鄭州市土地利用變化與生態(tài)安全評價研究.pdf

1、土地利用/覆被變化(LUCC)研究是全球環(huán)境變化研究的核心,是探究全球環(huán)境變化成因的重要途徑。土地利用變化所引起的土地覆被變化,通過改變生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能,改變了生態(tài)系統(tǒng)的服務價值,從而對區(qū)域生態(tài)安全狀況產(chǎn)生影響。
　　本研究以鄭州市為研究區(qū)域,研究了區(qū)域土地利用動態(tài)變化特征,主要從人文因素的角度分析了主要土地利用類型面積變化的驅(qū)動機制,計算了土地利用變化所引起的生態(tài)系統(tǒng)服務價值的變化。在 PSR(壓力—狀態(tài)—響應)框架下,建立

2、了適合區(qū)域特點的生態(tài)安全評價指標體系,采用加法綜合模型評價了區(qū)域生態(tài)安全狀況。主要研究結(jié)論如下:
　　(1)1992~2009年鄭州市的土地利用數(shù)量變化主要特征:一方面人口增加、社會經(jīng)濟發(fā)展造成各類建設用地呈迅速增長的趨勢,17年間共增加440.51km2,其中2001~2009年增長幅度較大,增加量為259.70km2。另一方面農(nóng)業(yè)用地數(shù)量在近些年來減少的速度在加快,17年間農(nóng)業(yè)用地共減少435.27km2,農(nóng)業(yè)用地的減少量主要

3、轉(zhuǎn)化為各類建設用地,農(nóng)地非農(nóng)化的趨勢較為明顯。林地數(shù)量在穩(wěn)步增長,但增長的幅度不大,17年間增加量為138.45km2。水域面積先增后減,17年間共減少117.4km2。未利用地在逐漸減少,減少量為26.19km2。
　　(2)從土地利用變化的區(qū)域差異性來看:鄭州市城區(qū)范圍(中原區(qū)、金水區(qū)、管城區(qū)、二七區(qū)、惠濟區(qū))建設用地和農(nóng)業(yè)用地的變化更為明顯;而五區(qū)之間的土地利用類型變化也存在著明顯差異。1992~2009年間,鄭州東部的管城

4、區(qū)、金水區(qū)建設用地的相對變化率值較大,分別為2.53、1.33;這說明近些年來,鄭州市城區(qū)范圍內(nèi)的經(jīng)濟發(fā)展重心往東偏移,主要體現(xiàn)是鄭東新區(qū)的發(fā)展,從而造成建設用地的快速增長。對于林地來說,1992~2009年間,城區(qū)范圍內(nèi)二七區(qū)和惠濟區(qū)的林地相對變化率值較大;從遙感解譯過的土地利用分類圖上可以看出,惠濟區(qū)內(nèi)林地的增加主要是北部沿黃防護林帶,二七區(qū)內(nèi)的林地的增加主要是尖崗水庫周圍林地面積增加。
　　(3)運用主成分分析方法,從人文因

5、素的角度分析鄭州市主要土地利用類型面積變化的驅(qū)動機制。結(jié)果表明:影響鄭州市農(nóng)業(yè)用地、建設用地面積變化的人文驅(qū)動力主要歸結(jié)為經(jīng)濟發(fā)展和人口增長。
　　(4)1992~2009年鄭州市總的生態(tài)服務價值呈先增后減的趨勢。其中,1992~2001年,農(nóng)業(yè)用地、林地、未利用地提供的生態(tài)服務價值呈現(xiàn)減少的趨勢,水域提供的生態(tài)服務價值呈現(xiàn)增加趨勢,最終的生態(tài)系統(tǒng)服務價值呈現(xiàn)增加的趨勢。2001~2009年,由于水域中的灘涂部分轉(zhuǎn)換為農(nóng)業(yè)用地,其

6、總的生態(tài)系統(tǒng)服務價值呈現(xiàn)大幅減少趨勢。對于單項生態(tài)系統(tǒng)服務價值,1992~2009年間,前四位的單項生態(tài)服務類型排列順序為:廢物處理>水源涵養(yǎng)>土壤形成與保護>生物多樣性保護。對于各區(qū)域來說,1992~2001年間,生態(tài)系統(tǒng)服務價值增加的區(qū)域有中原區(qū)、惠濟區(qū)、金水區(qū)和中牟縣,減少的區(qū)域有管城區(qū)、二七區(qū)、新鄭市和滎陽市;2001~2009年間,生態(tài)系統(tǒng)服務價值增加的區(qū)域有二七區(qū)和滎陽市,減少的區(qū)域有管城區(qū)、中原區(qū)、金水區(qū)、惠濟區(qū)、新鄭市和

7、中牟縣。
　　(5)鄭州市生態(tài)安全總體水平不高,以臨界安全等級為主。從空間分布上看,區(qū)域之間生態(tài)安全水平狀況存在一定差異。較為安全的區(qū)域主要是林地分布所在地,以及北部沿黃水域和灘涂;城區(qū)范圍(5區(qū))由于屬于人口和第二、三產(chǎn)業(yè)集聚地,生態(tài)安全水平最低。
　　從生態(tài)安全水平統(tǒng)計特征來看,2009年生態(tài)安全水平最小值、最大值、平均值都比其余時相低,區(qū)域生態(tài)安全狀況最差。對各區(qū)(縣)來說,從平均值來看,金水區(qū)、中原區(qū)、惠濟區(qū)和管城區(qū)

8、的平均值曲線下降幅度較快,說明該區(qū)域城市化進程較快,生態(tài)問題較為突出;各縣之間生態(tài)安全水平變化趨勢也存在一定差異,新鄭市的平均值要小于中牟縣和滎陽市,說明該區(qū)域生態(tài)安全水平相對較低。
　　從生態(tài)安全水平空間分異來看,近17年來生態(tài)安全水平變化的空間差異十分明顯。金水區(qū)、管城區(qū)、中原區(qū)、惠濟區(qū)的周邊,以及市區(qū)和中牟縣北部沿黃灘涂區(qū)域生態(tài)安全水平以減少類型為主;而二七區(qū)、滎陽市西南部山區(qū)及其北部沿黃部分區(qū)域,生態(tài)安全水平以增加類型為主

9、。在整個時間段內(nèi),鄭州市生態(tài)安全水平增加類的面積小于減少類的面積,說明鄭州市的生態(tài)安全水平在往不安全的趨勢發(fā)展。
　　(6)基于PSR(壓力—狀態(tài)—響應)概念框架模型,通過遙感數(shù)據(jù)源獲取能夠反映生態(tài)環(huán)境狀況的指標數(shù)據(jù),結(jié)合部分統(tǒng)計數(shù)據(jù),建立具有區(qū)域特色的生態(tài)安全綜合評價指標體系,進行生態(tài)安全評價,并以專題圖的形式來反映區(qū)域生態(tài)安全狀況。該方法改進了傳統(tǒng)的生態(tài)安全方法中對統(tǒng)計指標數(shù)據(jù)的依賴,評價指標盡量通過遙感影像來定量獲取,并將統(tǒng)