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城市土地利用,是人类根据土地资源合理利用原则在城市空间方位上所表现的土地利用的特殊方式,具有动态性、空间性和经济性的特征,集约化利用程度高,并为一定的社会经济目的服务;是城市生产经济活动和城市居民社会活动的物质基础,是城市人地关系的集中体现。城市土地利用的规模、范围、类型、布局及数量结构等都要受到政治、经济、文化和自然等因素的影响和相互制约;城市物质空间的格局变化和位置迁移最终表现为城市土地利用格局的变化,导致城市土地利用性质和利用方式的差异。
近年来,城市土地利用一直是国内外学者研究的热点。随着计算机技术的发展,RS、GIS技术和土地利用变化模型的结合对城市土地利用的动态研究提供了比较理想的思路。
广州,位于我国华南地区,是我国改革开放的前沿阵地,是我国土地利用发展速度最快,幅度最大的地区之一。经济的繁荣,城市地域景观迅速扩展,而与此同时,农业用地减少,建设用地扩张,城市环境质量下降,人地矛盾突出,在一定程度上制约了社会、经济、环境的快速发展,因此开展对该区域土地利用变化的相关研究十分重要,其成果可为研究区的土地资源合理利用,环境和经济协调发展,建设和谐广州,提供科学依据。
因此,本文选择沿海经济发达的广州市作为研究区域,以1990到2005年4景不同时相的Landsat TM/ETM+影像为主要数据源,以可持续发展、景观生态学、生态经济学等科学理论为指导,综合运用GIS、遥感等多种技术手段,结合土地利用变化模型,研究广州市土地利用动态变化过程的特点及规律、土地利用变化的驱动因素及作用机制,并从生态服务价值变化及流向分析广州市土地利用动态变化的生态环境效应。
通过研究获得以下主要的结论:
1.1990年-2005年,广州市土地利用发生了很大变化,林地面积1990-1995年递增,1995年以后持续递减。其它地类均呈现波动性变化特征。耕地,林地,水域和建设用地是广州市变化幅度比较大的地类。
2.1990-2005年,各地类动态度大小排序是建设用地>水域>未利用地>园地>草地>耕地>林地。广州市土地利用程度偏高,进一步确证了广州市的土地利用率较高,还有提升空间。
3.1990-2005年,受多种因素的影响,广州市土地利用类型互相发生转换。
除了未利用地,其他地类的各种变化速率在2000-2005年远大于其他阶段,在1990-1995,耕地,园地,未利用地,转移速率均比新增速率快,而林地,草地,水域,建设用地,新增速率比转移速率快。1995-2000年,与上一时间段变化情况相反,耕地,园地,未利用地,转移速率均比新增速率慢,而林地,草地,水域,建设用地,新增速率比转移速率慢。2000-2005年,耕地,园地,林地,草地,未利用地,转移速率比新增速率快,而水域和建设用地,新增速率比转移速率快。
4.耕地和园地在1990-1995阶段,扩展强度指数高于其他阶段。而林地和建设用地在2000-2005年,扩展强度指数高于其他阶段,草地基本持平,水域和未利用地呈波动性变化,1995-2000,扩展强度指数最低,处于萎缩期。
5.广州市土地利用变化是自然因素和人文因素共同作用的结果。地形条件和地理区位是影响研究区土地利用变化的主要自然影响因素;人文因素可以归纳为经济发展、人口增长和城市化水平三类主要因素。
6.广州市生态服务价值和人均生态服务价值总体上呈增加趋势;但是1990年到2005年,广州市土地利用生态价值和经济价值的比值呈现下降趋势,特别是1990-1995年,减少趋势强烈。说明广州市在这个时间段,土地利用调整以经济利益为导向,忽略了生态环境,1995年以后,有所缓和,但是土地利用结构还需进一步优化调整。
本论文主要有以下2点创新:
1.引入了综合扩展程度指数这一综合指标进行广州市土地利用动态变化扩张研究。兼顾了年均扩展强度指数和单一土地利用动态度,不仅仅考虑了土地总面积的影响,也考虑了扩展基数的影响。
2.选择生态服务价值流向模型,对广州市的生态服务价值动态流向进行了分析。