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当今中国,伴随着市场化的深入和城市化的推进,城市发展也日益呈现出城市区域化、区域城市化的态势。长三角、珠三角地区已经进入城市发展的最高阶段,环渤海地区正在迅速崛起。在都市连绵的过程中,有过很多的失败与教训,存在一些制约都市连绵区进一步发展的问题,突出表现在环境质量下降,资源短缺,人地关系紧张,区域内部发展矛盾重重等。因此,锦葫沿海地区的发展应当吸取这些教训,注重生态建设与环境保护,贯彻实施区域可持续发展战略,加大对城乡全域各类空间资源的调控力度。
本研究在Erdas2011和Arcgis9.3技术的支持下,开展了锦葫全域景观变化研究及建设用地扩展驱动力分析;采用ARMA-Logistic-CA耦合模型预测了研究区至2020年景观格局;综合灰色线性规划、生态适宜性评价和基于蚁群智能算法,对锦葫地区的景观格局进行了优化,实现了优化结果的空间直观表现,为景观格局优化提供了一种很好的解决途径。优化结果可为锦葫沿海地区一体化发展提供更具前瞻性、科学性的生态建议与技术支持,同时也为其他地区城市化过程中的城市发展、规划及生态安全防护,提供科学依据和参考范例。
本研究得到的主要结论如下:
(1)景观类型发生转换的空间主要位于海岸带地区;总体来说,是以建设用地的持续扩张与耕地以及林地、水域面积缩小为特点;建设用地的边界趋于复杂,聚集程度加大;耕地、草地斑块数增加,形状复杂化,聚合度降低,破碎化程度增加;景观格局整体水平上,破碎化程度有所缓解。
(2)锦葫沿海城乡全域建设用地扩展驱动力最主要因素是区位条件,即那些距离公路、铁路、城镇及河流近的土地更有机会成为建设用地;其次是社会经济要素)、自然地理要素和人口要素。
(3)通过2011-2020年历史预案和规划预案的模拟预测,可以看出:城市扩展仍将集中在海岸带地区,城市空间相向连接、连绵一体的格局十分明显,伴随着经济社会联系的日趋紧密,锦葫一体化发展将成为一种必然的趋势;政府规划更有利于更集约高效地利用土地、缓解资源和环境问题。
(4)从生态约束角度、利用灰色线性规划模型对锦葫沿海地区景观格局进行数量优化,考虑到土地利用现状、景观类型之间发生转化的资金投入及可行性,本研究认为到2020年锦葫沿海地区各景观类型面积分别为:耕地2184.39km2,园地400.68km2,林地2890.79km2,草地509.75km2,城镇用地279.79km2,其他建设用地828.81 km2,水域609.88 km2,未利用地46.00 km2,该结果是景观格局空间优化的基础。
(5)利用遥感影像快速准确地提取多种生态环境方面的基础信息,结合多因素评价的方法,选取各类型用地的适宜性分析因子,采用专家打分法确定影响因子的权重,利用GIS空间分析技术得到较为准确的土地生态适宜性分区:Ⅰ类约占1246.29 km2,Ⅱ类约占3115.84 km2,Ⅲ类约占1100.29 km2,Ⅳ类约占2048.17km2,Ⅴ类约占258.83 km2。该结果为锦葫沿海地区景观格局优化提供位置选取的依据,作为下一步位置搜索的基础。
(6)应用蚁群智能算法在生态适宜性评价基础上,利用数量优化的结果进行位置搜索来实现优化结果的空间直观表现,由优化结果可知:①耕地景观优化结果分布主要集中于东南沿海平原地区,耕地减少部分主要是北部的丘陵地区;②园地景观优化结果分布比较分散,与2010年园地景观相比,兴城市的园地景观有所减少,凌海市的园地景观增加比较明显;③林地景观显著增加,增加的林地主要位于西北部山地区域(主要由草地转化而来);④草地景观优化之后的面积较2010年显著减少,减少部分主要是锦葫沿海地区西北部山地区域;⑤建设用地在2010年的基础上有所增加;从空间位置上来看,优化结果与辽宁沿海经济带开发建设规划及土地利用等相关规划的内容基本吻合,与各城市的空间发展战略基本一致。