整體向西南側(cè)遷移。

3.2.2 不同海拔溫室蔬菜地分布變化

海拔是影響區(qū)域氣壓、氣溫與光照條件的重要因素[34-35]，也是影響溫室蔬菜地作物種植的主要自然因素之一。拉薩溫室蔬菜地分布最低點(diǎn)在曲水縣拉薩河匯入雅魯藏布江的入江口附近，海拔約3 580 m ；最高點(diǎn)在墨竹工卡縣東部扎西崗鄉(xiāng)境內(nèi)，海拔3 949 m。

從表3可知，2008－2018年，海拔3 600～3 700 m是溫室蔬菜地集中分布區(qū)，該范圍內(nèi)溫室蔬菜地面積占拉薩溫室蔬菜地總面積的80%以上。其中海拔3 625～3 675 m，溫室蔬菜地面積呈現(xiàn)出先增加后減少的趨勢(shì)，但該海拔梯度內(nèi)溫室蔬菜地面積占拉薩溫室蔬菜地總面積的比例呈持續(xù)下降趨勢(shì)。但在海拔3 625 m以下和3 675 m以上，溫室蔬菜地面積和比例均呈上升趨勢(shì)。特別是海拔3 675～3 700 m范圍內(nèi)，在2008年溫室蔬菜地面積為94.33 hm2，僅占拉薩溫室蔬菜地總面積的11%；而到2018年，該海拔范圍溫室蔬菜地面積增加到599.19 hm2，比例上升到36%。這說(shuō)明2008－2018年拉薩溫室蔬菜地分布重心有向高海拔轉(zhuǎn)移的趨勢(shì)。

表3 2008－2018年不同海拔梯度溫室蔬菜地分布面積

3.2.3 不同坡度范圍溫室蔬菜地分布變化

坡度影響溫室蔬菜地局地光照、溫度和空氣流動(dòng)（風(fēng)）[36-37]。表4為不同地形坡度范圍溫室蔬菜地面積分布。2008－2018年，40%以上的溫室蔬菜地地形坡度在2°～4°范圍內(nèi)，其次各約20%的溫室蔬菜地地形坡度分別為0°～2°和4°～6°，其他地形坡度區(qū)溫室蔬菜地分布較少。坡度大于25°的溫室蔬菜地面積最大時(shí)，僅占0.17%，主要分布在城關(guān)區(qū)納金鄉(xiāng)北部沖積扇與山體的交接地帶，這些區(qū)域局地坡度稍大，同時(shí)，30 m的DEM數(shù)據(jù)可能也會(huì)導(dǎo)致局地坡度結(jié)果偏大。但從研究區(qū)整體來(lái)看，分析結(jié)果仍能反映出拉薩市溫室蔬菜地分布的坡度特征。

從不同地形坡度區(qū)溫室蔬菜地變化過(guò)程看，各坡度區(qū)溫室蔬菜地面積總體都呈上升趨勢(shì)，其中，2°～4°坡度范圍內(nèi)，溫室蔬菜地增加面積最大為375.52 hm2；其次為4°～6°坡度范圍，增加面積239.50 hm2。值得注意的是，0°～2°坡度范圍內(nèi)，溫室蔬菜地面積雖然有所增加，但該區(qū)域溫室蔬菜地所占拉薩市溫室蔬菜地總面積的比例呈下降趨勢(shì)；2°～4°范圍內(nèi)，溫室蔬菜地的該比例呈現(xiàn)出先增加后降低的趨勢(shì)，特別是自2013年以來(lái)，下降明顯；而4°以上坡度區(qū)，該比例呈持續(xù)上升趨勢(shì)，特別是6°～10°范圍內(nèi)，該比例上升趨勢(shì)明顯，約5.92%。說(shuō)明拉薩溫室蔬菜地地形坡度分布重心有向高坡度區(qū)轉(zhuǎn)移的趨勢(shì)。

表4 2008－2018年不同坡度溫室蔬菜地分布面積

3.3 溫室蔬菜地空間變化影響與效應(yīng)

3.3.1 溫室蔬菜地的轉(zhuǎn)入與轉(zhuǎn)出

對(duì)比分析拉薩市溫室蔬菜地變化前后用地情況發(fā)現(xiàn)（圖5），新增溫室蔬菜地均來(lái)源于耕地，減少的溫室蔬菜地多轉(zhuǎn)化為建設(shè)用地和耕地。2008—2018年耕地轉(zhuǎn)溫室蔬菜地累計(jì)達(dá)到2 914.77 hm2；溫室蔬菜地轉(zhuǎn)建設(shè)用地累計(jì)達(dá)1 180.49 hm2，轉(zhuǎn)耕地為911.54 hm2。

