合肥市景观格局数量分析与生态安全评价

论文摘要

景观格局变化及其对生态安全的影响与人类的生活和生产休戚相关,其研究已成为全球变化的重要内容之一。随着经济的发展,城镇化和工业化的进一步推进,土地的开发利用和景观格局发生了巨大变化。合肥市作为安徽省省会,近几年社会经济发展取得了巨大成就。但与此同时,由于人们对于生态环境的保护意识不够,生态安全状况不容乐观。因此,对合肥市的景观格局变化和生态安全进行分析研究具有重要意义,有助于对安徽省和中国其他经济快速发展地区景观格局与生态安全的数量分析与研究提供方法和依据。本文主要包括四部分内容:首先,以1985年和1995年的合肥市土地利用类型图为基础,利用GIS软件Arcview,采取5m粒度,确定出合肥市1985—1995年间的面积转移矩阵和转移概率。依据马尔科夫（Markov）模型,利用Matlab软件,以10年为一个步长,对合肥市景观格局动态变化进行了模拟与预测。结果表明,1985—1995年间,合肥市占总面积97.313%的土地单元没有发生土地利用方式的变化,而仅有占总面积2.687%的土地单元发生了不同类型的土地利用变化。其中,变化最大的是耕地转化为城矿居民用地,变化量是1187.468hm2,占土地变化总量的91.046%,其次是城矿居民用地转化为耕地,再次是耕地转化为水域,分别占变化总面积的8.687%和0.267%。耕地、城矿居民用地和水域相互转化是该地区土地利用变化的主要类型。根据马尔科夫模型的预测结果,合肥市景观格局的变化趋势为耕地所占总面积比例将会逐渐下降,而城矿居民用地所占总面积比例将大幅上升。其次,根据合肥市2002年土地利用类型图,利用GIS软件ArcView和景观格局分析程序Fragstats3.3,选择22个景观指数,探讨了合肥市景观格局指数随粒度增加的变化特征。同时利用统计分析软件SPSS以及Excel对部分景观指数进行了函数拟合和变异系数的计算,并根据各景观指数变化曲线的拐点和跃变区间确定合肥市景观格局分析中的尺度域和适宜粒度范围。研究结果表明:（1）随着粒度值由10m到100m的逐渐增加,各景观指数表现出不同的变化趋势,说明空间粒度变化对景观指数变化具有明显的影响,可以将变化特征划分成总体上升、总体下降、变化不大、无变化规律四种情况;（2）对于部分景观指数分别可以用二次函数、三次函数、幂函数、线性函数进行拟合;（3）第一尺度域是选择适宜粒度的较好取值范围,对于合肥市1:50000土地利用类型图,进行景观指数计算与分析的适宜粒度范围是20—30m。再次,根据合肥市统计年鉴,采用William-Wackernagel生态足迹模型,分别计算了合肥市2000年到2006年的生态足迹、2002年的生态承载力以及生态安全三项指数,并进行了比较分析。结果表明:（1）合肥市人均生态足迹从2000年的1.372452hm2上升到2006年的2.184914hm2,呈现不断增加的态势,2002年的生态赤字达到1.499251hm2,表明合肥市的生产、生活强度超过了生态系统的承载能力,区域生态系统的结构和功能亟需调整;（2）各类土地生态足迹中,耕地的生态足迹最大,其次为化石能源用地,反映出合肥市经济的发展很大程度上依赖生物资源和自然资源的消耗;林地、建筑用地的平均生态足迹虽然总体呈递增趋势,但占总体人均生态足迹的比重相对较小,对人均生态足迹增长贡献率较小。（3）合肥市的生态安全等级较低,人均生态足迹占全球人均生态足迹的比例比较大,社会经济发展与生态环境的协调性有待进一步改善和提高。最后,根据合肥市景观格局变化趋势以及生态安全状况,从构建景观生态安全格局,生态综合治理,发展“低碳”策略模式,营造生态景观等方面对合肥生态城市的构建进行了探讨。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 文献综述
• 1.1 景观生态学及其研究进展
• 1.2 景观格局及其动态变化
• 1.3 景观格局尺度效应
• 1.4 生态足迹分析与生态安全评价
• 1.5 生态城市构建
• 2 引言
• 2.1 研究目的
• 2.2 研究内容
• 2.3 资料来源
• 2.3.1 图件资料
• 2.3.2 统计资料
• 3 研究区概况和方法
• 3.1 研究区概况
• 3.1.1 自然条件
• 3.1.2 社会经济条件
• 3.2 研究方法
• 3.2.1 景观类型分类
• 3.2.2 景观指数的选取
• 3.2.3 地理信息系统
• 3.2.4 马尔科夫模型
• 3.2.5 粒度效应
• 3.2.6 生态足迹模型
• 4 结果分析
• 4.1 合肥市景观格局动态变化模拟与预测
• 4.1.1 合肥市各景观类型面积和结构分析
• 4.1.2 合肥市景观格局变化的面积转移矩阵分析
• 4.1.3 合肥市景观格局变化初始转移概率的确定
• 4.1.4 合肥市景观格局动态变化模拟与预测
• 4.2 合肥市景观格局指数变化的粒度效应
• 4.2.1 合肥市景观格局指数随粒度增加的变化特征
• 4.2.2 合肥市景观格局指数在不同粒度下的变异系数
• 4.2.3 合肥市景观格局指数对粒度变化的响应曲线
• 4.2.4 合肥市景观格局分析中的尺度域与适宜粒度
• 4.3 合肥市生态安全评价与景观生态安全格局
• 4.3.1 合肥市生态足迹分析
• 4.3.2 合肥市生态承载力分析
• 4.3.3 合肥市生态安全评价
• 4.3.4 合肥市景观生态安全格局构建
• 4.4 合肥生态城市构建
• 4.4.1 生态综合治理
• 4.4.2 发展“低碳”策略模式
• 4.4.3 营造生态景观
• 4.4.4 合肥市景观生态建设的建议
• 5 讨论
• 6 结论
• 参考文献
• 附录
• 致谢
• 个人简历
• 在读期间发表的学术论文