基于生态承载力的土地利用优化研究

【摘要】随着经济社会的发展,城乡居民生活质量的提高,使一定区域有限土地供给与无限土地需求之间的矛盾愈加严重,导致经济社会发展与生态承载力之间的冲突更加突出。如何在生态承载力允许的范围内,使经济社会发展走上可持续发展的道路是世界各国以及各个地区尺度都在谋求解决的现实问题。论文选取位于北京西北部、永定河上游的河北省怀来县进行基于生态承载力的县域土地优化研究,通过土地优化协调生态建设与经济发展的关系。其山地、盆地、黄土、沙丘、河流、水库等地貌类型多样,林地、耕地、园地、草地、荒地等生态植被类型复杂,工业化、城镇化进程在河北张家口区域较为先进,因此,研究其在全国有一定代表性,并具有重要的理论价值和实践意义。论文采用地理信息技术、生态足迹法、多目标规划模型等方法,针对怀来县进行土地利用变化、生态承载力、适宜性、土地优化等方面的研究。首先,论文对土地利用变化的特征,规律及原因进行研究。通过解译怀来县2000年、2005年和2010年的卫星遥感图像获得其土地利用变化数据,然后结合调查获取的其他信息,利用转移矩阵及统计分析方法研究各种土地利用类型的数量结构、空间分布、动态度(时间序列)、类型转换等变化情况及原因。结果显示：2000～2010年间各种类型土地面积一直处于变化过程中,同一类型的土地不同时期其变化不同,同一时期不同类型的土地其变化不同。变化速度由大到小的顺序是,未利用地>城乡建设用地>园地>水域>草地>耕地>林地。11年间综合土地利用动态度为1.26%,其中,2000年-2005年为1.91%,2005-2010年为0.87%。其次,论文基于改进的生态足迹模型对生态承载力进行计算与分析。利用生态系统服务价值理论对传统生态足迹模型的均衡因子、产量因子进行了改进,使其计算结果更符合怀来县实际。根据改进的生态足迹模型对怀来县2000～2010年的生态足迹、生态承载力、生态盈余(生态赤字)、生态压力等方面进行了研究,对引起变化的关键因素及变动趋势进行了挖掘和分析。结果表明：2000-2010年人均生态足迹和人均生态承载力虽然从趋势看总体都处于上升,但两者升幅大不相同,人均生态赤字呈扩大趋势。生态压力指数从2000年的0.52较安全变为2010年的1.15较不安全,11年间的平均值为0.95,总体处于较不安全状态。再次,论文采用指数加和法和限制因子法进行土地适宜性评价。根据怀来县的自然条件和评价因子的选取原则,结合专家咨询结果,经过论证、筛选,选取了坡向、高程、坡度、水资源、土壤有机质等。采用极限因子法和指数加和法,借助GIS空间分析技术对怀来县土地资源不同用途的适宜性和适宜程度进行评定,找到土地利用的最适宜方式。结果表明：怀来县东西部平原区最适宜耕地和园地的种植；南北丘陵区较为适宜园地、林地、草地；而南北山区更加适合种植林灌。最后,论文对土地优化预测、分析、评价及对策进行研究。采用马尔科夫模型预测2020年怀来县土地利用结构。采用灰色多目标线性规划模型,以土地利用生态承载力和土地利用经济效益作为目标函数,设置生态最优、生态优先、生态经济并重、经济最优、经济优先5个情景进行不同目标下土地利用结构优化预测。然后根据不同土地利用结构下所能提供的生态承载力,产出的经济效益,结合土地利用现状,未来生态经济社会发展需要与可能筛选优化方案,最终选择了经济生态并重情景：与2010年相比,生态承载力增加了39.50%,经济效益增加了130.95%,基本能够满足2020年经济发展和生态保护对土地的需求。同时依据怀来县土地适宜性评价结果,利用GIS空间分析技术对确定的2020年土地利用类型数量结构进行空间分布优化,得到怀来县2020年土地利用优化图。基于上述研究结果分别针对怀来县的水资源、耕地、林地、园地、草地和建设用地提出了相应的发展策略,为当地的可持续性发展提供建议和参考。
【作者】钟华；
【导师】孙保平；
【作者基本信息】北京林业大学，工程绿化，2014，博士
【副题名】以怀来县为例
【关键词】土地利用；生态承载力；土地适宜性；土地优化；对策研究；

【参考文献】
[1]翟彦斌.空间机械臂轨迹规划和地面仿真方法研究[D].哈尔滨工业大学,控制科学与工程,2013,硕士.
[2]朱静怡.基于金融脱媒机理的金融中介创新对策[D].东华大学,企业管理,2004,硕士.
[3]李惟慷.矿用高强度接链环的疲劳计算和提高疲劳寿命的工艺研究[D].辽宁工程技术大学,机械制造及自动化,2004,硕士.
[4]常飞.基于实时数据的动态异常检测方法研究[D].天津理工大学,计算机应用技术,2013,硕士.
[5]宋景祥.惩罚性赔偿制度法律问题研究[D].沈阳工业大学,民商法学,2012,硕士.
[6]杨奇峰.杏六区水驱开发效果评价及措施优化方法研究[D].东北石油大学,油气田开发工程,2013,硕士.
[7]王晶.白皮松自然居群的空间遗传格局及其形成机制[D].西北大学,生态学,2013,硕士.
[8]李敬.服务型政府视域下的公务员职业道德建设[D].内蒙古科技大学,思想政治教育,2013,硕士.
[9]李二俊.无人机遥感图像拼接技术研究[D].长安大学,大地测量学与测量工程,2013,硕士.
