梁彦庆[1]2004年在《土地利用/土地覆被变化的生态环境效应研究——以石家庄西部太行山区为例》文中研究指明土地利用是人类依据一定的社会经济目的，改造和利用土地资源获取生产生活资料的活动。随着人口增多、经济发展，其范围不断扩大，利用形式渐趋复杂，对环境的破坏也愈加剧烈。土地利用／土地覆被变化对区域生态环境的影响是土地利用／土地覆被变化研究的重要内容。研究土地利用／土地覆被变化及其生态环境效应，对于了解区域乃至全球生态环境变化具有重要的理论意义，同时也可为区域土地持续利用和生态环境建设提供科学依据。 本文基于石家庄西部太行山区1987年和2000年两期遥感数据资料，利用RS、GIS方法，结合统计分析，在对其土地利用／土地覆被变化分析的基础上，对土地利用转变方式、过程、区域特征进行了定量分析和描述，揭示了石家庄西部太行山地区1987～2000年间各土地利用类型之间的时空变化特征、空间格局演变以及区域分异。在此基础上对建设用地(主要为城镇用地和工矿用地)、农业用地(耕地、园地、林地、草地)、旅游用地、湿地等不同用地类型的区域生态环境效应进行了初步探讨和研究，侧重分析了各类用地所产生的生态环境负效应，并采用理论探讨与现实实测相结合的方法说明了负效应的危害和产生机制。基于各用地类型的生态环境效应分析，探讨了全区土地利用／土地覆被变化的生态环境效应。 研究结果表明： (1)1987～2000年，耕地、林地、草地之间的转变对其数量动态变化起着主要作用，在转变过程中，耕地和草地面积明显减少，林地面积增加。 (2)1987～2000年研究区生态环境质量改善和恶化的趋势并存，并在县级行政单元上表现出明显的区域分异特征：①城镇、工矿等建设用地的环境效应主要表现为城镇用地城镇热岛效应、污染物及有害物质的集中排放，造成周围生态环境的污染;工矿用地地表露采及废弃尾矿等占用土地，造成资源浪费、破坏和植被生态破坏。②农业用地变化的生态环境效应特点是范围大，强度弱，主要负效应为水土流失、土地污染、植被更替、自然灾害频繁等。③由于旅游高峰期集中及景区管理不规范，旅游用地变化的生态环境效应表现为旅游地自然环境和生态系统的压力增大，垃圾污染、水体污染、大气污染、视觉污染以及生物多样性破坏严重。④通过黄壁庄和岗南水库两典型区分析，湿地变化的生态环境效应表现为湿地水资源短缺、水体污染和水环境生态恶化等。 本文的尝试在于:(l)运用遥感影像解译了石家庄西部太行山区这一生态环境脆弱区，分析了其14年来的土地利用/土地覆被的动态变化;(2)首次将具体分类的建设用地、农业用地、旅游用地、湿地等不同用地类型的环境效应分析应用于区域生态环境效应研究中。
崔峰[2]2013年在《城市边缘区土地利用变化及其生态环境响应》文中研究表明土地是人类赖以生存和发展的重要资源与物质保障。在一定地域条件下,人口(Population)、资源(Resource)、环境(Environment)、经济(Economy)构成开放复杂的动态巨系统(PREE系统),土地利用/覆被变化(LUCC)则是这个巨系统中最为基础的部分。从某种程度上说,人类利用土地创造物质财富和发展经济的过程,也是对自然资源与生态环境产生重要影响的过程,二者的关系非常密切。自20世纪90年代以来,土地利用变化作为全球变化最直接、最重要的表现、作为研究自然与人文过程的理想切入点,越来越受到国际科学界和各国政府的关注和重视,其研究内容也从全球气候变化效应扩展到不同空间尺度的土地利用/土地覆被变化过程、驱动机制及资源、生态环境效应等多方面。其中,LUCC的生态环境效应研究与评价、LUCC的微观机理与过程研究是当前LUCC研究的两个热点。中国地域辽阔,各地土地资源利用方式、土地利用结构、土地利用程度等具有明显的区域差异和不同特点。选择较小空间范围的典型区域进行研究,是深入分析土地利用/土地覆被时空变化规律、驱动力及生态环境效应的有效途径。城市边缘区作为地处城乡交错地带的LUCC典型区域,具有不同于城市建成区与乡村腹地的特殊的自然、经济、社会条件以及土地利用变化过程和机制。