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摘要:随着中国生态文明建设和脱贫攻坚战略的稳步推进,山地生态脆弱区开发与保护成为人们关心的重要话题,以土地利用空间冲突作为土地资源开发矛盾关系外化的表现形式,成为衡量利弊的重要标准。但是关于山地生态脆弱区土地利用空间冲突的研究甚少,所以关于其现状、演化机制及生态影响等方面还摸不清。岷江上游地处川滇生态屏障带与长江上游生态屏障带交汇处,因此,本文以岷江上游为研究对象,基于SD与Dyna-CLUE耦合的空间冲突模拟模型,讨论模拟土地利用空间冲突可行性方法,揭示山地生态脆弱区土地利用空间冲突演变过程、机制和趋势。
关键词:山地生态脆弱区 土地利用 岷江上游 空间冲突模拟
1 引言
土地利用空间冲突是土地资源开发过程中各种矛盾在地理空间的外化与综合反映,过度的土地利用冲突会造成负面影响,适当的土地利用冲突还会有积极的影响。空间冲突是衡量土地资源可持續利用程度的重要指标,也是衡量生态脆弱地区人地矛盾、保护生态环境的重要依据。生态脆弱区的空间冲突,强调土地利用方式与生态环境的矛盾。因此,定量测量土地利用空间冲突,在区域用地决策和生态环境风险管控方面显得十分必要。特别是山区,因为经济落后、耕地过度开垦等因素使土地利用冲突及其影响更为显著,是可持续发展中不可忽视的制约因素[1]。而岷江上游位于我国“两屏三带”生态安全战略布局中川滇生态屏障的北段,也是长江上游生态屏障带的重要组成,承担着水土涵养、水电供给、扶贫开发等功能,但该区域森林覆盖率偏低,在上世纪80年代约20%,镇江关到绵虎段岷江、支流黑水河谷、杂谷脑河谷加速转变为干旱河谷,并持续向高海拔地段扩展[2],造成严重的土壤侵蚀、地质灾害频发,导致整个山地流域的生态功能服务系统崩溃,直接威胁成都平原和长江中下游地区生态安全[3]。至今以来,该区域政府采取了相关措施,例如实施退耕还林还草工程项目使得流域土地利用格局发生了显著变化。更为关注的是,四川汶川5.12地震后及次生灾害冲击和灾后恢复重建过程中,对此也产生了重要影响。因此,开展有效的空间冲突模拟成为重中之重。
本文在岷江上游山地生态脆弱区开展土地利用空间冲突模拟,构建适用于山地生态脆弱带的土地利用空间冲突测度模型,通过不同情景约束的模拟对比,揭示山地生态脆弱带土地利用空间冲突演变过程、机制和趋势,分析山区土地利用格局在特殊人地矛盾下的变化特征,为区域冲突预测和土地资源管理提供有效的理论工具和高时空分辨率的案例成果。
2 研究区概况
岷江上游流域位于青藏高原东缘地形急变带,是“两屏三带”生态布局中川滇生态屏障的北段,也是成都平原及长江上游生态屏障带,分布有卧龙国家级自然保护区。流域内土地资源影响因素复杂:作为天然林保护工程、退耕还林还草工程的核心区,生态保护政策对土地利用变化影响显著;区内分布有我国扶贫开发重点县和灾后恢复重建的城镇与聚落,社会经济发展对土地资源需求强烈;5.12地震后,流域内山地灾害保持高发态势,灾害对生态环境和可用土地胁迫显著。总体上,该区域生态重要性与脆弱性突出、土地利用空间冲突的发生条件充分,适合作为研究对象。
3 数据来源
本文土地利用数据产品来自中国科学院资源与环境科学数据中心,其空间分辨率30m,包含1985-2015七期数据(5年一期)。
4 研究内容
基于土地利用时空格局变化,结合山地生态脆弱性,建立了耦合 SD模型和Dyna-CLUE模型的动态空间冲突模拟模型。
(1)以岷江上游为研究对象,结合山地生态脆弱带空间冲突测度方法与情景约束,建立耦合SD模型和Dyna-CLUE模型的动态空间冲突模拟模型。
(2)分析了该模型在验证周期(2010-2015)中的模拟精度,并对模拟模型进行反馈和优化。
(3)结合国家相关政策的宏观背景和中国生态文明建设相关重大举措,模拟岷江上游土地利用空间冲突在2020~2035的变化,分析各阶段土地利用冲突变化特征、演变规律及总体趋势。
