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三峡库区土地利用变化的生态警戒值研究

秦建成  
【摘要】: 人类活动正以空前的速度、幅度和空间规模改变着陆地环境,全球变化研究相伴成为近年来国际上最为活跃的研究领域之一。随着经济发展和社会进步,生态安全问题已受到21世纪国际社会和人类的普遍关注,成为当前可持续发展问题研究的前沿课题。三峡库区地处我国中西结合部的长江咽喉地带,是全国重要的敏感生态经济区。由于三峡库区的自然、地理、交通、经济发展水平及其特殊的战略地位,使该地区成为可持续发展与环境变化研究的“热点”区域。初步研究表明,三峡库区生态系统功能处于局部改善、整体退化甚至恶化状态,而人类活动驱动下的土地利用/土地覆被变化是生态系统功能整体退化的最直接原因。 本研究以三峡库区为研究对象,通过对三峡库区土地利用变化的时空分析,运用数学模型分析三峡土地利用变化的机理,构建三峡库区土地持续利用的生态系统安全评价体系,确定三峡库区土地资源利用变化的生态警戒值,为重庆市生态环境建设及农业产业结构调整提供科学依据。研究得到以下结论: 1 三峡库区土地利用时空变化分析 应用遥感技术及地理信息系统软件对三峡库区卫星图像进行人机交互解译,并对三峡库区1986~1995、1995~2002年两个时段土地利用时空变化的信息进行提取、分析。从时间角度讲,三峡库区耕地一直呈减少趋势;建设用地不断地增加,且1995年以后的增加量是1995年以前的2.2倍;林地和草地面积有增有减,变化幅度较大;从空间角度讲,主要是城镇扩展、库区长江沿岸及部分山区的土地利用类型变化比较大。应用土地利用变化宏观分析模型,结合部分土地利用变化驱动力的社会—自然指标,对三峡库区土地利用变化驱动力指数进行计算,结果认为:三峡库区土地利用变化驱动力为生态安全-环境福利驱动。 2 三峡库区土地利用经济生态位分析 土地利用变化是土地利用类型从低生态位向高生态位转变的自组织行为,对不同层次土地利用经济生态位进行调控,才能实现土地的持续利用。本研究从人为外在调控和自然演替调控两方面分析了三峡库区土地利用类型的转换方式,在生态位理论和系统边界理论的基础上,以空间信息技术为手段,运用土地利用经济生态位模型,定量分析了三峡库区土地利用类型间相互作用的强度及不同土地利用方式下经济生态位(比较经济效益)的差异性。研究表明,三峡库区自重庆直辖到2002年期间,农用地生态位总体上呈下降趋势,从0.165下降到0.156:而非农用地生态位总体上则呈上升趋势,从0.835上升到0.844,农用地与非农用地经济生态位差较大,经济发展和城市化进程更加剧了建设用地占用农用地的速度和强度。同时,从经济生态位的角度提出农用地生态位的提高主要依靠土地利用结构的调整;而非农 西南农业大学硕士学位论文 摘要 用地应着力于土地利用强度的变化。最后,从要素调控、地段生态和系统模式3个层次对三 峡库区土地资源生态利用模式进行了探讨。 3三峡库区土地资源生态系统安全评价 以三峡库区忠县和开县为例,讨论了三峡库区区域可持续发展的生态系统安全评价的基 本过程和方法,研究了包括资源生态环境压力、质量和保护整治能力三方面巧项指标在内的 生态系统安全评价的指标体系以及不安全指标阐值的确定和不安全指数的计算方法,并应用 区域生态系统安全评价模型,分别对两县1993、19%、1999、2002年的生态系统安全水平进 行评价,结果表明:生态不安全指数忠县由1993年的0.6657下降到2002年的0.4619,开县 则由0.6085下降到0.5273.从时间角度讲,整个三峡库区生态系统正在向良性循环的方向发 展,但发展缓慢;从空间角度讲,三峡库区生态系统“不安全”状态的区域差异性并不显著, 但区域生态系统建设力度存在显著差异性。 4三峡库区土地资源利用的生态警戒值 应用逆向限制因子修正法(机制法),依据作物形成和能量转化机制,充分考虑光、温、 水、土等自然生态因子及施肥、耕作等农业技术因子,估算三峡库区土地资源生产潜力理论 值为2.926 x 1 o4k吵衬,而目前三峡库区实际土地生产水平平均值为6.593 xl夕k叻mZ,仅 相当于理论水平的22.53编,理论上三峡库区土地资源生产潜力十分可观:根据三峡库区社会 经济发展的最低保证标准,应用线性规划数学方法,确定土地资源最低安全标准,即耕地80.68 xl了hmZ,园地5.23 x 104 hmZ,林地一s5.45x 104 hmZ,牧草地一2.13x一04 hmZ,居民点与独 立工矿用地25.22 x 104 hmZ,交通用地s.77x 104 hmZ,水域lo.56x一04 hmZ,未利用土地65、55 X 104 hm2. 5三峡库区土地资源可持续利用的生态安全建设措施 通过对三峡库区土地利用变化时空分析以及经济生态位的研究,充分考虑生态系统安全 评价结果以及生态警戒值的约束效应,结合三峡库区土地利用实际,为协调好经济发展与生 态环境保护的关系,提出了三峡库区土地资源可持续利用生态系统安全建设途径和对策。


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