深圳市土地利用变化对生态环境的影响研究（可编辑）

1、 中山大学硕士学位论文深圳市土地利用变化对生态环境的影响研究姓名:王兆礼申请学位级别:硕士专业:自然地理学指导教师:廖金凤20040607中山大学硕士学位论文:深圳市土地利用变化对生态环境的影响研究摘要目前,土地利用/土地覆盖变化引起了国际组织和世界各国的普遍关注,但是作为研究的目的和核心内容的土地利用/覆盖变化对生态环境影响的研究,至今尚未得到全面、系统的研究,更缺乏区域尺度的综合研究。因此,有必要开展区域土地利用变化对生态环境影响的全面系统研究。我国正处于城市化快速发展时期,土地利用与覆盖也正经历着巨大的变化。深圳市作为我国的第一个经济特区,多年来,城市化进程快速发展,但这种快速的土地利用

2、变化也带来了一系列生态环境问题。因此,研究深圳市土地利用变化对生态环境的影响,不仅为土地持续利用和生态环境改善提供科学依据,而且对更大尺度或全球环境变化研究提供基础;同时还可以向其它快速城市化、工业化地区合理配置土地资源,改善生态环境质量提供参考。研究结果表明:深圳市特殊的政策及其优越的区位条件吸引了大量的外资,这些工业投资通过推进工业化进程,导致了人口增长、城市化水平及市民的生活水平的提高,驱动了深圳市城镇用地及推平未建地比重由年的.%急剧增加到年的.%,生态用地比重由年的.%急剧减少到年的.%。深圳市快速的土地利用变化对生态环境产生了重大影响:土地利用变化使得耕地资源、水资源、森林资源、生

3、物资源的存量发生变化而引发资源安全问题;建设用地大幅增加导致年平均温度升高,年平均相对湿度下降;径流系数增加,水环境污染加剧;水土保持能力下降,土壤侵蚀严重;生态环境质量及其生态环境调节功能显著下降,进一步引发了人为灾害或加剧了自然灾害:生态用地的大幅度减少,导致了生态服务功能下降以及人均生态环境承载力急剧下降,使得生态环境处于严重的超负荷运转状态,降低了深圳市的生态环境安全水平。深圳市土地利用变化生态环境影响评价结果表明,?年土地利用变化对生态环境的影响划分为以下五个阶段:.年,为缓慢变化的弱度影响阶段;.年代初,为快速变化的中度影响阶段;年代初一年,为高速变化的强度影响阶段,这一时期,深圳

4、市土地利用变化对生态环境产生了最强度的影响;.年,为强度影响向中度影响过渡阶段:年,为稳定的中度影响阶段。深圳市生态环境调控途径与对策:优化土地利用结构,合理布局生态用地与建设用地;进行土地利用生态恢复设计,加强生态环境建设与保护;实现土地利用动态监测与管理;加强保护自然和生态环境的公众教育。关键词:土地利用变化;生态环境影响评价;深圳市中山大学硕士学位论文:深圳市土地利用变化对生态环境的影响研究.?匝既: : :。.,. ?.? . ? ., ,. . .? ?.,? ?. 。, ., .。“. . ?”。 .: ,. :.%;.%.%.、 .:.,中山大学硕士学位论文:深圳市土地利用变化对

5、生态环境的影响研究,; .,. .,;., ,:?, , ;,. ;萤?, ., ,., : , ,彘。,., : .;虿;.:;中山大学硕士学位论文:深圳市土地利用变化对生态环境的影响研究引言近些年来,伴随着经济、社会及科学技术的发展,特别是城市化进程的加速,全球土地利用与覆盖发生了巨大的变化。土地利用是一个把土地的自然生态系统变为人工生态系统的过程。土地覆盖是指自然营造物和人工建筑物所覆盖的地表诸要素的综合体,包括地表植被、土壤、冰川、湖泊、沼泽湿地及各种建筑物,具有特定的时间和空间属性。土地利用侧重于土地的社会经济属性,土地覆盖侧重于土地的自然属性?。进入年代以来,土地利用/土地覆被变化

