杨凌区景观格局的演变与优化研究

发布时间：2016-11-05 07:43

第一章   绪论 

1.1  研究背景 
近年来，在我国的发展进程中，伴随着城市化发展的不断进行，小城镇因其数量众多，分布广泛，经济发展迅速等特点，而受到越来越多的关注，同时作为核心问题的小城镇的土地利用也成为关注的焦点。目前，我国小城镇发展整体呈现稳健走势，但随着经济的迅速发展、人口数量的持续增加，土地需求量逐渐增大并且利用强度和深度随之增加，导致在城镇化进程中土地利用矛盾日益突出。因此，如何实现城镇化过程中的土地资源合理利用，如何处理好城镇建设与耕地保护、经济发展与环境保护等问题之间的矛盾，已经成为土地利用变化研究的热点问题。 进入 20 世纪 90 年代以来，随着景观生态学、航空遥感技术、地理信息系统以及数量化方法等的快速发展，使得我们可以研究一定尺度下的景观格局的结构特征和演化过程，使得对区域空间格局的分析由定性转为定量。定量分析景观格局及其演变特征在揭示区域空间变异情况的同时对衡量城镇化的生态效益具有十分重要的作用。与此同时，通过研究空间格局演变与驱动因子的对应关系，可以得到自然因子以及人类活动对环境的影响机制，进而通过调整人类自身行为，科学规划调控等举措，达到优化资源配置，改善生态环境的目的，最终实现可持续发展的宏伟目标。以往此方面的研究多集中于较大的区域，忽略了经济发展和城镇化对小城镇景观格局的影响；而且大部分分析只是针对城市中的景观类型，较少将城乡景观的变化进行分析比较，而随着我国城乡一体化发展政策的提出使得中小城镇城乡景观格局动态变化的研究变得意义重大。 自 1997 年示范区成立以来，杨凌经历了发展的快速期，随着经济发展水平的提高，城镇化水平也不断提高，，城乡景观的差异逐渐增大，景观格局变化明显。近年来以杨凌区为例的研究成果不多，而且缺少对城乡统筹景观格局的分析。 
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1.2  研究目的与意义 
本研究以杨凌农业高新技术产业示范区为研究对象，在景观生态学以及其他理论的支持下，运用 3S 技术以及景观分类软件等，对该区域不同时段城乡景观分类、景观格局指数计算和分析，揭示景观结构和动态变化特征，总结景观格局演变的驱动因子，找出目前在城镇规划、生态建设以及土地利用等方面存在的问题。基于对杨凌区空间格局演变趋势理解的基础上，针对问题现状，提出空间格局优化对策，解决现存问题，对建立科学、可持续的规划发展体系具有重要意义。 目前，面对城镇化进程迅速发展的形式，分析研究小城镇城乡景观格局演变特征以及空间格局优化对策，对于缓解土地利用矛盾，完善城乡规划设计，改善城乡生态环境，构建和谐社会具有重大意义。除此之外，论文的研究意义还在于：（1）杨凌区作为我国唯一的国家级农业高新技术产业示范区，研究适用于其的景观格局指数及分析方法，能够更加准确地展现区域景观格局，揭示现存问题，并未其持续发展提供优化依据；（2）杨凌区连接我国中东部地区，是进入西北、西南地区的重要通道，同时系属于关天经济带，是我国宏观经济布局一级发展轴线上的重要区域，做好杨凌区的驱动力分析，能够更好地发挥其重要的枢纽作用（余建  2010）；（3）通过对杨凌区城乡景观格局演变的研究，以及优化对策的提出，可以为其他城镇化进行中的地区提供方法与借鉴，使其在发展过程中科学、有效、可持续。 
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第二章   城乡景观格局优化研究的理论探讨
 
城乡一体化是城市化道路的必然趋势上，城乡统筹发展也是与可持续发展理论相一致的。城市生态系统是一个开放的、不稳定的和依赖性很强的非自律系统，它需要从其他生态系统（如农业生态系统、森林生态系统、湖泊生态系统等）人为地输入。城市与乡村是一体的，而不是两回事儿。城乡一体化不是追求纯粹的田园或绿带城市（garden city or green city）,而是把城镇建设成综合的多功能的人类居住区，并与周围区域之间保持基本的动态统一性。在考虑一个区域的总体发展规划时，必须优先考虑自然环境的问题。因此我们要引入景观生态学，将其作为城乡空间统筹发展的科学依据。

