基于生态系统服务的防洪供需评估与情景预测 ——以厦门市为例

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在城市化风险显现、洪涝灾害频发的背景下,国土空间规划对安全与韧性发展逐步重视。传统工程性措施逐步由生态性措施取代,各类生态性规划措施开展正热,但是也暴露出对防洪能力与淹没风险的评估缺乏。由于生态措施落实的长周期性,进行远期风险预测对优化规划方法、明确规划方向十分重要,尤其需要精准的空间识别与情景预测来提供支撑。在国内外相关研究中,生态系统服务从理论研究逐步走向实践,并应用于规划学科。从生态系统服务视角对防洪能力供应和洪水风险需求进行精准的空间量化评估,对预测潜在洪水风险变化、揭示供需时空分布规律、指导生态性防洪措施规划具有重要的理论和应用价值。因此,本研究从生态系统服务、防洪供应和防洪需求几个核心概念出发,通过概念解读和研究进展综述,探讨生态系统服务视角下进行防洪供应与需求评估的相关理论和研究方法。以厦门市为研究对象,基于生态系统服务的供需理论,以气象数据、地理数据、社会经济数据和相关规划为支撑,构建生态系统的防洪供需综合评估的方法框架,结合城市发展驱动因素和生态要素规划进行情景模拟。现状评估部分,使用生态系统防洪评分矩阵和水文径流、淹没模拟模型,对厦门市的现状生态防洪供需进行评估,并分析了供需水平的空间分布特征。未来情景模拟部分,使用人工神经网络模型和元胞自动机,设定2030年为目标年份,设计自然增长、发展优先、生态优先三种情景并得出不同情景下的用地、人口分布,进而预测未来的防洪供需变化情况。研究结果表明:(1)通过供应-需求评估框架能有效识别防洪空间差异并预测未来走势;生态系统能够提供的防洪服务整体水平低,空间布局分散,随着城市的发展有降低趋势;防洪需求空间集中,未来总体洪水径流减少,生态系统的减洪能力还有待提升,需要采取微观的生态改造。(2)供需匹配度两极分化,不同情景下的空间分布和用地、人口影响差异显著,需采取有效干预;生态优先情景对防洪供应能力、供需匹配度均有着较为明显的维持作用,尤其体现在对用地和人口增长的引导上,生态限制在供需平衡中发挥了有效作用。鉴于厦门市生态系统防洪服务存在的供应水平低、空间匹配差、潜在风险高等问题,在未来的规划中需要从技术层面和理论层面两方面进行提升:一方面要系统整体提升、建设韧性国土、引入自然手段、重视薄弱单元、引导人地发展,另一方面要强化部门衔接、实施韧性管理、探索标准更新、加大宣传引导。本文正文共约48000字,图表66幅。
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