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《沈阳农业大学》 2017年
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生态用地吸收雾霾服务价值时空变异研究

张国剑  
【摘要】:日益严重的雾霾天气给环杭州湾城市群社会经济和人民身心健康带来严峻的挑战。基于"土地利用—大气污染"的关系,建设用地景观是雾霾的"源"景观,生态用地是雾霾的"汇"景观。在经济发展和环境保护并行的前提下,雾霾管控除了限制污染物排放和疏通城市风道放外,需要找到更合适的土地利用方式,更科学的进行生态用地景观的配置。近年来,环杭州湾城市群工业化和城镇化发展迅速,建设用地与生态用地冲突日益加剧。基于"土地利用—生态系统服务"的关系,城市群生态用地的数量、类型、空间格局等方面发生的变化会影响雾霾吸收和降解的能力。因此,在多尺度下分析生态用地景观格局与雾霾吸收能力的耦合关系,对于生态用地布局尺度的选择及格局的优化、雾霾管控和生态文明建设具有重要的意义。本研究以环杭州湾城市群1990年、2000年、2008年和2013年Landsat TM/ETM遥感影像为数据源,提取耕地、林地和草地作为生态用地,选取景观格局指数分析城市群生态用地景观格局变化;结合已有的研究成果,确定雾霾主要前体污染物为SO2、NOx以及PM2.5,测算和分析研究区生态用地吸收雾霾及雾霾单项污染物的生态系统服务价值数量等级的时空变化。同时,引入空间自相关分析方法,分析吸收雾霾的生态系统服务总价值和吸收雾霾单项污染物的生态系统服务价值空间集聚程度的变化特征;最后,在多尺度下探讨生态用地景观格局指数与吸收雾霾生态系统服务价值的相关关系,针对性的提出以雾霾管控为目标的生态用地布局规划的适宜尺度以及生态用地景观格局优化措施。研究结果表明:①生态用地整体景观和类型景观受人类活动干扰增多,面积减少,破碎度提升,形状复杂化,单一类型景观对生态系统支配程度提高,多样性水平下降,边缘效应显著,生态系统功能退化;②从吸霾价值量变化来看,吸霾总价值、SO2吸霾价值、NOx吸霾价值和滞尘价值分别下降0.9%、3.1%、7.6%和0.7%。从吸霾价值数量等级及空间分布来看,雾霾"源—汇"景观空间错位,等级团块状分布明显多于条带状和散点状分布且具有不同方向上的梯度演变特征。数量等级的变化呈现出明显的由高等级向低等级衰减的特征;③吸霾总价值和单项污染物吸霾价值具有显著的空间正自相关性。吸霾总价值、滞尘价值以及NOx吸霾价值空间集聚上表现出不同程度的离散或均衡化的趋势。SO2吸霾价值空间集聚程度显著提高。局部空间自相关分析表明,吸霾总价值和单项污染物吸霾价值的变化表现出不同程度的内部效应和边缘效应;④总体上来看,吸霾总价值和单项污染物吸霾价值与TLA、NP、LP和PSC的正相关系数随尺度增大而增大,但其与PD总体上呈负相关且个别尺度上存在不确定性。吸霾总价值和单项污染物吸霾价值与其他景观格局指数的相关性较为复杂,不确定性较多。大尺度下人类作用于生态用地的活动对吸霾价值的负向影响最低。以雾霾管控为目的生态用地管理宜在16 km尺度上进行;⑤以雾霾管控为目标的生态用地景观格局优化可从以下几个方面进行:第一,保持生态用地面积,增加生态用地类型,充分利用零星空间布局生态用地,形成多种类型大小斑块镶嵌且均匀分布的格局。第二,加强田间防护林和生态廊道建设,减少因城市建设用地边缘效应而降低雾霾吸收能力。第三,重视耕地的大气"N汇"作用,提高耕地广布地区的生物多样性。
【学位授予单位】:沈阳农业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:X51;F301.2

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