曹妃甸新區(qū)土地生態(tài)安全評(píng)價(jià)與土地利用格局研究.pdf

1、曹妃甸新區(qū)是中國(guó)近幾年來(lái)經(jīng)濟(jì)發(fā)展最快的地區(qū)之一，同時(shí)也是生態(tài)環(huán)境較為脆弱的地區(qū)之一。近年來(lái)該區(qū)的快速城市化過(guò)程極大的改變了原有的生態(tài)系統(tǒng)和環(huán)境，對(duì)該區(qū)乃至更大區(qū)域的土地生態(tài)安全構(gòu)成了嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。在當(dāng)前該區(qū)城市化進(jìn)程仍快速推進(jìn)的背景下，如何有效保護(hù)區(qū)域生態(tài)資源和環(huán)境，合理配置區(qū)域土地資源，維護(hù)區(qū)域生態(tài)安全成為該區(qū)亟待解決的關(guān)鍵問(wèn)題?；诖?，該文在深入剖析土地利用與生態(tài)安全相互影響機(jī)制的基礎(chǔ)上，以可持續(xù)發(fā)展、土壤生態(tài)學(xué)和景觀生態(tài)學(xué)理論為指導(dǎo)，

2、綜合利用遙感、GIS等技術(shù)，按照“土地利用動(dòng)態(tài)變化分析——土地生態(tài)安全評(píng)價(jià)——土地生態(tài)安全格局構(gòu)建——土地生態(tài)安全格局約束下土地利用格局模擬”的研究思路，全面分析了曹妃甸新區(qū)快速城市化過(guò)程中土地利用結(jié)構(gòu)與格局變化特征，系統(tǒng)評(píng)價(jià)和分析了該區(qū)城市化過(guò)程中土地生態(tài)安全的狀況及其變化。在此基礎(chǔ)上，基于景觀生態(tài)學(xué)的“過(guò)程——格局”理論，構(gòu)建了維護(hù)區(qū)域基本生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的綜合土地生態(tài)安全格局，并對(duì)生態(tài)安全格局保護(hù)情景下土地利用變化進(jìn)行了預(yù)測(cè)和模擬。研

3、究結(jié)果可為曹妃甸新區(qū)生態(tài)保護(hù)和土地利用格局優(yōu)化提供參考。主要方法及結(jié)論如下:
　　1、曹妃甸新區(qū)土地利用動(dòng)態(tài)變化分析
　　利用1995年、2005年及2013年三期土地利用遙感影像解譯圖，借助GIS，對(duì)曹妃甸新區(qū)土地利用變化動(dòng)態(tài)度、土地利用類型相互轉(zhuǎn)移情況及土地利用景觀格局指數(shù)等進(jìn)行了分析，結(jié)果顯示，曹妃甸新區(qū)1995～2013年土地利用變化可分為2個(gè)階段，1995～2005年為緩慢變化階段，綜合土地利用動(dòng)態(tài)度為0.33％;

4、2005～2013年為快速變化階段，綜合土地利用動(dòng)態(tài)度為3.30％。這與曹妃甸新區(qū)城市化進(jìn)程結(jié)果相一致。曹妃甸新區(qū)快速城市化發(fā)展期間，主要的地類變化表現(xiàn)為建設(shè)用地大量占用灘涂。景觀格局指數(shù)分析可知，曹妃甸新區(qū)景觀日趨破碎化，同時(shí)逐漸由優(yōu)勢(shì)景觀特征向均質(zhì)景觀特征轉(zhuǎn)變。
　　2、曹妃甸新區(qū)土地生態(tài)安全評(píng)價(jià)與預(yù)警
　　以2005年和2013年曹妃甸新區(qū)土地利用解譯圖為基礎(chǔ)，基于PSR模型構(gòu)建了快速城市化地區(qū)土地生態(tài)安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

5、，以1km×1km網(wǎng)格為評(píng)價(jià)單元，通過(guò)插值，在30m×30m像元水平上對(duì)曹妃甸新區(qū)土地生態(tài)安全動(dòng)態(tài)變化進(jìn)行了評(píng)價(jià)，并根據(jù)變化趨勢(shì)及現(xiàn)狀狀態(tài)引入分類樹方法，對(duì)曹妃甸新區(qū)土地生態(tài)安全進(jìn)行了預(yù)警，結(jié)果顯示，曹妃甸新區(qū)2005年土地生態(tài)安全指數(shù)(LES)均值為0.551，處于中等安全水平，而2013年為0.517，降為中低安全水平。曹妃甸新區(qū)不安全預(yù)警及快速退化預(yù)警區(qū)域主要分布在城市建設(shè)用地快速擴(kuò)展的區(qū)域周邊，說(shuō)明城市建設(shè)用地的快速擴(kuò)張是導(dǎo)致區(qū)

6、域土地生態(tài)安全惡化的最主要因素。工業(yè)區(qū)、十里海和南堡鹽場(chǎng)3個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)處于高度預(yù)警狀態(tài)，未來(lái)應(yīng)加強(qiáng)對(duì)這3個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)的土地生態(tài)安全評(píng)價(jià)和調(diào)控。
　　3、曹妃甸新區(qū)綜合土地生態(tài)安全格局構(gòu)建
　　基于對(duì)曹妃甸新區(qū)土地生態(tài)現(xiàn)狀的分析，確定了淡水供給、水資源調(diào)節(jié)、提供生物生境與水土景觀保護(hù)為該區(qū)基本生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)?；诰坝^生態(tài)學(xué)的景觀“過(guò)程——格局”理論，借助GIS，對(duì)維護(hù)曹妃甸新區(qū)上述基本生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的單一土地生態(tài)安全格局進(jìn)行了構(gòu)建，最后通過(guò)空

7、間綜合，形成不同安全水平的土地生態(tài)安全格局。結(jié)果顯示，曹妃甸新區(qū)土地生態(tài)安全格局總面積1058.80km2，占區(qū)域總面積的53.53％，其中底線生態(tài)安全格局面積312.67hm2，占區(qū)域總面積的15.81％，底線生態(tài)安全格局是保障區(qū)域生態(tài)安全的基礎(chǔ)，需嚴(yán)格保護(hù)。
　　4、基于土地生態(tài)安全格局的土地利用變化模擬
　　在RS和GIS的支持下，整合MCE方法和CA-Markov模型，對(duì)曹妃甸新區(qū)2021年生態(tài)安全格局保護(hù)和無(wú)生態(tài)保

8、護(hù)兩種情景下的土地利用格局進(jìn)行了模擬，并進(jìn)行了景觀指數(shù)的比較分析，結(jié)果顯示，在總生態(tài)安全格局范圍內(nèi)，生態(tài)安全格局保護(hù)情景下新增建設(shè)用地量比無(wú)生態(tài)保護(hù)情景下減少17.47km2，說(shuō)明生態(tài)安全格局得到了有效保護(hù);生態(tài)安全格局保護(hù)情景下底線生態(tài)安全格局范圍內(nèi)新增建設(shè)用地為0，說(shuō)明底線生態(tài)安全格局得到了完全保護(hù)，而在無(wú)生態(tài)保護(hù)情景下，底線生態(tài)安全格局范圍內(nèi)新增建設(shè)用地為31.07km2。生態(tài)安全格局保護(hù)情景下，5種地類景觀斑塊數(shù)目均有不同程度的