圖5 不同年份溫室蔬菜地轉(zhuǎn)入-轉(zhuǎn)出面積

溫室蔬菜地的轉(zhuǎn)移過(guò)程與溫室蔬菜地總面積變化的3個(gè)階段具有高度的一致性。2008－2009、2011－2012、2015－2016年，都出現(xiàn)了大量耕地轉(zhuǎn)為溫室蔬菜地的峰值過(guò)程，峰值過(guò)后溫室蔬菜地的轉(zhuǎn)入轉(zhuǎn)出都逐漸趨緩。2008－2011年，各年溫室蔬菜地轉(zhuǎn)入面積大于轉(zhuǎn)出面積，溫室蔬菜地總體呈上升趨勢(shì)。2011－2012年，溫室蔬菜地轉(zhuǎn)入面積（518.07 hm2）明顯高于轉(zhuǎn)出（240.90 hm2），使溫室蔬菜地變化躍入第二階段；2012－2015年間，溫室蔬菜地轉(zhuǎn)入面積小于轉(zhuǎn)出面積，導(dǎo)致溫室蔬菜地總體呈下降趨勢(shì)。2015－2016年，溫室蔬菜地又迎來(lái)轉(zhuǎn)入的峰值，凈增加289.10 hm2，使溫室蔬菜地變化進(jìn)入第三階段，之后轉(zhuǎn)入轉(zhuǎn)出基本平衡，溫室蔬菜地總面積保持穩(wěn)定。

從空間上看（圖6），溫室蔬菜地轉(zhuǎn)化為建設(shè)用地主要發(fā)生在拉薩市城區(qū)周邊地區(qū)，包括城關(guān)區(qū)東部納金鄉(xiāng)、蔡公堂鄉(xiāng)，北部奪底鄉(xiāng)，堆龍德慶區(qū)東南部東嘎鎮(zhèn)、乃瓊鎮(zhèn)附近。新增溫室蔬菜地沿拉薩河谷分布在達(dá)孜區(qū)德慶鎮(zhèn)東部和曲水縣聶當(dāng)鄉(xiāng)。表現(xiàn)出溫室蔬菜地由城市郊區(qū)向遠(yuǎn)郊區(qū)縣轉(zhuǎn)移的特征。

圖6 2018年較2008年拉薩市建設(shè)用地與溫室蔬菜地變化

3.3.2 溫室蔬菜地空間變化對(duì)土壤質(zhì)地的影響

土壤質(zhì)地是決定土壤水肥保持能力的重要因素，也是影響作物生長(zhǎng)的關(guān)鍵要素之一[38]。由于拉薩河谷氣候相對(duì)干旱，且海拔較高，土壤發(fā)育程度較低，區(qū)域土壤多屬灌叢草原土類(lèi)型。從研究區(qū)溫室蔬菜地內(nèi)外216個(gè)土壤樣品（土層深度0～20 cm）的實(shí)測(cè)結(jié)果看，區(qū)域耕作土壤質(zhì)地屬砂質(zhì)壤土，在海拔3 700 m以下，土壤各粒級(jí)體積百分比相對(duì)穩(wěn)定，砂粒（粒徑大于0.02 mm）、粉粒（粒徑在0.002～0.02 mm之間）、黏粒（粒徑小于0.002 mm）平均占比分別為2.39%、18.52%、79.09%。海拔3 700～3 750 m，土壤砂粒占比降到最低水平，為65.18%，而土壤粉粒占比達(dá)最大值，為30.76%，土壤質(zhì)地達(dá)到相對(duì)較好的狀態(tài)。這可能與該海拔段是拉薩河流域沼澤濕地的主要分布區(qū)有關(guān)[39]，耕地多在20世紀(jì)60年代由沼澤濕地開(kāi)墾而成，土壤質(zhì)地相對(duì)較好。海拔3 750 m以上，土壤砂粒占比隨海拔的上升而增加，土壤粉粒占比降低。這體現(xiàn)了海拔對(duì)土壤形成發(fā)育的影響。