6、问题引起国际组织和世界各国的普遍关注”?:年,具有全球影响的两大国际组织“国际地圈与生物圈计划”和“全球变化人类影响和响应计划”共同制订了“土地利用/土地覆被变化科学研究计划”,将其列为全球环境变化的核心项目;在此影响下,联合国粮农组织、联合国环境署亚太地区环境评价计划、气候变化政府间工作委员会等都确立了与“土地利用/土地覆盖变化”的科学研究计划相应的研究项目。土地利用变化之所以引起人们的重视,是因为它引起的植被覆盖的剧烈变化对生态环境造成了显著的影响,如土地覆盖变化对气候、全球生物地球化学循环、陆地生物种类的丰度和组成、生态系统的结构与功能、生态环境安全等有重要的影响。当前,随着全球变化研究

7、的深入,人们越来越认识到,人类活动作为主导因素所导致的土地利用与土地覆盖变化在全球环境变化过程中占据着十分重要的地位,在将来的数十年间,由土地利用与土地覆盖变化所带来的全球影响,要等于甚至大于潜在气候变化所带来的影响“”。正如指出: “土地利用/土地覆盖变化几乎影响到所有组织水平一从基因到全球 ”。任何土地利用/土地覆盖变化都与一定的环境后果相联系,如湿地的干化能影响生物多样性、微量气体释放、土壤、水文平衡等“。目前在这方面的发展趋势是在区域尺度上继续深入揭示土地利用变化与生态环境之间的关系,探索由于土地利用/土地覆被变化导致的生态环境退化、土地的生态恢复与重建机制,这不仅对丰富土地利用/:地

8、覆被变化研究内容具有重要的理论意义,同时对生态环境的保护与恢复具有现实的指导意义”“”。”。我国正处于城市化快速发展时期,土地利用与覆盖也正经历着翻天覆地的变化。深圳市作为我国的第一个经济特区,城市化水平由%提高到%。这种高速的城市化进程使得深圳市土地利用发生了巨大变化:城市建设用地面积也由年的.增加到年的.,增加了倍;推平未建地急剧增加;农业用地面积急剧减少;林地面积也有所减少。与此同时,深圳市土地利用变化也导致了诸如年平均温度逐渐升高,水环境污染严重,自然植被破坏,水中山大学硕士学位论文:深圳市土地利用变化对生态环境的影响研究土流失加剧,生态系统服务功能下降,自然灾害加剧,生态环境健康状况

9、下降,生态环境安全水平显著下降等一系列生态环境问题。因此,为了实现深圳市社会、经济与生态环境协调发展,迫切需要开展深圳市土地利用变化对生态环境影响的研究。本文运用相关分析与主成分分析法、多元线性回归分析法、景观生态学方法、多项式预测与指数预测方法、层次分析法、空间聚类分析方法、综合指数评价方法等研究方法,全面系统研究深圳市土地利用变化对生态环境的影响,形成完整的对生态环境影响的研究体系,既具有一定的理论意义又具有现实指导意义:不仅为深圳市土地持续利用和生态环境改善提供了科学依据,而且为当地政府及时地调整战略,使生态环境影响不超过预定的年土地利用总体规划生态环境目标;同时研究作为快速城市化地区的

10、典型的深圳市的土地利用变化,还可以向其它地区城市化、工业化过程中合理配置土地资源,改善地域生态环境质量提供参考;对更大尺度或全球生态环境变化的研究提供基础。中山大学硕士学位论文:深圳市土地利用变化对生态环境的影响研究第章区域土地利用变化对生态环境的影响研究综述.国外研究综述目前在区域尺度上,国际上主要研究土地利用变化对区域水热循环、能量交换、气候、土壤侵蚀与土壤养分的迁移、生物多样性、生态系统等的影响,并对影响的程度作了定量的评价,处于初步探讨阶段。.土地利用变化对大气环境的影响人类活动对气候的最重要的影响是温室气体的释放“”以及土地利用变化,例如城市化与农业“”。研究表明,土地利用与土地覆盖