2.1  城乡空间统筹发展理论研究 
目前我国的城市发展快速进行，但也爆率出了一定的盲目性与无序性，使自然遭到浪费、生态环境遭到破坏，使景观的生态安全受到严重影响。城乡空间统筹发展是实现人、城市、自然三者和谐共荣的主要途径（徐岩  2004），并且城乡空间统筹规划可以从合理利用土地资源、保护生态基础设施以及完善配套基础设施等多方面营造理想人居环境。 城乡空间统筹规划要以坚持城与乡的整体性、坚持城与乡的开放性、城与乡的包容性为原则。统筹城乡空间发展有利于实现资源的合理利用，优化土地利用途径，缓解经济发展、城市扩张与土地需求、粮食安全、生态安全之间的矛盾。如今“为保证生态环境的可持续发展，划定一些必须控制的农林用地”，已被作为“不可建设用地规划”概念已经引入城乡规划之中，要求在下一轮的城乡规划建设中必须保护农业与林业用地，不断地将其转化为具有城乡绿地系统功能、优化生态环境功能的农林生产用地，实现城乡环境的可持续发展（徐岩  2004）。同时统筹城乡空间发展还要强调发挥土地的整体功能，遵循保障耕地面积为优先，坚持农林综合发展，不断提高林地的覆盖率使经济社会发展不断走向可持续发展的道路。城乡空间一体化是实现城乡一体化的关键环节，统筹城乡空间发展是保证区域生态安全的必要措施。除此之外，在统筹城乡空间发展过程中还要不断地调整农业产业结构，在保证粮食安全的基础上，延伸农业产业链，逐步提高农产品的价值，增加农民收入，使传统农业向农业现代化不断前进。 
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2.2  景观生态学在城乡空间统筹发展中的应用 
运用景观生态学的方法来研究城乡一体化情况下的景观生态格局，就必须把城市和乡村统一到区域景观格局的背景中来，维护和恢复城乡一体化过程中景观生态过程及格局的连续性和完整性。主要包括：景观要素的评价与景观空间优化格局的构建。景观是由斑块（patch）、廊道（corridor）和基质（matrix）组成的一系列生态过程和土地利用的镶嵌体（Forman 1995）。 斑块是指一个与周围环境不同的相对均质性（homogeneity）非线性的区域，斑块内容丰富，其区别表现在大小、形状、边界线、异质性、复杂性等方面。 （1）形状：在景观生态学中，圆形斑块具有最高效的自然资源保护效率，而卷曲斑块的联系效率最高，可以很好的强化斑块与基质之间的联系。斑块的最佳形状与周围流的方向一致。 （2）面积：是斑块最基本也是最重要的特征，直接影响甚至控制着系统单元抗干扰、生态过程及产出功能。一般来说，面积较大的斑块可以承载更多的物种，特别是一些特有物种只有可能在大斑块的核心区存在，大斑块对持续和保护生物的多样性具有更高的效率。
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第三章  杨凌区城乡景观格局演变分析 .... 17 
3.1  研究区概况 ....... 17 
3.1.1  自然地理环境 ....... 17 
3.1.2 经济社会条件 ........ 17 
3.2  景观格局演变的分析 ..... 18
3.3  自然—人工景观特征变化分析 .......... 30 
3.4  景观格局演变的驱动力分析 ....... 31 
3.4.1  自然因素对景观格局的影响 .... 31 
3.4.2  人为因素对景观格局的影响 .... 31 
3.5  小结 ..... 33 
第四章  杨凌区景观格局优化对策 ........ 34 
4.1 杨凌区土地利用现存问题 ..... 34 
4.2 维护景观生态过程与格局的连续性 .......... 35 
4.2.1  生态廊道的构建 .......... 35
4.2.2  生态节点的构建 .......... 37 
4.3 提高区域景观的多样性 ......... 37 
4.4 建立高效益的城市森林系统 ........ 37 
4.5 保护杨凌区农业用地的基质特性 ....... 38
4.6 本章小结 ..... 40 
第五章  结论与讨论 ...... 41 
5.1 结论 ...... 41 
5.2  讨论与展望 ....... 42 
5.3 本文创新点 ........ 42 