[10]马晓晖.基于数字图像处理的乒乓球裁判辅助系统[D].东北大学,模式识别与智能系统,2010,硕士.
[11]李倩.北京市空气花粉污染的研究[Ⅰ][D].首都师范大学,植物学,2004,硕士.
[12]廖伟雄.双向凝胶电泳联合基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱分析在膝关节骨性关节炎滑液蛋白质组学研究中的应用[D].中国人民解放军医学院,骨外科,2013,硕士.
[13]孙兵锋.小型化铷原子频标电子学系统和整机设计技术研究[D].中国科学院研究生院（武汉物理与数学研究所）,无线电物理,2014,博士.
[14]周晓越.基于AFS理论和贴近度的模糊推理规则提取及属性约简[D].大连海事大学,应用数学,2004,硕士.
[15]李明媛.重庆市产业结构调整对促进就业的影响研究[D].西南大学,区域经济学,2013,硕士.
[16]崔哈申.冠脉内注射法舒地尔对STEMI直接PCI术无复流的作用及其机制研究[D].大连医科大学,内科学,2012,硕士.
[17]李谷月.FSH诱导体外培养的天祝白牦牛卵泡颗粒细胞凋亡及其对调控基因Fas/FasLmRNA表达的影响[D].甘肃农业大学,临床兽医学,2013,硕士.
[18]胡戎恩.民间金融研究高被引论文分析[J].政法论坛,2014,02:72-81.
[19]赵辰龙.内蒙古皮雕旅游纪念品设计与应用研究[D].内蒙古师范大学,艺术设计学,2012,硕士.
[20]刘中岳.丹红注射液在全膝关节置换术后预防下肢深静脉血栓的临床观察[D].湖南中医药大学,中医骨伤科学（专业学位）,2014,硕士.
[21]陈茜.建设合同中的“黑白合同”效力认定问题研究[D].内蒙古大学,法律,2014,硕士.
[22]孙英祥.荧光碳点的制备、表征及应用[D].山东理工大学,2014.
[23]张小芳.开洞参数对钢筋混凝土烟囱整体和局部受力性能影响研究[D].北京交通大学,结构工程,2013,硕士.
[24]王兴旺.基于奶农利益视角下的奶业经营模式选择[D].内蒙古农业大学,区域经济学,2012,硕士.
[25]王涛.复合材料构件纤维铺覆仿真及特征建模技术研究[D].哈尔滨工业大学,机械电子工程,2013,硕士.
[26]梁贵泊.“实货制”下铁路货运承认车审批优化研究[D].西南交通大学,交通运输工程,2014,硕士.
[27]王昌.端村音乐会研究[D].河北大学,艺术学,2014,硕士.
[28]尹正日.基于毛细管酶微反应器的酶反应动力学研究[D].东北师范大学,2014.
[29]林凯旋.从混沌到秩序：当代大城市都市区空间结构的转型与重组[D].华中科技大学,城市规划与设计,2013,硕士.
[30]余吉安.企业资源集成及其能力研究[D].北京交通大学,2009.
[31]王谱.安联人寿保险中国有限公司竞争战略研究[D].湖南大学,工商管理,2014,硕士.
[32]王芳.20世纪八、九十年代创作筝曲中演奏技法的发展与创新[D].武汉音乐学院,音乐与舞蹈学,2013,硕士.
[33]贺锦.构建管理会计信息系统[J].金融电子化,2005,08:40-43.
[34]焦战士.离子金属聚合物复合材料的电机械性能研究[D].南京航空航天大学,2012.
[35]靳超.我国房产税法律制度研究[D].郑州大学,法律,2013,硕士.
[36]杜欧.聚乳酸复合材料预成乳牙根管桩的基础研究[D].吉林大学,口腔临床医学,2014,硕士.
[37]陈传波,况湘玲,郑建国.基于数据立方体的联机分析挖掘模型研究[J].计算机工程与科学,2005,11:43-44+93.
[38]孙久玉.金丝小枣多肽的提取及生物活性的研究[D].齐鲁工业大学,食品科学,2014,硕士.
[39]何春兰.石墨烯制备及其电催化应用[D].重庆大学,2012.
[40]梁先庆.碳纳米材料的X射线吸收谱学研究[D].中国科学技术大学,2010.
[41]王敞,陈增强,袁著祉.基于遗传算法的K均值聚类分析[J].计算机科学,2003,02:163-164.
[42]张运陶,刘金迪,杨强龙,申明金,傅孝锦.芳构化汽油生产信息挖掘及优化[J].计算机与应用化学,2003,06:817-824.
[43]范金刚.尊巴舞作为高校体育课程内容开发的可行性研究[D].西南大学,体育人文社会学,2014,硕士.
[44]夏俊.语义Web中基于本体知识库系统的自动推理研究[D].合肥工业大学,计算机应用技术,2004,硕士.
[45]郑红.“三农”问题人口论[D].东北财经大学,西方经济学,2003,硕士.
[46]张龙伟.特高压共走廊输电线路电磁耦合分析及改善措施研究[D].西南交通大学,电力系统及其自动化,2014,硕士.
[47]杨成海.韶钢房产信息管理系统开发项目的进度控制研究[D].华南理工大学,工业工程,2012,硕士.
[48]杨晓芳,杨维,刘建昌.具有扇区有界非线性时变时延离散系统的非脆弱H_∞控制[J].控制与决策,2011,11:1711-1715.
[49]高丹怡.新型钒络合物的合成与催化性能及杜仲胶的交叉易位改性[D].华东师范大学,高分子化学与物理,2013,硕士.
[50]贺学礼,侯晓飞.荒漠植物油蒿根围AM真菌的时空分布[J].植物生态学报,2008,06:1373-1377.