11、变化对区域或全球气候的影响,主要有个途径:一是她表能量平衡,二是碳循环。前者的影响比后者的更重要?。由于下垫面物理性质的改变,即由于地表反射率、粗糙度、植被叶面积以及植被覆盖比例的变化引起温度、湿度、风速以及降水发生变化“?,由此引起局地与区域气候变化。有关城市热岛效应的研究也表明,城市化所带来的土地利用.等的研究也表明观测到的的改变会对局地气候产生影响”?。日温度变化幅度的一半是由于城市化和其它土地利用变化引起的。另外,在美国洛基山脉地区的研究表明,一个地区土地利用与土地覆盖变化还会对毗邻地区的气候产生影响,在美国大平原地区人类活动所引起的土地利用与土地覆盖变化,使得洛基山脉夏日温度有逐渐变

12、低的趋势”“。 .等的研究表明:佛罗里达南部的土地利用变化包括自然湿地转变为农业用地已经增加了有害霜冻的频率并加剧农业损害的严重性。“。土地利用变化对气候的影响还在于地球表面是温室气体和痕量气体如:、和等的重要来源。据估计,从年到年大气中增加量的%是由于土地利用变化水稻种植、城市化过程、森林退化、生物量的燃烧等引起的,其中森林退化占据主导地位。土地利用变化是大气中和浓度增加的最主要原因。?。土地利用使得大气中温室气体、和等的含量增多,由此产生的温室效应使得全球气候变暖而且变幅加大。土地利用/土地覆被变化可以改变大气中气体的含量和组成影响大气质量。.土地利用变化对水环境的影响林地、草地、湿地、灌

13、溉用地、建设用地等用地类型数量结构与空间结构的变化都会对水的蒸发、降水、地表径流产生影响。森林的砍伐影响反射率、树冠的截流、地表的粗糙度,这些同水分和能量平衡有重要联系。灌溉用地的增加在一定程度上扩大了蒸发面积,增加了低水平大气中的水分,提高了湿度,降低反射率和日温,有助于降雨的形成。城市化过程中树木和植被的减少降低了蒸发和截流,增加了河流的沉积量;工业用地、住宅用地、道路等不透水用地的建设降中山大学硕士学位论文:深圳市土地利用变化对生态环境的影响研究低了地表的渗透和地下水位,增加了地表径流量,相应地加剧了潜在洪水的威胁土地利用结构变化引起了水文生态过程的变化。以小流域为单元。研究植被建设和土

14、地利用结构调整对水文过程的影响,受到水文研究工作者的广泛重视。许多研究表明,在一流域内部的符种土地利用与土地覆盖类型的比例的变化是造成河流水质发生变化的主要原因。很明显,不同的土地利用与土地覆盖形式,像林地、农田和城镇用地会对水质产生不同的影响,不管是地表水还是地下水都是如此。在对密歇根州西南部的河流域的研究中,人们发现土地利用形式的改变,特别是工业化的发展,使得大量的重金属和有机化学物质排入地下,这不仅造成了对浅含水层的污染,而且还对河的水质产生了很恶劣的影响”“。并总结了个土地利用/土地覆被变化对水量、水质影响模型。比较详细地描述了这些模型使用的土地类型、时空属性、水文特征、水类型及测定的