无论从时间尺度还是从空间尺度上看,城市边缘区都是研究土地利用/覆被变化及其生态环境效应的天然实验室和最佳尺度。因此,加强具有不同地域和土地利用特征的城市边缘区LUCC及其生态环境响应的研究,既能为有关部门提供土地利用变化过程及机制的信息,进而为采取相应的经济社会发展、土地利用与生态环境建设决策提供依据,同时对进一步夯实区域LUCC研究基础,深化中国LUCC研究及城市边缘区LUCC研究具有重要意义。江宁区地处中国东部沿海经济发达地区的南京市城市边缘区,近年来随着经济社会的快速发展,其土地利用变化明显,对生态环境的影响与日俱增,是进行区域土地利用空间格局动态变化、驱动机制及生态环境响应研究的典型案例。有鉴于此,本文系统梳理了区域土地利用变化及其生态环境响应研究的基础理论,分析了城市边缘区土地利用的特点、功能及其与生态环境的关系,在此基础上,结合南京市城市边缘区——江宁区实例,遵循“土地利用变化—驱动机制—生态环境响应”的研究路径,综合运用系统分析法、动态分析法、模型构建法、定量分析法等,分别对城市边缘区土地利用的动态变化、驱动机制及生态环境响应进行了系统研究。主要研究内容及具体研究方法如下:首先,对相关概念进行界定,包括城市与乡村、郊区、城乡结合部、城市边缘区和城乡交错带,阐明了本研究使用“城市边缘区”这一表述的原因;其次,基于对城市边缘区土地利用特点与功能的分析,揭示了该区域土地利用变化与生态环境的关系及互动机理;第叁,通过引入土地利用变化幅度、土地利用变化速度、土地利用变化程度、土地利用变化效益等指标或模型,对江宁区土地利用动态变化进行了分析,揭示了城市边缘区土地利用变化的基本特征;第四,在系统阐述土地利用变化驱动因素的基础上,采用定性分析与统计分析相结合的方法,对江宁区土地利用变化的驱动因素进行分析;第五,从价值量(货币化)角度对城市边缘区土地利用变化的生态环境响应进行研究:基于生态系统服务价值叁种评价方法的比较,采用Costanza等的生态服务价值模型,并对谢高地等的“中国不同陆地生态系统单位面积生态服务价值”当量因子表和价值系数进行修正,在此基础上,对江宁区土地利用变化的生态系统服务价值影响进行评价;第六,从物质量(非货币化)角度对城市边缘区土地利用变化的生态环境响应进行研究:基于传统生态足迹模型,引入“市公顷”概念,构建“市公顷”模型框架下的均衡因子与动态产量因子计算方法,并采用复种指数对耕地类生态足迹进行修正,进而定量评估江宁区1996-2010年土地利用变化的生态足迹;第七,基于土地利用宏观结构调整和布局的视角,对城市边缘区土地利用变化的生态安全进行评价:在系统阐述土地生态安全的概念、内涵、评估模型框架及方法的基础上,依据PSR模型框架构建城市边缘区土地利用生态安全评价指标体系(共27个指标),并运用物元模型对江宁区2005-2010年土地利用生态安全状况进行评价。基于上述研究内容,本文得出以下研究结论:(1)土地利用与生态环境的关系非常密切,二者互为因果、相互影响:一方面,在土地生态经济系统的内、外两种作用力的共同影响下,生态环境不断演化;另一方面,生态环境也会对土地利用变化发挥直接或间接的约束作用。(2)1996-2010年,江宁区土地利用类型的数量和结构发生了明显变化,耕地、水利设施用地、未利用土地面积明显减少,居民点及独立工矿用地、林地面积明显增加,其它土地面积则变化很小;土地利用变化速度总体上表现出缓慢上升的态势,具有重要生态价值的水利设施用地、未利用土地、耕地明显减少,居民点及独立工矿用地和交通运输用地迅速增加,是江宁区15年来土地利用变化的主要趋势;15年间,江宁区土地利用景观格局(特征)发生了明显变化,总体上呈现出土地利用类型多样性增加、优势度减小、均匀度提高的特点,反映出人类活动对城市边缘区土地利用的干扰程度不断加大。(3)导致江宁区土地利用变化的主要因素包括人口增长、经济发展、工业化和城镇化、土地利用经济效率差异等。