5 结论
本文面向山地生态脆弱带土地利用空间冲突认知与预测的实际需求,基于地理空间建模技术,开展土地利用空间冲突测度与模拟研究,结果表明:岷江上游的山地生态脆弱区的土地利用空间冲突在1985-2015年整体上处于基本可控状态;SD模型和Dyna-CLUE模型在验证周期(2010-2015)中的模拟精度基本达到要求,可用于本文进行研究;土地利用冲突在2020~2035年将随着城镇化和工业化的不断推进,以及人口的不断增长等原因不断严重,但国家相关政策有助于协调土地利用冲突与社会经济发展之间的平衡,适当的土地利用冲突有利于可持续发展。
6创新与展望
本文结合生态脆弱度变化和土地利用空间冲突,围绕山地生态脆弱区空间地理特征,研究土地利用空间冲突类型与强度的定量测度方法,并在研究空间冲突变化驱动机制基础上设置情景,通过时序模拟使山地生态脆弱区土地利用空间冲突演变过程、机制和趋势的空间化、时序化分析变得容易。本文分析土地利用时空变化时选用的景观格局指数,用于定量判别山区土地利用格局变化引起的空间冲突类型,并加入粗糙集和概率神经网络,在PSR模型框架下评价不同时期研究区生态脆弱度并求变化,以变化方向(正负〉及速率来测度空间冲突强度;结合空间冲突变化驱动机制分析,组织多情景方案形成有效的模拟约束条件,发展空间冲突模拟模型并预测研究区土地利用空间冲突的演化。山区土地资源类型和可获取性存在垂直方向的分异,自身的脆弱性容易与冲突引起的脆弱性混淆,城市群的测度模式在山区无法直接套用,应该紧扣山区生产生活用地对生态空间的占用形式,结合生态格局指标的阈值分析,将空间冲突分为剥夺式空间冲突、扰动式空间冲突、以及割裂式空间冲突。
参考文献
[1]许尔琪, 张红旗, 许咏梅. 伊犁新垦区土壤全盐量和电导率定量关系探讨[J]. 资源科学, 2012, 34(6):1119-1124.
[2]郑度. 谈青藏高原环境变迁[J]. 遥感信息, 1992, 000(003):4-5.
[3]庞学勇, 包维楷, 吴宁. 岷江上游干旱河谷气候特征及成因[J]. 长江流域资源与环境, 2008, 17(s1):48-55.
成都理工大学地球科学学院 四川 成都 610059
关键词:山地生态脆弱区 土地利用 岷江上游 空间冲突模拟
1 引言
土地利用空间冲突是土地资源开发过程中各种矛盾在地理空间的外化与综合反映,过度的土地利用冲突会造成负面影响,适当的土地利用冲突还会有积极的影响。空间冲突是衡量土地资源可持續利用程度的重要指标,也是衡量生态脆弱地区人地矛盾、保护生态环境的重要依据。生态脆弱区的空间冲突,强调土地利用方式与生态环境的矛盾。因此,定量测量土地利用空间冲突,在区域用地决策和生态环境风险管控方面显得十分必要。特别是山区,因为经济落后、耕地过度开垦等因素使土地利用冲突及其影响更为显著,是可持续发展中不可忽视的制约因素[1]。而岷江上游位于我国“两屏三带”生态安全战略布局中川滇生态屏障的北段,也是长江上游生态屏障带的重要组成,承担着水土涵养、水电供给、扶贫开发等功能,但该区域森林覆盖率偏低,在上世纪80年代约20%,镇江关到绵虎段岷江、支流黑水河谷、杂谷脑河谷加速转变为干旱河谷,并持续向高海拔地段扩展[2],造成严重的土壤侵蚀、地质灾害频发,导致整个山地流域的生态功能服务系统崩溃,直接威胁成都平原和长江中下游地区生态安全[3]。至今以来,该区域政府采取了相关措施,例如实施退耕还林还草工程项目使得流域土地利用格局发生了显著变化。更为关注的是,四川汶川5.12地震后及次生灾害冲击和灾后恢复重建过程中,对此也产生了重要影响。因此,开展有效的空间冲突模拟成为重中之重。
