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江苏省乡村生态系统健康评价与耦合调控研究

孟令冉  
【摘要】:乡村发展问题是关系国计民生的根本性问题。保障乡村生态系统健康,促进乡村功能协调是保护乡村本底、改善乡村生活、增进农民福祉和推动乡村振兴的关键,同时也是解决乡村发展不平衡不充分突出矛盾和推动城乡一体化发展的重要举措。本文以江苏省为研究对象,结合多时相遥感影像数据、实地调研数据和年鉴统计等数据,采用RS、GIS空间分析、模型评价、地理探测、拟合诊断和统计分析等技术方法,归纳完善了乡村生态系统构成与理论框架,对江苏省乡村生态系统演变及其空间格局特征,县域、镇域不同尺度乡村生态系统健康状况及其时空分异,乡村生态系统“三生”功能特点、耦合协调发展状况及其耦合机制进行了深入分析,并通过实地调研梳理凝练了不同类型乡村发展模式,提出了乡村空间优化策略和生态系统健康发展路径。主要结论如下:(1)明确了乡村生态系统的概念,从复合生态系统的角度全面分析了乡村生态系统的结构、特征与功能。梳理总结了乡村生态系统研究的理论基础,并从地理学的范畴归纳了乡村生态系统研究的学科体系,提出了乡村生态系统研究的综合理论框架。在研究区乡村发展背景方面,以乡村发展历史脉络为主线理清了江苏省乡村发展的生态过程及其响应特征。首先,根据全生命周期理论将江苏省乡村发展过程划分为5个不同阶段,剖析了江苏省乡村发展的历史脉络及其演化特征。然后,从农业资源区划、经济区划视角分析了江苏省乡村聚落、人口、资源、经济和生态环境等生态系统多要素发展现状及空间分异,总结了江苏省乡村生态系统的响应特征。(2)从复合生态系统的角度构建了县域、镇域不同尺度乡村生态系统健康评估框架和评价模型,提出了乡村生态系统健康等级划分与类型识别方法,剖析了不同尺度乡村生态系统健康状况及其时空分异特征。2015年,江苏省57个县域乡村生态系统健康总体得分介于0.6856-0.8818之间,健康状况总体较好,自北向南呈现出明显的梯度分异特征。乡村资源、环境、社会、经济各子系统健康等级空间分布集聚性较好,团簇分布明显。在13种不同健康类型中,健康型县域主要分布在苏南和苏中地区,非健康型则以苏北县域为主,区域社会经济水平对乡村生态系统健康影响最为显著。就镇域尺度来看,1984-2017年,吴中区乡村发展总体表现出由工业主导型到农业主导型并逐渐向服务主导型转变的历史发展路径。各镇域乡村生态系统健康得分在0.5562-0.8417之间,总体呈先增加后减少趋势,乡村景观和自然子系统是造成近年乡村生态系统健康水平下降的主要原因。进一步研究得出,不同发展类型乡村生态系统健康驱动因子与乡村生态系统健康类型具有显著一致性,说明城镇化过程中随着乡村社会、经济条件的改善,乡村性质和功能正逐渐衰退。(3)构建了乡村生态系统“三生”功能评价体系、评价模型及耦合协调度模型,剖析了江苏省不同尺度乡村生态系统“三生”功能及其耦合协调发展特征,揭示了江苏省乡村生态系统“三生”功能的耦合机理与作用机制。江苏省乡村生态系统“三生”功能总体较弱,处于良性耦合的发展阶段,但乡村“三生”功能的耦合协调度总体一般,多以初级和中级协调为主,呈现出“南高北低”的空间分异特征,乡村生活功能对乡村“三生”功能的影响最为显著。相比而言,吴中区各镇域乡村“三生”功能总体呈逐渐增强趋势,但乡村生产、生态功能相对较弱,乡村“三生”功能耦合协调度相对较好,发展较为均衡。基于此,选取地理探测器、主成分分析和多元线性回归分析测度了不同尺度乡村生态系统“三生”功能耦合协调发展的主要影响因素及其拟合关系,构建了乡村生态系统“三生”功能耦合协调发展理论框架,从“外部环境和内部要素耦合”与“内部要素-功能-系统层级耦合”两方面剖析了江苏省乡村生态系统“三生”功能的耦合机理。同时,采用系统动力学方法和原理,构建了乡村生态系统“三生”功能耦合协调发展的系统动力模型,揭示了江苏省乡村生态系统“三生”功能耦合协调发展主要因子之间的相互作用机制。(4)梳理凝练了不同类型乡村发展模式,提出了乡村生态空间优化策略和生态系统健康发展路径。首先,根据江苏省乡村自然资源要素、地貌类型、社会经济发展水平和传统历史文化等特点选取24个典型调研乡村并划分为5种类型,分析了不同类型乡村的自然地理环境和空间格局特征,并以乡村产业结构为依据将江苏省乡村发展模式归纳凝练为3大类、8个亚类,总结了不同模式乡村发展的特点。然后,围绕乡村居民生产、生活基本情况,政策认知,生态文明建设和乡村发展预期4个方面,以乡村居民为主体,分别对江苏省以农业、工业和服务业为主导的5个典型乡村开展调查问卷与访谈,剖析了乡村发展过程中存在的突出问题。最后,分别从功能协调和产业融合层面提出了乡村生态保护与空间优化策略和乡村生态系统健康发展路径。乡村生态系统健康是系统外部环境与内部要素共同作用的结果,在工业化和城镇化快速发展背景下,以乡村自然要素为代价的社会经济提升必然会导致乡村功能失调和景观退化。本文以乡村生态系统综合理论框架为指导,创新性地构建了乡村生态系统健康评估框架与评价模型,剖析了县域、镇域不同尺度乡村生态系统健康状况及时空演变特征,揭示了乡村生态系统“三生”功能的耦合机理与作用机制,并通过实地调研凝练了不同类型乡村发展模式,提出了契合实际的乡村生态空间优化策略和生态系统健康发展路径。本文研究为乡村生态系统健康评估提供了可行性的思路与方法,研究结果对于改善乡村生态环境,推进乡村振兴发展具有重要的理论与现实意义。


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