南京都市区城市扩张时空格局及其对生态安全的影响

发布时间：2020-05-11 08:35

【摘要】：城市化作为一种以人类为主导的地表覆被类型快速变化的过程,不可避免地与生态资源进行激烈的空间争夺,从而对区域生态系统结构和功能形成巨大冲击,引发一系列生态环境问题,严重威胁区域生态安全和城市化地区的可持续发展。生态安全与人类福祉息息相关,为保障区域生态安全和提升生态服务价值,须对土地利用方式和城市扩张格局进行优化配置,以此维持生态系统的多样性和稳定性。在国内加快推进生态文明建设的背景下,协调城市扩张与生态安全之间的关系,对人类社会的可持续发展具有重要意义。随着遥感和GIS技术日臻完善,城市扩张引发的区域生态景观格局动态变化及其对生态安全的影响已成为当前的一大研究热点。当前,我国正处于城市化快速推进的阶段。南京作为东部重要的中心城市之一,社会经济发展水平在全国处于领先地位,城市化率已达到发达国家水平,城市扩张与生态安全的矛盾显著。因此本研究以南京都市区为研究区,结合城市圈层划分方法,分别对1995年、2005年、2015年三期的城市扩张特征和生态安全水平的空间分异状况进行刻画,并探究城市扩张对生态安全的影响,以期为快速城市化背景下的城市空间规划、生境质量保护等方面提供参考。研究结果主要如下:(1)城市扩张特征方面,整体上研究区城市建设用地处于加速扩张的阶段,紧凑度逐步下降,扩张程度较高,且随着时间的推移,城市蔓延之势加剧,特别是江宁滨江、江浦、六合、栖霞等区域存在较多扩张程度较高的新增斑块。基于城市扩张核心度分析,前一时期南京都市区城市建设用地扩张主要采取向外围推进的模式,对核心区的挖潜力度不够;随着新一轮土地利用总体规划的启动实施以及产业结构的优化升级,政府对城市开发建设的调控渐趋严格,后一时期城市建设用地扩张从无序蔓延逐步转变为核心区存量用地挖潜和低效利用土地再开发,城市空间形态更为紧凑。基于城市扩张强度分析,前一时期城市扩张主要集中在4-13号圈层内,后一时期,城市扩张主要集中在5-18号圈层,扩张范围更广,且相较于上一时期强度更大。总体而言,两个时期的城市扩张以主城区范围内的存量用地和靠近主城的近郊区域为主。基于城市建设用地景观格局分析,空间上随着与城市中心距离的增加,建设用地破碎度递增;时间上整体呈现出随着时间推移,斑块破碎度下降的趋势。城市建设用地斑块密度的变化存在空间分异,主城区范围内斑块密度呈减小的趋势,反映了主城区得到深度挖潜,破碎度降低,主城区外围区域斑块密度呈增加的趋势,主要是新增城市建设用地向外无序蔓延、分布零散所致。(2)生态安全评价方面,生态结构层面,耕地、林地等绿地斑块整体呈现破碎度提高的趋势,景观水平上的景观格局指标变化存在空间分异;生态质量层面,研究期内南京都市区生态质量有所改善,但仍有部分区域生态状况日益恶化。具体而言:从类型水平上看,耕地在空间上呈现出随着与城市中心距离的减少,耕地面积减少,破碎度增强的趋势,在时间上呈现破碎度提高、异质性增强的趋势。耕地斑块密度的变化存在空间分异,在主城区范围内,新增建设用地不断侵蚀零散耕地斑块,因而斑块密度呈逐年下降的趋势,而主城区外围连片的耕地在城市建设用地的占用下,斑块面积变小,数量增多,因而斑块密度逐年提高。林地各景观指数随时间变化的幅度均非常微弱,反映出城市建设用地扩张对林地的规模和破碎度的影响有限,且主城区在扩张过程中注重自然保护区的保育,斑块间连通性增强。从景观水平上看,对比分析各圈层数据,由于主城区及其附近的圈层建设用地面积不断扩张,受人类活动的干扰逐渐增强,因而建成区边界日益规整,破碎度降低;而在远郊地区斑块破碎度增加,景观类型日益丰富,景观边界复杂度提升,受人为活动的干扰较少。生态质量层面,研究期内南京都市区生态质量整体上有所改善,特别是主城区、江北的六合大部分区域生态指数明显提升,但仍有部分区域生态状况日益恶化,如长江两岸和研究区南部的秦淮河沿线。分圈层来看,1995-2005年间,大部分圈层的生境质量呈下降趋势,5-14号圈层的生态指数下降尤为明显,这一时期的城市扩张也主要集中在这一区域,表明大规模的城市扩张对生境质量的负面影响,而2005-2015年间,得益于南京市政府进行大规模的旧城改造和园林绿化,大部分圈层特别是主城区的生态指数有所提升。(3)城市扩张与区域生态安全具有显著相关性,具体表现在以下几个方面:①建设用地扩张规模与耕地和林地的破碎度以及整体景观的破碎度、景观优势度、多样性、景观形状有紧密联系,同时城市扩张是也生境质量下降的显著关联因素;②城市建设用地景观格局与生境质量显著相关;③城市扩张模式与耕地破碎度显著相关,城市扩张指数越小,即城市扩张结构越松散,耕地破碎度也相应越高;城市扩张模式与景观多样性指数、最大斑块指数显著相关,蔓延式的城市扩张更能增加景观多样性、降低斑块优势度;同时城市扩张模式也与生态质量紧密关联,紧凑的城市扩张模式更有利于生态环境的保护。(4)建议南京都市区优化城市空间扩张格局,由规模扩张向集约化扩张转变,重点优化高生境质量用地类型景观格局,在保持经济可持续增长的基础上加强耕地、林地、草地等生态用地的保护,并进一步加强城市建成区绿化建设,实现破碎化生境斑块之间的联通。
【图文】：

地理位置,秦淮,鼓楼区,主城区

邺、秦淮、下关、鼓楼、栖霞、浦口、江宁、雨花台全部区域和六合大部分区域，＊＊逡逑以及溧水县的柘塘街道＞，总面积约４３８８平方千米（图２．１）。都市区城镇部分包括：逡逑主城区，东山、仙林、江北３个副城，龙潭、汤山、禄口、板桥、滨江、桥林６逡逑个新城，以及１９个薪市镇。其中，，主城区、东山副城、仙林副城和江北副城被逡逑划定为中心城区。逡逑１注：秦淮区与白下区合并，设立新的南京市秦淮区：鼓楼区、下关区合并设立新的鼓楼区：同时撤销溧逡逑水县，设立新的溧水区。逡逑１１逡逑

土地利用现状图,都市区,土地利用现状图,南京

（沿江通道）的交汇点，是华东地区重要的铁路枢纽。逡逑２．１．４生态结构逡逑根据２０１５年南京都市区土地利用现状图（图２．２＞，南京都市区总面积为逡逑４３６１．３２ｋｍ２，其中耕地面积２１２９．６８ｋｍ２，占总面积的４８．８３％，为研究区占比最逡逑２南京市人口计生委、南京市统计局．《２０１３年度南京市人口发展报告》．南京市人民政府．２０丨４－０５－２８．逡逑１３逡逑
【学位授予单位】：南京大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：F299.27;TU984.115

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