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《石河子大学》 2011年
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基于生态安全的新疆兵团农地利用评价及优化研究

郭永奇  
【摘要】:土地生态安全研究已成为当前土地资源可持续利用研究的前沿课题,但目前尚处于起步阶段。兵团大部分团场位于新疆荒漠与绿洲生态环境的过渡带,与沙漠、荒漠接壤,自然生态环境十分脆弱。由于不合理的农地利用导致了荒漠化、水土流失、盐碱化等威胁土地生态安全的生态问题,兵团土地资源的持续发展前景堪忧。因此,对兵团农地利用的生态安全的研究和优化设计,不仅可以对兵团的农地生态安全状况有一个明确的认识和评价,而且还对改进农地利用方式、保护农地资源、协调区域人地关系和实现兵团经济社会的可持续发展具有重要的现实指导意义。同时,还可以为干旱区农地利用及优化设计提供借鉴。 本文共分八章:第一章回顾了国内外农地利用及生态安全评价的相关研究进展,并对国内外研究进行评述;第二章概述研究的理论工具和界定研究的相关概念;第三章对兵团成立以来的农地利用情况进行梳理和分析;第四章建立了基于能值改进生态足迹理论的农地利用生态安全评价指标体系,并对兵团1982-2008年的农地利用生态安全进行时空评价;第五章识别出影响农地利用生态安全的影响因子,并对各因子影响机理进行分析;第六章构建农地利用生态安全的预警系统,并基于惩罚型变权的理论对兵团农地利用生态安全预警进行了实证研究;第七章基于生态安全视角对兵团农地利用进行了优化设计,并提出具体的优化措施;第八章总结研究的结论与不足。 通过研究,本文得出以下结论: 1.在1982-2008年期间,兵团农地利用的变化情况如下:在农地利用的数量上,兵团农地总面积、耕地、牧草地、林地和园地的面积呈现先快速增加后趋缓的态势,而养殖水面面积数量不大,总量变化较小;在农地利用的质量上,兵团农地总体呈现出稳中有降的趋势,具体表现为兵团耕地高产田的数量及比重有所下降,中产田的数量和比例呈上升趋势,低产田的数量和比例呈下降趋势;在农地利用程度上,兵团农地利用程度变化率为R=-0.166,这说明兵团农地利用正处于调整期;在农地利用效率上,兵团农地利用效率总体上呈现出先下降后上升的趋势,如果调整用地结构和注重农用地质量,农地利用效率将会有很大的提升空间;在农地利用集约度上,兵团农地利用集约度总体上呈现出在波动中上升的态势。 2.基于时间尺度的兵团农地利用的生态足迹与生态安全评价结论如下:1982-2008年兵团农地的生态足迹总量和人均生态足迹总体均呈现上升的趋势;农地的总的生态承载力和人均生态承载力总体上呈现出先上升后下降的变化趋势。1982-2008年兵团农地的生态安全等级总体上呈现先上升后下降的趋势。以1998年为界,1998年之前兵团农地安全等级呈现出在波动中上升趋势,生态协调度处于协调状态。1998年之后,兵团农地生态安全等级开始下降,从稍不安全(Ⅱb)下降到较不安全(Ⅲa),最终下降到2008年的不安全(Ⅲb),其生态协调度也从协调状态下降到接近协调与基本协调的边界值(1.1371)。 3.基于空间尺度的兵团农地利用的生态足迹与生态安全评价结论如下:与1982年相比,2008年兵团13个农业师的农地人均生态足迹均有所增加,而农地人均生态承载力除农十三师和农十四师减少外,其余11个师也有所增加;农地生态安全等级变化情况如下:农十四师的生态安全等级下降,从很安全(Ⅰa)下降到较安全(Ⅰc);农一师、农四师、农六师、农八师、农九师、农十二师、农十三师的农地生态安全等级相对稳定;农二师、农三师、农五师、农七师、农十师的农地生态安全等级上升。 4.基于惩罚型变权的农地生态安全的预警研究的结论:1982-2008年,兵团农地利用的生态安全系统的警情综合指数呈现出先上升后下降的趋势,总体上位于轻警区间;在2009-2015年,兵团农地生态安全状况会较2008年有一定程度退化并保持处于轻警区间,且向中警区间延伸;从预警子系统上看,水资源利用子系统和人口子系统警情评价指数在1982-2008年均呈现出上升趋势。在2009-2015年仍保持这一趋势,处于无警区;农地开发利用子系统的警情评价指数在1982-2008年总体上呈现先上升后下降趋势,总体上处于轻警区间。在2009-2015年,将保持下降趋势,并逐步向中警区间延伸;农业种植结构子系统警情评价指数在1982-2008年总体呈现下降的趋势,从1982年无警区下降到2008年轻警区。在2009-2015年,仍然保持下降趋势,且向中警区间延伸。 5.基于生态安全下的农地利用优化的结论如下:在农地利用结构优化方面:与现状年(2008年)的各类型面积对比,除了牧草地和水域的面积没有发生改变外,耕地面积减少,园地和林地均有大幅度增加。从农地利用结构优化后的生态安全结果看,优化后的农地的生态安全等级有从不安全等级(Ⅲb)上升为稍安全等级(Ⅱa),且生态效益和经济效益均远远超过预测值。从耕地利用的优化的结果看,粮食作物的种植面积保持不变,棉花、油料和蔬菜面积均有不同程度的减少,而瓜果的种植面积却有大幅度的增加。从牧草地利用优化的结果看,农一师、农三师、农六师、农七师、农八师的载畜量已超出了负荷,应采取围栏禁牧、休牧和轮牧等退牧还草措施,以达到保护牧草地和实现牧草地生态安全的目的。
【学位授予单位】:石河子大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:X820;F301

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