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《河南理工大学》 2017年
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空间信息技术支持下的区域资源环境承载力时空分异及驱动机制研究

孙茜  
【摘要】:资源环境是人类赖以生存和发展的基础,是度量区域可持续发展的重要参量。随着新型城镇化、工业化进程的不断加快,人类活动深刻改变了资源环境态势,局部区域出现资源短缺、环境污染、生态破坏等问题,资源环境承载力正面临严峻挑战。同时,随着我国经济社会进入新常态,对经济社会发展方式、资源环境开发利用模式提出了新要求。如何实现经济社会持续、健康、平稳发展的同时又最大限度的保护资源环境,并有效提升资源环境承载力,已成为我国实施可持续发展战略亟待解决的关键问题。河南作为中国的缩影,当前正处于经济社会发展的转型期、资源环境承载力的高压期、公众城镇化诉求的高涨期,面临的资源环境承载力问题具有典型性和代表性。因此,开展资源环境承载力相关研究,对资源环境承载力的状态及系统内部的耦合协调发展态势进行深入分析,从时空尺度定量识别其时空分异特征及驱动机制,并有针对性地对资源环境承载力进行调控,对于河南省破解经济社会发展与资源环境保护之间的冲突、寻求可持续发展具有重要的理论和现实意义。本文以RS和GIS等空间信息技术为支撑,耦合空间分析、地理学理论模型及空间计量方法,构建“多层评价—时空分异—驱动机制—分区调控”的区域资源环境承载力研究方法体系,对河南省资源环境承载力时空分异及驱动机制进行研究。主要研究内容和结论如下:(1)本研究将区域资源环境承载力界定为:一定时间一定空间内,在保证资源环境可持续及生态文明可实现的前提下,区域可资利用的资源、环境等对区域人口及其正常的生产、生活、生态等活动的承载,并使资源环境系统处于协调发展态势的能力。在此基础上,基于四层次结构建立资源环境承载力评价指标体系框架,并构建“核心单要素—综合”多层评价指标体系,实现资源环境核心单要素承载力与综合承载力的有机结合。(2)提出了基于“多层评价—时空分异—驱动机制—分区调控”的区域资源环境承载力研究方法体系。构建了基于改进突变级数模型的资源环境承载力综合评价模型,基于GIS和空间计量方法相结合的资源环境承载力时空分异分析模型,基于空间主成分的资源环境承载力驱动机制分析方法和基于加权Voronoi图的资源环境承载力多维渐进式空间分区调控方法。(3)遵循“核心单要素—综合”多层评价思路,开展河南省资源环境承载力评价。2000-2015年河南省18个省辖市的资源环境承载力总体水平不高,介于0.1877-0.5931之间,资源环境承载力均处于“低”状态。但是从资源环境承载力的演变趋势看,各省辖市的资源环境承载力整体呈增加态势,同时除济源外多数省辖市的耦合协调度呈提升态势。(4)基于GIS和空间计量相结合的方法分析河南省资源环境承载力时空分异特征。2000-2015年河南省资源环境承载力在空间关系、演变过程和演变趋势方面均分异明显。河南省各省辖市资源环境承载力的均出现高值和低值集聚现象,热点区域从西北部转移至东南部,冷点区域则从南部北上至西北部。同期各省辖市资源环境承载力的空间格局分异趋势明显,在东—西向由倒“U”型分布演变为“U”型分布,且东部明显高于西部;南—北向则由倒“U”型分布演变为“U”型分布,且南部明显高于北部。河南省资源环境承载力的区域差异来源从区域间转变为区域内,其中区域间差异贡献率逐步下降。同时,R/S分析表明漯河和信阳两个省辖市的资源环境承载力具有一定的持续提升趋势,济源市资源环境承载力呈下降趋势,其他省辖市则呈持续提升态势。(5)基于空间主成分分析模型从时空尺度研究河南省资源环境承载力的驱动机制。研究发现河南省资源环境承载力的驱动因素主要是景观生态因素、资源禀赋及利用因素、经济社会因素和环境保护因素,其中景观生态因素代表引起河南省18个省辖市2000-2015年资源环境承载力变化的44.59%的变量因素。同时,各省辖市资源环境承载力驱动因素存在空间差异,其中第1驱动因素和第2驱动因素主要是景观生态因素或环境保护因素。反映河南省及所辖各省辖市的生态环境保护态势严峻,同时表明牺牲生态和环境推动经济社会发展最终将影响区域资源环境承载力的提升。(6)基于加权Voronoi图开展了河南省资源环境承载力空间聚类分区研究,采用GIS技术并结合行政区划、交通条件及区域发展战略等进行多维渐进式调整,最终将河南省18个省辖市划分为5个区,即中部重点开发区、北部生态改善区、西部优化开发区、南部绿色发展区、东部保护开发区。并针对各分区的资源环境优势以及存在的资源环境问题,分别提出调控路径。
【学位授予单位】:河南理工大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:X24

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