本文在岷江上游山地生态脆弱区开展土地利用空间冲突模拟,构建适用于山地生态脆弱带的土地利用空间冲突测度模型,通过不同情景约束的模拟对比,揭示山地生态脆弱带土地利用空间冲突演变过程、机制和趋势,分析山区土地利用格局在特殊人地矛盾下的变化特征,为区域冲突预测和土地资源管理提供有效的理论工具和高时空分辨率的案例成果。
2 研究区概况
岷江上游流域位于青藏高原东缘地形急变带,是“两屏三带”生态布局中川滇生态屏障的北段,也是成都平原及长江上游生态屏障带,分布有卧龙国家级自然保护区。流域内土地资源影响因素复杂:作为天然林保护工程、退耕还林还草工程的核心区,生态保护政策对土地利用变化影响显著;区内分布有我国扶贫开发重点县和灾后恢复重建的城镇与聚落,社会经济发展对土地资源需求强烈;5.12地震后,流域内山地灾害保持高发态势,灾害对生态环境和可用土地胁迫显著。总体上,该区域生态重要性与脆弱性突出、土地利用空间冲突的发生条件充分,适合作为研究对象。
3 数据来源
本文土地利用数据产品来自中国科学院资源与环境科学数据中心,其空间分辨率30m,包含1985-2015七期数据(5年一期)。
4 研究内容
基于土地利用时空格局变化,结合山地生态脆弱性,建立了耦合 SD模型和Dyna-CLUE模型的动态空间冲突模拟模型。
(1)以岷江上游为研究对象,结合山地生态脆弱带空间冲突测度方法与情景约束,建立耦合SD模型和Dyna-CLUE模型的动态空间冲突模拟模型。
(2)分析了该模型在验证周期(2010-2015)中的模拟精度,并对模拟模型进行反馈和优化。
(3)结合国家相关政策的宏观背景和中国生态文明建设相关重大举措,模拟岷江上游土地利用空间冲突在2020~2035的变化,分析各阶段土地利用冲突变化特征、演变规律及总体趋势。
5 结论
本文面向山地生态脆弱带土地利用空间冲突认知与预测的实际需求,基于地理空间建模技术,开展土地利用空间冲突测度与模拟研究,结果表明:岷江上游的山地生态脆弱区的土地利用空间冲突在1985-2015年整体上处于基本可控状态;SD模型和Dyna-CLUE模型在验证周期(2010-2015)中的模拟精度基本达到要求,可用于本文进行研究;土地利用冲突在2020~2035年将随着城镇化和工业化的不断推进,以及人口的不断增长等原因不断严重,但国家相关政策有助于协调土地利用冲突与社会经济发展之间的平衡,适当的土地利用冲突有利于可持续发展。
6创新与展望
本文结合生态脆弱度变化和土地利用空间冲突,围绕山地生态脆弱区空间地理特征,研究土地利用空间冲突类型与强度的定量测度方法,并在研究空间冲突变化驱动机制基础上设置情景,通过时序模拟使山地生态脆弱区土地利用空间冲突演变过程、机制和趋势的空间化、时序化分析变得容易。本文分析土地利用时空变化时选用的景观格局指数,用于定量判别山区土地利用格局变化引起的空间冲突类型,并加入粗糙集和概率神经网络,在PSR模型框架下评价不同时期研究区生态脆弱度并求变化,以变化方向(正负〉及速率来测度空间冲突强度;结合空间冲突变化驱动机制分析,组织多情景方案形成有效的模拟约束条件,发展空间冲突模拟模型并预测研究区土地利用空间冲突的演化。山区土地资源类型和可获取性存在垂直方向的分异,自身的脆弱性容易与冲突引起的脆弱性混淆,城市群的测度模式在山区无法直接套用,应该紧扣山区生产生活用地对生态空间的占用形式,结合生态格局指标的阈值分析,将空间冲突分为剥夺式空间冲突、扰动式空间冲突、以及割裂式空间冲突。
参考文献
[1]许尔琪, 张红旗, 许咏梅. 伊犁新垦区土壤全盐量和电导率定量关系探讨[J]. 资源科学, 2012, 34(6):1119-1124.
[2]郑度. 谈青藏高原环境变迁[J]. 遥感信息, 1992, 000(003):4-5.
[3]庞学勇, 包维楷, 吴宁. 岷江上游干旱河谷气候特征及成因[J]. 长江流域资源与环境, 2008, 17(s1):48-55.
成都理工大学地球科学学院 四川 成都 610059