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基于水量调节服务评估的武汉市绿色基础设施空间格局优化研究

贺裔闻  
【摘要】:城市水量调节服务包括城市径流调节服务与水源涵养服务,可反映城市整体水生态系统健康程度。城市绿色基础设施包括城市内部各类生态用地与河流湖泊等,直接参与影响城市生态系统水量调节服务过程。城市化快速发展使城市水生态系统功能受损,以绿色基础设施手段提升城市水量调节服务,是符合生态文明建设与可持续发展的思路。本研究使用蓝水与绿水作为水量调节服务指标,采用SWAT模型模拟得到武汉市2008年与2018年15个子流域上的蓝水量与绿水量。其中蓝水指地表径流、土壤中流与浅层地下水之和,绿水指非饱和土壤水与植物蒸散发。研究选用景观格局指数作为绿色基础设施空间格局的指标,采用相关性分析与多元回归分析法探索水量调节服务指标与绿色基础设施景观格局指数之间关系,并基于结果提出绿色基础设施空间格局优化策略。本研究结论主要有以下三部分:(1)2008年至2018年武汉市各子流域径流调节服务都有所下降,根据蓝水流失率变化可将各子流域径流调节服务分为下降最快、下降较快与稍有下降3个等级。其中蓝水流失率下降最多区域主要分布在武汉市东北角、西北角与南部区域,其次是主城区以及主城区附近偏东北方区域,相对流失较少的是主城区附近偏西北方的子流域;水源涵养服务变化较复杂,根据绿水量可将各子流域的水源涵养服务分为增长、稳定、一般和下降4个等级。其中绿水量增加较多区域主要位于主城区子流域以及外围四个角的子流域,下降区域主要位于东北部。(2)2008年到2018年武汉市整体绿色基础设施空间格局破碎化程度都有所上升,林草地斑块与农田斑块的破碎化程度呈上升趋势,水域斑块分类要素破碎化程度有所减弱。绿色基础设施斑块在15个子流域上具有明显空间分异特点,北部与南部大部分区域农田斑块占比最高,农田斑块的破碎化程度十年间增加最明显。中部区域水域斑块与农田斑块占比较相近,农田破碎化程度增加明显,而水域斑块的集中程度有所增加。(3)探索绿色基础设施格局指标与水量调节服务指标的影响结果显示,增加水域斑块形状复杂度与分散程度,增加林草地斑块与农田斑块破碎度,以及减弱整体绿色基础设施破碎度,都有利于增加绿水量,从而促进水源涵养服务的提升;同时,水域斑块分散度的增加,林草地斑块大小的增加与均匀度的增加,农田均匀度的增加,以及整体绿色基础设施破碎度的降低,都有利于减少蓝水量流失,从而促使径流调节服务的提升。(4)现有规划对提升武汉市的水量调节服务有一定作用。对于武汉市东南部区域的农田以及西北部区域子流域林草地,需更多可有效减少斑块破碎化的保护政策;对于武汉市主城区与周边的水域,需尽量尊重其自然化形态进行营造。


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