收藏本站
《复旦大学》 2007年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

上海城市景观格局演变及其生态安全影响研究

李娟娟  
【摘要】: 快速城市化进程中剧烈的土地利用/覆盖变化造成土地资源的不合理利用,导致了空气污染蔓延、城市热岛效应加剧、水环境恶化、地面沉降加重和生物多样性丧失等生态环境问题,对高密度城市人群的生存环境和身体健康产生显著胁迫,直接影响了区域的生态安全状况和可持续发展,由此对日益加剧的城市土地利用/覆盖变化及其生态安全响应的研究迫在眉睫。作为中国人口最密集、经济发展最快的城市,上海市土地利用及景观格局在改革开放尤其是浦东开发以来出现了前所未有的巨大变化,因此,本论文选择上海地区作为研究对象,利用遥感和地理信息系统以及空间统计和相关统计分析方法,从城市土地利用/覆盖变化入手,根据研究区域内存在的实际生态环境问题,研究上海城市景观格局的演变及其对城市空气环境、热环境和水环境等方面的影响,综合评价了上海地区近年来的生态安全状况与趋势,借助景观生态学理论和思路,构建上海市区域景观生态安全格局,并针对土地利用空间布局等提出相关调整建议。 论文首先对上海城市土地利用变化及其景观格局进行了分析,根据对1997年和2004年两个时段遥感影像的解译、制图和动态分析,发现上海地区城市形态发生了剧烈的变化,城市建设用地形态结构更加复杂,且沿着城市扩展轴和主要交通干线向外辐射延伸,使得整个区域城市网络体系发育得更为完善。采用多项景观格局指数进行的土地利用景观格局分析发现,在景观水平上,城镇建设用地面积显著增加,植被面积保持稳定,水系面积有所减少,景观多样性呈增加趋势;而在景观类型水平上,城镇建设用地、植被和水系的斑块数量、斑块密度都显著增加,景观聚集度指数降低,表明城市景观破碎化程度加剧且城市景观斑块呈现规模小而分割的状态;景观形状指数出现明显的增加趋势,表明城市景观斑块形状趋于不规则化和复杂化。 基于上海城市土地利用变化及景观格局的分析,本论文从三个方面探讨了城市景观格局变化与生态环境效应之间的相互关系。首先在分析上海城市景观格局对空气环境的潜在影响中,对主要城市空气污染物分布格局进行了时空特征差异比较,发现NO_2和SO_2年均浓度在近年呈较明显上升趋势,而PM_(10)和大气降尘的年均浓度则有所下降。对1997-2004年间空气污染状况与城市居民疾病死亡进行的Spearman相关分析显示,NO_x与循环系病、泌尿生殖系病死亡率之间有显著正相关,SO_2与神经系病、传染病及寄生虫病死亡率之间分别有较显著正相关和显著负相关,TSP与循环系病死亡率之间有较显著正相关。构建城市发展综合指标UDI与城市气候指标进行相关回归分析发现,城市气候指标与城市发展综合指标之间相关性显著,并表现为随着城市化过程推进先稳步升高后下降的一致规律。而城市发展综合指数与城市居民疾病年死亡率的相关性分析表明,上海城市化进程对居民疾病包括呼吸系病、肿瘤、精神病、传染病及寄生虫病、内分泌免疫代谢病和神经系病死亡率影响显著。 其次,在对上海城市景观格局与热环境效应的研究中,根据对遥感影像数据的地表温度反演,得到1997年和2004年两时段的上海市热环境空间分布格局。对上海城市热环境分布格局的空间自相关分析、变异函数分析以及分形分析表明:城市热岛空间自相关程度比1997年有显著增强,且城市热岛斑块自相关尺度有明显增加;城市热岛空间分布格局具有中等空间相关性,表明城市热岛空间分布除受到结构性控制因素影响外,由随机因素引起的空间异质性也占了较大的比重,随机因素主要体现在1km以下的小尺度上。在探讨城市热岛空间分布格局的影响因素时发现,城市人口密度分布与城市热岛之间存在显著正相关关系;构建的土地覆盖指数NDVI和NDWI与地表温度之间表现为二元抛物线式显著负相关性,NDBI与地表温度之间表现为一元线性显著正相关性,NDBaI与地表温度之间呈二元上抛物线较显著正相关性。 再者,对上海城市景观格局及其水环境响应的分析中,针对黄浦江干流水质监测断面周围3000m为半径形成的缓冲区样带,进行了土地利用结构特征的辨识,同时构建有机污染综合指数对黄浦江干流主要监测断面进行水质评价。对水环境质量变化与周围土地利用结构之间的相关性分析发现,黄浦江干流主要断面的水体有机污染综合指数与缓冲区样带内林地和绿地所占面积比例呈显著负相关性。对上海市主要河流湖泊水质变化趋势分析显示,淀山湖水质状况明显恶化,黄浦江干流水质保持缓慢改善趋势,而苏州河水质虽表现较为显著的改善,但污染指数在近年有回升趋势。 最后,在上海城市生态安全状况分析中,运用因子分析方法筛选出资源支持系统因子和产业环境系统因子,构建区域生态安全度指标ESDI,对1997至2004年的生态安全状况进行了综合评价,发现上海市区域生态安全状况有所好转,尤其是在2003年后生态安全指数出现转折性提高和2004年生态安全指数出现大幅度上升。在景观生态安全格局研究中,基于上海市自然基础条件和区域景观格局现状,对上海市自然及社会经济发展生态要素的空间分布特征进行了辨识,构建了由生态源、生态廊道、生态斑和生态楔组成的上海地区城乡一体化景观生态安全格局,并提出针对城市生态安全控制与改善进行的城市土地利用结构调整和城市人口布局、发展新城等功能格局调整的具体措施。
