晋中盆地城市化发展对区域生态环境影响研究

【摘要】： 城市化(又称城镇化)发展，特别是区域城市化的发展，对区域生态环境造成了深刻影响，已经引起了区域景观结构、功能和生态环境的变化，甚至从根本上动摇了区域生态环境的平衡机理和运行规律。因此，开展城市化对区域生态环境的影响研究，不仅对于城市生态学研究具有重要的理论意义，而且对于城市生态建设和管理具有现实的实践意义。 本文以山西省晋中盆地为研究对象，在野外调查的基础上，结合晋中盆地内的水文、气象和环境等数据，应用回归分析、t-检验、方差分析、Gleason index和频度分析等方法，对晋中盆地近30a的城市化发展及其对区域气候、地下水、地表水、植物多样性等主要生态因子的影响进行了研究，并对盆地内城市化率变化与各个生态因子之间的关系进行分析。 对晋中盆地区域城市化发展的研究表明，历经多年的发展，到2003年时城市化率已经达到60.33％，表明盆地内的城市化发展至全国是比较快的地区之一。 用晋中盆地10个气象站33a的观测资料，研究结果表明当地的气温呈现为持续升高的趋势，最近5a(1999年～2003年)的年均气温平均值比70年代前5a(1971年～1975年)的年均气温平均值升高了1.37℃，年均增温幅度为0.0415℃，年均增温幅度是北半球近100a来年均增温幅度(0.0047℃)的8.83倍，年均增温幅度是中国近50a来年均增温幅度(0.022℃)的1.88倍，增幅明显偏大。对盆地内年均气温变化与城市化率变化之间进行的相关分析表明，城市化率和年均气温之间存在显著的正相关关系(r=0.45，p＜0.01)，这就表明盆地内的城市化发展对当地气温造成了明显影响，是当地气温升幅较大的主要原因。 对晋中盆地33a(1971年～2003年)来的年降水量变化的研究表明，在最近的33a中，20世纪70年代是降水量比较多的时期，20世纪90年代是降水量明显减少的年代。晋中盆地近33a来的年降水量的变化趋势，呈现为缓慢减少的态势，年均减少幅度为2.28 mm／a，是全球近50a来年均减少降水量0.54 mm／a的4.23倍。 利用晋中盆地21a(1983年～2003年)的地下水埋深变化的定位观测数据，对盆地内地下水位变化进行了研究。结果表明，近21a来晋中盆地地下水位的变化呈现为持续下降的趋势。地下水位与城市化率之间的相关分析表明，两者之间呈极显著的正相关关系(r=0.80，p＜0.01)。这就表明盆地内的城市化发展加剧了地下水位的下降。 利用省、市(地)、县级环境监测站的监测数据，对晋中盆地近18a(1986年～2003年)来的地下水质的研究表明，随着城市化率的提高，地下水中含有的各种污染物浓度也相应升高。这就表明盆地内的城市化发展造成了使当地地下水中的污染物含量增加的影响。 用设在晋中盆地内的10个监测断面18a(1986年～2003年)的监测资料，研究了盆地地表水质的变化。结果表明，虽然地表水中13种主要污染物质的含量在个别年份略有下降，但总体上呈现为持续增加的趋势。 用54个村庄、38个乡镇、8个县城(区)和4个城市分别组成的样本Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ，研究了城市化发展对植物多样性的影响。结果表明：从野生植物物种多样性来看，城市(样本Ⅳ)的野生植物物种丰富度最低，村庄(样本Ⅰ)的野生植物物种丰富度最高；从人工栽培植物物种多样性来看，城市(样本Ⅳ)的人工栽培植物物种丰富度最高，村庄(样本Ⅰ)的人工栽培植物物种丰富度最低；从植物总物种丰富度来看，城市(样本Ⅳ)的植物总物种丰富度最高，乡镇(样本Ⅱ)的植物总物种丰富度最低。植物多样性的规律是，从村庄到城市，随着城镇规模的扩大，野生植物的丰富度呈现出逐渐下降的趋势，而人工栽培植物和植物总物种的丰富度则呈现出上升趋势。 对汾河太原段改造工程生态影响的研究表明，在城市化发展过程中进行的河道改造工程，对河流生态系统中野生维管植物物种丰富度有明显影响，规律是使河流生态系统中的野生维管植物物种丰富度明显降低。

【关键词】：气候变暖 植物多样性 城市化 区域生态环境 水资源
【学位授予单位】：山西大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2007
【分类号】：X820.3
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