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粮食主产区LUCC与土地生态安全演变探究-以新郑市为例

作　者: 兖津宇
导　师: 李保莲
学　校: 河南农业大学
专　业: 土地资源管理
关键词: 土地利用/土地覆被变化驱动力生态安全粮食主产区新郑市
分类号: F205
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

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。

全文目录

致谢  4-8
摘要  8-10
1 绪论  10-17
  1.1 问题的提出  11-12
  1.2 基本概念  12-13
    1.2.1 土地利用与土地覆被变化  12
    1.2.2 生态安全与土地生态安全  12-13
    1.2.3 粮食主产区  13
  1.3 方法与数据  13-15
    1.3.1 研究方法  13-14
    1.3.2 数据来源与处理  14-15
  1.4 研究区域选择  15-16
  1.5 研究内容与框架  16-17
2 国内外研究进展  17-25
  2.1 LUCC 研究框架与热点  17-20
    2.1.1 国内外研究态势  17-18
    2.1.2 LUCC 研究存在问题及趋势  18-20
  2.2 土地生态安全研究  20-23
    2.2.1 生态安全与土地生态安全的研究  20
    2.2.2 土地生态安全评价研究  20-23
  2.3 综合述评  23-25
    2.3.1 现有研究特点与不足  23-24
    2.3.2 本研究的主要特点  24-25
3 研究区概况  25-27
  3.1 地理位置  25
  3.2 自然环境  25-26
    3.2.1 地形地貌  25
    3.2.2 气候条件  25
    3.2.3 水文特征  25
    3.2.4 资源禀赋  25-26
  3.3 经济社会  26-27
    3.3.1 行政区划  26
    3.3.2 经济社会状况  26-27
4 新郑市土地利用变化分析  27-44
  4.1 数据来源与处理  27
  4.2 研究方法  27-28
    4.2.1 土地利用变化动态模型  27-28
    4.2.2 土地利用结构信息熵指数模型  28
  4.3 土地利用变化分析  28-36
    4.3.1 土地利用数量变化分析  28-30
    4.3.2 土地利用类型变化分析  30-32
    4.3.3 土地利用结构变化空间分析  32-34
    4.3.4 土地利用程度及其变化分析  34-36
  4.4 土地利用变化驱动力分析  36-44
    4.4.1 研究方法的选取  37-38
    4.4.2 驱动力影响因子指标的选取  38-39
    4.4.3 主成分分析过程及结果分析  39-44
5 新郑市土地生态安全评价  44-53
  5.1 建立评价指标体系  44-50
    5.1.1 指标选取的原则  44
    5.1.2 指标选取与说明  44-46
    5.1.3 确定指标的权重  46-50
  5.2 土地生态安全评价  50-53
    5.2.1 生态安全评价模型  50
    5.2.2 土地生态安全评价  50-53
6 土地利用/土地覆被变化与生态安全的叠加分析  53-56
  6.1 土地利用/土地覆被变化对生态安全的影响  53-54
    6.1.1 土地利用/土地覆被变化对气候的影响  53
    6.1.2 土地利用/土地覆被变化对土壤的影响  53
    6.1.3 土地利用/土地覆被变化对水文的影响  53
    6.1.4 土地利用/土地覆被变化对生物多样性的影响  53-54
  6.2 土地利用/土地覆被变化与土地生态安全状况的叠加及分析  54-56
7 结论与讨论  56-59
  7.1 研究结论  56-58
  7.2 需进一步探讨的研究问题  58-59
参考文献  59-64
Abstract  64-66

粮食主产区LUCC与土地生态安全演变探究-以新郑市为例

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