快速城市化地区“三生”空间演变与食物供需研究

来源 :云南大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:caifubaguoguo
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
合理的景观功能空间布局是维持快速城市化地区经济增长和食物供需平衡的重要基础。我国快速城市化过程中景观演变、人口集聚、工业化水平和消费水平的不断提高,使得城市化地区土地资源及其承载的粮食生产等生态系统服务受到干扰,加剧粮食供需矛盾。基于土地利用及其功能转变揭示快速城市化影响下生产、生活、生态空间的演变规律,探究城市景观功能空间演变驱动下的食物供给与需求的时空分异特征,对于明确快速城市化地区土地功能转变影响下社会-经济-自然生态系统协调发展与生态系统服务提升具有重要意义。本文以快速城市化地区浙江省宁波市为研究区,基于1980-2020年遥感影像解译和模型模拟,划分研究区生产、生活、生态功能空间,研究“三生”空间与景观功能空间时空演变规律;结合粮食、蔬菜、肉类、水产品的生产与消费数据,明确快速城市化过程中食物供需特征及失衡规律,探讨其与景观演变的关联机制;通过构建食物空间供需效率与食物空间利用效率指数,分析城市发展与食物空间效率的耦合关系,探讨面向景观功能空间高效利用、城市发展和食物供需平衡协调发展的“三生”空间优化配置方案。论文主要研究结论如下:(1)快速城市化过程影响了区域景观及功能空间的结构及其演变特征。遥感数据分析表明,1980-2020年间,研究区农业生产空间向工业生产空间以及城镇、农村生活空间转化,生态空间缓慢减少(约212 km~2),农业生产空间大量缩减(约949 km~2),而工业生产空间和生活空间则不断扩张(约545 km~2和613km~2),城市快速扩张是这一阶段景观空间功能演变的主要驱动因素;通过PLUS模型分析表明,在2020-2035年间,研究区“三生”空间变化趋于缓慢,经济与人口因素成为驱动“三生”空间演变的主因。(2)景观功能空间演变改变了食物供给的平衡及其在空间和时间上的匹配特征。景观功能空间演变和社会经济数据分析表明,城市扩张驱动下的景观功能空间演变使得1980-2020年间研究区粮食供给逐渐难以满足需求,其产量从171.60万吨下降至66.33万吨,而需求量则从2005年的87.6万吨上升至2020年113.52万吨;而在此期间蔬菜与水产品产量可以满足城市发展需求。进一步通过ARIMA模型和灰色系统理论模拟分析发现,2020-2035年间研究区粮食与肉类产品供需缺口增大,蔬菜与水产品仍然可以满足需求。景观功能空间与食物供需服务存在明显的时空不匹配性,市区的食物供需矛盾尤为明显。分析表明,当农业生产空间面积比例小于35%时,粮食与肉类产品供需失衡现象会趋于严重;而城镇生活空间的扩张通过市场调节作用会促进蔬菜与水产品的供需平衡,当生活空间面积比例大于5%时,蔬菜与水产品的供需盈余量会增加。(3)景观功能空间通过合理规划景观功能空间可以在促进城市社会经济发展的同时保障食物供需平衡,提高空间利用效率。1980-2020年间研究区粮食与肉类产品空间供需效率先上升后下降,但两者空间供需效率均低于30%,而蔬菜与水产品则表现出相似的趋势,且在2000年后其空间供需效率均高于62%;2020-2035年间粮食与肉类产品的空间供需效率呈上升趋势,而蔬菜与水产品则呈现下降趋势。对于食物供需空间利用效率而言,1980-2020年间研究区粮食、蔬菜、肉类产品、水产品的空间利用效率呈现持续下降的趋势,并且均低于5%。景观功能空间格局对经济发展和食物空间效率耦合关系的影响研究发现,农业生产空间和农村、城镇生活空间对二者耦合关系的影响最显著,当农业生产空间破碎度低于0.023且优势度高于0.350时,农村生活空间景观破碎度低于0.130且斑块总面积小于8.3 km~2时,而城镇生活空间斑块总面积大于4.2 km~2时,其耦合度呈上升趋势。
其他文献
受人类活动和气候变化的影响,全球极端水文事件频发,严重制约着人类社会和生态环境的可持续发展。土地利用/覆盖变化(LUCC)作为人类活动最直接的表现方式之一,在相同气候条件下,LUCC是导致径流发生变化的主要因素,对区域极端水文情势产生重要影响。土地利用变化空间差异较大,且不同土地利用类型的极端水文效应间存在对冲效应和叠加效应,增加了量化分析土地利用变化对极端水文情势影响的研究难度。金沙江近年来极端