【学位授予单位】:复旦大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:X171

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前2条
1 冯永玖;韩震;;基于遥感和GIS的海岸带水域生态景观格局演变研究——以杭州湾北岸上海市段为例[J];国土资源遥感;2011年01期
2 陈德超;杜景龙;李新;常能岳;;胥江流域土地利用变化及其水质响应研究[J];城市发展研究;2013年01期
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李辉,魏德洲;环境影响评价的新领域——生态安全评价[J];安全与环境学报;2003年05期
2 谢花林,李波;城市生态安全评价指标体系与评价方法研究[J];北京师范大学学报(自然科学版);2004年05期
3 杨毅,刘敏,许世远,侯立军,钱嫦萍;上海城市周边地区主要环境问题及其对策[J];长江流域资源与环境;2002年02期
4 宫阿都;李京;王晓娣;陈云浩;胡华浪;;北京城市热岛环境时空变化规律研究[J];地理与地理信息科学;2005年06期
5 欧维新,杨桂山;土地利用/覆被变化对海岸环境演变影响的研究进展[J];地理科学进展;2003年04期
6 陈星;周成虎;;生态安全:国内外研究综述[J];地理科学进展;2005年06期
7 康慕谊,江源,石瑞香;NECT样带1984~1996土地利用变化分析[J];地理科学;2000年02期
8 陈云浩,李晓兵,史培军,何春阳;上海城市热环境的空间格局分析[J];地理科学;2002年03期
9 张秋菊,傅伯杰,陈利顶;关于景观格局演变研究的几个问题[J];地理科学;2003年03期
10 于兴修,杨桂山,王瑶;土地利用/覆被变化的环境效应研究进展与动向[J];地理科学;2004年05期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 雷战波;杜浩文;;中国耕地面积变化的驱动因子及模型研究(英文)[J];Asian Agricultural Research;2009年05期
2 赵青林;毛伟;彭瑛;;青海省经济发展水平与环境质量关系研究(英文)[J];Asian Agricultural Research;2009年09期
3 陈建宏;刘振肖;;基于面板数据的江苏耕地社会经济模型(英文)[J];Asian Agricultural Research;2009年Z1期
4 ;Assessment of Ecological Risk to Land Use in Liaoning Province Based on Climate Change[J];Asian Agricultural Research;2010年04期
5 ;Research and Prediction of Ecological Security in Jiangsu Province Based on the Ecological Footprint[J];Asian Agricultural Research;2011年04期
6 崔颖;高敏华;;克拉玛依市土地利用动态变化研究[J];安徽农学通报(上半月刊);2009年05期
7 张竹华;陈龙乾;王秉义;张奎;;义马市不同时相土地景观格局指数对比研究[J];安徽农学通报(上半月刊);2010年07期
8 李扬;;国内外土地利用变化研究概述[J];安徽农学通报(上半月刊);2010年09期
9 王洁;;土地利用/覆被变化对水资源影响的研究综述[J];安徽农学通报(上半月刊);2011年07期
10 戴文远;杨扬;;闽清县土地利用变化分析及生态服务价值评价[J];安徽农学通报(上半月刊);2011年19期
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 杨新刚;;城市边缘区空间扩展模式分析——以合肥市为例[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2006年06期
2 冉江;柯长青;;连云港城市扩展及其驱动力分析[J];安徽农业科学;2007年03期
3 李学梅;李忠峰;;土地利用/覆盖变化研究进展及其意义[J];安徽农业科学;2008年06期
4 王丽;刘延国;彭培好;;成都经济区植被景观格局及其破碎化研究[J];安徽农业科学;2008年28期