15、污染物。如用于城市地表径流的、和模型,用于农业土地的、等模型,而、等模型应用范围较广,可应用于城市、农业、森林、湿地各土地覆被类型:在污染物的测定方面,模型主要测定是有机物、,和除了有机物/的测定,还包含了、杀虫剂等其它污染物”。此外,在土地利用与土地覆盖类型空间布局对水质所产生的影响程度大小上,也有着多种说法?。随着土地开发利用范围的扩大与强度的增加,会造成对水资源需求量的急剧增加,使得全世界许多地方水资源的供给都变得非常紧张。水资源短缺不仅严重影响居民的日常生活,威胁工农业生产,还造成河水断流、海水入侵等严重的生态环境问题。业用地、住宅用地、道路等不透水用地的建设降低了地表的渗透和地下水位

16、,增加了地表径流量,相应地加剧了潜在洪水的威胁。.等把泰晤士河流域年的土地利用变化,应用于连续的降雨径流模型,研究了该流域土地利用变化对洪水频率的影响?。.土地利用变化对土壤环境的影响土地利用变化影响着土壤系统与外界进行能量交换的数量与质量、土壤表面的水分分配过程、地表矿质元素的分配过程以及加速或延缓土壤系统内部的生态代谢过程。目前的研究主要集中在以下两个方面:土地利用变化对土壤养分迁移的影响。不仅,等重要营养成分在土壤中的转化途径不相同,而且不同的土地利用单元对营养成分的滞留和转化也有不同的作用。和对地区、流失进行了分析,发现在自然植被及其土壤系统的营养循环能力远远强于玉米地,的循环在河边林

17、地 中%远远高于耕地中%,也有类似的.调查结果,与%:同时发现和的转化的途径不同。地下水是林地与农中山大学硕士学位论文:深圳市土地利用变化对生态环境的影响研究地之间、转化的主要途径,也是林地流失的主要渠道,地表径流则是转化的主要渠道”。不同的土地利用空间结构对养分的流动也有影响,因此在这方面的研究目的就是寻求最佳的土地配置结构,最大限度地减少养分流失。、等应用模型和模型研究了植被过滤带对营养元素的迁移和土壤侵蚀的作用。植被过滤带的宽度、长度、组成植被过滤带的植被类型不同,营养元素的截流和土壤侵蚀量不同。总的来说,植被过滤带可以减少%的沉积量和随沉积损失的%的营养物质,是一种防止河流非点源污染较

18、好的管理措施”。土地利用格局及其变化对养分的迁移也起一定的作用。等在美国新罕布什尔地区将一个未受干扰的流域通过河流的养分流失情况同另一个森林被皆伐的流域加以对比,结果发现,未受干扰的森林中,每公顷淋溶通过河水流失的有,而森林皆伐的流域损失高达,这是由于采伐后,一含量大量增加,引起河水富营氧化,促使藻类大量繁殖?。土地利用变化造成的土壤侵蚀和土地沙化。世界范围内,不合理的土地利用方式如森林的砍伐、矿山开采、陡坡开荒、过度放牧等导致土壤的理化性质发生了很大的改变,因此而造成的土壤损失及退化如土壤侵蚀、盐碱化、水浸、酸化、营养贫瘠、干燥等有增无减。在农业生产中随着机械化程度的不断提高、化肥旌用量的不

19、断加大,使得土壤板结现象目趋严重,土壤的酸性日趋增强,在进行的年历史的 实验中发现土壤值的最高值达到了.,土壤酸性的增强使得土壤的性质发生了很大的改变。农业活动还使得土壤可蚀性增强。土壤侵蚀加剧。发生在世纪年代的美国大平原地区的黑风暴事件即是由于在当时大平原地区广泛的农业化所导致的环境退化造成的。同时研究表明,土地利用方式的改进可以使土壤侵蚀得到减缓和控制,据在美国红河谷地区的研究结果,农田防护林带的发展、耕作制度与农业技术的改进使得该地区在?年期间飘尘的产生量逐渐减小,土壤受到的风蚀得到了有效控制”“。土地利用变化可导致水土流失、土地沙漠化等土地退化现象,也可以达到控制水土流失和沙漠化,提高

