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基于生态足迹理论的长株潭城市群核心区生态安全研究

作　者: 刘雯
导　师: 何韶瑶
学　校: 湖南大学
专　业: 建筑学
关键词: 生态足迹能源生态足迹生态安全长株潭城市群
分类号: TU984.115
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

快速的城镇化引起原本的自然生态系统逐渐被人工环境所替代，区域生态安全要求在城镇化过程中，确保生态环境不受威胁的基础上，生态资源能够为区域资源利用和可持续发展提供生态保障。城市群作为中国城镇化发展的主体形态，其生态环境的质量将直接影响区域与国家的生态环境安全。生态足迹模型是由学者William和Wackernagel于20世纪90年代提出的基于生物物理量的、可用于评价可持续发展程度的研究方法。该模型不仅考虑了生命支持系统的循环与生物多样性保护等方面，同时还考虑了净化能力和自然资源的再生与替代能力，具有直观且具有区域可比性，因此，是实现对区域生态安全度量的一个重要标准。本文以长株潭城市群核心区为研究对象，以长株潭地区的各项统计数据和遥感数据为基础数据来源，提取长株潭城市群核心区2000-2009年的土地利用数据和边界矢量数据，运用生态足迹模型和GIS、RS空间技术分别测算了长株潭城市群核心区从2000年到2009年区域生态足迹、能源生态足迹和生态足迹压力指数的动态性变化，探讨城市群形态和社会经济指标对区域生态占用、能源生态占用、生态压力指数的影响机制，并在此基础上，将生态足迹的理念应用于城市群区域生态规划中，为我国城市群可持续发展，实现区域生态平衡提供研究途径和规划策略。首先，本文通过运用GIS和RS技术的时空分析功能，对长株潭城市群的土地利用特点、用地结构及空间分析、数量结构多样性协调与土地利用效率等方面对长株潭城市群核心区土地利用现状和用地特征进行分析。其次，通过生态足迹模型对2000-2009年间研究区的生态足迹、能源生态足迹和生态压力指数的变化和生态安全情况进行测度分析，以分析研究十年间城市群区域的生态安全状况。接着，选取与生态足迹和生态安全有关的社会经济水平指标与城市群形态指标，分析其影响长株潭城市群生态足迹、能源生态足迹、生态压力指数的主要驱动因素，探讨城市群形态、社会经济指标与生态足迹、生态能源足迹、生态压力指数之间的关系，多方面考虑影响区域生态安全的因素，以期对长株潭城市群核心区生态安全驱动机制做出合理的分析。最后，将生态足迹理念运用于城市群区域生态规划中，提出将生态足迹运用于改善生态安全状况、提高生态安全等级的规划过程，以期实现对城市群区域生态安全可持续性评价方法的优化和发展。以下是本文的基本结论：（1）长株潭城市群核心区建设用地与农用地之间演替迅速，区域内土地利用结构演替速度加快。长株潭城市群核心区三大城市2004-2006年间的城市用地扩展系数均在临界值1.12之内，三个城市土地扩展基本处于集聚紧凑发展的状态。土地利用效率总体水平较低，内部潜力大；区域间土地集约利用发展水平存在不均衡性；土地利用经济效率不高成为制约长株潭城市群土地集约利用的突出因素。（2）长株潭城市群核心区土地综合承载力呈现出较为明显的空间差异性，区域综合土地承载力评分为0.6661，其中湘潭土地综合承载力最高为0.7499，最低的是株洲为0.5819，级差为0.1681。在土地综合承载力模型的四个子系统（经济系统、社会人文系统、水土资源系统、生态环境效率）中，长株潭城市群的生态环境系统和经济系统的波动性较大，水土资源保护和生态环境建设成效对于长株潭城市群土地综合承载力的动态性变化具有决定性的影响效应，而城市群区域城市间土地利用的外部经济性和社会人文建设效率差异都较大。（3）长株潭城市群核心区2000-2009年间人均生态足迹和能源生态足迹均呈增长趋势，2000年生态足迹为1.4426hm2/人，而2009年则达到了1.7773hm2/人，增长了1.23倍，生态足迹增长迅速。从2006年开始生态足迹、能源生态足迹的增速减缓，人类生产生活对于生态资源的占用正处于增速减缓的趋势当中。然而，长株潭城市群核心区2000-2009年十年来的生态压力指数增长率为4.7%，增幅较大，近年来区域生态压力指数增速减缓，但生态安全指数较大，区域生态安全状况依然较为严峻。（4）长株潭城市群核心区生态足迹与人口密度、社会经济指标间具有极显著的正相关性，其中人口密度与能源生态足迹的相关性达到0.873，显著性为0.002，人口密度和伸延率也显著相关，相关性为0.675，形状率和紧凑度与生态足迹相关性不显著但成负相关；伸延率与生态足迹之间表现出显著的正相关性，在选取的测度指标中与生态足迹的相关性最大，为0.841；紧凑度和形状率与人口密度、各社会经济指标之间不存在显著的相关性。这表明城市群空间形态不够紧凑，或者简单的提高城市密度和人口密度会引起生态占用的增加，城市群空间形态适度的紧凑发展模式才能实现区域的可持续性发展。（5）生态足迹模型是当前测量和比较区域可持续发展状态的、直观且综合的指标。本文将生态足迹分析运用到城市群生态规划当中，设计了从城市群生态现状分析，确定城市群生态足迹目标到区域各类型用地控制和构建城市群生态安全保障的城市群生态规划过程，并提出了长株潭城市群提高生态环境可持续发展政策和策略。

