张家港市在城市化过程中农业用地变化及对粮食安全影响

【摘要】：粮食安全问题是一个攸关国计民生的大问题。随着我国城市化的快速发展,产生了农村劳动力转移,农业用地转化为非农业用地,农业生产遭受污染等问题,这些问题如果不能得到有效解决,粮食安全将会持续面临巨大的压力。与此同时,人口增长导致的粮食刚性需求增加、现代社会人民对粮食品质的高要求等也使得粮食安全问题一直受到广泛重视。 本文以张家港市为研究区,参考覆盖张家港全市的TM遥感影像解译得到土地利用分类图,并在GIS相关分析软件的支持下,对土地利用分类图进行景观格局分析；采用CA-Markov模型模拟、预测张家港市的土地利用/覆盖变化；于2010年和2011年两次选取农田样点,对其土壤-水稻系统的重金属的积累与转移特征展开研究,并对研究区土壤、水稻的污染情况进行综合评价；本文还结合粮食安全绿色健康发展的实际,综合考虑生态、社会和经济效益,对指标因子进行选取与分析,力求构建一个科学的粮食安全绿色健康综合评价体系,并探讨了将粮食安全绿色健康综合评价体系应用于张家港市可以实现的功能及作用。经过三年研究,取得的研究进展如下： (1)伴随着城市化的发展,城镇建设用地将会持续增加,农业用地的数量将会减少,城市化进程中农业用地向非农业用地的转化是一种必然趋势。2010年,张家港市农业用地所占景观面积比例为23.17%,建筑用地所占景观面积比例为28.28%,前者已经低于后者；农业用地的斑块密度仅为6.04%,处于较易受到干扰的状态。总体上来看,相对于建筑用地,农业用地在张家港市的景观格局分布中处于相对弱势的地位。 (2)预计2010-2020年,张家港的城市化进程将继续由城市向农村扩张,农业用地年均减少73.2公顷,建筑用地年均增长143公顷。短期内农业用地减少,建筑用地增加的趋势不会改变。模拟预测的各土地利用类型变化动态度的绝对值表现出逐年缩小的趋势,这说明未来张家港市城市化扩张的速度可能会逐渐减缓。 (3)研究区的水稻不同器官对重金属元素的富集能力不一,本研究中表现为根叶籽粒；两年测定的土壤综合污染指数值均小于0.7,研究区的农地土壤未受到重金属污染；水稻籽粒Cr、Cu、Zn三种元素的单因子指数的平均值分别为0.131、0.450、0.321,综合污染指数平均值为0.407,从整体上看水稻籽粒基本未受到重金属污染,但在和平村采样点,Cr、Cu、Zn的单因子指数值明显高于其余采样点,且Cr轻度超标。 (4)研究构建的粮食安全绿色健康综合评价体系着眼于粮食的产销全过程,兼顾生态效益、经济效益和社会效益,综合考虑指标体系的构建原则,评价体系的功能需求,对粮食安全绿色健康程度的评价更加全面。使用粮食安全绿色健康评价体系对张家港市粮食安全和绿色粮食产业的发展情况进行评价,可以系统地反映张家港市粮食安全的现状,帮助发现存在的问题并采取针对措施。 本研究的创新点在于两点,一是从数量和质量两个方面展开对农业用地与粮食安全问题的研究,通过研究农业用地的景观格局变化并对其未来发展趋势进行模型模拟预测来反映出其对粮食数量安全的影响,通过研究重金属在农地土壤-水稻系统内的积累与转移情况并进行评价分析来反映农业用地质量与粮食质量安全的关系。二是为分析土壤-水稻系统的重金属积累与迁移情况,采用了多种方法从多角度展开了研究,如采用了空间插值方法模拟重金属空间分布、进行了水稻根、叶、籽粒对农地土壤重金属的富集能力分析、引入内梅罗综合污染指数进行污染评价等。 总之,本研究有助于增进了解研究区的城市化进程、农业用地的现状与变化趋势及其对粮食安全的影响,研究在探索与构建粮食安全绿色健康综合评价体系方面的工作可以为新时期的粮食安全评价提供参考。

【关键词】：粮食安全 城市化 农业用地 空间插值 综合污染指数 绿色健康综合评价 张家港市农业生态文明
【学位授予单位】：南京大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：F323.211;F326.11
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