20、土壤质量的目的”。.。土地利用变化对生态系统的影响由于不同的土地覆盖类型有着不同的生态系统结构、群落组成与生物量内容;它们也以不同的速度吸收与固定诸如碳与氮之类的养分,对营养成分在土壤、大气与水中的分布有着重要影响,土地利用与土地覆盖变化会在不同的尺度上对生态系统的结构与功能产生很大的影响?。在生物群落水平上,土地利用与地覆盖的变化所造成的景观的破碎化、地表养分与水汽通道的改变以及物种的引进与入侵,使得大面积上的植物群落的组成发生很大的变化,同时也使得自然群落的发展演替过程受到极大的干扰和破坏。土地利用结构的改变,使景观破碎化程度加大,分维数减少,生物多样中山大学硕士学位论文:深圳市土地利用变

21、化对生态环境的影响研究性降低。等应用模型研究了菲律宾稻田区土地利用变化对节肢动物的影响,结果表明植被覆盖度高的区域减少了害虫的丰度”。在对欧洲个国家的个研究区域的鸟类物种丰度与地理位置、土地覆盖状况的相互关系的研究表明,候鸟种数和调查区域林地面积与数量相关性很高,在欧洲集约化程度很高的农业区域,由于其间大多数的林地嵌块体面积小而分散,鸟类没有足够的空间以满足其需要,造成鸟类种数十分贫乏。同时,研究发现土地利用与土地覆盖变化的强度不同也会对生物群落的生物多样性产生影响?。在生态系统水平上的影响在生态系统的水平上,研究表明,由于土地利用方式的改变,现在全球陆地表面%的面积成为了耕地和牧场,这种改变

22、必然会对生态系统的结构和功能产生极大的影响。目前,国际上在这方面的研究主要集中于对生态系统系统功能方面的物质循环与能量流动的研究上。有关土地利用与土地覆盖变化对生态系统能量流动影响的研究主要集中予对生态系统净初级生产力的研究上,即研究在太阳辐射、大气中。浓度、土壤肥力、温度以及降水量等自然环境要素发生改变的情况下生态系统的初级生产力会受到怎样的影响。等应用/模型评估了美国东南部地区、?年城市化对的影响,结果表明平均每年下降.%?。通过对生态系统的研究,一方面可以促进对全球碳循环机理的研究,另一方面也可以用于对地表植被覆盖状况及其变化的研究。 等应用基于的整合农业、生态、水文多学科的模型测试了德

23、国中部阿勒河流域外围区域土地利用变化对景观结构和功能的影响,根据当地的社会经济因素进行模拟,结果表明林地比例显著下降,草地比例从%升高到%,适宜于云雀栖息的连通区面积也显著下降”“。目前对对碳循环的影响,特别是对于如何精确地测算土地利用与土地覆盖变化引起的如释放量,已成为国际全球变化研究中的一个主要议题。.等运用陆地碳模型计算了美国陆地生态系统包括林木产品碳储存的年变化量,结果显示:年以前土地利用变化向大气中释放了单位的碳,而年以后由于对火的控制以及废弃农用地上的林地增加,土地利用变化却累计了 单位的碳;世纪年代期间,归功于土地管理的碳的净富集量抵消化石燃料燃烧释放量的?%?。在景观水平上,土

24、地利用/土地覆盖的变化会引起景观类型、缩构及其功能发生改变。研究了年间城市的扩展对景观类型的影响,结果表明:山区保护区的四周分布着环境上不敏感的土地类型,并且该区的空间斑块变得越来越小,趋于破碎化;空间斑块之间的连通性也已变得无效?。日本广岛市河沿岸的城市化地区的研究表明,在从?年间,随着农业化和城市化的发展,景观类型从林地到农业用地再到城镇用地改变的同时,该地区景观结构也相应发生了变化,其中农业嵌块体数目增加而中山大学硕士学位论文:深圳市土地利用变化对生态环境的影响研究规模减小,人工植被嵌块体在保持着嵌块体平均规模的同时数量在不断增长。而濒岸森林嵌块体则是在平均规模减小的同时,其形状指数不断