5 郭锦;张晓丽;赵丽琼;谢芳毅;;基于3S技术的北京市植被覆盖空间格局变化研究[J];安徽农业科学;2009年17期
6 谢红梅;;贵阳市土地利用变化趋势预测研究[J];安徽农业科学;2009年34期
7 谢尚春;刘慧;王海涛;方泽红;;岷江上游生态安全综合评价[J];安徽农业科学;2010年11期
8 程文龙;;基于景观结构的区域生态风险评价研究[J];现代农业科技;2010年06期
9 张健;;安徽东部地区土地利用变化的生态环境效应评价[J];安徽农业大学学报;2008年03期
10 马东辉;郭小东;苏经宇;周锡元;汤铭潭;;小城镇防灾减灾工程规划标准研究[J];安全;2006年03期
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 欧朝蓉;孙永玉;朱清科;叶文;;中国生态环境脆弱性研究进展[J];安徽农业科学;2013年08期
2 杨玲;王忠杰;吴岩;周曦;;快速城镇化背景下的绿地系统规划编研思路探索[J];风景园林;2013年02期
3 何泓;刘鑫垚;杨城;林广发;;线状空间特征的影响力计算与分析方法研究[J];福建电脑;2013年11期
4 尹锴;赵千钧;文美平;花利忠;吝涛;石龙宇;;海岛型城市森林景观格局效应及其生态系统服务评估[J];国土资源遥感;2014年02期
5 康福生;;新农村建设背景下乡村景观保护与利用初探[J];科技致富向导;2013年09期
6 孟丹;王明玉;李小娟;宫辉力;;京沪穗三地近十年夜间热力景观格局演变对比研究[J];生态学报;2013年05期
7 冯永玖;刘艳;周茜;韩震;;景观格局破碎化的粒度特征及其变异的分形定量研究[J];生态环境学报;2013年03期
8 冯永玖;陈新军;杨铭霞;霍丹;朱国平;;基于ESDA的西北太平洋柔鱼资源空间热点区域及其变动研究[J];生态学报;2014年07期
9 杨玉珍;;快速城镇化地区生态-环境-经济耦合协同发展研究综述[J];生态环境学报;2014年03期
10 任雯;岳勇;陈梅梅;;石油开发对辽河油田湿地景观格局变化的影响分析[J];油气田环境保护;2012年03期
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 徐中民;情景基础的水资源承载力多目标分析理论及应用[J];冰川冻土;1999年02期
2 赵文智,程国栋;生态水文学——揭示生态格局和生态过程水文学机制的科学[J];冰川冻土;2001年04期
3 刘沛林;从长江水灾看国家生态安全体系建设的重要性[J];北京大学学报(哲学社会科学版);2000年02期
4 曾辉,江子瀛,喻红,许国雄;深圳市龙华地区快速城市化过程中的景观结构研究 Ⅲ农业用地结构及异质性分析[J];北京大学学报(自然科学版);2000年02期
5 曾辉,江子瀛,孔宁宁,高凌云;快速城市化景观格局的空间自相关特征分析 以深圳市龙华地区为例[J];北京大学学报(自然科学版);2000年06期
6 王宝民,柯咏东,桑建国;城市街谷大气环境研究进展[J];北京大学学报(自然科学版);2005年01期
7 陈柳钦;关注和维护我国生态安全[J];节能与环保;2002年09期
8 金钰,李书涛;人工神经网络 BP 网的应用[J];北京理工大学学报;1998年06期
9 魏天兴,朱金兆;黄土残塬沟壑区坡度和坡长对土壤侵蚀的影响分析[J];北京林业大学学报;2002年01期
10 陈克平,宁大同;基于GIS非点源污染模型的地形因子分析[J];北京师范大学学报(自然科学版);1997年02期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 曾广权,邓晴,余艳红,张星梓;关注全球气候变化,提高抵御气候灾害的能力[J];云南环境科学;2004年S2期
2 刘先新;;三峡生态安全源于忧患 生态文明创新始于忧患[J];中国林业;2008年09期
3 李康;西部大开发中的生态安全问题[J];环境科学研究;2001年01期
4 贾全欣;环境恶化 生态安全挑战国人生活[J];基建优化;2001年03期
5 冯蕾;;从生态建设中收获经济效益——访蒋明君[J];当代生态农业;2007年Z2期
6 张淑云;;生态安全型复合高效絮凝剂的一步法制备方法[J];工业水处理;2008年03期
7 王权典,周珂;国家环境安全及其法律保护比较研究[J];环境保护;2003年02期
8 马乃喜;西安生态环境保护与建设问题[J];陕西环境;2003年01期
9 钟祥浩,刘淑珍,王小丹,李祥妹;西藏生态环境脆弱性与生态安全战略[J];山地学报;2003年S1期
10 黄青,任志远;论生态承载力与生态安全[J];干旱区资源与环境;2004年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 曹伟;;生态安全战略研究[A];水资源、水环境与水法制建设问题研究——2003年中国环境资源法学研讨会(年会)论文集(下册)[C];2003年
