生态-经济协调发展视角下的重庆市渝北区土地利用变化及模拟研究

发布时间：2020-07-16 18:23

【摘要】：土地利用变化是区域生态环境和经济社会发展的重要影响因素,随着我国生态文明建设的持续推进,如何在土地利用的过程中实现生态和经济的协调发展,日益受到学术界的广泛关注。重庆市渝北区位于国家级新区两江新区的核心区,近年来该区经济快速发展,并伴随着土地城镇化的迅速推进。但作为重庆市主城区的重要生态屏障,该区也广泛分布着多个自然保护区和较大规模的永久基本农田,生态保护对于该区发展也尤为重要。因此,从生态经济协调发展的视角诊断和模拟该区域土地利用的现状和趋势,把握区域生态经济协调发展状态,科学预测并对未来土地利用的政策实施提供优化建议,对于解决区域生态与经济发展的现实矛盾具有重要的理论和现实意义。论文以重庆市渝北区为研究对象,采用土地利用变化幅度、土地利用转移矩阵和土地利用程度指数分析渝北区2009-2017年土地利用变化规律;利用当量因子法计算渝北区2009、2017年土地生态系统服务价值,并分析其时空变化特征;构建经济发展水平综合评价指标体系测度渝北区2009、2017年经济发展水平;将土地生态系统服务价值和经济发展水平分别作为生态系统和经济系统的表征,选取耦合协调度模型识别渝北区生态经济耦合发展关系,并从耦合协调关系出发,结合区域发展实际将渝北区划分为三个分区,分析其土地利用发展目标;构建2025年渝北区生态经济“协调转型”土地利用情景,同时基于Markov模型构建2025年渝北区“现有趋势”下土地利用情景用于对比分析;最后,借助FLUS模型模拟2025年两种情景下的渝北区土地利用空间分布格局并进行对比分析,为渝北区“十四五”期间的土地利用政策提出优化建议,以期区域未来实现生态-经济的协调发展。主要内容与结论如下:(1)渝北区土地利用变化分析:2009-2017年期间,渝北区各地类中仅有城镇建设用地增加,其他地类均有所下降,其中耕地的转出面积最大,城镇建设用地的转入面积最大,由此可见,城镇建设用地的迅速扩张是2009-2017年内渝北区最明显的土地利用变化特征;渝北区土地利用程度处于中上水平,但呈现出显著的空间差异,高-高聚集区主要位于城市建成区及各大产业园区,随着时间推移不断向周边扩张,低-低值聚集区的空间分布格局在研究期间内基本稳定分布于山地丘陵与河流地带,说明两江新区等开发区的建设和发展提升了渝北区土地利用程度,也使得渝北区土地利用程度高值区集聚更加明显,而自然条件因素和生态保护政策在一定程度上制约了建设用地向北扩张。(2)渝北区土地生态系统服务价值分析:研究时段内,渝北区土地生态系统总价值下降3.02亿元,呈现出由西南向东北递增的变化规律;除茨竹镇等4个镇街外,渝北区各镇街土地生态系统服务价值在研究时段内均有所下降,并总体呈现“西南低东北高”的格局;渝北区土地生态系统服务价值的空间变动幅度较大,主要体现在低值区的向东、向北扩展和高值区的同向收缩;土地生态系统服务价值的低值区分布特征与渝北区土地利用程度高-高聚集区域的分布特征基本一致,由此可见人类开发建设导致的土地利用程度的增加对渝北区土地生态系统服务价值产生了负面影响。(3)渝北区生态经济耦合协调关系研究:研究期间,渝北区各镇街间的土地生态系统服务价值和经济发展之间的耦合度差距不断缩小,说明二者之间的关联程度加强且向有序方向发展;渝北区生态-经济耦合协调类型总体呈现中度失调状态向勉强协调状态发展的趋势,西南部各镇街耦合协调发展水平偏低,有下降趋势,且均为生态系统滞后发展类型,由此可见该区域生态系统服务价值低,生态压力大;中东部各镇街耦合协调发展水平在研究时段内稳中有升,经济发展总体上滞后于生态系统,少数镇街在2017年实现了生态经济的优质协调和同步发展,说明该区域生态经济发展趋势总体向好,但需要进一步提升经济发展水平;研究区北部各镇街生态经济耦合协调度在研究时段内均大幅提升,且均为经济发展滞后发展类型,可见该区域生态系统服务价值高,生态压力小,但需提高经济发展的质量和水平。为寻求区域差异化发展和生态经济的协调转型,将渝北区划分为城市核心生态提升区、城市拓展生态保育区和现代农业经济转型区三个分区。(4)渝北区土地利用变化模拟研究:构建“现有趋势”和“协调转型”两个发展情景,计算各情景下2025年土地利用类型规模需求,通过FLUS模型得到土地利用变化模拟结果。相对于2017年,两情景下渝北区2025年城镇建设用地均向北、向东扩张,但“协调转型”情景下的城镇建设用地扩张总体规模略小于“现有趋势”情景;未来渝北区土地利用变化的主要趋势是城镇建设用地向北向东继续扩张,耕地和农村建设用地规模持续减少,而园林地、水体保持相对稳定,说明生态保护红线的有效管控将成为渝北区保持“绿水青山”的重要保障;从土地利用动态变化和生态系统服务价值变化的角度分析,和“现有趋势”情景相比,“协调转型”情景更有利于保护生态发展滞后地区的生态用地,更加充分地保障了产业集聚地区的建设用地需求,更有利于推进农村地区传统农业向现代化农业发展转型,也更有利于渝北区生态系统的健康可持续发展。(5)渝北区“十四五”期间土地利用优化政策建议:结合情景模拟结果,针对渝北区土地利用现状,从区域发展定位、建设用地发展、生态用地保护和农村发展转型等方面提出了(1)统筹全局,谋划区域发展定位;(2)集约高效,明确城市增长边界;(3)保护优先,保障生态用地资源;(4)转型升级,优化农村土地结构等四个方面的建议,以期更好地实现区域生态经济协调发展。
【学位授予单位】：西南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：F301.24
【图文】：

