大连全域城市化进程中生态安全及对策研究
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摘要
改革开发以来,大连市城市建设已取得长足进展,但面对建设国际航运中心、国际物流中心和区域性金融中心的目标,大连市尚存在中心城区过小这一关键限制因素,为了解决这一问题,大连市政府提出了“全域城市化”发展战略。
本文从景观格局及生态承载力两个角度,运用景观生态学、系统动力学及可拓策划方法,综合研究大连市全域城市化进程中的生态安全问题,从社会经济、土地利用和生态承载力三方面提出生态安全保护措施,并为全域城市化建设提出规划建议。具体研究方法及结论如下。
(1)根据对现状遥感资料解译结果,大连市目前土地覆盖主要包括耕地、林地、建设用地及水域等,近20年来,大连市耕地与林地面积下降速度明显,建筑用地面积急剧上升；依据景观生态学中的景观指数方法,用总斑块数等共8个景观指数对大连市景观格局进行现状评价,结果表明,20年来,大连市景观破碎化程度越发严重,景观斑块完整性已遭破坏,建设用地优势度逐年增加。运用CLUE-S模型对未来大连全域城市化实施过程中的土地覆盖及景观指数动态变化进行预测,结果表明,全域城市化的实施将使大连市建筑用地所占比例继续上升,林地、耕地面积持续下降,斑块破碎化较现状更为严重。
(2)在对城市生态承载力现状进行评价的基础上,按照系统动力学原理建立全域城市化系统动力学生态承载力动态仿真模型(GU-SD-ECC),并运用该模型对全域城市化实施后的生态承载力进行预测,结果表明,全域城市化将对生态环境构成冲击,水资源、土地资源与水环境容量的利用强度都大于1,即超过地区生态承载能力。
(3)综合景观格局部分及生态承载力部分的研究成果,建立全域城市化生态安全评价指标体系,采用层次分析和模糊综合评价相结合的方式对大连全域城市化实施前后的生态安全水平进行评价,结果表明,大连市实施全域城市化之后,生态安全水平由现状的一般偏较差下降为较差偏一般。
(4)针对全域城市化实施前后生态安全水平下降的原因,结合大连市目前存在的其他关键生态问题,运用可拓理论中的可拓策划结合优度评价方法,确定最优生态安全保护对策。
Since the launch of Reform and Opening-up in China, the urbanization process of Dalian has developed significantly. However, the central city region is still too small, which has become a key limiting factor to accelerate the construction of Dalian as three centers (i.e., international shipping center, logistics center and regional financial center). To solve this challenging problem, Dalian city government has proposed "Global Urbanization" development strategy.
This dissertation has provided a comprehensive study on the ecological security during the urbanization process in Dalian. Based on the advanced3S technologies, system dynamics simulation methods and extension theory, this research has analyzed the ecological security from the perspective of both landscape pattern and ecological carrying capacity. We further present protection measurements in terms of socio-economic, land use and ecological carrying capacity, as well as suggestions on planning and practice for Dalian's Global Urbanization.
The contributions and main conclusions of this dissertation are summarized as follows.
(1)Based on the results of remote sensing data interpretation, the landscape pattern has changed dramatically in20years in Dalian City. Specifically, the area of arable land and forest land obviously descended and the area of building land sharply ascended. We analysis and evaluate the current landscape ecology in Dalian with the landscape index methods. The results have shown that the degree of landscape fragmentation was severer and severer; the complete landscape landscape patch has been destroyed; and the dominance of building land has increased year by year in Dalian. By applying the CLUE-S model, the dynamic changes of land cover and landscape index during Dalian's GU process are predicted. Numerical results have indicated that with the GU proceeding in Dalian, the percentage of building land will increase greatly; the percentage of forest land and arable land will decrease significantly; the degree of landscape fragmentation will be greater than present.
(2)According to the system dynamics principle, ecological carrying capacity dynamic simulation model is constructed to predict the ecological carrying capacity after the realization of GU in Dalian. The predicted results have indicated that GU will strongly threat the ecological environment. Specifically, the usage degree of water resource, land resource and water environmental capacity are all greater than one, i.e., beyond the regional ecological carrying capacity of Dalian city.
(3)A GU ecological security assessment indicator system is proposed by integrating AHP and fuzzy assessment approaches. Evaluation results have indicated that the ecological security level after GU is realized in Dalian will be worse than the inferior-to-average level at present.