2 章小明;;西部开发必须注重生态安全[A];加入WTO和中国科技与可持续发展——挑战与机遇、责任和对策(下册)[C];2002年
3 肖笃宁;;干旱区生态安全研究的意义与方法[A];生态安全与生态建设——中国科协2002年学术年会论文集[C];2002年
4 王晓蓉;汪承润;林仁漳;田园;徐向华;薛银刚;顾雪元;郭红岩;;重金属污染土壤对生物体的微观致毒机理及生态安全早期诊断研究[A];第五届全国环境化学大会摘要集[C];2009年
5 任志远;;区域生态承载力与生态安全分析[A];认识地理过程 关注人类家园——中国地理学会2003年学术年会文集[C];2003年
6 钟章成;;物种在西部开发中的重要性——兼论物种对生态安全的作用[A];新世纪 新机遇 新挑战——知识创新和高新技术产业发展(下册)[C];2001年
7 李建牢;任杨俊;;关注西北地区生态安全 实现经济可持续发展[A];加入WTO和中国科技与可持续发展——挑战与机遇、责任和对策(下册)[C];2002年
8 阿布都热合曼·哈力克;卞正富;瓦哈甫·哈力克;;且末绿洲生态安全与生态补偿长效机制研究[A];第二届生态补偿机制建设与政策设计高级研讨会论文集[C];2008年
9 王君英;;国家生态安全面临的问题及对策探讨[A];科技、工程与经济社会协调发展——中国科协第五届青年学术年会论文集[C];2004年
10 贾艳红;赵军;南忠仁;赵传燕;;基于格网GIS的草原生态安全评价研究初探——以甘肃牧区为例[A];《自然地理学与生态建设》论文集[C];2006年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 陶拴科;构建西藏生态安全屏障[N];中国环境报;2006年
2 郑志国;重视土地开发的生态安全[N];广州日报;2004年
3 王永生;国土生态安全不可小视[N];中国国土资源报;2006年
4 记者 江学科;推动水利实现可持续发展[N];秦皇岛日报;2006年
5 特派记者 陶媛慧;把维护生态安全纳入法制化轨道[N];友报;2007年
6 记者 刘琴 张漫宇;中国为维护全球生态安全作出积极贡献[N];中国绿色时报;2007年
7 孙家驹;农林水应从分道扬镳转向一体化发展[N];学习时报;2009年
8 本报记者 武卫政;提升监管能力 保障生态安全[N];人民日报;2009年
9 本报记者 王娅;维护国家生态安全[N];中国环境报;2002年
10 本报记者 白剑峰;灰色的灾难[N];人民日报;2001年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 周上游;农业生态安全与评估体系研究[D];中南林学院;2004年
2 江振蓝;水土流失时空过程及其生态安全效应研究[D];浙江大学;2013年
3 李辉;基于城市化过程的东北地区生态安全研究[D];吉林大学;2009年
4 刘彦;转型期农业生态安全问题研究[D];东北林业大学;2007年
5 王三;重庆市“一小时经济圈”生态安全评价研究[D];西南大学;2010年
6 王耕;基于隐患因素的生态安全机理与评价方法研究[D];大连理工大学;2007年
7 吕光辉;中国西部干旱区生态安全评价、预警与调控研究[D];新疆大学;2005年
8 张婧;胶州湾海岸带生态安全研究[D];中国海洋大学;2009年
9 李晶;3S支持下土地利用生态效益时空差异与生态安全评价[D];陕西师范大学;2006年
10 王大庆;黑龙江省生态足迹与生态安全分析及其可持续发展对策[D];东北农业大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王志琴;小城镇地区生态安全研究初探[D];中国农业大学;2003年
2 王希强;基于GIS和RS的区域生态安全评价研究[D];兰州大学;2010年
3 邹长新;内陆河流域生态安全研究——以黑河为例[D];南京气象学院;2003年
4 何焰;上海市水环境生态安全与评价研究[D];华东师范大学;2004年
5 宋志生;城市空间增长过程中的生态安全问题初探[D];重庆大学;2003年
6 许联芳;湖南省农业生态安全地域差异研究[D];湖南师范大学;2004年
7 徐伟;论中国的生态安全问题及其对策[D];青岛大学;2005年
8 李绮华;基于生态安全的生态旅游资源开发研究[D];厦门大学;2008年
9 庞海涛;生态安全的刑法保护[D];吉林大学;2011年
10 茹冬;吉林省生态安全评价及指标体系研究[D];吉林大学;2007年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026