基于格網(wǎng)GIS的艾比湖流域城市化與生態(tài)環(huán)境效應評價研究.pdf

1、人類社會的城市化過程不僅是一個人口遷移、景觀變化、產(chǎn)業(yè)集聚的過程，也是城市發(fā)展與周邊生態(tài)環(huán)境之間發(fā)生相互作用、相互影響的過程。隨著區(qū)域城市化進程不斷加快，城市發(fā)展的溢出效應不斷加大，對城市及其周邊地區(qū)的環(huán)境影響也向縱深拓展。生態(tài)環(huán)境的脆弱性不斷加強，很多快速城市化地區(qū)出現(xiàn)了不同程度的生態(tài)風險，在脆弱生態(tài)地區(qū)，城市化和城市發(fā)展已經(jīng)成為生態(tài)環(huán)境惡化的主要驅動因素。作為西部干旱區(qū)的典型案例地區(qū)，艾比湖流域已成為新疆繼塔里木河流域之后的第二大生

2、態(tài)退化區(qū)，該流域生態(tài)問題已經(jīng)影響到天山北坡經(jīng)濟帶和亞歐大陸橋新疆段社會經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。
　　 本論文在國家“973”項目《中國西部干旱區(qū)生態(tài)環(huán)境演變與調控研究》的基礎上，選取位于新疆西部的艾比湖流域為研究區(qū)，在對該區(qū)域的城市化和生態(tài)環(huán)境發(fā)展現(xiàn)狀綜合分析的基礎上，從人口城市化、經(jīng)濟城市化、空間城市化和社會城市化四個方面構建艾比湖流域城市化水平評價指標體系，并以自然生態(tài)環(huán)境和人類活動影響生態(tài)環(huán)境兩個方面構建艾比湖流域生態(tài)環(huán)境評價指

3、標體系，在此基礎上應用格網(wǎng)GIS技術對各項指標進行空間格網(wǎng)化表達，然后綜合運用主觀AHP打分法和客觀修正熵權法相結合的賦權方法確定了各項指標的權重，并在GIS的支持下進行地圖代數(shù)運算，獲得艾比湖流域城市化水平與生態(tài)環(huán)境質量評價的初步結果，最后運用定量分析方法對艾比湖流域城市化和生態(tài)環(huán)境關系進行了分析評價，并以元胞自動機、BP神經(jīng)網(wǎng)絡和智能體相結合的混合模型對城市化與生態(tài)環(huán)境進行了預測，得到2015年和2020年的艾比湖流域城市化水平和生

4、態(tài)環(huán)境質量。在上述綜合分析評價的基礎上，針對性提出艾比湖流域的城市化和生態(tài)環(huán)境協(xié)調發(fā)展多項對策，以期為艾比湖流域的城市化發(fā)展和生態(tài)環(huán)境的持續(xù)改善，促進流域的可持續(xù)發(fā)展提供科學的依據(jù)。論文的主要結論如下：
　　 (1)艾比湖流域城市化與生態(tài)環(huán)境相互作用影響強烈，城市化的初期階段表現(xiàn)為生態(tài)環(huán)境的持續(xù)惡化，隨著城市化進程的不斷推進，生態(tài)環(huán)境持續(xù)改善；在生態(tài)環(huán)境的影響因素中，自然背景的生態(tài)環(huán)境因素高于人類社會經(jīng)濟活動影響的生態(tài)因素，但流

5、域人地關系在進一步加大，人類活動對生態(tài)環(huán)境的影響趨強。
　　 (2)應用格網(wǎng)化方法對影響城市化和生態(tài)環(huán)境的各個因素進行分析研究，從方法上對包括人口數(shù)據(jù)等統(tǒng)計數(shù)據(jù)在內的全部數(shù)據(jù)進行分析研究，拓展了格網(wǎng)化GIS的應用范圍，取得了比較理想的效果。
　　 (3)通過分析評價艾比湖流域1990年、2000年、2008年三個年份的城市化水平和生態(tài)環(huán)境質量發(fā)現(xiàn)，2000年以后，區(qū)域生態(tài)環(huán)境趨于好轉，流域城市化的進程不斷加快，城市化水平

6、不斷提高，生態(tài)環(huán)境與城市化的協(xié)調呈良性發(fā)展。
　　 (4)從城市化綜合水平和生態(tài)環(huán)境質量評價結果的空間分布上來看，城市內部和外部或非城市區(qū)域存在較大差異，即城市內部的城市化與生態(tài)環(huán)境協(xié)調發(fā)展的程度要明顯好于非城市區(qū)域。
　　 (5)建立基于元胞自動機、BP神經(jīng)網(wǎng)絡和智能體相結合的模型，對艾比湖流域的城市化和生態(tài)環(huán)境的協(xié)調發(fā)展進行預測分析，結果表明，未來艾比湖流域的城市化綜合水平將不斷提高，生態(tài)環(huán)境質量總體將逐步好轉，但存

7、在明顯的空間分異特征。
　　 論文的創(chuàng)新之處如下：
　　 (1)嘗試運用格網(wǎng)化方法對城市化水平進行了綜合評價研究，對傳統(tǒng)的以行政單元為最小研究區(qū)域的方法進行了更新，從而可有效揭示行政單元內部的城市化綜合水平的空間差異，有助于更好地認識和分析區(qū)域城市化發(fā)展狀況。
　　 (2)對城市化與生態(tài)環(huán)境耦合關系實現(xiàn)了格網(wǎng)化分析研究，使得研究的尺度在空間上進一步細化，得到的結果更符合實際，更具操作性。
　　 (3)在城