(4)Optimal ecological security and protection strategies are finally proposed based on the causality analysis of the ecological security threat due to GU implementation by using extension of the theory of extension planning combined with excellent degree evaluation method.
本文从景观格局及生态承载力两个角度,运用景观生态学、系统动力学及可拓策划方法,综合研究大连市全域城市化进程中的生态安全问题,从社会经济、土地利用和生态承载力三方面提出生态安全保护措施,并为全域城市化建设提出规划建议。具体研究方法及结论如下。
(1)根据对现状遥感资料解译结果,大连市目前土地覆盖主要包括耕地、林地、建设用地及水域等,近20年来,大连市耕地与林地面积下降速度明显,建筑用地面积急剧上升；依据景观生态学中的景观指数方法,用总斑块数等共8个景观指数对大连市景观格局进行现状评价,结果表明,20年来,大连市景观破碎化程度越发严重,景观斑块完整性已遭破坏,建设用地优势度逐年增加。运用CLUE-S模型对未来大连全域城市化实施过程中的土地覆盖及景观指数动态变化进行预测,结果表明,全域城市化的实施将使大连市建筑用地所占比例继续上升,林地、耕地面积持续下降,斑块破碎化较现状更为严重。
(2)在对城市生态承载力现状进行评价的基础上,按照系统动力学原理建立全域城市化系统动力学生态承载力动态仿真模型(GU-SD-ECC),并运用该模型对全域城市化实施后的生态承载力进行预测,结果表明,全域城市化将对生态环境构成冲击,水资源、土地资源与水环境容量的利用强度都大于1,即超过地区生态承载能力。
(3)综合景观格局部分及生态承载力部分的研究成果,建立全域城市化生态安全评价指标体系,采用层次分析和模糊综合评价相结合的方式对大连全域城市化实施前后的生态安全水平进行评价,结果表明,大连市实施全域城市化之后,生态安全水平由现状的一般偏较差下降为较差偏一般。
(4)针对全域城市化实施前后生态安全水平下降的原因,结合大连市目前存在的其他关键生态问题,运用可拓理论中的可拓策划结合优度评价方法,确定最优生态安全保护对策。
Since the launch of Reform and Opening-up in China, the urbanization process of Dalian has developed significantly. However, the central city region is still too small, which has become a key limiting factor to accelerate the construction of Dalian as three centers (i.e., international shipping center, logistics center and regional financial center). To solve this challenging problem, Dalian city government has proposed "Global Urbanization" development strategy.
This dissertation has provided a comprehensive study on the ecological security during the urbanization process in Dalian. Based on the advanced3S technologies, system dynamics simulation methods and extension theory, this research has analyzed the ecological security from the perspective of both landscape pattern and ecological carrying capacity. We further present protection measurements in terms of socio-economic, land use and ecological carrying capacity, as well as suggestions on planning and practice for Dalian's Global Urbanization.
The contributions and main conclusions of this dissertation are summarized as follows.
(1)Based on the results of remote sensing data interpretation, the landscape pattern has changed dramatically in20years in Dalian City. Specifically, the area of arable land and forest land obviously descended and the area of building land sharply ascended. We analysis and evaluate the current landscape ecology in Dalian with the landscape index methods. The results have shown that the degree of landscape fragmentation was severer and severer; the complete landscape landscape patch has been destroyed; and the dominance of building land has increased year by year in Dalian. By applying the CLUE-S model, the dynamic changes of land cover and landscape index during Dalian's GU process are predicted. Numerical results have indicated that with the GU proceeding in Dalian, the percentage of building land will increase greatly; the percentage of forest land and arable land will decrease significantly; the degree of landscape fragmentation will be greater than present.
(2)According to the system dynamics principle, ecological carrying capacity dynamic simulation model is constructed to predict the ecological carrying capacity after the realization of GU in Dalian. The predicted results have indicated that GU will strongly threat the ecological environment. Specifically, the usage degree of water resource, land resource and water environmental capacity are all greater than one, i.e., beyond the regional ecological carrying capacity of Dalian city.
(3)A GU ecological security assessment indicator system is proposed by integrating AHP and fuzzy assessment approaches. Evaluation results have indicated that the ecological security level after GU is realized in Dalian will be worse than the inferior-to-average level at present.
(4)Optimal ecological security and protection strategies are finally proposed based on the causality analysis of the ecological security threat due to GU implementation by using extension of the theory of extension planning combined with excellent degree evaluation method.
引文
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