渝北区,区位

图 2-1 渝北区区位图Figure 2-1 The location map of Yubei District2.2 数据选择2.2.1 研究时段本文选取 2009-2017 年作为研究时段。原因如下：第一，2009 年第二次全国土地调查基本完成，形成了土地利用矢量数据库，并且数据库的土地利用变更调查数据每年均有进行更新，具有良好的延续性，有助于提高研究模拟的精度；第二，2009 年渝北区进行了行政区的重新调整，并保持至今，有利于乡镇、街道尺度的社会经济数据的获取和基于行政区边界的土地利用空间分布研究；第三，2017年土地利用数据为目前本文可获取的最新土地利用数据；第四，2009-2017 年数据时段长达 9 年，在基本满足模拟时段的长度要求的同时，还有利于分析当前渝北区土地利用的现状结构，结合历史数据判断区域土地利用发展动态趋势，以更好地实现对未来土地利用空间格局的优化模拟。

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图 3-2 2009-2017 年渝北区土地利用转移类型空间分布Figure3-2 Spatial distribution of land use transfer types in Yubei（2009 -2017）土地利用程度土地利用程度研究方法土地利用程度是指土地利用的深度和广度，既反映土地本身的自然属性人类开发利用土地的程度，一般用土地利用程度指数表示。本文×150m 的格网分别对渝北区 2009和 2017年两个时期土地利用类型分全区覆盖采样，并根据公式计算每个格网的土地利用强度指数，以此作心点的土地利用程度值，运用空间自相关模型分析渝北区土地开发利用间上的分异特征。（1）土地利用程度综合指数本文将参照相关学者提出的土地利用程度综合分析方法[102]，按照土地自

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因此，进一步对渝北区土地利用程度的空间特征进行分析，需ran’s I 散点图和 LISA 集聚图。其中，Moran’s I 散点图能够反映不同地块地利用程度的空间集聚情况，但其研究结果所揭示的土地利用程度的空乏统计意义。而 LISA 集聚图则能够清晰的反映各地块单元内部的土地的局部空间关系及其演变。从图 3-3 可以看出，渝北区 2009 年和 2017 年两个年份的土地利用程度要分布在第一象限（高-高集聚区）和第三象限（低-低集聚区），而第二-高集聚区）和第四象限（高-低集聚区）的散点分布相对较少，渝北区程度在空间上出现较为明显的集聚现象。其中第一象限的散点分布最为集渝北区土地利用程度较高的区域格网相对集中，差异较小；第三象限的最为分散，说明土地利用程度较低的区域格网分布较为分散，差异较大间的推进，到了 2017 年，在土地利用程度综合指数高值区，部分地块的程度增加且明显高于其他格网，呈现极化趋势，格网间的相对差距和绝断扩大。第二象限和第四象限的变化不大，但均出现了离散点，说明在程度指数高低交错分布的区域中，存在少数格网的值与周边格网差别大的情

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