土地利用变化会对整个区域的生态环境产生重要影响,进而引起相应的社会经济和生态问题。伏牛山区是国家级的自然保护区,重要的水源涵养林区,该区域淅川县的丹江口水库又是南水北调中线工程的水源地,其生态环境的安全状态对河南省甚至全国都有重要意义。近些年,尤其是新世纪以来,由于“三山扶贫”实施力度的加大,为了促进经济发展,人们对土地开发利用速度加快,一些破坏生态环境的土地利用方式随之而来,伏牛山区部分区域已经出现了岩石裸露、水土流失、植被退化的现象。如何在土地利用变化的背景下分析土地生态水平,找出制约土地生态安全发展的关键因素,探索提升土地生态安全的方式成为伏牛山区亟待解决的问题。本文运用可持续发展、人地协调、生态承载力等土地生态安全相关理论,以伏牛山的9个县域为研究单元,通过定性与定量分析相结合的方法,对伏牛山区1990-2010年间土地利用变化以及生态安全进行研究。首先对土地利用数量、结构、程度以及时空变化进行定量分析与定性描述,并通过主成分分析法探究土地利用变化的主要驱动因素;其次分析伏牛山区土地利用变化与生态环境的响应;最后通过“P-S-R”模型建立土地生态安全评价指标体系,分析土地生态水平的时空演变趋势并进行动态预警。主要研究结论如下:1.林地和耕地是伏牛山区主要的土地利用类型,构成了伏牛山区土地利用类型的主体。在伏牛山区的土地利用类型结构中,林地和耕地分别占土地总面积的56.46%和28.48%,二者合计占土地总面积的84.94%。除林地、耕地外,草地也占有较大比例(9.95%),其他地类则占有很小比例。这种土地利用现状结构主要是由伏牛山区的地形地貌等自然条件决定的。2.土地利用变化整体上较为和缓,但区域土地利用及其变化有较大差异。土地利用变化分别从类型、速度、结构、程度及时空变化五个方面进行了分析:(1)在土地利用类型的面积变化上,城镇用地及其他建设用地的面积占比很小,但研究期内增加较快,分别增加了3.57倍、4.20倍,形成了以城镇用地及其他建设用地面积迅速增加为主要类型变化特征;(2)在土地利用变化速度上,伏牛山区总体土地利用变化度较小,但草地、城镇用地、农居点用地、其他建设用地和未利用土地的变化度较为明显;(3)在土地利用结构变化上,伏牛山区土地利用的信息熵整体呈上升趋势,各土地利用类型面积之间的差距有缩小趋势,但由于受制于自然条件的约束,林地与耕地在各类用地中占据绝对的主导地位,尽管研究期内伏牛山区的城镇化水平不断提高,城镇用地、农居点用地以及其他建设用地快速增加,但不足以对土地利用结构的整体状况产生根本性的影响;(4)在土地利用程度变化上,伏牛山区的土地利用程度基本平稳,但9个县域的土地利用程度存在较大差异;(5)在土地利用时空变化上,耕地空间分布变化较小,林地和草地的空间分布在1990-2000年变化较大,农村居民点用地从散碎化向集聚化发展,城镇用地围绕中心城镇呈现蔓延扩张趋势。3.土地利用变化最重要的驱动因素是交通因子,其次是经济和城镇化水平。交通的发展推动路网周围农用地向建设用地转变,固定资产投资额增加引起建设用地的增加。经济因素中农业生产总值、工业生产总值以及国内生产总值主要影响伏牛山区农用地和建设用地的变化。城镇化水平对土地利用变化也有一定程度的影响,主要影响城镇用地和其他建设用地的发展。此外,政策也是伏牛山区土地利用变化的一个重要驱动因素。4.总体而言,伏牛山区土地利用变化对生态质量的改善作用大于恶化作用,但县域差别明显。林地、草地是促进伏牛山区生态环境质量改善的主要用地,农村居民点和建设用地是导致生态环境质量恶化的主要用地。栾川县的土地利用变化对生态环境质量的改善作用是整个区域中最大的,建设用地的过度扩张是其生态环境质量提高最为不利的因素。西峡县土地利用变化对生态环境质量的改善程度和恶化程度表现出两极分化的特征,但总体上为改善状态。淅川县、鲁山县和汝阳县土地利用变化对生态环境质量的恶化作用较为明显。5.伏牛山区土地生态安全水平较低但呈上升趋势,土地生态安全等级较高的县域集中在高海拔山区,较低的集中在浅山丘陵带。2010年伏牛山区的土地生态安全综合指数为0.5846,土地生态水平较低,但土地生态安全处于改善状态,安全等级从Ⅱ级(风险级)上升为Ⅲ级(敏感级)。其中安全等级较高的县域集中在西北方向的高海拔山区,包括卢氏县、栾川县、西峡县和嵩县,等级较低的集中在东南区域的浅山丘陵带,为汝阳县、鲁山县、南召县、淅川县和内乡县。其中西峡县、栾川县和卢氏县的土地生态安全状况相对较为稳定,其安全级别一直较高且往更加安全的方向发展,汝阳县、鲁山县、南召县、淅川县和内乡县的土地生态安全等级较低,说明其土地生态风险程度较高。土地生态安全预警级别从重警发展到中警,警情有所减轻。虽然1990-2010年间伏牛山区土地生态环境在逐渐改善,但土地利用的生态现状不容乐观。在伏牛山的9个县域中,到2010年已无重警县域,其中警情最小的为嵩县、栾川县和卢氏县,位于轻警级别,且土地生态质量提升速度较快;警情最大的为淅川县,位于中警级别,且土地生态质量提升速度较慢。但作为南水北调中线工程水源地的淅川县,地理位置特殊,其土地生态安全发展速度不高,生态安全现状还比较严峻,需要引起高度重视,采取措施加以改善和调控。论文最后根据以上研究,从优化产业结构、加强林地和草地保护、提升耕地质量、控制人口增长、加大环保投入等方面提出了初步政策建议。