其中,人口增长是江宁区土地利用变化中最具活力的驱动力之一;经济增长是推动江宁区土地利用变化的主要驱动力之一;工业化和城镇化对江宁区土地利用变化发挥了重要促进作用;建设用地和农业用地差异巨大的土地利用经济效率指数,促使江宁区农业用地向建设用地转化。总之,城市向外扩张力和城市边缘区内部作用力均对城市边缘区土地利用变化有重要影响,其本质是土地所有者或使用者对不同用地类型间边际效用的比较。(4)1996-2010年,江宁区土地利用变化的生态系统服务总价值趋于减少,其最主要的原因在于耕地面积的不断减少。15年间,江宁区各土地利用类型的单项生态系统服务价值均有不同程度的降低,其中水文调节和废物处理的生态服务价值降幅最大,仅原材料供给价值呈稳定增长态势。(5)15年来,江宁区的生态足迹和生态承载力均在降低,生态赤字较为明显。其中,2010年江宁区总的生态赤字达75.42466×104hm2,相当于当年江宁区总生态承载力的722.47%,即全区生态足迹已经超过其生态承载力的7.22倍,表明江宁区经济社会发展的需求与生态环境供给能力之间的矛盾突出,也即区域经济社会发展面临着非常严峻的生态环境压力。(6)2005年之后,政府的各项环境保护政策和措施产生了明显的生态环境绩效,6a中江宁区土地利用生态安全整体上呈“安全”状态,但安全水平较低,需进一步巩固和提高。其中,单位耕地面积农药施用量、单位耕地面积化肥施用量、单位GDP二氧化硫(SO2)排放量、人均水资源量、人均公共绿地面积、工业废水排放达标率、农民人均纯收入、人均GDP等对江宁区土地利用生态安全水平的提升有重要作用;而单位耕地薄膜用量、环境治理完成投资总额占GDP比例、第叁产业产值占国内生产总值的比重等指标则是制约江宁区土地利用生态安全水平提升的因素;(7)建议从加强土地利用规划管理、强化生态用地保护、优化土地利用配置模式、加强生态环境建设等方面,进一步改善城市边缘区土地利用与生态环境的关系。
陈景[3]2015年在《石家庄西部太行山区土地利用变化碳排放演变及预测研究》文中提出IPCC第五次评估报告指出全球变暖趋势毋庸置疑。全球气候变暖已带来了一系列的社会、经济、生态环境等方面的问题,严重影响了社会经济的可持续发展。人类活动中土地利用变化是引起全球气候变暖的主要活动之一。若能通过转变土地利用方式来降低碳排放,不仅有助于土地资源和社会经济的可持续发展,还为国际社会解决全球变暖问题提供一定的思路。本文以石家庄西部太行山区为例,分析2000~2010年土地利用变化情况、碳排放变化及效应变化,预测不同情景下土地利用碳排放,提出优化土地利用结构与布局的方案。对比2000、2005、2010年土地利用面积,分析土地利用面积变化情况;采用土地利用结构信息熵、土地利用转移矩阵,分析土地利用的结构变化;采用重心模型测算土地利用类型重心,分析土地利用水平空间变化;从坡度、海拔、坡向叁个角度分析土地利用垂直空间变化。以土壤图和植被类型图为基础,估算研究区土壤碳密度和植被碳密度,计算土地利用碳蓄积;基于能源消耗数据,估算土地利用碳排放。对比2000、2005、2010年土壤碳蓄积、植被碳蓄积、能源碳排放、净碳排放,分析土地利用碳排放的时间变化;通过对比土壤碳蓄积分布图、植被碳蓄积分布图、碳排放分布图和净碳排放分布图,分析土地利用碳排放的水平空间变化及各县(市、区)土地利用碳排放变化;从坡度、海拔、坡向叁个角度,分析土壤碳蓄积、植被碳蓄积、能源碳排放、净碳排放在不同坡度、不同海拔、不同坡向的垂直空间变化;采用碳蓄积强度、碳排放强度、碳排放弹性系数等指标,分析土地利用碳排放效应的时间、水平空间和垂直空间变化。采用马尔科夫模型预测了自然发展情景下土地利用及其碳排放,在土地利用总体规划的基础上,预测规划发展情景下土地利用碳排放,采用灰色多目标规划模型提出了低碳土地利用结构优化方案,利用CLUE-S模型预测了土地利用空间布局,计算优化后的土地利用碳排放、水平空间分布及垂直空间分布;从调整土地利用结构、优化土地利用布局、推广低碳土地利用技术、完善低碳土地利用保障机制等方面提出低碳土地利用对策。