学位
汞(Hg)是一种毒性极强的重金属,在水环境中可被转化为剧毒的甲基汞(MeHg),进而通过食物链/网对各类生物及人体健康造成严重危害,因此极有必要降低水中Hg的污染水平,防止废水中的Hg进入水环境中。本研究在考察颗粒态生物炭和普通砾石对水溶液中Hg(Ⅱ)的去除效率的基础上,以生物炭为基质,构建间歇曝气式人工湿地处理含Hg(Ⅱ)废水,通过分析湿地植物对Hg的富集作用、Hg在湿地基质中的总量及赋存形态以
学位
土壤微生物是陆地生态系统不可或缺的组分,在维持生态系统健康等方面发挥着极为重要的作用。高通量测序等技术的发展和应用大幅提升了我们对土壤微生物多样性分布模式及其驱动机制的解析能力,相关研究已成为环境微生物学领域的热门研究方向之一。尽管云南是世界著名的生物多样性热点区域,但该区域土壤微生物多样性的研究仍远落后于其它生物类群,有关该区域土壤微生物多样性的分布格局及其驱动机制的认识仍存在较大空缺。基于此,
学位
微塑料(Microplastics,MPs)在城市污水厂处理过程中无法被完全去除,随污水厂排入水域环境,最终汇入海洋,所以城市污水厂是水域环境中MPs污染的主要来源之一。对比现有不同污水厂中不同的处理工艺对MPs去除效率的不同影响,从而可以筛选出对MPs去除率最高的污水处理工艺,进而指导未来污水厂中处理工艺的选择、达到优化城市中污水水质的整体管控的目的,同时可以扩展对水域生态环境中人类活动的影响程
学位
环保、成本低廉的栽培基质是解决设施土壤退化问题的主要措施和无土栽培技术革新的关键。本研究通过在蚯蚓粪原位替代土壤和蚯蚓原位处理中添加惰性碳源生物炭替代蚯蚓粪和牛粪中部分总碳,提高基质保肥保水性能,改善养分状况,增加作物对养分吸收,构建出一种栽培基质持续自我更新和作物原位轮作的新型无土栽培系统,研究其对蚯蚓粪基质性状、作物生长及产量品质的影响。取得的主要结果如下:1.蚯蚓粪持续更新无土栽培系统对基质
学位
气候变暖已成为国际社会普遍关注的重大问题,而土壤有机碳(SOC)在碳循环中的重要地位和在气候变化中的敏感性都意味着其含量的微小变化都会对气候变暖起到重要的反馈作用。山地生态系统作为陆地生态系统的重要组成部分,不仅在生物多样性的产生与维持等方面具有重要的意义,同时在调节全球碳、氮循环等方面发挥着关键作用。海拔梯度对区域微气候的改变会造成土壤有机碳含量的差异,因此高原山地因其明显的海拔梯度表征成为陆地
学位
通常来说,如何及时有效地去除厨余垃圾中含量较高的有机质及水分,是避免其发酵产生垃圾渗滤液、恶臭气味和微生物对环境造成二次污染,提高垃圾处理效率的关键,也是“双碳”倡议下垃圾分类行业亟需解决的难题。然而,当前大多数国家仍采用直接焚烧法进行厨余垃圾处理,但在不添加任何辅助剂的条件下,厨余垃圾较低的热值使其难以单独燃烧。相关研究表明,对厨余垃圾进行干燥脱水预处理能够有效降低其含水率并消灭部分微生物,减轻
学位
河流障碍物改变了河流的连通性,造成鱼类栖息地破碎化,是鱼类种群衰退乃至灭绝的重要因素。以往关于澜沧江水电开发对河流连通性的影响研究较少,且主要关注干流大坝,忽视了支流上的小型障碍物。本研究以澜沧江流域为研究区,通过对高清遥感卫星影像进行人工目视解译的方法,对澜沧江全流域的河流障碍物做了详细的筛查,首次建立了完整的流域障碍物数据库,并对流域连通性进行评估,分析了澜沧江连通性的现状。对比人工目视解译的
学位
厨余垃圾一般是指在家庭日常烹饪中废弃食用的生料、剩饭剩菜或果蔬等易腐的有机垃圾,水分大,有机物质含量高,盐分含量高,油脂含量高等。目前,厨余垃圾的处理量与产量处于严重失衡状态。因此,厨余垃圾的减量化、资源化对人类社会的可持续发展具有重要意义。焚烧处理厨余垃圾的减容性效果明显,大多数城市厨余垃圾现在最有效的处理方式就是干燥处理。然而,厨余垃圾的含水率会大大降低垃圾的燃烧热值,影响焚烧效率。因此,需要
学位
湖滨带作为陆生生态系统和水生生态系统之间的一个不可或缺的过渡区域,是两个生态系统间互相作用与发展的桥梁及纽带。由于人类发展、社会进步等因素的影响,湖滨带的天然环境状况频频受到干扰,导致湖滨带湿地功能的衰败以及湖泊水华现象严重等后果。随着《云南省抚仙湖山、水、林、田、湖生态保护修复工程试点项目实施方案(2017-2020)》的顺利施展,湖滨湿地带的生态修复及完善治理俨然成为抚仙湖流域生态文明建设的一
学位