秦巴山区土地利用景观格局时空变化与优化配置研究 ——以通江县为例

论文摘要

近年来,随着人口急剧增长、工业化和城镇化的快速发展以及人类不合理的土地利用方式,导致建设用地粗放低效、城镇空间分布和规模结构不合理等问题,由此引发一系列土地生态问题,人地矛盾极为突出,严重影响着人类的健康生活、城镇化和社会经济的可持续发展,威胁到国家粮食安全和生态安全,增加了社会经济和生态环境成本。秦巴山区地处我国南北气候、生物区系的交汇地带,是我国重要的地理生态分界线和唯一的连接东西部的大尺度生态廊道,位于国家重要的生物多样性和水源涵养生态功能区,是集中连片特殊困难地区和国家重点特困扶贫开发区。同时,该区是我国地质灾害易发多发区,其生态脆弱,水土流失严重,滑坡、泥石流、洪涝、干旱等自然灾害频发,同时随着人口急剧增长和高速的城镇化发展,人类加大了对土地资源的利用,区域土地资源矛盾和开发建设与生态环境保护矛盾突出,给原本就脆弱的秦巴山区造成了极大的生态环境压力,已严重影响和阻碍了区域土地资源和经济建设的可持续发展。科学合理的土地利用景观优化配置对调整土地利用空间结构,促进生产空间集约高效、生活空间宜居适度、生态空间山清水秀,研究意义重大。虽然目前对于土地利用景观优化配置的理论和方法已有一定研究和探索,但基于生态安全的土地利用景观优化配置研究仍比较欠缺。为此,本文以秦巴山区—国家级限制开发区和重要生态功能区通江县为研究原型,以遥感数据、地形地貌、气象数据、地质水文、土壤数据以及文本统计数据等为基础,开展通江县土地利用景观格局时空变化及地形梯度效应分析,进行土地利用景观模拟,构建景观生态安全格局并进行功能分区,实现基于生态安全格局的土地利用景观优化配置,定量分析土地利用景观优化的空间分布情况,为通江县及秦巴山区区域土地利用规划和土地利用空间格局优化提供了技术支撑和思路借鉴。本文取得的主要研究成果如下:（1）针对秦巴山区通江县基于生态安全格局的土地利用景观优化配置,能够定性定量的分析和模拟土地利用景观,并将土地利用景观变化的生态过程与研究区的生态安全问题等内容相互联系起来,这对于缓解粗放低效的土地利用方式、土地生态安全隐患和开发建设与生态环境保护矛盾具有重要的作用,提出了土地利用景观格局优化的新思路,为区域土地利用规划以及土地利用类型的空间调整提供了技术支撑和思路借鉴。（2）基于随机森林法对2015年遥感影像进行土地利用提取,以2015年土地利用数据为参考,通过对比2010和2015年遥感图像进行目视解译得到研究区2010年土地利用数据,依次得到研究区2000和1990年土地利用数据。数据表明:1990-2015年林地、建设用地、水域和其他用地面积持续增加,耕地面积持续减少,草地动态变化;土地利用景观转化主要发生在耕地与林地、建设用地和其他用地之间,林地与其他用地和草地之间,水域与其他用地之间,以耕地和林地转出、林地和建设用地转入为主。（3）耕地破碎化程度最高其形状也最为复杂,林地是通江优势景观且具有绝对优势,聚合度最大;1990-2015年耕地和林地两者破碎化程度减小,受外界干扰降低,优势度降低,林地聚合度增加耕地减小,水域、建设用地和其他用地破碎化程度、优势度和聚合度在增加。1990-2015年间景观的团聚程度、复杂性、破碎化和景观的连接性有所增加,景观的优势度有所下降。1990-2015年900m以下是景观破碎化程度增大区,景观类型丰富多样增加区,900m以上景观破碎化程度减小区,绝对优势景观加大区。土地利用景观受地形影响较大,具有明显的地形梯度效应,在土地利用景观优化中当根据其规律特征对土地利用进行相应的调整。（4）以2000年土地利用景观作为数据源,基于CLUE-S模型模拟2015年土地利用景观,模拟效果较好。基于CLUE-S模型模拟2030年土地利用景观,土地利用景观格局基本未发生改变,林地、建设用地、水域、草地和其他用地面积增加,耕地大面积减少。（5）根据城镇扩张与生态用地扩张两种生态过程基于MCR模型构建扩张源和生态源的最小累积阻力表面,以两个景观过程最小累积阻力差值对研究区进行生态安全格局功能分区,分别划分为生态保护区、生态缓冲区、生态敏感区和生产生活区,为土地利用规划和分布合理化提供参考。根据生态安全格局功能分区来看,生产生活区主要分布在平坝区,面积433.09km2;生态敏感区主要分布在丘陵区,面积1076.07km2;生态缓冲区主要分布在丘陵区和低山区,面积1708.81km2;生态保护区主要分布在中山区和低山区,面积906.79km2。（6）基于生态安全格局的通江县土地利用景观优化配置,通江县林地和水域面积增加,耕地、草地和其他用地减少,建设用地缓慢增加,景观破碎度程度降低,聚集度在增加,各景观斑块之间的连通性增加,景观的复杂度降低,人类活动干扰降低,土地利用景观结构更加符合了区域的生态与发展兼顾的要求,土地利用效益得到提高,开发利用与生态并重。从优化区空间分布来看,北部典型的生态优化区,中部典型的生态与开发并重优化区（过渡优化区）,南部典型的生产生活优化区。