彭媛媛[4]2018年在《石家庄西部太行山区土地生态系统服务价值空间分异及预测研究》文中进行了进一步梳理生态系统服务是指通过生态系统的结构、过程直接或间接得到的生命支持产品和服务。西部太行山区作为石家庄的天然绿色屏障,对山区土地生态服务价值的定量分析能够为区域生态环境建设及价值保护工作提供依据;对研究区土地生态服务价值空间分异规律特征的分析,能够深入了解山区生态服务价值的变化规律,促进区域土地资源的可持续利用,对山区生态政策的制定及环境保护具有积极意义。以石家庄西部太行山区为例,在对研究区遥感影像解译数据基础上,分析2000-2015年四期土地利用现状及变化,运用地理信息系统在提取高程、坡度和坡向叁个地形因子的基础上,对研究区四期的基础数据进行迭加分析。在研究区土地利用类型面积、结构及垂直空间的分布情况进行总结,在此基础上分析生态服务价值的时空及重心变化,并运用Markov对生态服务价值进行预测,研究结果如下:生态服务价值在2000-2015年间生态服务价值变动较小,从总量上看由2000年的149.97亿元增加到2015年的150.20亿元,增幅约为0.23亿元;生态服务价值在各地类间保持较为稳定的状态;在空间上呈现出西高东低的分布规律。林地、草地及河流湖泊等类型用地在总生态服务价值中贡献率高,高程高度对土地生态服务价值呈正面影响,并且总体上呈现随高程高度的增加其影响力越小的趋势。但东部平原区的高程高度对土地生态服务价值的影响较为微弱;坡度在2°以上区域与生态服务价值高低成正相关;坡向在南北方向上对生态服务价值有影响。从研究区生态服务价值重心的整体变动情况来看,重心位置在研究时段内变化不大,均落在平山县东部,整体位于几何中心略微偏北处,2000-2015年期间,土地生态服务价值重心向东南方向移动,相对于研究区尺度而言,位置变化距离较小,且移动距离有逐渐减小的趋势。运用马尔科夫预测模型可预测未来总体土地利用变化的趋势为耕地和水域面积逐年减少,林地草地用地略有增多,而建设用地面积呈增加趋势,生态服务价值约为145亿元,比现有水平将会减少5亿元。
刘育明[5]2008年在《山区生态环境演化及其驱动力研究》文中研究说明20世纪50年代以来,随着工业化、城市化的迅猛发展,人类活动对生态环境影响的深度和广度空前加大,导致生态环境急剧恶化,严重威胁着人类自身的生产生活以及人类社会的可持续发展。生态环境问题已经成为影响全球经济社会可持续发展的主要障碍。河北太行山区是全国典型的生态脆弱区,又是河北省及京津两市的重要生态屏障和水源地,同时也是全国生态建设的重要地区之一,区域特征独特,生态环境形势十分严峻。对该地区开展长时期的生态环境演化历史及其驱动机制研究,“知古而论今”,有助于人们认清其生态环境现状及变化发展趋势,从而对生态环境保护提出更有针对性的对策。本文在综合前人研究成果的基础上,对河北太行山区第叁纪以来气候、水资源、土地利用/覆被以及生物多样性变化情况作了全面分析,构建了基于模糊AHP方法和熵权法相结合的生态环境演变综合指数模型,分叁个时间尺度评价了研究区生态环境演变情况;并分别分析了引起区域气候、水资源量、土地利用/覆被和生物等生态环境要素变化的驱动力因素,建立层次结构模型对中小时间尺度生态环境演化的驱动力因素因子对该时段生态环境演化的贡献度作了初步评价。