全文目录

摘要  5-7
Abstract  7-10
目录  10-13
插图索引  13-14
附表索引  14-15
第1章绪论  15-25
  1.1 研究背景、目的及意义  15-19
    1.1.1 选题背景与依据  15-17
    1.1.2 研究目的与意义  17-19
  1.2 国内外研究进展  19-22
    1.2.1 国外研究进展  19-21
    1.2.2 国内研究进展  21-22
  1.3 研究内容、技术路线与创新点  22-25
    1.3.1 研究内容  22-23
    1.3.2 创新点  23
    1.3.3 技术路线  23-25
第2章理论基础与研究方法  25-36
  2.1 土地利用的生态学理论  25-28
    2.1.1 土地利用生态系统服务价值  25-26
    2.1.2 土地生态风险  26-27
    2.1.3 区域土地生态安全与土地生态安全预警  27-28
  2.2 生态足迹及其相关理念  28-30
    2.2.1 生态足迹  28-29
    2.2.2 土地综合生态承载力  29
    2.2.3 生态盈余与生态赤字  29
    2.2.4 能源生态足迹  29-30
    2.2.5 生态压力指数  30
  2.3 研究方法与数据来源  30-31
    2.3.1 数据来源  30-31
    2.3.2 研究方法  31
  2.4 研究区域  31-36
    2.4.1 城市群形态概况  31-32
    2.4.2 长株潭城市群职能结构  32-33
    2.4.3 区域生态系统  33-34
    2.4.4 长株潭城市群两型社会建设中存在的问题  34-36
第3章长株潭城市群核心区土地利用分析  36-49
  3.1 土地利用特点  36-37
  3.2 用地结构及空间分析  37-39
  3.3 土地利用类型配置与数量结构多样性研究  39-43
    3.3.1 城市群土地利用的空间位置转换和数量变化  39-41
    3.3.2 城市群土地利用配置的多样性优化协调  41-43
  3.4 土地利用效率  43-46
  3.5 城市群区域土地供需分析  46-48
  3.6 本章小结  48-49
第4章长株潭核心区土地综合承载力与生态足迹研究  49-59
  4.1 长株潭核心区土地资源综合承载力研究  49-52
    4.1.1 土地资源综合承载力测算方法  49-50
    4.1.2 长株潭城市群核心区土地综合承载力分析  50-52
  4.2 长株潭城市群核心区生态足迹研究  52-55
    4.2.1 生态足迹与生态压力指数的测算方法  53-54
    4.2.2 长株潭城市群核心区 2000-2009 年生态足迹动态性研究  54-55
  4.3 长株潭核心区生态赤字与生态安全分析  55-57
  4.4 本章小结  57-59
第5章长株潭城市群核心区生态足迹驱动因素分析  59-65
  5.1 社会经济指标选择  59
  5.2 城市群形态指标选择  59-61
  5.3 城市群形态与社会经济对生态足迹作用机制研究  61-64
  5.4 本章小结  64-65
第6章基于生态足迹的长株潭城市群核心区生态规划  65-70
  6.1 生态足迹在城市群生态规划中应用的主要内容和规划的技术路线  65-66
    6.1.1 基础条件  65
    6.1.2 主要内容  65
    6.1.3 规划的技术路线  65-66
  6.2 基于生态足迹的长株潭城市群生态规划研究  66-70
    6.2.1 确定长株潭城市群生态足迹建设目标  67
    6.2.2 统筹城市群区域各类型用地控制  67-68
    6.2.3 城市群生态安全保障  68-70
结语  70-72
参考文献  72-77
致谢  77-78
附录A (攻读硕士学位期间所发表的学术论文目录)  78-79
附录B (攻读学位期间参与学术会议及竞赛获奖情况)  79-80
附录C (攻读硕士学位期间参与的研究项目目录)  80

基于生态足迹理论的长株潭城市群核心区生态安全研究

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