以棚外大田樣地土壤質(zhì)地作為溫室蔬菜地土壤質(zhì)地本底參考值，分析拉薩市不同海拔溫室蔬菜地土壤質(zhì)地變化（表5）。不同海拔溫室蔬菜地土壤顆粒組成變化幅度明顯低于溫室外耕地土壤。從溫室蔬菜地內(nèi)外土壤質(zhì)地來(lái)看，海拔3 700 m以下，溫室蔬菜地和棚外普通耕地土壤質(zhì)地十分相似，各粒級(jí)占比差異小，最大差異僅為2.23%。而海拔3 700～3 750 m，溫室內(nèi)外土壤顆粒組成差異達(dá)到最大。這可能與溫室蔬菜地頻繁的耕作和灌溉有關(guān)。海拔3 700 m以上，隨著高程的升高，溫室內(nèi)外土壤砂粒呈升高趨勢(shì)，粉粒占比呈下降趨勢(shì)，溫室蔬菜地內(nèi)外土壤各粒級(jí)差異逐漸減少。而在海拔3 850～3 900 m棚內(nèi)外差異又較明顯，達(dá)到15.71%，該海拔段內(nèi)蔬菜溫室多為新建棚室，多利用了客土改良溫室內(nèi)土壤狀況，導(dǎo)致溫室內(nèi)外土壤質(zhì)地差異較大?？傮w上看，溫室內(nèi)外土壤質(zhì)地差異不大，溫室蔬菜地經(jīng)營(yíng)對(duì)土壤質(zhì)地影響不明顯；客土作用下會(huì)顯現(xiàn)出溫室對(duì)土壤顆粒組成的影響。

表5 不同海拔溫室蔬菜地內(nèi)外土壤質(zhì)地粒級(jí)占比變化

3.3.3 溫室蔬菜地空間變化對(duì)蔬菜產(chǎn)能影響

為反映拉薩市溫室蔬菜地空間變化對(duì)蔬菜產(chǎn)能的影響，以拉薩市蔬菜年產(chǎn)量表征蔬菜產(chǎn)能（圖7），隨著拉薩市溫室蔬菜地空間擴(kuò)張，拉薩市蔬菜年產(chǎn)量整體呈增長(zhǎng)趨勢(shì)。從2008年的125 997 t增加到2016年的261 739 t，年均增長(zhǎng)率為9.57%。溫室蔬菜地面積與蔬菜年產(chǎn)量的相關(guān)系數(shù)達(dá)0.939（0.05顯著水平），表明拉薩市溫室蔬菜地面積增加，有效促進(jìn)了蔬菜產(chǎn)能提升。

圖7 2008－2016拉薩市蔬菜產(chǎn)量及溫室蔬菜地面積

4 討 論

2008－2018年，拉薩溫室蔬菜地面積呈擴(kuò)張態(tài)勢(shì)，這與拉薩社會(huì)經(jīng)濟(jì)和居民生活水平不斷提高密不可分。據(jù)統(tǒng)計(jì)[30]，2008－2016年，拉薩市人均GDP以15.54%年均速度遞增，相對(duì)應(yīng)的居民人均消費(fèi)水平由2008年的5 587元提高到2016年的13 998元。其中，城鎮(zhèn)居民鮮菜消費(fèi)性支出雖然2008年和2016年均處于600元/人·年左右，但在外飲食的消費(fèi)性支出由2008年766元/人·年（根據(jù)2007年和2009年數(shù)據(jù)推算）上升到2016年2 238元/人·年，這中間包含大量蔬菜消費(fèi)支出；而農(nóng)村居民蔬菜消費(fèi)量由2008年8.82 kg/人·年上升到2016年40.14 kg/人·年。同期，進(jìn)入拉薩的旅游人口由135萬(wàn)人次（2008年）增加到1 367萬(wàn)人次（2016年）。這些均導(dǎo)致拉薩蔬菜需求量大幅提升。另?yè)?jù)報(bào)道，拉薩溫室蔬菜經(jīng)營(yíng)的純收益可以達(dá)到12～22.5萬(wàn)元/hm2，是大宗糧食作物純收益的10倍以上，蔬菜產(chǎn)業(yè)與糧食產(chǎn)業(yè)、畜牧產(chǎn)業(yè)已成為拉薩農(nóng)牧經(jīng)濟(jì)三大主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)，經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的日益提高與溫室蔬菜的高收益，直接促進(jìn)了溫室蔬菜地的不斷擴(kuò)張。