结果认为,对于大时间尺度生态环境演化,生态环境变化最为剧烈的时期处在第四纪冰期—间冰期旋回中,而人类历史时期生态环境演化最为剧烈的时期生态环境变化综合指数仅相当于最剧烈时期的60.16%,且从第四纪以来,气候变化幅度趋于缓和;对于千年时间尺度生态环境演化,两晋与隋唐之间的变化期生态环境演变最为剧烈;对于近50年来的生态环境变化,1950~1987年间生态环境变化最为剧烈,但是1987~2000年间仅用了13年时间就完成了1950~1987年37年间变化综合指数的63.65%,反映出生态环境演变呈加速发展趋势;对于千年时间尺度生态环境演化,区域气候变化贡献度远高于陆地生态环境演化,自然因素对区域生态环境演化的影响占主导地位,自然因素中东亚季风环流变化对千年尺度区域生态环境演化的贡献度比例远高于其余各驱动力因子,人为因素中毁林开垦耕地对千年尺度区域生态环境演化的贡献度最高;对于小时间尺度生态环境演化,陆地生态环境演化的贡献度远高于区域气候变化的贡献度,人为因素对区域生态环境演化的影响占主导地位,自然因素中气候变化对百年尺度区域生态环境演化的贡献度高于其余各驱动力因子,人为因素中毁林开垦耕地对百年尺度区域生态环境演化的贡献度最高,其次为太行山绿化、污染排放和滥伐滥捕滥采。主要创新点:(1)运用不同时间尺度,对河北太行山区生态环境演化进行全面系统研究;(2)整合多学科研究成果和方法,研究区域生态环境演化历史;(3)深入分析研究区内14个气象台站1961~2005年的温度降水观测数据,作出近45年来河北太行山区年度和各季节温度、降水变化序列,并探讨了本区气候的演变规律及发展趋势。
岑晓腾[6]2016年在《土地利用景观格局与生态系统服务价值的关联分析及优化研究》文中提出生态系统服务是人类赖以生存和发展的环境条件和效用,人类通过从生态系统获取收益以不断地满足和提高自身福祉。然而随着人口急剧增加,工业化和城市化加速,人类活动对自然生态系统造成了巨大损害,出现的一系列生态问题已成为人类在现代化进程中必须面对的世界性难题。改革开放以来,我国在社会经济方面取得了巨大成就,但同时面临着生态资源约束趋紧,环境污染严重,生态系统退化等一系列矛盾,已成为国家可持续发展的重大瓶颈。土地可持续利用的本质目的是实现生态系统与经济社会系统的可持续发展。因此,通过研究土地利用景观格局和生态系统服务价值,有助于理解两者之间的关联机制,并为促进社会、经济、生态的可持续发展提供科学的理论支撑,为政策制定者提供合理有效的决策依据。本文以土地利用景观格局为研究切入点,采用景观格局指数法对所选研究区的土地利用景观格局进行分析；采用直接市场法与替代市场法对区域内的生态系统服务价值进行评估；采用相关分析,灰色关联分析和冗余分析(RDA)对两者之间的关联关系做定量分析；通过构建“土地利用景观格局——生态系统服务价值”综合分析框架,促进理解两者之间的传导和作用机制,并提出相应的优化策略。本文主要研究内容和结论如下：(1)以遥感影像数据作为源数据,从土地利用景观类型的数量结构和景观格局的空间配置两方面对研究区内的景观格局演变进行分析。采用土地转移矩阵、土地利用动态度等方法分析土地利用景观要素的结构特征；采用景观格局指数法,选取景观水平和斑块类型水平上的两组指数对景观格局进行分析。研究表明：研究区在21年间内发生了较为剧烈的城市化现象,城市景观主要来自于农业景观的转入,同时有一定规模的建设景观和林业景观复垦为农业景观。景观水平上的景观格局呈现破碎度加剧、丰富度多元化、斑块形状复杂化、斑块团聚程度下降且分散化的趋势。农业和建设景观呈破碎化加剧,前者斑块形状区域规则,后者趋于不规则；建设和水体邻近度下降,农业邻近度稳中有升,林业邻近度处于波动状态；水体、林业和建设景观的斑块分散度上升,农业景观呈下降。(2)对研究区内的生态系统服务进行分类,并对1993-2013年间的生态系统服务生产总值进行核算。首先核算生态系统产品和服务的功能量,其次采用直接市场法和替代市场法确定各类产品和服务的价格,最后对各类型的服务价值进行汇总。研究表明：供给服务和调节服务为研究区内的生态系统服务价值的主要贡献；区域内总价值、单位面积服务价值、供给服务价值和文化服务价值总体呈上升趋势,调节服务价值保持稳定；各类服务价值在空间上满足由中心城区向外围区县逐渐增加的特征。(3)采用相关分析、灰色关联分析和冗余分析(RDA)对景观指数和生态系统服务价值进行分析。