基于GIS网格模型的关中地区土地生态安全评价研究

来源 :西安理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:lvsby2009
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随着社会进程的不断加快,人口增长及工业化、城市化的快速发展导致许多土地生态恶化问题的出现,其原因主要在于人类对土地利用的深度与广度不断扩张,破坏了生态环境的良性循环,严重制约着人类社会的可持续发展。本文以陕西省关中地区为研究对象,通过遥感影像解译出的土地利用数据分析土地资源数量、质量及内部格局变化,并基于土地利用数据及网格模型计算影响土地生态安全的相关指标。建立关中地区土地生态安全评价体系,运用综合指数法及GIS网格模型分析区域20年的土地生态安全时空变化。主要研究成果如下:(1)基于土地利用数据分析2000年-2020年土地变化情况,得出关中地区土地利用类型中耕地与建设用地的发展是最主要的矛盾点。关中地区的土地利用面积变化最大的是建设用地和耕地类型,建设用地的扩张导致耕地面积不断减少,林地、草地、水域三类土地数量面积变动幅度较小,相对平衡发展。根据关中地区土地利用安全程度指数值划分土地功能区,建立网格模型,并比选出2km尺度的网格进行土地利用格局及生态安全格局模拟。模拟结果显示关中地区土地利用安全度逐年减少,恶化区域主要集中在中部平原;土地利用多样性逐年增大,呈北部高西南低的分布状态;土壤侵蚀度呈中间低边缘高的分布状态,侵蚀程度较大区域主要集中在西南部。(2)建立以自然、经济、社会三方面为基础的NES-PSR评估指标体系,以压力-状态-响应思想为准则,选择9项一级指标,24项二级指标,采用主成份分析法确定各指标的权重。研究发现,人口密度、人均耕地面积、固体废物处理率、土地利用安全度、土地多样性指数对关中土地生态安全影响最大,而人口自然增长率、单位面积粮食产量、单位GDP能耗下降率、城镇登记失业率、农药使用量等影响较为微弱。(3)运用综合指数法计算时间序列关中地区的土地生态安全变化并进行等级划分,得出关中地区生态安全综合指数先下降后上升,生态安全水平集中在较不安全与临界安全状态。自然系统指数呈下降趋势,经济与社会呈上升趋势。在自然系统中,自然压力与状态逐渐下降,自然响应指标波动变化,有微弱下降趋势。经济系统中,经济压力基本呈持平状态,状态层稳步上升,响应层呈波动式增长。社会系统中,社会压力指标得分呈下降趋势,状态与响应呈增长趋势。(4)通过GIS网格模型模拟研究初期、中期、末期关中地区土地生态安全格局变化,得出2000年土地生态安全处于南部高北部低的局势,到2010年与2020年逐渐转变为西南高东北低的分布趋势。关中地区2000年生态安全指数较高的区域主要集中在关中南部的西安市与北部的铜川市部分辖区,2010年与2020年逐渐扩张到西南地区的宝鸡市部分区域,土地生态安全指数较低区域主要位于关中的平原区内,集中在咸阳市与渭南市。(5)对关中地区生态安全格局进行空间相关性分析,得出关中地区生态安全相关性越来越强,莫兰指数逐年上升。通过局部相关性聚类分析,得出生态指数高高聚集区面积逐渐向西南方向扩大,低低聚集区面积逐渐向东部地区分散。结合评价结果,针对关中地区土地生态问题,分别从自然、经济、社会三方面提出促进土地资源高效可持续利用,保证经济绿色发展,维持人口平衡等维护生态安全稳定的建议。
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