第四章   杨凌区景观格局优化对策 

要维持区域生态系统的稳定必须对生态功能联系进行强化，解决生态功能流通不畅及功能不佳的问题。这就需要对影响景观功能发挥的景观格局进行优化设计。景观格局优化以构建各景观类型的合理布局为目的，依据景观生态学的原理对景观进行设计、优化以及管理（张戈丽和王立本  2008），不同类型的景观，设计的重点和方法也有很大的不同。针对杨凌区景观格局的现存问题，以构建具有杨凌特色的城乡景观格局为目的，提出优化建议。 城镇景观中自然景观极易受到外界威胁的类型，因此维护残存的自然斑块，加强自然斑块间的生态联系十分重要。如残存的林地、水体之间的空间联系，这些空间联系主要是生态廊道，如水系廊道、防护林廊道、道路绿地廊道等，这对于维持城市生态系统的功能至关重要。 农田斑块大小、形状及连续性等空间格局与农业景观的生态过程密切相关，同时影响着农业的产出量及营养的扩散与输送。农业景观空间格局的优化需要对农业的布局、农业结构等进行调整，以影响农业景观的生态过程，从而实现景观功能的利用最大化，提高经济和生态潜力。但同时又不能引起景观功能的退化和破坏，农业利用与景观保护之间要保持协调。 自然化景观，如林地、天然水体等，具有极高的生态服务价值，发挥着巨大的生态功能。它们不仅具有提供栖息地、调节气候、净化空气、洁净水源，还能有效地改善城乡环境的生态功能，还具有为城市居民提供农副产品和游憩地，协调城乡发展等社会、经济功能。对维持区域环境和区域生态系统的功能完整性具有重要作用。而对自然景观管理或使用不当，则会引发区域范围的生态、环境等问题。因此，要注重自然化景观的保护，重视景观斑块的保护、景观功能的恢复，生态廊道的强化，维持其自然属性特征和边界形状，充分发挥其生态服务功能。 

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结论 

本文以杨凌示范区为研究区域，在 3S 技术、景观生态学、城市生态规划、城乡统筹发展等学科理论的支持下，结合遥感图像、以及各类图文资料，通过对示范区 1995年、2007 年、2014 年景观格局的分析，得出其景观格局的演变特征，并从自然条件、人工干扰的角度对格局演变的驱动因素进行分析。针对杨凌区的景观现状与存在的问题，从理论和方法的层面对景观格局的优化提出建议，为示范区的规划、管理、社会经济发展等提供有力依据。
（1）受社会发展、城市快速建设的影响，示范区的人工化景观迅速增加，并对其他景观类型进行了分割与侵占。自然化景观、半自然化景观都呈现逐年减少的趋势。 
（2）斑块类型构成动态变化：研究期间内杨凌区的各景观类型呈现出不同的变化趋势，农业用地面积虽逐年减少，从 1995 年的 6133.59 hm⒉减少到 2014 年的 4646.2725 hm⒉，但其面积所占比例依然最大，农业用地依然是景观中的基质；城镇建设用地、绿地景观、人工水域、未利用地的面积增加，其中城镇建设用地的面积增长最快；自然水体、林地、农村建设用地面积减少。 
（3）斑块个体动态变化分析：绿地景观斑块密度变化最为剧烈，景观形状指数明显增加，最大斑块指数相对稳定；农业用地的斑块密度最大，且一直保持增加的趋势，最大斑块指数下降、景观形状指数持续增加；城镇建设用地的斑块密度、最大斑块指数、景观形状指数都保持增加趋势。 
（4）景观斑块转化分析：95—07 年期间，绿地景观、人工水域、城镇建设用地、农村建设用地都是转入景观类型，其中城镇建设用地转入面积最多，林地、自然水体、农业用地、未利用地为转出景观类型；07—14 年期间，人工水域、自然水体变化较小，城镇建设用地、未利用地、绿地景观为转入景观类型，农业用地、林地、农村建设用地为转出景观类型。 
（5）景观异质性分析：景观内各部分的面积差别在逐渐缩小、均匀度上升，景观异质性上升，整个景观格局由农业用地、农村建用地主导变为农业用地、农建用地、城建用地共同主导，单一景观的控制力下降；蔓延度指数先降低后升高，但始终低于初始值。 
（6）驱动因素分析：杨凌区景观格局变化的主要驱动力为人为干扰，主要包括城镇化发展、产业结构调整、经济建设以及人口变化等因素。 
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参考文献(略)

本文编号：164781