杭嘉湖平原是我国稻作文明的摇篮,然而改革开放以来,其凭借显著的区位优势和沿海地区发展战略,剧烈扩张的建设用地侵占了区内大量优质水稻田。水稻田的大量损失不仅导致粮食产量降低,而且稻田生态系统所提供的净化空气、调节气温、蓄水防洪等一系列可以消解城市化生态环境问题的生态服务功能也一并消失。因此亟需科学的手段探究建设用地扩张对水稻田的影响特征,为缓解用地矛盾,布局区域可持续发展战略提供理论依据。本文基于遥感和GIS空间分析手段,结合景观生态学、城市生态学、环境统计学等多学科理论,对1980-2010年期间杭嘉湖平原地区建设用地侵占水稻田的不同模式、动力机制、时空演变过程,以及不同社会经济发展阶段人类需求变化下稻田生态服务价值的演变特征展开研究,并提出了维持区域可持续发展的对策建议。主要研究结论如下:(1)首先对1980-2010年期间杭嘉湖平原地区经济社会发展总趋势,以及建设用地侵占水稻田的时空演变总体特征进行分析。杭嘉湖平原以浙江省7.56%的面积分布着47.23%的Ⅰ级水稻田,然而,由于经济社会的快速发展,区内88%的新增建设用地转化自水稻田,致使区内高质量水稻田大面积减少。到2010年,建设用地的过快增长导致该区土地开发强度高达23%,已超过了国土开发强度的生态宜居线20%,正在逼近警戒线30%。高强度的土地开发已经严重激化了该区的人地矛盾,对区内优质的水稻田造成了严重的威胁。此外,建设用地侵占水稻田表现出很强的空间自相关性,且空间聚集度逐年升高,说明在原有建设用地周边的水稻田更易被侵占,且侵占强度逐年增强。而局部自相关分析的结果表明,30年来建设用地侵占水稻田呈现出由东北到西南的空间演变特征,并主要在城市核心区外围、交通干线沿线以及乡村地区分别呈现出面状、带状和分散状的侵占特征。(2)通过分析1980-2010年期间杭嘉湖平原地区城市建成区经济社会发展进程,以及城市空间增长特征,探究城市空间增长过程中水稻田的演变特征。结果表明,杭嘉湖平原地区城市建成区面积显著增加,而人口城市化水平却滞后于土地城市化水平,呈现出建成区面积增长过快而城市人口增长过慢的不合理增长趋势。根据城市空间增长特征,杭嘉湖平原地区城市被分为主动扩张型和被动扩张型,主动扩张型城市结构完整发育成熟,形状规则,相反,被动扩张型城市空间增长无序,城市边缘区形状复杂。主动扩张型城市空间增长主要占用城市中心的水稻田,而不规则扩张的被动扩张型城市侵占了分布在城市边缘的大面积连片的水稻田,且使得水稻田复杂性增强,斑块稳定性差,被侵占风险大。此外,城市扩张曲线表明被动扩张型城市处于城市发展加速期,未来城市空间依然会维持快速增长的趋势,因此被动扩张型城市周边水稻田仍将面临巨大的威胁。因此,建议各地政府应根据不同地域发展特点合理有效的控制区内城市的开发边界,并划定永久基本农田保护区,严禁建设占用高质量水稻田,建立监测水稻田空间布局的管理体系,充分保护城市周边高质量的水稻田。(3)通过分析杭嘉湖平原地区干线公路的发展状况,掌握其对区域景观格局的直接影响和间接影响,探究其对建设用地的吸引效应和对水稻田的排斥效应。结果表明,1990-2010年期间,杭嘉湖平原地区干线公路路网密度显著增加,其中2000年后高速公路开始快速发展。干线公路的建设直接割裂了区域景观,而其对建设用地的强烈吸引效应导致其沿线水稻田大量减少。受干线公路的影响,城市干线公路影响区内的建设用地主要呈现填充式和边缘式增长,而在建成区外主要呈现跳跃式增长,这种增长方式使得水稻田的破碎度和不稳定性显著增强。干线公路对其周边建设用地扩张强度的影响受到距离、时间和道路类型的影响,在距干线公路200m处建设用地扩张最剧烈,然而扩展重心随时间推移而逐渐外推,其中高速公路对建设用地吸引效应大,景观格局破碎度高,且影响范围更广。