25、增加,嵌块体也日渐狭长?。美国五大湖地区的研究表明:道路发展是该地区景观破碎的主要驱动机制,因为道路发展去除了原生植被,创建了边缘生境,改变了景观结构和功能,增加了人类的可入性“?。.土地利用变化生态环境影响评价.土地利用的环境影响生命周期评价.等认为土地利用变化的环境影响可以用植物的物种多样性指标来表达,并提出了两种反映土地利用负效应的模型,它们都可应用于和“?。从年开始,土地利用变化的环境影响就受到了生命周期评价研究者的注意“。在全球尺度上用导管植物物种多样性指标和指标粗略地计算了每种土地利用的环境影响数值,并绘制了全球尺度的物种多样性指标和参考数值略图,并以欧洲部分国家的土地利用案例说明

26、了评价的可操作性“?。多学科模拟方法 。.等应用整合了三个不同学科的基丁的模型, 评价了阿勒河,流域土地利用变化对生态环境的影响”。土地利用规划的环境影响评价。土地利用规划是一种综合性的用地规划,进行环境影响评价时应反映土地利用宏观结构调拯与布局以及土地开发整理复垦等活动对区域内自然环境和生态系统的影响,重点考虑维护生态系统的稳定性和完整性,并充分利用地理信息系统等手段,重点分析土地利用的时空变化对当地生态环境的影响。.与.的著作基于对英国、德国及荷兰等国土地利用规划的战略环境影响评价的系统分析,详细地论述了土地利用规划的战略环境影响评价的概念、发展过程、种类及其评价框架、程序与方法,并制定评

27、估标准对三个样例研究区进行了定量评价。.国内研究综述我国有较多学者分别对不同的区域或流域进行了大量的定性与定量的研究。如 对珠江三角洲地区的土地利用变化的环境影响进行了深入研究,结果表明;城市用地的发展降低了绿地量,提高了地表辐射温度,增加了地表径流量;生物量下降、辐射温度增加及表面径流变化的空间格局与城市扩张的格局成正相关”。李晓文旧等基于影像,运用、技术研究了长江下游地中山大学硕士学位论文:深圳市土地利用变化对生态环境的影响研究区?年年来土地利用时空变化特征及其生态环境效应,结果表明:长江下游地区的农田流失伴随着生态破坏问题,森林生态系统退化和破坏现象仍比较严重。于兴修等研究了西苕溪流域的

28、土地利用/覆被变化及其景观生态效应,结果表明:流域内农田不断减少,居民及工矿用地持续扩大,林地前期减少、后期缓慢增加;林地和农田是流域内的主要景观类型,空间集中性及斑块碎化、形状规则化、景观同化是景观结构和景观异质性变化的主要表现;土地利用与覆被变化产生了生境质量下降、边缘效应增强、土地退化和生态系统成分单调等景观生态效应”。秦丽杰等以前郭县为例,得出如下结论:该县土地利用结构和空间格局的变化,使土地退化面积扩大,而且退化程度有所加重;农田面积的扩大,灌溉用水量也相应增加,农业退水携带大量污染物进入地表水和地下水,导致地表水和地下水污染加重:土地利用结构的改变,使景观破碎化程度加大,分维数减少

29、生物多样性降低”?。李晓文等基于高分辨率土地利用/土地覆盖数据,对.年期间河西地区城市土地利用变化的区域生态环境效应进行了定量分析,结果表明:.年期间河西地区总体生态环境质量在一定程度上维持着相对稳定,但生态环境质量改善和恶化的两种趋势并存,并在县级行政单元上表现出明显的区域分异特征,城市用地变化对区域生态环境的影响总体而言不显著?。.。土地利用变化对大气环境的影响研究在区域气候影响方面,高学杰等探讨了当代中国土地利用变化对中国区域气候的影响,结果表明,土地利用的变化会导致我国西北地区年平均降水减少,导致年平均气温在内陆部分地区升高和在个别沿海地区降低;相同的土地变化在不同的地理环境下引起的气

