靖江市土地利用时空变化与生态环境质量评价研究

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中国人口位居世界第一,根据2021年的最新人口统计,全国共计14.1178亿人口。随着人口增长、经济发展迅速、城市化水平不断加快,导致土地利用格局改变,人类赖以生存的生态环境也受到巨大影响,土地的开发利用与生态环境的矛盾日益加重。对土地利用变化进行研究并对生态环境质量进行评价分析,既能够有助于当地政府进行相关政策的实施,又能促进推动土地资源优化、生态环境质量改善,从而贯彻落实可持续发展政策。靖江市为江苏省县域城市之一,长江三角洲重要港口城市之一,拥有长江岸线52.3公里。据相关资料统计,长江三角洲地区人口占全国总人口的6%,因此当地的土地资源配置问题、大量人口带来的生态环境问题等都承受巨大压力,对该区域的土地利用变化、生态环境质量的分析研究迫在眉睫。本次研究选取了靖江市为研究区,选择2009年、2014年以及2019年的Landsat遥感影像数据,以时间序列为主,从不同角度剖析靖江市土地利用变化的时空演变过程,并从社会经济因素方面,揭示土地利用变化的驱动机制,在ENVI软件以及Arc GIS平台支持下,建立完全基于遥感信息的RSEI指数模型,定量评价生态环境质量情况,最后对靖江市土地利用变化与生态环境质量之间关系进行可视化探索。具体研究内容及结果如下:(1)借助ENVI软件,对靖江市进行土地利用现状分类,通过该区域土地利用的现状、动态度、土地利用转化方向以及驱动力四个方向来分析靖江市2009-2019年间土地利用变化特征,得出结论:(1)2009-2019年间土地利用类型格局基本保持稳定,总体趋势呈现出“四增加两减少”的趋势,主要表现为:草地、建设用地、林地和未利用地面积量均呈现出上涨趋势,分别增加了13.60km~2、12.71km~2、96.70km~2、0.65km~2,耕地、水域的面积量下降,分别减少了118.98km~2、1.68km~2。(2)从土地利用类型变化角度来看,耕地和建设用地两者之间的转化率较高,93.69%的建设用地面积转出为耕地,水域的面积变化相对平稳;林地的面积虽小但在研究期间变化速度最快;空间上看,耕地的空间聚集性最强,未利用地的波动幅度不够稳定。(3)从驱动力来看,对土地利用变化有直接影响的13项指标中,与该区域林地成0.01水平上显著相关性的指标较多,系数高达0.90以上的指标分别为地区生产总值、第二产业增加值、第三产业增加值、农村居民人均可支配收入以及社会消费品零售总额,均为经济增长因素。耕地和建设用地均与年末总人口在0.01水平上呈显著相关性,为人口因素。综上,对靖江市土地利用变化影响因素按降序排列分别为:经济因素、技术进步因素、人口因素。(2)通过遥感影像数据提取绿度指标(NDVI)、湿度指标(WET)、热度指标(LST)、干度指标(NDBSI)四个指标构建生态遥感指数(RSEI)并分析2009年、2014年、2019年各年生态环境质量的变化情况:(1)其中三期数据中绿度指标先增加后减少,湿度指标保持增加态势,热度指标先上升后下降,但高于研究初期数值,干度指标持续上升。(2)对四个指标进行主成分分析,形成遥感生态指标,结果显示:绿度指标和湿度指标均为正指标,能给靖江市生态环境质量带来促进效果;RSEI均值总体下降了0.044,生态环境质量等级由“良好”级变成“中”级。(3)对RSEI进行差值分析,2009-2019年生态环境质量变好面积为108.7119km~2,主要为西南部以及东部马洲岛区域,变差区域面积为155.4093km~2,主要为沿江码头工业区、中南部城市建设主城区。(3)将土地利用和生态环境质量建立耦合协调度模型,采用topsis熵权法将土地利用类型面积分别与遥感生态指数进行拟合,探究土地利用类型对生态环境的影响,并进一步分析不同土地利用类型对生态环境质量的影响。得出结论:2009-2019年靖江市土地利用和生态环境质量的耦合性从极不耦合状态转向勉强耦合状态,生态环境质量一直处于生态损益型,且有较大波动。因此,建议靖江市采取措施保护生态环境,力争保持土地利用与生态环境协调发展。不同的土地利用类型能给生态环境带来不同回馈,耕地和林地能给靖江市生态环境质量带来正向作用,未利用地和建设用地的增加会降低生态环境质量,而靖江市属于耕地为主,建设用地不断外扩的总体趋势,土地利用类型的规模也会对生态环境带来影响,因此靖江市更应注重将土地与生态协调发展。
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