由于干线公路对建设用地的强烈吸引,在距干线公路200m内的水稻田最易被侵占,而在距道路400m处水稻田景观破碎度和复杂性最大,而高速公路影响区内水稻田景观更加不稳定。随着互联网经济和物流业的快速发展,杭嘉湖平原地区高等级公路的数量必然会增加,仍会引发区域土地利用/覆盖的剧烈变化,因此实施国民经济和社会发展规划、城市总体规划、土地利用规划、综合交通体系规划、环境保护规划等分类空间规划的“多规融合”势在必行。(4)通过分析1980-2010年杭嘉湖平原乡村聚落扩张的时空演变过程,探究不同乡村聚落扩张对水稻田的影响特征。结果表明,杭嘉湖平原地区乡村聚落呈现小规模密集分布的模式,而小规模的跳跃式扩张模式是造成这种特征的主要原因。工业化、城镇化以及交通干线的建设促使杭嘉湖平原乡村聚落呈现密集分布的状态,核密度最高值逐年增大。30年来,乡村聚落的发展也经历了扩散-合并的过程,如不加严格控制和合理规划,乡村聚落仍将再次经历扩散增长的过程。受乡村聚落扩张的影响,水稻田面积减少,聚集度下降,且复杂性增强,斑块形状更加不规则。不同扩张类型的乡村聚落对水稻田的影响特征不同,边缘式扩张使得水稻田边界变的复杂,增加了水稻田流失的可能性,而跳跃式扩张使得水稻田形状不规则性增强,不稳定不规则的水稻田增加了病虫害的风险,对水稻田的结构以及生态功能也产生诸多不良影响。因此,当地政府应严格执行城乡建设用地“增减挂钩”制度,将废弃和闲置的小规模乡村聚落斑块进行整理,有条件的复垦成水稻田,注重提升水稻田数量和质量,并制定统筹城乡的“生产—生活—生态”三生一体的总体规划。(5)最后,基于人类需求的动态变化探究了稻田生态系统服务价值的演变特征,研究结果表明,人类对稻田生态系统的需求主要体现在物质需求、生态安全需求和精神需求。根据人类需求权重指标结果可以看出,人们对稻田生态系统的物质需求逐渐降低,而生态安全需求和精神需求逐渐增高。结合土地利用/覆盖变化和人类需求变化的特征对稻田生态系统服务价值的估算结果表明,杭嘉湖平原地区稻田生态系统服务总价值由1980年的74.8亿元减少到2010年的59.9亿元。随着人们生活水平逐渐提高,基于人类需求的稻田生态系统服务价值构成也发生了改变。30年来,稻田生态系统生态安全价值和精神追求价值比重越来越高,而物质需求的价值越来越低。到2020年,我国将实现全面小康,根据人类需求的变化特征,稻田生态系统的精神追求价值将越来越高。总体而言,稻田生态系统为人类提供的生态安全价值最高,尤其是对大气安全的保障作用最强。其次为区域水安全提供了较高的保障。虽然稻田生态系统所提供的间接价值已逐渐成为人类追求的主流,但其原始的粮食生产价值的重要地位不可撼动,因此要在保障粮食安全的基础上,尽量发挥其生态价值和文化价值。然而,过去30年杭嘉湖平原地区快速的城市化进程使得稻田生态系统服务价值与经济发展越来越不协调。建成区建设用地面积、干线公路里程以及乡村聚落面积这三个城市化因子均与稻田生态系统服务价值呈显著负相关关系,且乡村聚落面积增加对稻田生态系统服务价值降低的影响较大。由于乡村地区的水稻田对于满足人们的生态安全需求和精神文化追求具有更高的价值,当地政府应加强农村地区水稻田的保护和合理开发利用,改进农业经营模式,充分开发水稻田的教育、文化价值,在增加农业收入的同时,也促进经营者对稻田的保护,提高稻田品质。地处东南沿海地区的杭嘉湖平原,区位优势显著,在快速城市化进程中江南水乡传统风貌和稻作文化的传承受到现代经济社会发展的强烈冲击,本研究认为当地政府应进一步完善市场为导向的水稻田保护制度,严守耕地红线,提升稻田生态系统服务价值以满足不同时期人类需求。协调建设用地与水稻田之间的用地平衡,统筹城乡发展。建立打破行政界线和部门界限的“多规融合”规划体系,布局杭嘉湖平原的可持续发展战略。