曹妃甸新区生态重要性识别及土地利用空间布局优化研究

摘要

土地是人类赖以生存的空间，是人类社会生产中重要的自然资源和生产资源，是地球上各类复杂的生态系统的载体及物种的栖息地。随着人口增长，城市化进程的推进，土地开发利用的强度逐渐增大，进而引发一系列的生态环境问题。在人口资源环境可持续发展的大背景下，如何使地球上有限的资源在时空上最合理、最有效地组合或配置，使各种资源得到充分有效的利用，兼顾社会、经济和生态效益，成为当前研究的前沿和热点。
　　本文从生态保护的视角出发，基于RS、GIS技术平台，系统的分析了曹妃甸新区土地利用变化及所引起的景观格局变化情况，并构建生态重要性识别体系，识别出对于维护和控制土地生态系统安全具有关键性作用的地段，构建土地利用空间优化模型，从空间布局上为协调区域经济和生态保护提供一种操作性较强的方法。通过研究，得出以下结论:
　　(1)1992-2012年，曹妃甸新区盐田、建设用地面积大量增加，耕地、林地和水域湿地呈现波动变化，耕地先减少后增加，滩涂和未利用地均处于减少趋势。建设用地的增加主要来源于耕地及围海造地占用沿海滩涂。耕地先减少后增加，主要由于建设占用和其他转化大于未利用地等补充耕地量。这些变化主要源于人类活动对曹妃甸新区土地利用变化的干扰程度日益增强。
　　(2)土地利用变化引起区域内景观格局变化。研究期间，曹妃甸新区土地利用景观破碎化程度加剧，不同景观类型间的干扰度增加，从而使生态系统的稳定性降低。因此有必要以生态保护为约束，优化曹妃甸新区土地利用空间格局。
　　(3)极重要关键地段和重要关键地段的面积占全区总面积的50.59％，主要分布于研究区中部和北部地区是维护曹妃甸新区水土安全、生物多样性保护的关键性生态用地。较重要关键地段面积占总面积14.27％，主要包括农田生态系统，以及中度敏感区域过渡地带，滩涂、沿河生态缓冲带二级区域。一般地段面积占总面积35.14％，该区生态系统较为简单，生物多样性较低，是将来建设开发方向。通过建成区的分布情况也说明了该地区土地利用布局存在不合理之处。
　　(4)根据生态重要性识别研究，并以此作为曹妃甸新区未来土地利用的生态安全保护约束条件;利用CA-Markov模型对曹妃甸新区2022年的土地利用格局进行了预测模拟。将模拟结果与2012年土地利用现状相比，土地利用景观的破碎化程度降低，各土地利用类型斑块的聚集度增加、相互干扰度减小，区域生态系统的稳定性提高。从而表明区域生态重要性识别的研究对土地利用空间布局优化的重要作用，为协调区域经济和生态保护提供参考。

目录

声明

摘要

1 前言

1．1 研究背景和意义

1．2 国内外研究进展

1．2．1 土地利用变化研究进展

1．2．2 生态重要性识别国内外研究进展

1．3 研究进展评述

1．4 研究目标、内容及技术路线

1．4．1 研究目标

1．4．2 研究内容

1．4．3 技术路线

2 研究区概况与基础收集处理

2．1 研究区概况

2．1．1 自然环境概况

2．1．2 社会经济概况

2．1．3 土地利用特点及存在问题

2．2 数据获取

2．2．1 数据来源

2．2．2 遥感影像数据预处理

2．2．3 遥感影像分类处理

3 曹妃甸新区土地利用变化研究

3．1 土地利用类型变化研究

3．1．1 土地利用数量结构变化分析

3．1．2 土地利用动态度分析

3．1．3 土地利用类型转换分析

3．2 土地利用景观格局变化分析

3．2．1 选取的景观指数及其生态学意义

3．2．2 景观水平的景观格局动态分析

4 曹妃甸新区生态重要性识别

4．1 生态重要性内涵

4．2 土地生态重要性空间识别指标体系和研究方法

4．2．1 指标体系建立的原则

4．2．2 指标体系的构建

4．2．3 指标权重的确定

4．2．4 指标等级的划分

4．3 土地生态重要性空间识别因子分析与处理

4．3．1 植被覆盖度

4．3．2 距种子斑块的距离

4．3．3 距河流水系的距离及水体分布状况

4．3．4 地下水源保护区

4．3．5 距海岸线的距离

4．3．6 交通干线和城镇建设用地

4．3．7 人口聚集度

4．3．8 土地利用类型

4．4 评价因子数据库的建立

4．5 评价结果分析

5 土地利用空间布局优化研究

5．1 土地利用空间布局优化研究方法

5．1．1 CA模型

5．1．2 Markov模型

5．1．3 CA-Markov模型

5．2 曹妃甸新区总体功能定位及其对土地利用的要求

5．2．1 曹妃甸新区土地利用功能定位

5．2．2 土地利用功能定位对土地利用的要求

5．3 土地利用空间布局优化

5．3．1 获取模型运行基础数据

5．3．2 创建Markov转移概率矩阵

5．3．3 制定土地利用类型空间转移概率修正规则

5．3．4 获取空间转移概率图集

5．3．5 设置模型参数

5．3．6 优化结果分析

5．3．7 结果合理性分析

6 结论

参考文献

在读硕士研究生期间发表的学术论文

作者简历

致谢