娄烦县土地利用景观格局演变及其生态风险评价

论文摘要

近年来,随着我国经济实力不断增强,城镇化的进程以前所未有的规模和速度攀升,经济和人口的急速增长不可避免地使得区域土地利用的空间组分发生改变,导致区域景观的破碎度、脆弱性日益加剧,导致城市的发展背离了人与自然和谐发展的道路。对区域土地利用的变化特征进行研究,不仅能够再现地表景观的动态变化过程,而且能够直观准确的描述人类活动对土地利用的影响,是区域生态环境保护与管理的重要手段,对区域景观保护及可持续性发展具有理论和现实意义。娄烦县是山西省省会太原市的主要水源涵养地和生态屏障,随着娄烦县的快速发展,引发了一系列不合理的土地利用现象,造成了水土流失、森林覆盖率低、生态恶化等环境问题,导致娄烦县成为黄土高原典型的生态脆弱区之一。为此,本文基于景观生态学的相关理论,在ArcGIS、Fragstats、GeoDa等工具的支持下,对娄烦县1990年-2018年土地利用的动态变化进行了分析,开展了景观格局的空间尺度研究,并基于最佳分析粒度探讨各时期娄烦县的景观格局变化特征。与此同时,构建了基于土地利用变化的生态风险评价体系,对娄烦县进行区域土地利用生态风险评价,揭示其生态风险的空间分异规律及空间关联关系。研究表明:（1）1990年-2018年间,娄烦县内耕地、林地、草地的面积均呈现不断减少的趋势,水域的变化面积总体变化不大并趋于稳定;娄烦县内土地利用类型的变化主要以城乡工矿居民用地和未利用土地的变化为主,由于城市化进程的加快,人口密度快速增加,城乡工矿居民用地类型的面积大幅度增长。各时期景观类型的变化速度呈现出不同变化特征和规律,总体来看,2010年-2018年期间土地利用的变化速度最快。（2）综合运用拐点识别法和信息损失评价法,可以确定娄烦县景观格局研究的最佳空间分析粒度为40m。基于最佳空间分析粒度,对娄烦县的景观格局变化进行研究,结果表明:在景观水平上,娄烦县景观呈现多样化发展,景观形状趋于简单化,景观格局的破碎化程度加深。在类型水平上,1990年-2018年间娄烦县的各景观类型中,林地的优势度最大,城乡工矿居民用地的优势度大幅度增加;耕地的破碎化程度最高,离散程度相对最大,且在2000年-2010年期间内耕地的破碎化程度快速加深;城乡工矿居民用地的景观变化受人类活动的影响最大,草地受人类活动的干扰相对较小。（3）基于娄烦县土地利用变化对其进行区域生态风险评价,研究结果基本符合其土地利用的实际情况。1990年-2018年期间,娄烦县的生态风险等级呈现中心高、四周低的圈层结构,以庙湾乡—娄烦镇—马家庄乡为轴向外生态风险逐渐降低,高生态风险区和较高生态风险区的范围逐渐由县城的中部向县城的西部扩散。（4）娄烦县的生态风险趋向于加剧,区域环境恶化,主要表现为高生态风险区和较高生态风险区的面积大幅度增长,较低风险区和低风险区的面积则不断减少,这主要是受不合理的土地利用方式以及区域人口迅速增长、经济快速发展等因素的影响。娄烦县土地利用生态风险指数在空间分布上具有显著的正相关性,其空间分布呈现集聚分布的模式。基于以上研究,本文系统地描述了娄烦县1990年-2018年间景观格局的演变过程,并基于土地利用变化对其进行了生态风险评价,以期对娄烦县未来景观格局的优化、生态环境的保护及其可持续性发展等方面提供借鉴,为区域生态风险管理提供量化的决策依据和理论支持。就本文而言,对于区域生态风险评价仍处于初步探讨阶段,由于目前对于区域生态风险评价还没有具备普适性特点的技术导则,因此,制定对区域生态风险进行评价的普适性指南显得十分的迫切和必要。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 第一章 引言
•   1.1 研究背景及意义
•   1.2 国内外研究动态
•     1.2.1 土地利用变化研究进展
•     1.2.2 景观格局研究进展
•     1.2.3 生态风险评价研究进展
•   1.3 研究目的
•   1.4 研究内容
•   1.5 数据来源
•   1.6 技术路线
• 第二章 研究区概况
•   2.1 自然条件概况
•     2.1.1 地形地貌特征
•     2.1.2 气候环境
•     2.1.3 水资源概况
•     2.1.4 其他自然资源
•   2.2 社会经济概况
• 第三章 娄烦县土地利用时空演变分析
•   3.1 娄烦县土地利用总体特征分析
•   3.2 土地利用数量变化分析
•     3.2.1 研究方法
•     3.2.2 娄烦县土地利用动态度变化分析
•   3.3 土地利用空间变化分析
•     3.3.1 研究方法
•     3.3.2 娄烦县土地利用转移变化分析
•   3.4 土地利用变化对区域生态风险的影响
•   3.5 本章小结
• 第四章 娄烦县土地景观格局时空演变
•   4.1 娄烦县景观格局粒度效应分析
•     4.1.1 研究方法
•     4.1.2 景观指数的选取与计算
•     4.1.3 景观指数随粒度变化分析
•     4.1.4 信息损失评价
•     4.1.5 最佳分析粒度确定
•   4.2 娄烦县土地景观格局变化分析
•     4.2.1 研究方法
•     4.2.2 景观水平的景观格局变化分析
•     4.2.3 景观类型水平的景观格局变化分析
•   4.3 本章小结
• 第五章 娄烦县土地利用生态风险评价
•   5.1 研究方法
•     5.1.1 采样方式
•     5.1.2 土地利用生态风险指数
•     5.1.3 空间自相关分析
•     5.1.4 生态风险强度可视化表达
•   5.2 娄烦县土地利用生态风险的时空演变
•   5.3 娄烦县土地利用生态风险指数集聚空间格局分析
•     5.3.1 全局空间自相关分析
•     5.3.2 局部空间自相关分析
•   5.4 本章小结
• 第六章 结论与展望
•   6.1 结论
•   6.2 创新之处
•   6.3 不足之处与展望
• 参考文献
• 攻读学位期间取得的研究成果
• 致谢
• 个人简况及联系方式

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 李虹睿

导师: 王晓军

关键词: 土地利用,景观格局,尺度,生态风险,娄烦县

来源: 山西大学

年度: 2019

分类: 基础科学,经济与管理科学

专业: 自然地理学和测绘学,农业经济

单位: 山西大学

分类号: F301.2;P901

DOI: 10.27284/d.cnki.gsxiu.2019.000286

总页数: 74

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