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YIC-IR  > 中科院烟台海岸带研究所知识产出  > 学位论文
题名:
21世纪初期中国海岸带区域土地利用变化特征研究
作者: 邸向红1,2
学位类别: 博士
答辩日期: 2013-11
授予单位: 中国科学院大学
授予地点: 北京
导师: 侯西勇
关键词: 土地利用变化 ; 景观格局 ; 生态系统服务价值 ; 中国海岸带 ; Land use change ; Landscape ; Ecosystem service value ; Chinese coastal zone
学科分类: 环境科学
中文摘要: 土地是各种陆地自然生态系统的载体,是人类生存、繁衍与发展的物质基础。土地利用是人类作用于自然环境的最基本的环节,其利用方式的转变能够直接反映出人类活动对生态和环境的影响程度,因此土地利用/土地覆被变化(LUCC)成为导致区域生态系统和环境变化的主要原因,区域LUCC引起的景观生态效应也成为研究热点。中国海岸带区域自改革开放以来社会经济高速发展,而人口激增、工业化和城市化进程加剧也造成该区域土地资源、生物资源、生态系统和环境都面临着巨大的压力。海岸带地区土地资源的开发利用不仅是该地区社会经济可持续发展的物质基础和保障,其利用方式也是影响陆地、海岸线变化、河口及近海环境和生态环境的重要因素,故而加强海岸带区域土地利用变化及其影响等方面问题的研究,意义重大。 本文以中国海岸带区域为研究对象,以Landsat TM/ETM+遥感数据为信息源,在建立的海岸带土地利用分类系统基础上,采用目视解译法获取该地区2000年、2005年和2010年土地利用数据。在LUCC、景观生态学和生态系统服务价值的理论支持下,应用数理模型和类型指数法,开展土地利用变化定量分析、空间格局演变及其景观生态效应研究,以期能够为未来海岸带资源可持续利用以及生境、社会与经济的协调发展等方面提供科学指导。 取得以下主要结论:(1) 土地利用类型划分为8个大类,包括耕地、林地、草地、建设用地、内陆水体、滨海湿地、人工(咸水)湿地和未利用地,并进一步细化为24个二级类型。该分类系统适用于30m空间分辨率的Landsat TM/ETM+影像,制图精度可达1:10万比例尺。(2) 全国海岸带区域土地利用结构基本保持稳定。全区用地结构多样化发展趋势显著,土地利用类型分布均匀度较高。耕地是中国海岸带区域最主要的土地利用类型,其次为林地和草地。城镇用地、独立工矿及交通用地和养殖用地比重呈现连续升高趋势。海岸带土地利用结构具有明显的省级差异:辽宁省海岸带区域主要用地类型为林地和耕地,且用地结构具有缓慢匀速多样化发展趋势;耕地是河北省、山东省、江苏省、天津市和上海市海岸带区域的主导土地利用类型,而浙江省、福建省、广东省、广西海岸带区域以及香港和澳门用地结构以林地为主。除香港和澳门地区土地利用类型多样性减少,其他区域均表现为增长趋势。(3) 2000-2010年耕地持续转化为其他土地类型,城镇用地基本未转出,而其他土地类型都有不同程度的向其转化是各海区海岸带土地利用类型转移的共同趋势。各海区海岸带面积扩张主要是由于围海修建养殖池、多种围填海工程的开展以及浅海水域恢复为滨海湿地所致。渤海-北黄海海岸带区域最主要的用地类型转移方式为农村居民点向城镇用地转移以及耕地转化为农村居民点。其他海区海岸带用地转移方式则主要表现为农村居民点和耕地向城镇用地的转移。(4) 高程因素和海陆梯度因素决定了中国海岸带区域土地利用程度空间分异特征,而工业化、城市化、人口增长、GDP和政策导向等社会经济发展指标是造成研究区土地利用程度时间变化的主要驱动因素。土地利用程度的空间分布以杭嘉湖平原为界南北差异明显,而宏观地貌格局正是其决定因素。由于海岸带地区存在显著的海陆梯度差异规律,高程分异规律并不适用于海岛以及距离海岸线0-4km的区域。土地利用程度的省级分异和海区分异特征表明,在自然环境条件相似的情况下,各子区域土地利用程度仍存在明显差异,其社会经济发展水平成为决定土地利用程度变化的重要驱动因素。高度工业化、城市化以及快速提高的社会经济发展水平,使天津市、上海市、香港和澳门以及广东省沿海地级市成为在相似自然条件下土地利用程度较高的地区,同时也成为土地利用程度变化剧烈的地区。(5) 2000-2010年中国海岸带区域草地斑块密度最大,碎化程度最高,其次为耕地和农村居民点。研究区各土地利用类型斑块形状较规整,且连通性普遍较好。景观格局多样性指数单调上升显著,表明研究区土地利用类型在景观格局分布呈均衡化趋势发展,土地利用景观格局结构趋于复杂化。耕地作为研究区最重要的土地类型其比重持续大幅减少,导致全区优势度指数明显下降。(6) 林地、耕地和内陆水体是支撑中国海岸带区域生态系统服务价值的主体。10年间生态服务价值总量呈现出明显的下降趋势,净损失达7554.3×108元,且各土地利用类型间的转化总体上不利于生态服务功能价值量的维持。研究区生态系统服务价值宏观格局基本稳定,但其空间格局表现出显著的地域性特征,并受到土地利用变化格局与过程的显著影响。生态系统一级服务功能价值量在单位面积上差异显著,其中调节服务的单位面积生态服务价值最高。大部分区域具有较高的供给服务功能价值,而文化服务功能价值较低。水源涵养、废物处理和土壤形成与保护是研究区最重要的生态系统二级服务功能,10年间水源涵养服务功能价值量持续增长,娱乐文化服务价值出现波动式变化,而其他单项服务价值量则呈持续减速下降趋势,其中废物处理服务功能价值损失量最高。
英文摘要: Land is the carrier of all types of natural ecological system and the material basis for human survival, reproduction and development. Land use is the basic part of human beings impacted on the natural environment, and its change can directly reflect the effects of human activities on the ecosystem and environment. Therefore, land use and land cover change (LUCC) has become the main reason of regional ecological system and environmental changes; furthermore, the landscape ecological effect caused by regional land use changes is a hot issue of the research. Since the Chinese economic reform, the China’s coastal zone area has now become one of the fastest and the most economic vitality region in the world. Accompany with the population explosion and intensifies of industrialization and urbanization, over-exploitation of a variety of resources has result in the tremendous pressure for land resources, biological resources, ecological system and the