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基于RS和GIS的土地利用变化及生态效应研究

张路路  
【摘要】:合理利用土地资源,关系着经济社会发展和国家民族生存根基。随着社会经济的迅速发展,人类在利用土地发展经济和创造物质财富的同时,对生态环境也产生巨大的压力。在此形势下,揭示土地利用过程、景观格局及生态服务价值三者之间的联系与互动,阐明区域土地利用格局演变机制,评估土地利用生态环境效应,可以为生态安全条件下的土地利用提供科学依据,对于区域全面、协调与可持续发展具有重要的现实意义,已成为学术界研究的热点。作为首都北京及我国北方重要的生态屏障,冀西北间山盆地区脆弱的生态环境同沉重的人口压力和严峻的土地退化并存。本文基于RS、GIS技术平台,以位于冀西北间山盆地区的怀来县为例,利用1995、2000、2008年三期遥感影像获取土地利用信息,通过模型构建,结合地统计方法并应用景观格局指数,全面分析了研究区土地利用的变化过程和规律,揭示了其土地利用变化的人文驱动力,并参照生态系统服务研究理论和方法分析了研究区生态效应变化情况。主要得出以下结论: (1)1995-2008年期间怀来县土地利用格局变化较大。六类土地变化均属于极慢速变化型,土地利用处于发展期,区域土地处于中等利用程度。林地、园地和城乡用地面积大幅度增长,耕地、水面和未利用地减少。地类转换明显,耕地转出面积最大,转出的主要方向为园地和城乡用地,主要原因是农业结构调整和建设占用。人为开发利用活动的相关性距离由1995年和2000年的11.02km增加至2008年12.13km,区域人为开发利用活动不断扩张,以乡镇为单元的社会经济发展格局逐步被打破。 (2)1995-2008年期间人类活动对景观格局变化的影响加剧,景观自然性在减弱,土地利用方式向着均匀化方向发展。研究期间怀来县景观多样性增加,优势度有下降趋势,景观斑块形状趋于复杂化。景观的连接性有所下降,破碎化程度增加。2000-2008年期间区域大块景观指数有增大的趋势,主要为林地斑块的增大。 (3)采用相关分析和主成分分析法,对研究区域土地利用变化的社会经济驱动力进行分析,研究表明怀来县土地利用变化的主导驱动因素为:经济发展因素、人口和政策因素。 (4)基于生态服务价值理论和方法的生态效应研究表明:1995-2008年怀来县土地利用变化带来了较好的生态效益,生态环境质量在提高,并表现出了较大空间差异。土地利用生态系统总服务价值共增加676.56万元,分项功能方面中气体调节、水文涵养、保持土壤和提供美学景观功能共损失了5744.62万元。通过计算预测2016年怀来县生态服务总价值比2008年增加81.67万元,土地利用为持续发展。


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