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河北典型样带土地利用变化及生态风险效应研究

河北典型样带土地利用变化及生态风险效应研究

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作者：袁大鹏河北农业大学

学位级别：硕士

随着经济发展和城市化快速扩张,人类对土地利用结构的扰动日益趋紧,土地功能的弱化、生态环境问题等现象愈演愈烈,究其原因是土地利用结构发生了改变。而土地利用变化作为陆地样带与全球环境变化的基础性研究具有重要意义。河北典型样... 详细信息

随着经济发展和城市化快速扩张,人类对土地利用结构的扰动日益趋紧,土地功能的弱化、生态环境问题等现象愈演愈烈,究其原因是土地利用结构发生了改变。而土地利用变化作为陆地样带与全球环境变化的基础性研究具有重要意义。河北典型样带深处河北腹地,是环京津重要的水源涵养、土壤保持等生态功能保护区域,也是重要湿地保护、滨海盐渍化的敏感地带。因此,本文根据选取原则和依据设定河北典型样带作为研究区,按照“格局—过程—效应”为研究主线,通过多个时相土地利用遥感数据,研究1995-2017年间土地利用变化规律及驱动因子,并进一步通过构建景观生态风险指数阐明土地利用生态风险时空特征及成因分析,针对该样带不合理的土地利用方式和生态环境问题提出可行性的建议,以期为该样带区域生态环境建设提供技术支持和科学依据。具体结果如下:(1)河北典型样带22 a间土地利用变化特征显著。该样带整体处于发展期,整体呈耕地和湿地减少,林地、草地、人工表面和其他用地增加,其中人工表面和草地增加最多,分别为466.19 hm和102.10 hm,耕地和湿地减少最多,分别为428.92 hm和180.72 hm;从土地利用的趋势与状态变化看,林地处于平衡状态,草地、耕地和湿地处于不平衡状态,其他用地和人工表面处于极度不平衡状态;从空间转移特征分析看,各时段主要转出地类为耕地和湿地,转入地类主要为人工表面和其他用地。说明该样带经济发展与生态环境保护的矛盾较为突出,耕地和湿地应予以重视。(2)河北典型样带22 a间土地利用变化明显受自然因素和社会经济因素影响。地形因子为基础因素,影响土地利用的空间格局分布,层级性显著,其中草地、林地主要分布在高程500-1500 m,坡度6-25°范围内,且随地形梯度上升呈先增后减态势;耕地、人工表面和湿地主要分布在高程100 m以下,坡度0-2°范围内,且随地形梯度增加呈减少趋势;其他用地前后期变化波动较大,且随地形梯度上升呈减少趋势。从社会经济因子角度看,经济发展、人口增加和产业结构是影响土地利用变化的主要因子,且经济发展快速、人口增加较快的区域土地利用类型转移主要以耕地或湿地→人工表面和湿地→耕地转变为主。(3)河北典型样带22 a间土地利用生态风险效应变化特征显著。从生态风险水平角度看,低、中和较高生态风险呈持续减少趋势,较低和高生态风险水平呈持续增加趋势。从不同地形梯度来看,低生态风险以高程1000 m和坡度15°以上的山地丘陵区为主,林地转出是其面积减少的主要原因;较低生态风险以高程500-2000 m和坡度2-25°范围为主,草地转入是其面积增加的主要原因;中等生态风险以高程0-100m和500-1000 m,坡度0-6°范围为主,属过渡区域,地类转换较为频繁;较高和高生态风险以高程100 m以下,坡度0-2°范围内,其中耕地和湿地减少、人工表面增加是变化的主要原因。从生态风险水平转移特征来看,由低向高生态风险水平转移远大于由高向低水平的转移,且多以相邻转移为主,其中较高→高生态风险水平转移率最高,主要是耕地或湿地→人工表面和湿地→耕地转变导致的。从土地利用类型变化与生态风险等级变化相关性来看,低生态风险等级与林地和草地相关性较高,高生态风险等级与耕地和人工表面用地相关性较高。(4)根据土地利用变化引起的生态风险效应及其成因提出具有针对性的建议。低和较低生态风险区处于山地丘陵区,是该样带核心保护区域,应严禁开发和破坏。中生态风险区为过渡区,主要分布在蔚县间山盆地及山前倾斜平原区,应通过调整农业产业结构优化土地利用结构,严禁开垦林草等生态用地,选择性推行退耕还林还草政策。高和较高生态风险区主要分布在平原区呈集中连片之势,主要为耕地、城市建成区及湿地,对现有耕地斑块行优化组合调整,加强农业现代化建设;对城镇建设用地根据城市人口、经济等需求进行因地制宜开发和合力建设,打造绿色智慧城市;此外,恢复和治理白洋淀及其支流是刻不容缓的。综上所述,本文揭示了河北典型样带土地利用变化规律及其驱动因子,进一步阐述了土地利用生态风险水平及成因分析,对科学优化河北典型样带土地利用结构和建立生态安全格局具有重要意义。

关键词：土地利用变化地形梯度效应社会经济因子生态风险效应典型样带河北

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