研究時(shí)段內(nèi)，拉薩市溫室蔬菜地分布重心表現(xiàn)出由西北向東南轉(zhuǎn)移的態(tài)勢(shì)。其中，2008－2009、2011－2012和2016－2018年，溫室蔬菜地重心遷移范圍較大，空間分布明顯變化。2008－2009年，蔡公堂鄉(xiāng)東部新增了140 hm2溫室蔬菜地；納金鄉(xiāng)新增了86 hm2-溫室蔬菜地。2011年，西藏自治區(qū)人民政府公布的《西藏自治區(qū)土地利用總體規(guī)劃（2006－2020年）》中，將蔡公堂鄉(xiāng)、柳梧鄉(xiāng)、東嘎鎮(zhèn)附近區(qū)域規(guī)劃為城市新增建設(shè)用地，將納金鄉(xiāng)、奪底鄉(xiāng)等拉薩城區(qū)附近區(qū)域規(guī)劃為有條件建設(shè)區(qū)[40]。2012年，規(guī)劃于蔡公堂鄉(xiāng)的西藏最大教育基地—拉薩教育城開(kāi)工建設(shè)，導(dǎo)致100 hm2的溫室蔬菜地轉(zhuǎn)化為建設(shè)用地；同期，位于納金鄉(xiāng)的西藏會(huì)展中心的建設(shè)，致使91.24 hm2溫室蔬菜地轉(zhuǎn)化為建設(shè)用地。在相關(guān)規(guī)劃逐步實(shí)施和城區(qū)不斷擴(kuò)張的影響下，市區(qū)農(nóng)用地不斷減少，溫室蔬菜地隨之由城市外圍向遠(yuǎn)郊遷移?？梢?jiàn)，土地利用政策（包括相關(guān)規(guī)劃）調(diào)整是影響拉薩市溫室蔬菜地分布變化的重要因素。

目前，拉薩市夏秋季的蔬菜自給率為85%，春冬季自給率僅65%，居民購(gòu)買(mǎi)意愿較強(qiáng)[7,41]，本地蔬菜市場(chǎng)仍存在較大缺口；同時(shí)，在高原特殊環(huán)境條件下，高原蔬菜，特別是高質(zhì)量有機(jī)特色果蔬具有銷(xiāo)往高原區(qū)域外的優(yōu)勢(shì)和潛力。因此，拉薩溫室蔬菜有較大提升和發(fā)展空間。應(yīng)該注意的是，有研究顯示，溫室蔬菜對(duì)區(qū)域土壤質(zhì)量的影響亦有顯現(xiàn)[42-43]。近年來(lái)，拉薩溫室蔬菜地不斷向遠(yuǎn)郊區(qū)縣和高海拔、高坡度區(qū)轉(zhuǎn)移，更需要關(guān)注溫室蔬菜地區(qū)域土壤、水源等自然環(huán)境要素質(zhì)量狀況。

5 結(jié) 論

本文基于Google Earth高分影像，研究了2008－2018年拉薩溫室蔬菜地時(shí)空變化特征。結(jié)果表明：

1）2008—2018年，拉薩市溫室蔬菜地面積呈波動(dòng)上升趨勢(shì)，累計(jì)增加838.30 hm2，年均增長(zhǎng)率為6.93%。溫室面積變化過(guò)程可分為發(fā)展、調(diào)整、穩(wěn)定3個(gè)階段式階段，各階段溫室面積年均變化率分別為11.08%、-2.13%和0.77%。

2）近10a來(lái)，拉薩市溫室蔬菜地分布重心向遠(yuǎn)郊區(qū)縣轉(zhuǎn)移，約向東南方向遷移4 896 m。主要受下游曲水縣、堆龍德慶區(qū)、達(dá)孜區(qū)和城關(guān)區(qū)溫室蔬菜地面積變動(dòng)影響。

3）拉薩市新增溫室蔬菜地向更高海拔和更大坡度區(qū)域轉(zhuǎn)移。海拔3 675～3 800 m和坡度6°～10°區(qū)是溫室蔬菜地主要增加區(qū)。海拔3 675～3 800 m溫室蔬菜地面積增加695.44 hm2，面積比例由22.05%上升到30.41%；坡度6°～10°范圍內(nèi)，溫室蔬菜地面積增加130.19 hm2，面積占比上升5.92%。

4）新增溫室蔬菜地來(lái)源于耕地，減少多因?yàn)榻ㄔO(shè)用地?cái)U(kuò)張。蔬菜需求量上升和溫室蔬菜的高收益是溫室蔬菜地?cái)U(kuò)張的根本動(dòng)因，區(qū)域土地利用政策調(diào)整（包括相關(guān)規(guī)劃）是拉薩市溫室蔬菜地空間變化的重要推動(dòng)力。

