基于耕地保护的典型黑土区生态用地增量配置研究

发布时间：2020-05-30 22:20

【摘要】：生态良田建设是新时期耕地保护的重要目标,其关键是耕地与生态用地具有科学合理的数量及空间结构。快速城镇化背景下,中国正面临着社会经济发展、粮食安全以及生态保护三者之间的争地困境。生态用地作为具有重要生态价值的土地利用类型,其数量合理、质量稳定、空间布局适宜对维护区域生态安全、促进自然与社会系统的协调发展具有重要意义。在以追求经济增长为主导的城市快速发展阶段,对土地利用的关注通常集中在建设用地需求和耕地数量保障等方面,忽视了生态用地数量减少带来的耕地生态安全下降等问题。以区域土地生态安全为研究视角,通过对土地资源的优化配置,实现生态用地数量增加的同时保护耕地数量、质量及生态安全,是提高区域土地生态安全水平、解决社会发展矛盾冲突和促进可持续发展的重要途径和有效手段。东北黑土区是重要的商品粮基地,在我国粮食生产中占有举足轻重的地位,其耕地保护具有重要的战略意义。辨析生态用地与耕地空间协调关系及耕地生态安全特征,是实现黑土区生态良田建设和生态环境保护的重要基础。本研究以中国东北典型黑土区(长春市)为研究区,在剖析快速经济发展对黑土区带来的土地利用和生态安全问题的基础上,通过多种土地利用动态变化分析方法探究研究区土地利用时空演变特征,并以协调度及匹配度指标测算生态用地与耕地空间协调关系,在此基础上,构建了土地景观生态风险评价模型,评价研究区生态用地及耕地景观生态安全水平,明确耕地生态安全状况。利用地理加权回归模型分析不同条件要素对生态用地及耕地景观生态风险的影响,了解其作用方向及作用程度。最后,通过模拟多种情景下的生态用地增量配置格局,实现对生态用地的空间布局优化,得到以下主要结论:(1)1996-2015年间研究区土地利用变化较为剧烈,主要表现为建设用地的快速扩张和生态用地的显著缩减,其中1996-2009年较2009-2015年间土地利用变化更为频繁。受耕地保护政策等因素的影响,研究区耕地在研究期内流失与补充交替进行,但整体波动不大。人类活动为影响研究区土地转换的首要因素,受此影响,研究期内土地利用转换类型主要包括耕地和生态用地向建设用地的转换,以及生态用地向耕地的转换。在人为因素和自然条件的综合作用下,生态用地转换频繁且破碎化程度加剧。(2)生态用地与耕地空间协调性分析结果表明,1996-2009年生态用地与耕地协调度空间分布差异不明显,严重失调区主要集中于主城区部分地区,2009-2015年间严重失调区有所缩减,且协调度空间分异特征明显增强,以主城区为高值集聚区呈向外扩张态势;匹配度结果表明,主城区为生态用地与耕地匹配程度变化最剧烈区域,表现为匹配度数值的显著下降。综合协调度与匹配度测算结果,城市扩张对生态用地与耕地间协调关系影响非常显著,区域土地生态安全水平趋向空间不协调态势发展。(3)基于景观破碎度指数及脆弱度指数构建景观生态风险评价模型,探讨区域土地景观生态风险变化趋势及空间分异特征。结果显示,1996-2015年研究区大部分土地利用类型景观生态风险水平均呈显著上升趋势,且1996-2009年变化幅度明显高于2009-2015年。基于空间网格单元的生态用地与耕地景观生态风险评价结果表明,东部林地区生态用地及耕地景观生态风险等级较高,中部、西部及东北部耕地集中区域景观生态风险等级相对较低,但在研究期内呈显著增加态势。生态用地景观生态风险等级分布相对平缓,主要集中在二、三级风险区,一级和四级生态风险等级网格单元数量均高于耕地;耕地景观生态风险等级分布相对集中,且在研究期内呈等级增加态势,主要表现为二级生态风险区向三级生态风险区的转变。(4)利用地理加权回归模型对生态用地与耕地景观生态风险影响因素进行局部回归分析,结果表明,不同影响因素对生态用地与耕地景观生态风险的影响均具有一定的方向异质性和空间差异性。从统计结果来看,高程、坡度、居民点比重及耕聚比对生态用地景观生态风险指数解释能力更强,回归系数变化幅度最大的影响因素为居民点比重,最小为植被覆盖度;高程、居民点比重、耕聚比及人均耕地对耕地景观生态风险指数解释能力相对较强,回归系数变化幅度最大的影响因素同样为居民点比重,最小为植被覆盖度。社会经济条件仍然是影响区域土地景观生态安全的最重要因素,自然条件及耕地资源条件对生态用地景观生态风险结果的影响程度要大于耕地。(5)综合生态安全格局、耕地景观生态风险以及城市扩张多情景模拟下的生态用地增量配置格局要优于单一情景的模拟结果。在此基础上,以基本农田保护区范围为刚性条件约束生态用地扩张,得到生态用地增量配置格局的最优增量配置区、适宜增量配置区、增量配置可调区及增量限制发展区面积分别为1141.46km2、2629.1 1km2、1472.61 km2 及 149.41 km2,各占研究区总面积的 5.54%、12.77%、7.15%和0.73%。最终情景模拟下的生态用地增量配置格局体现了对耕地数量、质量和生态安全的多重保护,同时满足了区域生态安全保障需求并考虑城市扩张影响,有利于实现基于生态安全角度的土地优化配置,并促进生态良田的建设和城市集约化发展。
【图文】：

