长三角地区土地利用变化的景观生态干扰效应研究

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作为人类生活和生产的空间载体,土地是人类社会生存发展的最根本的自然资源,同时也是生态环境要素相互作用的纽带。近年来,随着经济的突飞猛进,人口的高速增长和城市化进程的加速,土地资源需求与供给减少之间日益增长的矛盾越来越明显,不但制约人类社会经济发展,并且对生态景观产生很大的影响,一系列的土地利用和生态环境问题纷纷涌现。从景观生态学的方面来说,由于地区的不合理利用使系统内各个要素都受到了干扰,伴随着出现了环境污染问题、生态系统破坏、交通拥堵、城市热岛效应、各种自然灾害不断加剧等问题,离开区域景观生态功能,经济社会功能减弱。景观生态学是地理学中空间分析与生态功能分析的结合,重点是景观结构对生态过程的影响,其核心研究问题为:生态过程受到空间格局及其变化什么样的影响,生态系统又受到人类活动什么样的影响等。长三角地区的快速发展暴露了 土地利用管理的缺陷,反映出原有土地利用规划存在不合理因素。利用RS获取实时的空间地理数据,加上GIS强大的空间信息处理和分析功能,以共享边界和连接度为切入点,分析长三角地区由于土地利用结构的变化对景观结构和功能产生的干扰破坏,然后基于景观类型、景观结构、景观功能3个指标构建生态干扰强度评价模型,分析长三角地区近30年来受到的生态干扰强度变化,并尝试从土地利用方式改变、空间布局优化、空间用途管控等方面研究缓减生态干扰的土地利用策略。结果发现:(1)最长的共享边界类型由1985年的耕地-建设用地、耕地-林地转变为2015年的建设用地-耕地、建设用地-林地共享边界,表明长三角地区土地利用优势景观类型由耕地、林地和水域景观占主导转变为耕地、林地和建设用地景观占主导,而建设用地扩张是其主要驱动因素。(2)1985-2015年间长三角地区建设用地对耕地景观的中干扰共享边界明显增多,且呈现中密度和高密度发生区域大幅增加而低密度发生区域大幅减少的特征;耕地对生态用地的弱干扰共享边界在发生区域和密度水平均呈明显减少的趋势;建设占用耕地的非农化过程是导致这一现象的主要原因。(3)基于土地利用共享边界的景观格局分析方法,从其类型、长度和形状等边界特征上来测度景观格局变化和景观生态干扰影响的时空异质性特征具有很好的作用,是分析景观格局动态与景观干扰时空分异已有方法的有益补充探索。(4)利用最小费用模型,以土地利用类型、高程、坡度作为阻力面,通过得出的费用距离我们发现,长三角地区近30年来高水平连接度下降明显,低连接度面积不断扩张。(5)基于景观类型、景观结构、景观功能3类评价指标构建生态干扰强度评价模型,分析长三角地区的1985年与2015年受到的生态干扰强度变化,我们得到,长三角地区近30年的受到的干扰程度加剧,尤其是上海地区和上海市周边(南通、苏州、嘉兴),上海地区处于强干扰状态,而其周边城市生态用地分布也受到较强的生态干扰。其研究内容有利于新形势下我国东部城市化地区土地资源和合理利用提供决策依据,为当地经济的持续快速发展提供有力支持。
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