基于復(fù)雜性理論的城市生態(tài)系統(tǒng)評價與規(guī)劃.pdf

1、本論文首先綜述了復(fù)雜性理論及其在城市生態(tài)系統(tǒng)評價、恢復(fù)和規(guī)劃模型應(yīng)用中的研究進(jìn)展，指出復(fù)雜城市生態(tài)系統(tǒng)模型現(xiàn)狀研究中存在的問題，并具體針對復(fù)雜生態(tài)系統(tǒng)的城市生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評價模型、城市生態(tài)服務(wù)功能分區(qū)、城市河流生態(tài)系統(tǒng)健康評價模型、城市土地利用生態(tài)適宜性評價模型、城市河流生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)和城市綠地系統(tǒng)生態(tài)規(guī)劃等方面，從數(shù)學(xué)理論、方法和應(yīng)用相結(jié)合，定量與定性相結(jié)合的角度出發(fā)，系統(tǒng)的研究了基于復(fù)雜性理論的城市生態(tài)系統(tǒng)評價、恢復(fù)及規(guī)劃方面的新理論、

2、新方法，以期建立的復(fù)雜生態(tài)系統(tǒng)模型和研究結(jié)果更符合客觀規(guī)律和事實(shí)。 本文的研究工作和研究成果包括以下內(nèi)容： (1)針對影響因素多，數(shù)據(jù)搜集困難的城市生態(tài)系統(tǒng)，基于遙感解譯(RS)、地理信息系統(tǒng)(GIS)及空間模擬等方法與技術(shù)，建立了城市生態(tài)環(huán)境質(zhì)量綜合評價模型。選擇位于湘江下游湘中丘陵結(jié)合處的長沙市作為研究對象，通過對長沙市生態(tài)系統(tǒng)現(xiàn)狀的辨識與模擬和TM/ETM+遙感影像解譯，分析了研究區(qū)域的生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀及變化趨勢，進(jìn)行

3、了生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評價。該方法的主要特征是突出樹狀層次結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)和層次排序的特性，模型層次分明，計(jì)算便捷。研究結(jié)果表明長沙市生態(tài)環(huán)境質(zhì)量狀況良好以上級別的區(qū)域面積僅有827.64 km2，占總面積的7.0％；而生態(tài)環(huán)境較差的區(qū)域其面積達(dá)到6187.14 km2，占總面積的52.4％。得到的結(jié)果與實(shí)際情況相符合，為確定生態(tài)敏感性和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能重要性空間分布格局和生態(tài)功能區(qū)劃提供了重要的依據(jù)。(2)基于遙感解譯(RS)、地理信息系統(tǒng)(GIS

4、)及空間模擬等方法與技術(shù)，構(gòu)建城市生態(tài)敏感性綜合評價模型、生態(tài)服務(wù)功能評價模型及生態(tài)功能區(qū)劃模型。選取適宜于長沙市紅壤丘陵區(qū)域的耀關(guān)評價指標(biāo)，對區(qū)域內(nèi)各級指標(biāo)生態(tài)敏感性和各項(xiàng)服務(wù)功能分布進(jìn)行綜合評價和分級，得出長沙市綜合生態(tài)敏感性等級圖和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能重要性分區(qū)圖?；陂L沙市生態(tài)環(huán)境質(zhì)量綜合評價結(jié)果，生態(tài)敏感性分析和生態(tài)服務(wù)功能重要性分析，按照等級性原則及生態(tài)功能的重要性，將長沙市劃分為5類生態(tài)功能分區(qū)，并分析各類生態(tài)區(qū)的重要性及生態(tài)

5、功能，為制定長沙市生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)和規(guī)劃方案提供科學(xué)依據(jù)。(3)分析確立河流生態(tài)系統(tǒng)健康評價指標(biāo)中不確定性因素存在的原因和種類，構(gòu)建適用于城市河流生態(tài)系統(tǒng)的定量與定性結(jié)合的健康評價指標(biāo)體系。運(yùn)用模糊層次分析法，建立基予不確定性的模糊層次綜合評價模型，并將理論應(yīng)用于長沙市河流生態(tài)系統(tǒng)，查明城市河流的健康狀態(tài)，研究結(jié)果可豐富河流生態(tài)系統(tǒng)健康研究理論體系，彌補(bǔ)當(dāng)前生態(tài)系統(tǒng)健康與修復(fù)研究中城市河流方面的缺乏，對退化城市河流生態(tài)系統(tǒng)的保護(hù)和恢復(fù)起到很

6、好的指導(dǎo)作用。(4)針對土地適宜性評價中采用定性和單因素方法而產(chǎn)生的主觀、片面和精度低等缺點(diǎn)，分析了土地適宜性評價中的不確定性因素，并提出基于不確定性和灰色系統(tǒng)關(guān)聯(lián)度的土地生態(tài)適宜性評價模型。在野外生態(tài)調(diào)查和地理信息系統(tǒng)(GIS)和遙感(RS)的支持下，采用AHP法確定各評價因子的權(quán)重，運(yùn)用改進(jìn)的土地生態(tài)適宜性評價模型對長沙市城市土地利用進(jìn)行定性和定量的評價，并根據(jù)評價結(jié)果提出城市用地規(guī)劃的相應(yīng)對策。(5)基于復(fù)雜性理論和恢復(fù)生態(tài)學(xué)理論

7、，面向城市河流生態(tài)系統(tǒng)健康的需求，論述了城市河流生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)的概念內(nèi)涵和河流生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)遵循的原則，提出了以河流生態(tài)完整性為終極目標(biāo)的多目標(biāo)整體恢復(fù)思想。以長沙市湘江生態(tài)廊道為例，從植被恢復(fù)、物種多樣性保護(hù)和河流廊道景觀設(shè)計(jì)三個方面探討了長沙市湘江生態(tài)廊道規(guī)劃和設(shè)計(jì)的技術(shù)途徑，從功能和空間兩個層面上提出和討論了長沙市湘江生態(tài)廊道復(fù)合開發(fā)模式。(6)總結(jié)探討了城市綠地系統(tǒng)規(guī)劃的恢復(fù)生態(tài)學(xué)和景觀生態(tài)學(xué)理論基礎(chǔ)，在長沙市生態(tài)概況調(diào)查和綜合評價

8、的基礎(chǔ)上，根據(jù)長沙市經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求和創(chuàng)建國家園林城市的總體要求，探討了長沙市生態(tài)綠地系統(tǒng)的總框架和城市生態(tài)綠地體系的規(guī)劃布局策略。 本文基于城市生態(tài)系統(tǒng)的復(fù)雜性特征，較為系統(tǒng)、深入地提出了基于復(fù)雜性理論的城市生態(tài)系統(tǒng)評價、恢復(fù)和規(guī)劃的理論與方法，一方面豐富和完善了針對復(fù)雜城市生態(tài)系統(tǒng)的模型理論與方法，在本質(zhì)上加深了對復(fù)雜城市生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)在機(jī)制和客觀規(guī)律性的認(rèn)識，具有一定的理論意義。另一方面，本文以長沙市生態(tài)系統(tǒng)為實(shí)例研究證明，基于復(fù)