论文目录

摘要

Abstract

第1章绪论

1.1 研究背景与意义

1.1.1 研究背景

1.1.2 研究意义

1.2 国内外研究现状

1.2.1 景观格局研究现状

1.2.2 景观格局优化研究现状

1.2.3 研究述评

1.3 研究内容与技术路线

1.3.1 研究内容

1.3.2 技术路线

1.4 论文框架

第2章研究区概况与土地利用信息提取

2.1 研究区概况

2.1.1 自然地理概况

2.1.2 社会经济概况

2.1.3 生态环境问题

2.2 数据收集

2.2.1 遥感数据

2.2.2 非遥感数据

2.3 土地利用信息提取

2.3.1 遥感影像预处理

2.3.2 土地利用分类体系建立

2.3.3 土地利用信息提取

2.4 本章小结

第3章土地利用景观格局时空变化与地形梯度效应

3.1 土地利用景观时空变化分析

3.1.1 土地利用景观现状

3.1.2 研究方法

3.1.3 土地利用景观时间变化特征

3.1.4 土地利用景观空间变化特征

3.2 土地利用变化分析

3.2.1 研究方法

3.2.2 土地利用变化分析

3.3 土地利用景观格局时空动态

3.3.1 景观格局指数选取

3.3.2 景观格局时间变化分析

3.3.3 景观格局空间变化分析

3.4 土地利用景观的地形梯度效应分析

3.4.1 研究方法

3.4.2 土地利用景观的高程效应

3.4.3 土地利用景观的坡度效应

3.4.4 土地利用景观的坡向效应

3.4.5 土地利用景观的地形位效应

3.5 本章小结

第4章基于CLUE-S模型的土地利用景观模拟

4.1 CLUE-S模型介绍

4.2 土地利用景观变化驱动力分析

4.2.1 驱动因子选取

4.2.2 驱动因子空间化处理

4.2.3 回归分析

4.2.4 结果分析

4.3 CLUE-S模型的运算

4.3.1 土地政策与限制区域

4.3.2 土地利用景观转移规则

4.3.3 土地利用景观需求计算

4.3.4 土地利用景观空间特征

4.4 基于CLUE-S模型土地利用景观模拟

4.4.1 2015年土地利用景观模拟及精度验证

4.4.2 2030年土地利用景观模拟结果分析

4.5 本章小结

第5章景观生态安全格局功能分区

5.1 生态源的识别

5.1.1 生态系统服务功能重要性评价

5.1.2 生态环境敏感性评价

5.1.3 生态源提取

5.2 阻力表面的构建

5.3 最小累积阻力表面的建立与功能分区

5.3.1 最小累积阻力表面的建立

5.3.2 景观生态安全格局功能分区

5.3.3 结果分析

5.4 本章小结

第6章基于生态安全格局的土地利用景观优化配置

6.1 土地利用景观优化原则

6.2 土地利用景观优化配置与分析

6.2.1 土地利用景观结构对比分析

6.2.2 土地利用景观格局对比分析

6.2.3 土地利用景观优化区分析

6.3 本章小结

结论

致谢

参考文献

攻读学位期间取得学术成果

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 杨青林

导师: 邵怀勇

关键词: 土地利用景观,优化配置,模型,通江县

来源: 成都理工大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 自然地理学和测绘学

单位: 成都理工大学

分类号: P901

DOI: 10.26986/d.cnki.gcdlc.2019.000042

总页数: 112

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