研究表明：景观指数间有着广泛而复杂的联系,存在着一定的相关性；各类生态系统服务之间存在着非线性复杂关系,且具有权衡/协同作用；景观丰富度、破碎度和分散度的提高有利于提升整体服务价值；林业景观分散度、农业和水体景观破碎度是关键性指标,林业、建设和水体斑块形状的复杂度也是重要指标,与多种类型生态系统服务价值有较大关联度；林业景观格局的不同指标对生态系统服务价值的变化起关键性作用；各景观指数对各类型服务价值的作用机制有较大差异,供给服务、气体调节、气候调节、废物处理、防护功能和文化服务价值这一组价值与水源涵养和土壤保持服务价值之间存在权衡作用。(4)通过构建土地利用景观格局——生态系统服务价值综合分析框架,对两者的影响和反馈机制进行探讨。研究表明,土地利用景观格局与生态系统服务价值之间存在着非线性的复杂动态关联关系；土地利用系统对生态系统服务价值的空间异质性、多样性和稳定性产生影响；生态系统对土地利用景观格局的反馈表现在环境影响、经济影响、社会影响和服务价值供给/需求异质性影响。(5)以生态系统服务价值提升为目标,提出土地利用工程优化和景观格局空间配置优化策略。土地利用工程优化通过改变土地利用结构和性状来提高并优化生态系统服务的供给和质量；对景观格局斑块、廊道和基质的调整可以促进景观格局的空间配置的优化,从而提升景观连通性,促进生态系统物质、能量和信息流的交换,提高相应的生态系统服务价值。
曹娜[7]2007年在《河北太行山区土地利用程度与综合效益评价研究》文中指出伴随我国经济的持续快速发展,土地资源供给的稀缺性与社会需求的增长性之间呈失衡的发展态势,如何集约高效地利用土地资源,提高土地利用效益已成为实现土地资源可持续利用的首要因素和核心问题。本文在科学评价的基础上,探讨作为土地利用状态的土地利用程度与作为土地利用结果的土地利用效益二者之间的内在关系,基于此有针对性的寻找区域土地利用存在的问题,为土地利用沿着经济、社会和生态环境可持续发展的轨道运行提供行之有效的对策建议。河北太行山区位于河北省西部,具有独特的自然环境和人文历史背景,为华北平原和环渤海经济区的生态安全提供保障。在可持续发展战略的主题下,选择河北太行山区各县域土地资源为研究对象,对其土地利用程度和综合效益进行评价及比较分析,得出了以下主要结论:1.1995年、1999年和2004年土地利用效益排名比土地利用程度排名明显上升的地区逐年增多。在研究时段内,多数地区土地利用程度与综合效益变化趋势一致,而且1995～1999年比1999～2004年变化一致的地区范围广泛。2.处在Ⅰ级、Ⅱ级土地利用程度的区域,绝大部分土地利用综合效益排名相对土地利用程度排名有所提升,主要属于Ⅲ级综合效益,但地区数量逐年减少;Ⅵ级土地利用程度区域的土地利用综合效益排名对土地利用程度来说相对下降,综合效益等级主要处于Ⅲ级;中间等级的土地利用程度区域,土地利用程度与综合效益二者排名之间的规律不很显着,且随时间发展愈来愈分散。3.一般情况,地区土地利用程度提高,其土地利用综合效益上升。但土地利用程度达到一定等级后,土地利用综合效益出现与土地利用程度变化相反的情况有所增多。
孙宗耀[8]2018年在《土地利用时空格局对城市热环境的影响研究》文中研究说明城市化不断改变城市下垫面状况,直观表现为土地利用类型间相互转化,不同土地利用类型的物理特性决定了其对热环境作用差异。科学研究土地利用对热环境的作用机理,对于缓解热环境恶化、提出热环境改善措施等具有重要意义。本文利用京津冀地区土地利用数据和MODIS地表温度产品数据,分析京津冀地区近十年来的土地利用变化情况和地表热环境时空演变特征,识别了不同用地类型对区域及城市热环境贡献度指数,探讨了建设用地空间变化对城市热环境的影响,从多用地类型配置和建设用地空间优化两个方面提出改善措施。主要研究结果如下:(1)京津冀地区以耕地为主,水域和未利用地面积较小。林地、草地多分布于东北部山区,耕地、农村居民点、城市建设用地分布于华北平原。2005-2015年间,京津冀地区土地利用变化剧烈,主要表现为耕地减少和城市建设用地增加,其中耕地减少6842km~2,城市建设用地增加6652km~2,分别占研究区的3.20%和3.11%。