基于GIS的黄土台塬区土地资源开发利用与生态风险分析

发布时间：2018-10-29 11:36

【摘要】：土地资源集约高效利用与潜力开发是当前普遍关注和亟待解决的热点问题,也是区域生态安全和可持续发展研究的关键和核心问题。陕西黄土台塬区主要分布在关中盆地周边地区,是西北黄土高原台塬的主体部分,也是黄土高原重要的粮食生产基地。随着该区南部河谷盆地经济的快速发展以及北部黄土高原丘陵沟壑区生态问题的日益突出,二者所产生的压力直接辐射和转移到黄土台塬区。因此,陕西黄土高原台塬区面临着高强度开发的态势,潜在巨大的生态风险。本文以陕西省黄土台塬区为主要研究对象,基于GIS和RS支持,收集与处理多源数据,建立Geodatabase数据库对空间数据和属性数据进行一体化管理,从对土地利用的过程和格局分析入手,定量评估了该区域的水土资源压力、农用地集约利用程度和土地资源开发潜力,并对土地生态风险作了分析,提出了差异化的土地资源可持续利用对策与建议。本研究对推动该区域可持续发展、深化人地关系研究具有重要的理论和现实意义。主要结论如下： (1)生态功能性用地比例低且持续减少。1985年耕地面积占78.91%、林地2.04%、草地12.19%、水域0.51%、未利用地0.02%,建设用地6.33%。随着城市化推进,建设用地占用优质土地资源的问题日益严重。1985-2010年,建设用地扩展了32.37%,耕地减少了1.29%、林地面积损失4.59%、草地减少7.18%,水域缩减11.64%。 (2)水土资源压力持续增大。尽管1985-2010年土地承载力以年均增长率3.05%的速度提高,但部分区县的人粮关系日趋紧张。2010年,陕西黄土台塬区34个区县中有7个处于严重超载状态,3个为过载状态,6个为临界超载状态。水资源总量不足、水土资源空间分布不均衡。1985-2010年水资源负载指数不断提高,水资源压力也日益严峻。到2010年,约2/3的区县水资源处于“严重超载”状态。 (3)农用地集约利用程度不高,经济效益偏低。陕西黄土台塬区优等地占56.50%,但其集约利用程度为中等偏下水平,利用效益低下。质量、利用和经济等级高的区域主要集中分布在一级和二级台塬亚区,三个指标值较低的区域集中分布在渭北三级台塬亚区。 (4)受水资源限制,土地资源开发潜力有限。周至和蓝田增产潜力较大,长安区、临潼区、阎良区和凤翔县4个区县的增产潜力中上水平,可达在3-5t/hm2；其它区间增产潜力不大,华县、扶风县、岐山县、三原县、永寿县、泾阳县、礼泉县、乾县和富平县9个区县的增产潜力在2-3t/hm2之间；灞桥区、雁塔区和王益区3个区县的增产潜力在0.4-0.75t/hm2之间,其它16个区县的增产潜力在1-2t/hm2之间。 (5)土地生态风险呈增大态势,土地生态风险综合指数由1990年的0.47增大为2010年的0.67。渭北三级台塬亚区最高；秦岭北麓二级台塬亚区、城市地域系统较高；渭北一级台塬和二级台塬区较低。渭北二级台塬亚区和一级台塬亚区土地结构风险较高；城乡交错地带、渭北三级台塬亚区植被退化风险较高；黄土台塬边缘地带以及河谷边坡地带土壤侵蚀风险大；除台塬东北部边缘区很小的范围表现为碳汇之外,其他区域土地碳源效应明显。 (6)调整土地利用结构,加强土地生态功能建设。土地潜力利用率低-生态风险高耦合区应提高生态服务功能性用地草地、林地的比例；土地潜力利用率较低-生态风险较高耦合区中,渭北三级台塬亚区和秦岭北麓二级台塬亚区部分可将一部分坡度较大的区域退耕还林(草),咸阳台塬区中部集中连片分布区应侧重于优化农用地种植结构；土地潜力利用率较高-生态风险低耦合区应严格控制建设用地的扩展；土地潜力利用率较高-生态风险较低的耦合区可适当将林地和草地转为耕地用地。主要创新点： (1)提出了土地转移流的概念与模型,籍以表达土地利用变化的矢量属性。传统的土地利用变化测度多基于净值法进行计算,对土地利用变化的数量特征分析较多,但对于土地利用转移的方向性属性重视程度不够,对于挖掘潜藏于复杂转化过程中的一些规律略显不足。 (2)将密度制图法运用到土地利用空间集聚特征识别中,在土地利用变化幅度不大的情况下,仍然可以识别出隐藏在土地利用的空间变化特征,弥补了常用叠置分析法对于较小土地变化可视化表达的不足。 (3)采用自下而上和自上而下两种思路获取乡镇尺度核算数据,并通过建立Geodatabase数据库实现黄土台塬区土地系统空间数据和属性数据管理与分析。
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【学位授予单位】：陕西师范大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：P208;X826;F301.2

【参考文献】