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Spatial-temporal variation characteristics of greenhouse-vegetable land in Lhasa of Tibet from 2008 to 2018

Gong Dianqing1,2,Wang Zhaofeng1,2※, Zhang Yili1,2,3

(1.100101,; 2.100049,; 3.100101,)

Greenhouse-vegetable production serves as a sort of farming, in which vegetable crops grow in built structures, such as wood, plastic, metal and net. Recently, the greenhouse-vegetable farming has become an ideal way to meet the increasing demand of residents for vegetable consumption, particularly on Lhasa in the cold regions. However, a clear understanding for the changing process is still lacking in the greenhouse pattern. This study aims to clarify the change characteristics in the spatial and temporal pattern of the greenhouse-vegetable land in Lhasa from 2008 to 2018, particularly on land use, soil texture and vegetable yield. 11 high-resolution remote sensing images of greenhouse were captured from Lhasa in the northwestern China, from 2008 to 2018. Combined with field research, the barycenter shift and geostatistical techniques were used to determine the total area of greenhouse-vegetable land in various districts or counties. The movement of barycenter position was related to the direction of tracking position, including the altitude gradient and slope. Super-resolution images were obtained for the layout of greenhouses facility in alpine regions, as well the early built greenhouses-vegetable land. The results show that, 1) there was an upward trend in the area of greenhouse-vegetable land in Lhasa from 2008 to 2018, with an average annual growth rate of 6.93%. Three stages were observed for the change features of greenhouse-vegetable land in the study period, including developing, adjustment, and stability. The annual average areas of greenhouse-vegetable land in each stage were 1 050 hm2, 1 413 hm2and 1 668 hm2, respectively, while the average annual change rates were 11.08%, -2.13%, 0.77%, respectively. 2) In the past ten years, the proportion of greenhouse-vegetable land in Chengguan and Doilungdêqên of Lhasa decreased by 56.2%, while the proportion in Dagze and Quxu increased by 51.58%. 3) The newly developed greenhouse-vegetable lands were transferring to high-altitude and high-slope regions, far away from urban or industrial areas. In the altitude range of 3 675-3 800 m, the areas of greenhouse-vegetable lands increased from 22.05% to 30.41%, while that in the 6°-10° slop regions increased by 5.92%. 4) The spatial change of greenhouse-vegetable lands in Lhasa revealed that the newly added greenhouse-vegetable land much more than farmland, indicating the expansion of construction land. A basic driving force for the growth of greenhouse vegetable lands can be attributed to the large demand for vegetables and the high yield of the greenhouse. Regional land use can also be another important driving force for the distribution of greenhouse-vegetable land. In greenhouse-vegetable land operation, there was no obvious effect on soil texture, indicating the particle size of soil texture changed a little at different elevation gradients. The overall output of vegetables in Lhasa was increasing, with an average annual growth rate of 9.57%. The increase in the greenhouse area has effectively promoted the production capacity of vegetables, thereby to meet the demand of residents for vegetable consumption in Lhasa in the cold regions.

remote sensing; land use;greenhouse; vegetable land; spatial and temporal change; Tibet plateau

宮殿清，王兆鋒，張鐿鋰. 2008－2018年拉薩市溫室蔬菜地時(shí)空變化特征[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2020，36(13)：233-241.doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2020.13.027 http://www.tcsae.org

Gong Dianqing,Wang Zhaofeng, Zhang Yili. Spatial-temporal variation characteristics of greenhouse-vegetable land in Lhasa of Tibet from 2008 to 2018[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2020, 36(13): 233-241. (in Chinese with English abstract) doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2020.13.027 http://www.tcsae.org

2020-03-08

2020-06-29

國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（41771113）；第二次青藏高原綜合科學(xué)考察研究（2019QZKK0603）；中國(guó)科學(xué)院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專(zhuān)項(xiàng)（A類(lèi)）子課題（XDA20040201）

宮殿清，研究方向：自然地理綜合研究。Email: 418452941@qq.com

王兆鋒，博士，副研究員，研究方向：高寒區(qū)土壤環(huán)境地域分異特征與變化規(guī)律。Email:wangzf@igsnrr.ac.cn

10.11975/j.issn.1002-6819.2020.13.027

S601.9

A

1002-6819(2020)-13-0233-09