environment. The development and utilization of land resources is not only the material basis and assurance of social and economic sustainable development in the coastal zone, but the way of land use is an important factor which affects land, shoreline change, estuarine and coastal environment and ecological environment. Therefore, it has a great significance to strengthen the study on coastal land use change and its impacts. Based on a new land use classification system suitable for China’s coastal zone, visual interpretation are carried out on the Landsat TM/ETM+ images to produce land use maps of 2000、2005 and 2010. Combining with theories of LUCC, landscape ecology and ecosystem service value, and integrating a series of mathematical models and the category index method, the thesis carried out the quantitative analysis of LUCC, spatial pattern change and the landscape ecological effects. The study is look forward to provide scientific guidance for the sustainable utilization of resources, environment and social-economic coordination development in the coastal zone. Major conclusions as followed:(1) The land use classification system includes 8 primary categories: farmland, forest, grassland, built-up, inland freshwater, coastal saltwater, human made (saltwater) wetland and unused land, and then the primary categories are subdivided into 24 subcategories. This classification system is suitable for Landsat TM/ETM+ images of 30m resolution, and its mapping precision at a scale of 1:100 000.(2) Land use structure of the national coastal zone is stabile. The development trend of land use structure diversified is obvious, meanwhile, the land use distribution with high evenness. Farmland is the most widely land use type in Chinese coastal zone, followed by forest and grassland. The proportion of city, isolated industrial-mining and mariculture showed a continuous increasing trend. There is a obvious provincial difference of the land use structure in the coastal zone: forest and farmland are the main land use types of the coastal zone in Liaoning Province; while, farmland is the most important land use type of coastal zone in the province of Hebei, Shandong and Jiangsu, Tianjin city and Shanghai city; forest is the most important type of coastal zone in the province of Zhejiang, Fujian and Guangdong, Guangxi, Hong Kong and Macao.(3) Farmland continued to conversion to other land use types; city was not transfer out, while other land use types continued to transformation to the city during 2000-2010. The coastal zone expansion of four sea areas is mainly due to construction of mariculture, a series of sea reclamation project and coastal wetland restoration from shallow water. The main land use transformation is from rural settlement to city and from farmland to rural settlement in coastal zone of the Bohai-North Yellow Sea. In other sub-regions, the main land use transformation is from rural settlement and farmland to city.(4) Factors of elevation and land-ocean gradient determ 
语种: 中文
内容类型: 学位论文
URI标识: http://ir.yic.ac.cn/handle/133337/23532
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作者单位: 1.中科院烟台海岸带研究所
2.中国科学院大学

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邸向红. 21世纪初期中国海岸带区域土地利用变化特征研究[D]. 北京. 中国科学院大学. 2013.
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