三峡库区土地利用变化及生态服务价值研究

发布时间：2020-09-25 15:06

　　土地利用/覆盖变化(LUCC,Land-Use and Land-Cover Change)是全球环境变化研究的重要组成之一,LUCC不仅会影响到区域的生态结构,而且还会改变区域的生态服务功能。因此,研究LUCC及其生态服务功能对区域经济的可持续发展和生态环境安全至关重要。从1990年到2015年,三峡库区随着经济的快速发展和三峡工程的建设以及人口数量的增长等人类活动,促使三峡库区LUCC发生重大的变化,并引发了一系列生态环境问题,诸如资源短缺、环境承载能力不足,人地矛盾加剧,致使生态服务价值发生变化。过去大部分学者都主要涉及区域的土地利用演变的分析或者是对某个区域的生态服务价值进行分析,而将二者联系起来综合分析的研究相对较少,且主要集中在东南沿海经济发达区。因此,以三峡库区为研究对象,研究该区域土地利用类型变化和生态效应不仅可以弥补空间尺度分析的局限性,而且可促进和优化该区域的土地利用,为生态文明建设提供科学支撑。本文应用RS和GIS技术对三峡库区1990年、1995年、2000年、2005年、2010年、2015年六个时相的遥感影像数据进行处理,分析了三峡库区25年间5种不同土地利用类型(耕地、林地、草地、水域、建设用地)演化特征及时空变化规律;并结合库区高程、坡度分布格局,评估了三峡库区生态服务价值的变化;以土地利用变化和生态服务价值为切入点,分析了三峡库区25年间生态服务价值的数量变化与在高程和坡度上的变化规律,在此基础上利用Ca-Markov模型,模拟了三峡库区2025年的土地利用空间格局,估算了2025年三峡库区生态服务价值的数量与格局变化,以期为三峡库区经济可持续发展和生态环境建设提供技术支持和科学依据。主要结果如下:(1)1990-2015年间三峡库区土地利用类型主要以林地为主,其面积占总面积的比例达50%以上,呈现先减少后增加的趋势;耕地和草地先增加后减少,水域先减后增,建设用地持续增加。土地利用类型在空间分布上具有明显的坡度和高程差异,就坡度而言,林地集中分布在坡度大于15°的区域,耕地主要分布在小于25°的区域,建设用地集中分布在10°以下的区域,草地分布的范围较大,各坡度带均有比例分布。从不同高程来看,林地主要集中分布在海拔460-1167m的区域,耕地集中分布在海拔175-794 m的区域,水域和建设用地集中分布在海拔460m以下的区域,草地集中分布于460-1167m的区域内。25年间三峡库区的土地利用整体动态度,随时间的变化呈先上升后缓慢下降的波动变化趋势,2000-2005年整体动态度达最高值,景观变化剧烈,土地类型转换较大。不同时段林地和耕地的变化率均呈现增加的趋势,水域的动态度较小,建设用地的变化速度最快,远高于其他土地利用类型。三峡库区25年的土地利用程度值变化(237.84)略高于全国的平均水平(231.92),整个阶段土地利用程度综合指数相对平稳,处于中等以上利用水平,而利用程度的变化总体呈降低趋势,并带有正“W”型的动态格局。(2)1990-2015年间,三峡库区生态服务价值呈现先减少后增加的趋势,整体净增53.19亿元,年均增加2.12亿元;其中林地生态服务价值所占比例超过70%,是三峡库区生态系统服务价值的主体部分。三峡库区的生态服务价值具有明显的坡度和高程差异:各坡度段单位面积生态服务价值均随坡度增大而增加,其中25°坡度段在不同时段均具有最高单位面积生态服务价值量及最高的生态服务价值总量;各高程带单位面积生态服务价值均随高度增加而增大,高海拔地区具有较高的单位面积生态服务价值,1167-1616m高程带具有最高的生态服务价值量。研究时段三峡库区各单项服务价值贡献率变化不大,生物多样性功能、土壤保持功能、水文调节功能的合计贡献率接近于总体服务价值的一半,而美学价值和食物生产等功能合计贡献率不足12%,表明三峡库区生态系统以调节、支持等服务性功能为主;从各单项服务价值来看,生态服务功能增加主要为原材料生产、气体调节、气候调节、水温调节、废物处理、土壤保持、生物多样性和美学价值生态功能,下降的为食物生产功能。(3)应用Ca-Markov模型对三峡库区2025年土地利用方式和生态服务价值进行预测,结果表明未来十年三峡库区的LUCC情况表现为:林地面积减少幅度较大,由2015年的60.31%下降到2025年的52.61%,但其仍是三峡库区面积最大的土地利用类型;而耕地、草地、水域和建设用地则分别由2015年的28.26%、5.67%、3.00%、2.75%增加到2025年的31.15%、7.16%、4.22%、4.86%。2015-2025年间,三峡库区总生态服务价值呈下降的趋势,由2015年的1318.46亿元下降到2025年的1298.35亿元,共减少了20.08亿元,年均减少0.15%。从各土地利用类型生态服务价值的构成来看,各地类生态服务价值所占比例虽有所变化,但构成结构基本稳定。在研究时段内,三峡库区生态服务价值发生复杂的变化过程,主要表现为耕地和水域生态服务价值有所上升,而林地和草地的生态服务价值减少。由于林地是三峡库区生态服务价值构成中贡献较大的土地利用类型,而三峡库区的开发建设和城市化的快速发展造成的林地面积有所减少,从而使三峡库区生态服务总价值略有降低。
【学位单位】：西南大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：X826;F301.24
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章文献综述
    1.1 土地利用变化研究
    1.2 土地利用变化的生态效应研究
    1.3 土地利用演变模拟研究
    1.4 小结
第2章绪论
    2.1 研究背景及意义
    2.2 研究目标
    2.3 研究内容
    2.4 技术路线
    2.5 研究区概况
    2.6 数据收集与预处理
    2.7 材料与方法
第3章三峡库区土地利用变化特征分析
    3.1 三峡库区土地利用变化分析
        3.1.1 三峡库区土地利用变化总体特征
        3.1.2 土地利用时段变化特征
        3.1.3 不同坡度下土地利用变化分析
        3.1.4 不同高程土地利用变化分析
        3.1.5 不同时段土地利用变化动态分析
    3.2 三峡库区土地利用转移特征分析
        3.2.0 1990-1995年土地利用转移特征
        3.2.1 1995-2000年土地利用转移特征
        3.2.2 2000-2005 年土地利用转移特征
        3.2.3 2005-2010 年土地利用转移特征
        3.2.4 2010-2015 年土地利用转移特征
        3.2.5 1990 -2015 年土地利用转移特征
    3.3 讨论
    3.4 小结
第4章三峡库区生态服务价值变化研究
    4.1 生态服务价值数量变化分析
        4.1.1 生态服务价值总量变化分析
        4.1.2 不同高程带生态服务价值分析
        4.1.3 不同坡度段生态服务价值分析
        4.1.4 单项服务功能价值变化分析
    4.2 生态服务价值敏感性分析
    4.3 讨论
    4.4 小结
第5章三峡库区土地利用变化模拟与预测
    5.1 三峡库区土地利用演变模拟
        5.1.1 三峡库区土地利用转移概率矩阵
        5.1.2 2000-2015 三峡库区土地利用演变模拟
    5.2 2025年三峡库区土地利用演变预测
    5.3 2025年三峡库区生态服务价值估算
    5.4 讨论
    5.5 小结
第6章结论与展望
    6.1 结论
    6.2 不足之处
参考文献
致谢
发表论文及参加课题

【相似文献】