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人口膨胀、资源减少以及环境污染等问题的出现,迫使人们高度重视未来生存环境和土地利用的可持续性。科学合理的划分土地利用类型是维持土地可持续利用的重要手段,长期以来,土地分类体系主要是基于土地的经济社会属性而建立,较少考虑土地生态属性。如何科学合理的划分土地类型并且突出其生态功能是值得研究的学术问题。
本研究选取土地利用变化剧烈,同时也是土地生态功能必须凸显的重点区域,即北京市这个典型的大都市区为研究对象,基于当前运用最广泛的土地利用现状分类体系,综合土地利用功能分类、生态系统服务价值、资源稀缺性等相关理论,运用土地利用生态分区和生态适宜性评价方法,建立了北京市土地利用生态分类体系。在此基础上,选取北京市1993、2001、2007年三个时段的土地利用数据,借助土地利用转移矩阵、景观格局指数、地学信息图谱等工具,分析了北京市土地利用生态格局变化情况,进而分区提出了北京市土地可持续利用的对策和建议。本论文的主要成果与结论如下:
(1)探索并初步建立了北京市土地利用生态分类方法体系
研究结合当前利用最广泛的土地利用现状分类体系,探索并初步建立了北京市土地利用生态分类方法。在北京市土地利用生态分区的基础上,划分了北京市6大类土地利用生态一级类型,继而结合北京市土地生态适宜性评价结果,对土地利用生态一级类型进行了进一步细分,划分了18类土地利用生态二级类型。
(2)北京市土地利用格局变化较大,建设用地扩张占用了大量的农地,土地利用类型相互转换较为强烈
对北京市土地利用格局的变化分析显示,1993~2001年,各种土地利用类型之间的转换比较频繁;2001~2007年,各土地利用类型的转换相对减缓,但建设用地的面积增加速度一直较快。总体而言,北京市耕地持续减少,主要转换为林地、园地和建设用地;园地面积持续增加,主要源自农业结构调整的耕地;林地面积增加,主要来源退耕还林中的耕地,同时不同林地类型之间的相互转换面积也较大;水域面积先增加后减少;荒土地的面积持续减少,主要转换为耕地和建设用地;建设用地面积持续增加,其他地类都有转换为建设用地,但最主要还是耕地的转换。
(3)北京市起主要生态作用的土地利用类型减少,土地利用生态格局空间异质性提高
利用GIS空间分析功能,对北京市生态用地分类图谱与景观格局变化分析发现,土地利用生态分类结果中,北京市起重要生态作用的土地利用类型呈现减少的趋势,即土地利用生态类型的变化是高生态功能的土地类型面积减少,低生态功能的土地类型面积增加。各种地类的转换地区集中分布在东南部地区的首都功能扩展区和城市扩展新区。北京市土地利用生态格局空间异质性提高,景观破碎度、分离度增大。
(4)北京市土地生态系统服务总价值先增加后减少
对北京市土地利用生态服务价值的评估显示,1993年全市生态系统服务总价值为169.18亿元,2001增加到170.48亿元,2007年又减少到162.46亿元。生态系统服务价值空间分布上,城区<近郊半山区<近郊平原区<远郊山区,说明北京市起主要生态功能的区域是远郊山区。城区价值减少主要是由于耕地被建设用地侵占,但城市绿地建设在一定程度上缓和了价值降低;近郊平原区价值减少幅度较大,原因是耕地大量被建设用地侵占;近郊半山区价值减少原因也是耕地转为建设用地,同时林地、园地小幅增加缓和了价值降低;远郊山区价值略有增加,与该区域林地基础面积大和退耕还林、生态建设等措施有较大关系。
(5)提出了土地利用生态分类在土地管理中的实际应用方向
基于上述研究,本研究提出了土地利用生态分类体系在北京市生态补偿政策制定、土地利用生态占补平衡和创建宜居城市等方面的应用方向。同时,根据北京市土地利用生态格局的变化情况,针对不同生态分区特征,提出了相应的土地利用生态管理政策与建议,以期促进北京市土地的可持续利用。