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面对当前日益加剧的人口——资源——环境问题,全球变化研究成为近年来国际上最为活跃的研究领域之一。而在众多的全球变化问题中,土地利用/土地覆被变化(Land use andland cover change,LUCC)研究显得尤为重要。LUCC作为全球环境变化的重要组成部分和主要原因之一,引发众多自然现象和生态过程的变化。近年来,随着人类经济活动加剧和对土地资源的不合理开发利用,导致自然土地覆被格局剧烈改变,各种生态问题凸显,对区域及全球生态环境都产生了重大影响。尤其是在城镇化、工业化加速发展阶段,研究扰动环境敏感地区土地利用变化与生态环境效应,加强脆弱类型土地生态环境系统的安全调控,是国内外关于土地利用研究的一个重要趋势,显得尤为迫切与必要。基于上述认识,本文选择特殊类型区域即粮食主产区作为研究对象,以LUCC与土地生态评价相结合,融合中观—微观尺度进行时空动态对比分析,基于“3S”技术匹配多源数据相互印证,揭示LUCC与土地生态安全演变驱动机制。本研究有七章构成:第一章,介绍选题背景及所研究问题,并就本文的基本概念、研究框架、研究方法、数据来源、研究对象的选择等做一说明。第二章,基于LUCC研究框架与热点、土地生态安全研究进展,提出现有研究的不足之处,结合本文的研究思路,进一步深化本文的研究视角和研究重点。第三章,从自然环境和经济社会两方面,对新郑市近年来发展情况进行概述。第四章,基于遥感影像、土地利用现状图、实地调查与采样等多源数据,从土地利用类型分类变化和土地利用结构综合变化,讨论新郑市近年来土地资源数量变化时空特征及驱动因素。第五章,以土地生态评价体系构建为主线,从自然环境、社会经济、环境污染三方面,多尺度评价新郑市土地生态安全动态变化。第六章,叠加分析LUCC与土地生态安全演变状况,揭示二者的相互作用机理。第七章,总结本文的主要结论,并指出本研究的不足及进一步研究的方向。通过以上研究,本文得出如下结论:(1)近年来,新郑市土地利用数量变化规模整体较大、类型差异明显,各地类均出现增减双向转移,基础设施用地扩张显著,高景观生态用地内部转移加剧达82.89%,热点地类占流动主导。(2)远郊型县域与市辖区相比,土地利用结构变化相对温和仅为6.1%。快速城镇化区域引领结构演变,高通道、高增长区域相对剧烈,平均幅度超过5.56%,整体呈现点状引导、“Y”型支撑、外围交错散布土地利用变化空间格局。从时序演变看,新郑市土地利用结构信息熵呈持续下降动态变化特征,降幅渐趋缓和,2005-2009年年均为0.023%,其后以0.012%速度下降,表明土地利用结构分化的专业化程度和综合整治水平稳步提升。(3)新郑市的土地利用程度整体渐趋提高,空间分布呈现以老城区为中心轴带状区域、南北纵向镇区较高,东西两侧弱化的特征。主成分分析表明,不同用地类型驱动因素差异明显,如农用地主导驱动因素为人口、经济发展及农业内部产业结构,而城市基础设施显著影响建设用地利用变化。进一步,经济社会驱动力中人口增加、城镇化驱动作用最为突出。(4)土地生态安全水平处于微弱退化趋势,且表现出各区域同向退化、整体均衡特征。临界安全状态和较不安全状态面积大体平衡,变化主要集中在安全状态向较安全状态的转变上。在这两种状态中,正向维持生态功能的地类草地和园地都有所减少,耕地和林地有所增加;负向维持生态功能的地类中交通运输用地的增加较为明显。(5)土地利用变化实质影响生态安全,土地利用变化幅度与生态安全呈反向关系,相关系数达-0.37。与此相关联,土地利用程度愈高对土地生态安全的负面影响越剧烈,α=0.02显著水平下,两者Spearman相关系数达-0.60。发展中区域,城镇化、工业化主导土地利用变化,进而影响生态环境,城镇化水平与土地生态安全呈强负相关关系,而工业化的负面影响远低于城镇化,二者与生态安全水平的相关系数分别为-0.81、-0.196。沿交通要道、涓滴效应显著、高增长等类型区土地利用变化对生态安全影响更显著。