城市间用地特征差异明显,秦皇岛市耕地仅减少了84km~2,石家庄市和保定市耕地减少超过900km~2;北京市和天津市城市建设用地增幅在55%左右,河北省大部分城市增幅均超过100%。空间上看新增城市建设用地多分布于原有城市建设用地周围或交通沿线,城市建设用地斑块扩大。(2)京津冀城市群日间年平均地表温度呈上升趋势,2015年较2005年日间年平均地表温度上升0.97℃,拟合线性变化率为0.367℃/10a。春季、夏季和冬季地表温度上升,拟合线性变化率均超过0.5℃/10a;秋季日间年平均温度下降,拟合线性变化率为-1.53℃/10a,下降趋势明显。年均地表温度升温明显的地区主要位于华北平原,其中廊坊市最为突出。四季热力格局表现出较大差异,春季和秋季特征类似以中温等级为主,热力格局较破碎;夏季地表温度以较高温等级为主;冬季地表热力情况表现为随纬度上升热力等级逐渐降低的空间分布。(3)京津冀地区不同土地利用类型对热环境的贡献角色随昼夜、四季变化差异明显。林地、草地是降温类型用地,城市建设用地和农村居民点是升温类型用地,而耕地在白天为区域升温,春、秋、冬季夜间为区域降温,夏季夜间温度高于区域平均温度。十年间,林地、草地对区域的降温影响强度增加,表现为贡献度指数绝对值增大,城市建设用地和农村居民点贡献度指数上升,对区域的升温效果增强,耕地贡献度指数稍有下降,升温效果减弱。不同城市内的各种用地类型在不同昼夜、不同季节中所承担的升温和降温作用角色和作用强度也有较大差异。(4)京津冀地区各城市中建设用地空间结构几乎无变化,新增建设用地大多依附于原有建设用地,在其基础上进行扩张。2015年各城市建设用地热岛强度大多低于2005,但原有城市建设用地的热岛强度较2005年有明显上升。(5)细化新增城市建设用地扩张方式,可以分为填充型、边缘型和飞地型,受城市建设和政策等的影响,十年间边缘型扩张为主要扩张方式,填充型扩张面积仅有1.09%。不同城市的扩张方式和面积存在较大区别。对比不同城市的叁种扩张方式的热岛强度,填充型扩张方式热岛强度>边缘型>飞地型。将建设用地扩张与热力等级升级情况进行空间迭置,边缘型扩张斑块与新增热岛斑块大致吻合,二者具有较高的空间一致性。
邓元杰[9]2018年在《低碳导向下的土地利用结构优化及模拟研究》文中进行了进一步梳理联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)第五次评估报告指出全球变暖趋势毋庸置疑。人类对土地的利用和改造对全球大气中二氧化碳含量的增加起着重要的作用,土地资源作为承载人类活动的载体,其影响仅次于化石燃料的燃烧。因此在发展低碳经济的大背景下,研究如何通过优化土地利用结构和布局去降低区域碳排放,增加区域碳汇,实现土地资源利用和社会经济的协调可持续发展具有重要意义。因此,本文根据国内外土地利用碳排放的相关研究,整合了估算土地利用碳排放和碳汇量的有关方法。通过以人地关系理论、可持续发展理论及土地优化配置理论为基础构建的低碳导向土地利用理论测算了2005—2015年德阳市土地利用的碳收支情况。在此基础之上,采用LMDI分解模型对人均GDP、土地利用结构等影响土地利用碳排放的因素进行了分解研究,紧接着使用灰色关联度法探究了德阳市土地利用结构与碳收支之间的关系。进而整合土地利用碳排放、土地经济效益和生态效益目标函数,建立低碳导向下的土地利用结构优化模型,采用多目标线性规划法与FLUS模型分别对低碳导向下德阳市2020年土地利用结构优化方案进行了求解与空间布局模拟。最后分析了土地利用碳减排和效益提升潜力,并提出了相应的低碳化土地利用策略和政策建议。研究的主要内容如下:(1)德阳市土地利用碳收支情况测算与分析:?德阳市土地利用碳排放在2005—2015年间呈分阶段逐年增加态势,从2005年的385.39万吨增加到2015年的1038.36万吨,年均增长率为15.4%。?