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土地是人类赖以生存和发展最基本的物质保障,为人类从事一切社会经济活动提供基础场所。随着城市化进程的快速发展,土地利用/土地覆被变化(Land Use/Land Cover Change,LUCC)问题引起了国际社会的普遍关注。党的十八大、十九大报告都将绿色发展、生态环境等问题摆在突出地位。乌鲁木齐市入选为国家第三批“城市双修”(即生态修复和城市修补)试点城市,通过对土地利用景观格局变化和生态安全进行分析和评价,并对两者的耦合度进行研究,揭示近30年城市土地利用景观格局变化的规律和生态安全变化趋势,对促进人类更好地理解社会与自然环境的相互关系有重要意义,并对未来解决城市发展过程中所带来的诸多景观生态问题具有重要作用。
本文在对研究区域的环境、资源、人类活动和经济要素进行综合考虑的基础上,以乌鲁木齐市1990、2000、2010和2017年4期的遥感影像作为数据源,借助ERDAS和ArcGIS软件对4期遥感图像进行解译分析,并利用FRAGSTAT软件分析得出乌鲁木齐市景观格局指数,结合景观生态学的理论,分析得出区域土地利用、景观格局变化情况。与此同时,引入土地生态安全指标,建立基于熵权法和物元模型的生态安全评价指标体系,对乌鲁木齐市1990年至2017年的城市土地生态安全做出较为全方位的评价,同时通过构建耦合评价模型对乌鲁木齐市土地利用景观与生态安全进行耦合特征分析。研究结果表明:
(1)1990-2017年间乌鲁木齐市土地景观利用类型发生较明显变化,随着城市的发展,土地利用不断优化调整,使得城市土地利用更加合理化,其土地景观利用类型面积以转换为城市建设用地、留白区为主,城市土地利用正处于发展期且年变化率处于一个较高的水平,各时段总体的土地利用变化都逐渐呈现出平衡的双向转换的趋势变化,说明近年来乌鲁木齐市土地景观利用变化趋势呈良性发展状态。
(2)乌鲁木齐市土地景观破碎化程度较高,景观格局受人类活动的影响不断发生变化,景观格局逐渐复杂化,但景观凝聚度指数均在99%以上,说明各景观之间联系紧密。人类活动对景观要素存在一定的干扰,整体景观要素处于一种再分配的阶段,在人类活动和干预下景观结构出现一定的破坏。
(3)乌鲁木齐市土地生态安全水平由1990年“不安全”变为2017年“较安全”水平,说明乌鲁木齐市在城市发展过程中更加注重城市环境保护和生态建设。尤其是在城市绿化覆盖率、人均公共绿地面积、污水处理率和环境保护投资方面都有显著的增加。
(4)乌鲁木齐市土地利用景观格局变化及生态安全耦合协调度由1990年0.7927下降至2017年0.7418,总体的趋势呈先降后升,整体较为协调。说明通过采取相关土地利用管理政策,制定宏观战略布局规划以及不断提升对城市生态问题的重视,城市土地景观格局和生态安全变化在可控范围之内。
本文在对研究区域的环境、资源、人类活动和经济要素进行综合考虑的基础上,以乌鲁木齐市1990、2000、2010和2017年4期的遥感影像作为数据源,借助ERDAS和ArcGIS软件对4期遥感图像进行解译分析,并利用FRAGSTAT软件分析得出乌鲁木齐市景观格局指数,结合景观生态学的理论,分析得出区域土地利用、景观格局变化情况。与此同时,引入土地生态安全指标,建立基于熵权法和物元模型的生态安全评价指标体系,对乌鲁木齐市1990年至2017年的城市土地生态安全做出较为全方位的评价,同时通过构建耦合评价模型对乌鲁木齐市土地利用景观与生态安全进行耦合特征分析。研究结果表明:
(1)1990-2017年间乌鲁木齐市土地景观利用类型发生较明显变化,随着城市的发展,土地利用不断优化调整,使得城市土地利用更加合理化,其土地景观利用类型面积以转换为城市建设用地、留白区为主,城市土地利用正处于发展期且年变化率处于一个较高的水平,各时段总体的土地利用变化都逐渐呈现出平衡的双向转换的趋势变化,说明近年来乌鲁木齐市土地景观利用变化趋势呈良性发展状态。
(2)乌鲁木齐市土地景观破碎化程度较高,景观格局受人类活动的影响不断发生变化,景观格局逐渐复杂化,但景观凝聚度指数均在99%以上,说明各景观之间联系紧密。人类活动对景观要素存在一定的干扰,整体景观要素处于一种再分配的阶段,在人类活动和干预下景观结构出现一定的破坏。
(3)乌鲁木齐市土地生态安全水平由1990年“不安全”变为2017年“较安全”水平,说明乌鲁木齐市在城市发展过程中更加注重城市环境保护和生态建设。尤其是在城市绿化覆盖率、人均公共绿地面积、污水处理率和环境保护投资方面都有显著的增加。
(4)乌鲁木齐市土地利用景观格局变化及生态安全耦合协调度由1990年0.7927下降至2017年0.7418,总体的趋势呈先降后升,整体较为协调。说明通过采取相关土地利用管理政策,制定宏观战略布局规划以及不断提升对城市生态问题的重视,城市土地景观格局和生态安全变化在可控范围之内。