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“十一五”期间是我国城镇化加速的历史关键时期,快速城镇化意味着我国将迎来重要的城乡社会转型,使得城乡区域的土地利用、生态环境发生明显变化,耕地、淡水和能源相对不足,原生态系统的结构性破坏,都成为社会和经济发展的瓶颈,城镇化过程往往以生态风险为代价。如此严峻的环境问题期待建立完备的基础信息数据库与科学的预警评估体系,对城镇化过程中的生态风险进行动态监测,以保证城镇健康发展、生态资源的合理配置与持续供给。
科学的生态风险预警体系是准确评价城镇化过程风险状态与变化趋势的根本前提,本文结合研究区——南充市的城镇化特点,应用GIS技术,在遥感影像解译的基础上,提取空间信息、量化生态指标,结合社会、经济统计数据,依据环境指标的P-S-R概念模型,构建以压力状态响应为框架的指标体系。(1)应用CLUE-S模型对研究区2008-2020年不同发展预案下的景观变化进行预测,获得空间类指标的预警结果。(2)应用灰色GM(1,1)模型对历史统计数据进行预测,获得非空间类指标的预警结果,应用预警技术划分警线与警情等级,从市域尺度对2008-2020年生态风险动态变化趋势进行预警,从镇域尺度预测研究区警情的空间分布格局。(3)根据预警结果分析具体风险指标的,制定生态风险的调控措施,探讨人类调控作用下的生态阈值;选取城镇化中的生态约束因子,对因子的空间格局进行叠加,构建综合生态安全格局;应用最小阻力面模型,确定生态节点与生态廊道形成生态网络,对城市空间布局进行优化。研究结果表明:
(1)2000-2007年间,南充市综合生态风险始终处于较高水平的橙色预警状态,预警结果显示:2008--2020年,南充市综合生态风险警情由橙色预警变为黄色预警状态,风险指数降低的幅度逐渐减小;在各子系统中,状态与响应两项的风险指数与综合风险变化规律相似;压力风险指数始终均处于风险水平最高的红色预警状态,不过2012年以前风险指数有所降低,从2012-2020年间,压力指数保持不变,这也反映出综合风险较高的原因主要是城镇化对资源与环境造成巨大压力的客观事实。
(2)从警情的空间分布来看,至2020年,各种警情等级所占比例为:黄色预警面积所占比例最大,呈减少趋势,由75.27%下降到69.68%;蓝色预警面积次之,呈增加趋势,由12.62%上升到20.56%;橙色预警面积呈减少趋势,由10.66%下降到8.30%,红色预警面积最小,始终为1.45%,整体风险警情降低。
在市辖三区中,顺庆区内各镇的生态风险警情未发生变化,但是各镇风险指数均有所降低,橙色、黄色、蓝色空间单元在本区内所占面积比例分别为15.22%、58.74%、26.04%;高坪区内风险警情变化较小,橙色、黄色、蓝色空间单元在本区内所占面积比例在2020年分别为9.41%、72.67%、13.36%。嘉陵区的警情变化最大,橙色、黄色、蓝色单元占区内面积比例分别为4.35%、72.69%、22.95%。
(3)风险变化趋势与驱动力分析显示:南充市城镇化中的生态风险在预测时期内有所降低,是以环境破坏极度严重、生态基础设施过于薄弱为基础或代价的。不容乐观的事实是,通过人类的风险调控与管理并不能保持这种降低趋势,在接近人类所能调节的生态阈值后,风险将会维持在一个相对稳定的高水平状况(系统整体与状态、响应两子项表现为黄色预警,系统压力表现为橙色预警),仍然是一种不可持续的非健康的发展模式。
(4)根据CLUE-S模拟结果,从景观指数的分析中可以看出,南充市在城镇化发展中,景观破碎化程度加大、景观形状趋于复杂,景观蔓延度指数在逐年下降,南充市地区景观的连通性在逐年的下降,生态网络作用不断弱化。人为干扰是景观结构破坏的主要原因。
(5)以地形条件、河流水系、土壤侵蚀、植被覆盖、地质灾害和生物保护作为约束条件构建的生态安全格局表明:生态要素是城镇空间扩展的重要制约条件,限制了城区面积以“摊大饼”的模式增长,南充市东部、北部存在发展空间,促进该区域以卫星城镇模式增长是基于景观格局分析的理性解答。通过景观阻力空间分析确定生态节点与廊道,形成城市生态网络,该种发展格局将能够最大程度降低南充市的生态风险。