根据LMDI模型对德阳市土地利用碳排放的影响因素分解发现,影响德阳市土地利用净碳排放量变化的各因素效应排序为:人均GDP>地均土地净碳排放强度>土地利用结构>人口规模>单位GDP用地强度。其中,单位GDP用地强度是抑制碳排放最主要的因素,研究期内累计贡献了820.20万t碳减排量;人均GDP和单位土地净碳排放强度对土地利用碳排放具有较强的推动作用,研究期内累计贡献了分别为807.28万t和569.01万t碳排放,贡献量分别占综合效应的35.20%和24.81%。?通过对德阳市土地利用结构变化与碳收支之间关联度的测算发现,土地利用结构变化与碳收支之间存在较高的差异关联度,相关性最大的土地利用类型是建设用地,灰关联系数为0.9225;最小的为耕地,灰关联系数为0.5186。综上所述,现阶段通过调整土地利用结构来减少碳排放存在巨大的潜力。(2)低碳导向下的土地利用结构优化及模拟:?运用LINGO11.0软件对低碳导向下的综合目标函数进行求解后可得:优化后的土地利用结构方案相比于规划方案在碳排放总量上减少了68.53万t,在生态效益方面增加了3.17亿元,能够很好的实现降源增汇这一目标。虽然在经济效益上减少了92.82亿元,但是也能够满足2020年德阳市社会经济建设对土地的需求。?运用FLUS模型对德阳市2020年在规划方案和低碳优化方案下的空间布局分别进行模拟可得:两种方案下变化最为显着的地类是建设用地、林地及园地。低碳方案下,在平原中部的建设用地扩张得到了有效的控制,中部龙泉山脉和东南部丘陵区林地集中连片生长显着,平原西部边缘的园地增长明显。?采用Fragstats4.2软件对两种方案下空间布局的类型和景观水平进行生态效应评估后可得:无论是在类型水平上还是景观水平上,低碳方案下的土地利用空间景观格局生态效应指标均相比于规划方案更加显着,整体的景观生态格局空间集聚效应更强,也更有利于土地利用空间布局的增汇减源。(3)低碳导向下的土地利用结构及模拟研究结论:德阳市在低碳导向下的土地利用结构无论是在数量的优化上还是在空间布局的优化上,都能够有效的实现降源增汇这一目标。更为重要的是,在土地利用数量结构和空间布局上都很好的平衡了碳减排和社会经济建设发展之间的矛盾,使得土地利用在数量和空间布局的优化上不仅能够有效的实现碳减排,增加生态效益,而且还能有效的满足了德阳市在未来的社会经济建设的需求。这表明,优化方案具有一定的科学性,合理性和可实现性。(4)低碳导向下的土地利用对策研究:基于对德阳市2005—2015年的土地利用碳收支情况的测算与分析以及德阳市土地利用的实际情况,按照德阳市的土地利用类型分类,针对碳源型用地和碳汇型用地分别提出了相应的减排和增汇措施,并提出了建立低碳土地利用发展模式的建议。
参考文献：
[1]. 土地利用/土地覆被变化的生态环境效应研究——以石家庄西部太行山区为例[D]. 梁彦庆. 河北师范大学. 2004
[2]. 城市边缘区土地利用变化及其生态环境响应[D]. 崔峰. 南京农业大学. 2013
[3]. 石家庄西部太行山区土地利用变化碳排放演变及预测研究[D]. 陈景. 中国地质大学(北京). 2015
[4]. 石家庄西部太行山区土地生态系统服务价值空间分异及预测研究[D]. 彭媛媛. 河北经贸大学. 2018
[5]. 山区生态环境演化及其驱动力研究[D]. 刘育明. 河北师范大学. 2008
[6]. 土地利用景观格局与生态系统服务价值的关联分析及优化研究[D]. 岑晓腾. 浙江大学. 2016
[7]. 河北太行山区土地利用程度与综合效益评价研究[D]. 曹娜. 河北师范大学. 2007
[8]. 土地利用时空格局对城市热环境的影响研究[D]. 孙宗耀. 山东师范大学. 2018
[9]. 低碳导向下的土地利用结构优化及模拟研究[D]. 邓元杰. 四川师范大学. 2018
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