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《中国科学院研究生院(广州地球化学研究所)》 2007年
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广东韩江流域土地利用与土地覆盖变化综合研究

张正栋  
【摘要】: 韩江流域是广东境内仅次于珠江的第二大流域,在广东的经济社会发展中占有十分重要的地位。它是客家文化(中上游)和潮汕文化(下游)的集中分布区,包含了经济特区汕头市和经济欠发达地区梅州市。改革开放以来,流域内土地覆被格局发生了巨大变化,是研究南方湿热丘陵山区小流域LUCC及其生态环境效应的理想场所。 本文依托1986年、1996年、2006年的TM卫星影像等数据,应用RS-GIS-GPS集成技术,剖析韩江流域在过去20年间土地利用/覆被变化的过程、驱动机制,预测该流域在不同目标情景模式下的土地利用/覆被变化,评价流域LUCC的生态环境效应以及土地利用可持续性和生态足迹状况。 研究结果表明: (1)土地利用/覆被变化具有明显的阶段性。1986~1996年前10年,变化幅度从大到小依次是:未利用地>林地>建设用地>耕地>水域>草地;1996~2006年后10年则为:未利用地>建设用地>耕地>林地>水域>草地。20年间总体变化顺序是:未利用地>建设用地>林地>耕地>水域>草地。 (2)各地类的变化存在较大差异。20年间,耕地总量持续减少;林地处于持续增加之中,尤其是后10年来;草地总量总体上呈递增的趋势,在前10年间草地增加较缓,但后10年草地显著增加;建设用地大幅度增加,尤其是后10年来;水域面积逐年增加;未利用地发生了显著的缩减。 (3)土地利用/覆被变化空间差异明显。主要表现在丘陵山区(梅州市)和三角洲平原区(汕头市)之间,以及它们内部里人类活动强度不同的地区之间。 (4)土地利用/覆被变化是多种因素交织、共同作用的结果。除自然驱动因子外,人口变动、经济发展、农业技术进步、富裕程度、制度与体制、政策法规等是主要的驱动因素。 (5)应用CLUE-S模型对韩江流域土地利用/覆被变化进行模拟和预测表明,生念安全目标下林地、草地等地类显著增加,未利用地和耕地大幅减少。食物安全目标下林地和草地会减少,未利用地有所增加。经济发展目标下建设用地快速扩张,耕地(主要是优质良田)会被大量挤占。多目标下的综合发展模式比较全面地考虑到经济发展、生态保护以及粮食安全等需要,土地利用变化比较合理。 (6)流域景观破碎化日趋增加。1986-1996年,韩江流域的景观趋于破碎化,拼块的复杂程度和多样性降低,流域生态服务价值指数从6661 yuan.hm~(-2).a~(-1)增加到6687 yuan.hm~(-2).a~(-1)。进入1996—2006年,韩江流域的景观破碎度进一步增加,流域拼块的复杂程度持续降低。生态服务指数从6687 yuan.hm~(-2).a(-1)上升到6783 yuan.hm~(-2).a~(-1),整个流域的生态环境质量开始向好的方向发展。流域的生态价值指数均会出现不同程度的上升。这指示,近20年来实施生态环境保护措施,使得整个流域的生态环境质量开始向好的方向发展。 (7)对韩江流域典型区土地利用可持续性评价指示,汕头市各年土地利用持续性值介于70~120,呈现弱可持续性。1994~1998年土地利用持续性逐渐上升,1998~1999年的土地利用持续性有所下降,1999~2000年土地利用持续性有了明显的上升,土地利用持续性的变化是在87左右摆动。 (8)对韩江流域典型区生态足迹的评价表明,梅州市的生态足迹需求、供给和赤字都低于全国的平均水平。2004年,全市人均生态足迹为1.1174hm~2·cap~(-1),实有人均生态生产性面积为0.70634 hm~2·cap~(-1),人均生态赤字为0.4111 hm~2·cap~(-1),总人口的生态足迹达到4.28×10~6 hm~2。从1996-2004年,人均生态赤字不断增大,从1996年0.177 hm~2/人增长到2004年的0.411 hm~2/人。这指示,梅州市区域生态经济系统处于一种相对不可持续的状态,总体上处于“地方不可持续-全球可持续-欠发展”状态。 本研究理论和实践的创新之处主要体现在: (1)从实证角度增补了LUCC研究南方湿热丘陵山区小流域区域案例。本研究以中尺度的韩江流域为对象,系统剖析粤东北地区在过去20年间的LUCC过程、驱动力,并进行时空模拟以及景观生态学、土地可持续性和区域可持续发展评价,深化南方湿热丘陵山区小流域水土流失等生态环境问题的认识。 (2)通过定性与定量方法相结合,揭示了各因素在韩江流域土地利用/覆被变化中的驱动机制。在各种自然因素驱动的背景下,更加注重各种社会、经济驱动因素及其相互间的相互联系和综合驱动作用分析。 (3)运用生态价值指数(EVI)、土地利用可持续性度量法和生态足迹模型,评价区域LUCC对生态坏境质量、区域土地利用可持续性以及整个区域的可持续发展状态。韩江流域的案例展示,这些指标能够可以反映区域LUCC变化的响应。
【学位授予单位】:中国科学院研究生院(广州地球化学研究所)
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:F301

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