基于本底变化的沿海地区土地利用规划环境影响评价方法研究

发布时间：2020-11-14 11:14

　　 土地利用规划方案的实施主要包括土地利用结构的调整和布局的优化,而土地利用变化会对生态环境产生影响,进而影响到人类自身。然而,传统的土地利用规划环境影响评价(LUPEA)忽视了土地利用自然变化下的环境影响改变,极易导致LUPEA结果不准确甚至相反的结论,达不到LUPEA工作的目标。沿海地区承载人口数量大、土地利用/覆被(LUC)变化较为剧烈,从而对区域生态环境质量产生了较大压力。本文以我国沿海快速城市化区域连云港市为研究对象,提出并构建了土地利用规划环境影响本底评价(NPD-LUPEA)模型,在遥感与地理信息系统(GIS)的支持下,研究构建了沿海地区LUC分类方法和DEM数据修正方法,从而为LUPEA提供更高精度的基础数据;随后基于NPD-LUPEA模型评价了连云港市土地利用规划的环境影响。结果表明:(1)土地利用本底变化是指在土地利用规划环境影响评价中,因自然及社会经济等非土地利用规划因素驱动与限制下导致的土地利用变化。相应地,非土地利用规划因素则称之为本底因素,基于土地利用本底变化的土地利用规划环境影响评价即为土地利用规划环境影响本底评价。土地利用规划环境影响本底评价模型通过剔除非规划因素引起土地利用变化的环境作用,能够真实的反映出土地利用规划方案实施对于环境的影响。土地利用规划环境影响本底评价模型可以基于SIS框架模型构建,并可与GIS技术集成,从而实现基于空间的评价工作。(2)根据连云港市各季节遥感影像分类及精度评价结果,冬末总体分类精度最低,春末及秋季分类精度相对较高;应用基于规则的多季节影像分类方法进行连云港市土地利用/覆被信息提取最终结果总体分类精度较各季节分类结果有很大的提高,表明通过系统分析土地利用/覆被的季节及其他时相变化并构建相应的分类规则,能够有效提高土地利用/覆被分类精度,减少应用单一影像分类时因同物异谱和异物同谱出现的错分现象,能够满足土地利用规划环境影响评价所需基础数据的质量要求;(3)土地利用类型综合反应了地形、植被及人类活动的特征,这会对GDEM数据的精度产生影响。连云港市GDEM数据质量评价结果显示:不同土地利用类型对ASTER GDEM数据精度的影响不同。草地、水田、旱地、采矿用地等垂直误差相对较小,但是水平相对误差较大,而裸地、林地、园地、风景特殊用地等正好相反。GDEM数据修正结果表明一元和多元线性回归方法均能够有效的提高GDEM数据的精度。但是相比多元线性回归分析方法,一元线性回归方法需要数据类型更少,因此一元线性回归方法可操作性相对更高。基于土地利用类型和一元线性回归分析的GDEM数据修正方法流程简单、思路清晰,可以有效的提高GDEM数据的精度,从而为LUPEA提供重要的基础数据;(4)基于NPD-LUPEA的连云港市LUPEA结果显示:全市规划模式下质量相比2010年度有一定程度的提高,在本底模式下2020年度环境质量改善程度更加明显。由于本底模式下2020年度环境质量评价结果更好,连云港市规划方案的实施实际上具有一定程度的环境不利作用。这也充分表明了LUPEA中应充分考虑土地利用本底变化对LUPEA的影响作用。应用层次分析法结合熵值综合确定的权重中,PM_(10)浓度指标、SO_2浓度指标、地均COD排放指标等3项与污染物直接相关的指标权重较大,而林地比重指标和水域用地比重指标在其余指标中权重相对较高,表明其对生物多样性的影响受到更多的重视。因此在制定相应的环境减缓措施时,应根据不同指标的基本特性制定出切实可行的具体方案,以进一步提高规划实施对环境的有利作用,减缓其不利影响。
【学位单位】：中国矿业大学
【学位级别】：博士
【学位年份】：2018
【中图分类】：F205
【部分图文】：

图 2-1 研究区位置示意与 2010 土地利用现状图Figure 2-1 Location of study area and the land use map in 20102 基础数据来源基于研究内容，主要收集了遥感数据、DEM 数据、土地利用数据、气生态环境数据等用于本文相关研究工作。 遥感影像与 DEM 数据遥感数据采用从中国资源卫星应用中心（China Centre for Resources S and Application，CRESDA）下载的 CBERS-02 影像数据。该数据包括可外光谱范围内 4 个多光谱波段和 1 个全色波段，空间分辨率为 19.5 米GS84 坐标系统。本文使用的影像数据主要采集于 2005 年 2 月 26 日、10 月 18 日获取的冬末、春末以及秋季的各 1 景影像。其中，春末数 日）为高潮位时获取，秋季数据（10 月 18 日）为低潮位时获取（表 研究区域中均无云遮盖，符合数据质量要求。

图 2-5 基于驱动力因素的土地利用本底变化图Figure 2-5 land use background change based on the various driving forces图 2-5 描述了基于驱动力因素的土地利用变化，其中纵坐标为土地利用模式的类型（可为相应的土地利用模式指标，如结构指数或布局指数），横坐标为检验序列（如基于时间的变化、基于不同驱动力条件产生的土地利用变化），阴影下方为非规划驱动下的土地利用本底模式曲线，阴影上方为综合驱动力下的土地利用综合模式曲线。阴影部分则为扣除非规划因素后导致的土地利用模式变化量，土地利用本底模式曲线下方则为非规划驱动下的土地利用模式变化量。从土地利用变化驱动力的角度来看，土地利用变化的环境影响可以分为土地利用本底变化驱动下的以及规划驱动下的环境影响。其中，规划驱动的土地利用变化环境影响即为土地利用规划环境影响。土地利用规划环境影响评价则应剔除非规划因素引起土地利用变化进而导致的环境影响，从而评价单纯土地利用规划因素引致土地利用变化的环境影响。图 2-5 中，若以纵坐标表示环境状态，横坐标依然为检验序列，则可以清晰的描绘基于本底变化的土地利用规划环境影响（图 2-6）。

图 2-6 基于本底变化的土地利用规划环境影响图Figure 2-6 land use environmental impact based on the non-plan driving model图 2-6 中土地利用综合变化环境影响为多种因素共同驱动下的环境质量变化曲线，其余上下两条曲线分别为非规划因素驱动土地利用本底变化和规划因素驱动综合变化的环境影响质量变化曲线（土地利用规划环境影响质量变化曲线）。容易看出，土地利用综合变化环境影响质量体现的是非规划因素与规划因素共同驱动下的土地利用变化环境影响质量，并不能单纯反映出土地利用规划方案实施的环境影响质量变化。而当前的 LUPEA 无论从理论上还是实践上均未区分出非规划因素驱动土地利用本底变化的环境影响质量，其评价的结果实际为土地利用综合变化的环境影响。如图 2-6，土地利用综合变化环境影响质量变化呈递增的趋势，表明区域土地利用变化对环境质量具有改善作用。但是这种改善作用实际是由非规划因素驱动土地利用本底变化的环境影响造成的，虽然土地利用规划环境影响质量（规划因素驱动土地利用变化的环境影响质量）作用为负，但是土地利用本底变化的正向环境影响抵消了土地利用规划的负向环境影响，从而使得环境质量变化整体呈
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本文编号：2883408