概况,长春市,地势,重要商品

也是东北业区域性中心城市以及历史文化名城。同时，长春市地处社界三大黑土逡逑区之一的中国东北黑土区，优渥的土壤条件使之成为我国重要商品粮基地，ｔｋ是逡逑耕地保护重点区域之一。研究Ｅ小？意图如图２．１。逡逑芑＇￣逡逑Ｃ逦／／Ｉ邋？Ｒ３Ｋ邋／逦ＥＨ邋Ｗｄ邋Ｉ邋Ｋ}0逡逑＼Ｊ＞逡逑图２．１研究区位置示意图逡逑－逦２．２．２白然概况逡逑＊逦２．２．２．１地形地貌逡逑，逦长春市地处松辽平原，地势较为平坦，坡度较缓，般／ｌ：５°以Ｋ，海拔Ｍ高逡逑点为双阳区羊圈顶子，高度７１１邋ｍ，最低点为榆树市大岗乡马家窝棚，海拔丨３邋８邋ｍ。逡逑？逡逑长春市地势东南高西北低，低山丘陵地带主要分布于南邰及东南部，平原分布于逡逑北邰及中西部，地形按地貌成因可分为大炎：丘陵地Ｋ试构诰刹浊地形；台地逡逑２５逡逑

土地,破坏区,人类活动,现象

逦第２章基本概念及研究区概况逦逡逑相关体制的不健全和规划的不合理导致大量建设用地利用效率不高，尤其体现在逡逑城市开发区及近郊地区，土地资源浪费严重。另外，长春市作为重要老工业基地，逡逑随着产业转型及工业结构调整形成大量工矿废弃用地，而０前对工矿废弃地的退逡逑出及再利用机制研究尚待完善，可能造成土地的闲置和荒废，甚至产生：次污染。逡逑（２）生态保护形势严峻逡逑长春市西部农安县地处农牧交错地带，由于特定的地理条件及过度的土地^u逡逑发导致草地退化问题加剧，直接威胁中部地区的耕地安全。同时，，受耕地保护政逡逑策和生产开发活动驱使，大量生态用地被开垦为耕地或占用为建设用地，区域丨：逡逑地生态系统安全受到严重影响（图２．２ａ）。逡逑逦１９９６逦逦２００９逦逦２０１５逡逑
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：F323.211

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