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《中国地质大学》 2017年
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新型城镇化背景下区域土地生态安全研究

李德胜  
【摘要】:土地资源是人类赖以生存和发展的重要基础,土地资源的有限性是可持续发展的关键问题之一。随着我国工业化与城镇化的不断推进,人地矛盾日益突出,对土地的利用程度已经达到甚至超过区域土地生态系统的承载能力,导致生态环境逐渐恶化,土地生态安全面临严峻的挑战。开展城镇化背景下土地生态安全相关研究势在必行。当前我国正处于实施新型城镇化发展战略的关键阶段,构建新型城镇化背景下的土地生态安全理论和方法,成为亟需研究的重要主题。武汉市是武汉城市圈的核心城市,也是国家区域中心城市之一,具有重要的战略地位。当前,武汉市正面临着经济发展和生态保护的双重压力,系统地研究该区域城镇化与土地生态安全问题,对于武汉市及武汉城市圈土地生态安全的维护、新型城镇化战略的实施和生态文明建设,更具有重要的现实意义。论文在理论梳理的基础上,以DSR模型为研究的基本框架,对新型城镇化背景下的区域土地生态安全状态进行评价,对引起土地生态安全状态变化的驱动力展开研究,最后提出提升土地生态安全水平、实现城镇化与土地生态安全协调发展的调控策略。本文主要研究内容如下:(1)理论基础分析。对新型城镇化与土地生态安全的相关概念进行界定,对人地关系理论、可持续发展理论、系统理论、生态承载力理论基本内涵及对本研究的指导进行分析。(2)武汉市土地利用系统结构分析。武汉市土地利用结构发生了显著变化:耕地面积剧烈减少;建设用地面积急剧扩大;后备资源不足。武汉市土地利用结构具有明显的空间分异特征。武汉市土地利用结构的变化是伴随着信息熵和均衡度上升的过程,这一变化符合土地利用结构的动态演变规律,表明区域土地利用行为对土地利用系统的影响随着土地利用结构的变化而逐渐加大。土地利用结构信息熵空间差异表明武汉市各区城镇化和工业化水平,以及经济发展模式处于不同阶段,土地利用方向侧重点和利用程度各异,导致各区的土地利用结构信息熵各不相同。主城区具有与其他各区明显不一致的信息熵特征,主要原因在于该区是武汉市城镇化和工业化发展的核心区域,其土地利用侧重点明确,用地类型以建设用地为主,优势度较高,其他用地类型占本区域的比例较低,土地利用系统处于一个低水平的有序状态;其他各区由于土地利用类型上的差异,呈现出不一样的信息熵特征。(3)武汉市土地生态系统服务功能评价。运用ESV计算模型,对武汉市土地生态系统服务价值进行了核算。2002-2012年间,武汉市土地生态系统服务价值在总体上经历了由升到降的波折性变化过程,总价值有所增长。从各用地类型服务价值的变化情况来看,水域的服务价值始终最高,林地服务价值的增长对耕地等面积减少带来的区域土地生态系统服务价值损失起到减缓作用,保障了武汉市总价值在研究期间还有所增长;水域的变化态势与区域土地生态系统服务总价值的变化基本一致,经历了由升到降的变化过程。从单项功能的服务价值来看,武汉市水文调节功能的服务价值处于领先位置,食物生产和废物处理服务价值在总量上呈减少态势,其他各项功能则有不同程度的提高。武汉市土地生态系统服务价值具有明显的空间分异特征:江夏区和黄陂区属高值区,新洲区、蔡甸区和主城区属中值区,东西湖区和汉南区属低值区。(4)武汉市土地生态安全综合评价。土地生态安全综合评价是一个完整的综合判定过程,包括指标体系构建、指标权重确定、指标理想值判定、建立评价模型、安全水平分级和结果分析等几个步骤。综合评价结果显示,2002-2012年,武汉市土地生态安全水平呈缓慢上升趋势,土地生态安全等级逐渐提高。总体而言,武汉市土地生态安全水平上升幅度有限,区域土地生态系统面临的问题未得到根本解决,土地生态系统仍承受较大的压力。土地生态安全等级为由Ⅱ级危险等级提升至Ⅲ级临界安全等级,表明区域土地生态安全形势有所缓和,土地生态系统结构和功能有所优化,但仍面临着较大的土地生态风险。武汉市土地生态安全水平经历了两个不同阶段:2002-2008年,为区域土地生态安全危险阶段,2009-2012年,属于区域土地生态安全临界安全阶段。由于各子系统之间在安全水平提升幅度上的差异,造成了武汉市土地生态安全协调性逐渐减弱的局面。(5)区域土地生态安全驱动力分析。2002-2012年武汉市城镇化与土地生态安全水平协调发展度呈现由低到高的递进式演变规律,协调类型从研究初期的低度协调逐渐演变为高度协调,表明武汉市城镇化水平与土地生态安全水平趋于同步上升态势,城镇化系统与土地生态安全系统之间的相互作用强度不断增大。相互作用趋于合理。从时间维度来看,土地生态安全障碍因子在因子类别、排序及障碍度方面都处于动态变化中。从2002年到2012年,武汉市土地生态安全障碍因子经历了从地均固定资产投资、经济密度、人均GDP等经济类因素向工业固体废弃物排放强度、人均耕地、人均水资源量、单位耕地面积化肥负荷等资源、环境类因素的转变,表明随着经济社会的发展,资源环境问题逐渐成为区域土地生态安全提升的瓶颈限制,基本上与武汉城市发展历程和土地生态安全现状相吻。从目标层障碍度来看,经济安全障碍度呈大幅下降趋势,社会安全障碍度呈波动下降趋势,资源安全、环境安全障碍度呈上升趋势。随着经济、社会发展水平的不断提升和资源、环境状况的逐渐恶化,环境安全、资源安全成为影响武汉市土地生态安全水平的主要障碍。运用EKC模型,进行驱动因子与土地生态安全指数曲线回归模拟。结果显示,大部分因子与土地生态安全指数存在显著相关性,说明城镇化进程是引起武汉市土地生态安全水平变化的重要因素。建立驱动因子与土地生态安全指数的最佳拟合模型,回归参数和拟合曲线显示,各驱动因子与土地生态安全指数拟合关系不符合EKC的规律。主要原因在于土地生态安全水平受到自然、经济、社会等多因素的复合影响,土地生态安全指数是一个在多指标加权叠加之后的综合评判结果与驱动因子的选取和区域差异也有很大关系。经济发展和城镇化进程并非阻碍土地生态安全水平提升的必然因素,经济的持续增长和城镇化的建设发展反而可能是弱化生态风险、实现土地生态系统结构稳定和功能优化的重要途径。(6)武汉市土地生态安全调控对策研究。分别基于障碍因子诊断、城镇化与土地生态安全协调发展的角度,提出了区域土地生态安全调控对策。针对障碍因子,分别从“三废”防治、耕地资源保护、土地集约利用、水资源管理等层面提出针对性调控对策;从“三线”划定倒逼机制和三方协作协同机制两个方面提出城镇化与土地生态安全协调发展的建议。
【学位授予单位】:中国地质大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:F301.2

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