30、候要素变化有一定的不一致性”。史培军等对深圳市土地利用/土地覆盖变化的局地气候的影响模拟结果表明;深圳城市的快速发展对气候影响极显著,呈现出气温升高、湿度下降、日照减少的趋势,在年代后期至年代尤为明显,降水划呈波动变化,城市高楼群对风向风速也产生了一定的影响?。在土地利用变化对大气环境质量方面,李克让等研究了我国主要农作物类型变化引起的。净排放及水稻面积种植变化对出排放的影响”?,估算结果表明:?年间中国农田土壤有机碳净增加量平均值是万/;肖笃宁等研究了环渤海三角洲湿地土地利用变化对温室气体排放的影响?,结果表明:将苇地改种水稻,和的排放也有明显的季节变化规律,与长期种稻土壤排放的规律基本一致

31、。.。土地利用/土地覆被变化对水环境影响研究士地利用/覆盖变化对水资源的影响包括水量、水质和空间分布的变化。典型试验研究表明,土地利用/土地覆被变化对水循环水平衡及洪水的影响十分明显,被称之为土地利用/覆被变化的水文效应。邓慧平等选择长江源头梭磨河进中山大学硕士学位论文:深圳市土地利用变化对生态环境的影响研究行气候与覆被变化水文影响模拟研究,应用模型对流域水量平衡进行逐日模拟,定量地区分气候波动与流域植被覆盖变化的水文效应,并进行了不同植被覆盖情景下地表覆被变化流域水文响应模拟,分析土地覆被变化对流域水量平衡各分量和洪水频率的影响”“。高俊峰等的研究表明:太湖流域土地利用变化对流域产水量有较大

32、影响?。史培军等应用模型对深圳市部分流域进行了径流过程的模拟,结果表明:随着人类活动的加剧,土地利用的变化使径流量趋于增大;降雨强度越大、前期土壤湿润程度越大,土地利用变化对径流量的影响越小”?。虽然流域植被覆盖变化对水文的影响因流域面积、气候和植被类型等因素的不同而有差异,但就流域内不合理土地利用引起的植被减少而造成的河流沉积增加、流域蓄水能力损失、洪水危险、水质下降、以及对水生生物危害等具有相似性。周海丽等基于深圳多年的统计数据、环境数据以及影像的解译数据.进行回归和主成分分析,建立了城市化水平与城市水环境质量变化之间的回归模型。结果表明,城市用地比例是深圳河流综合污染指数变化的主要原因“

33、。贾亚南等的研究结论显示,贵州水城盆地水质污染区分布与土地利用分布具有一致性;土地利用的变化是本地区水质变化的主要原因”。.土地利用/土地覆被变化对土壤环境影响研究有学者针对我国的脆弱区与热点区进行分析,并提出合理的土地利用对策。傅伯杰等以我国水土流失最严重的区域一黄土丘陵区为例。应用地理信息系统和野外采样分析,分别从小流域、坡面和单一土地利用类型三个尺度研究土地利用变化对流域土壤侵蚀、土壤养分和土壤水分分布的影响,探讨不同土地利用结构和类型对元素分布的影响规律,提出合理的土地利用配置“。傅伯杰等以河北省遵化县为例,研究近来该县的土地利用变化与土壤养分变化的相互关系与作用机制,结果表明退耕还林

34、还草不仅改变了土地覆被。而且提高了土壤养分,因此为退耕还林还草,合理利用土地提供科学依据“”。郭旭东等通过调查河北省遵化市低山丘陵区油松林、板栗、草地和坡耕地等典型土地利用方式对土壤养分和土壤容重的影响,并应用土壤退化指数来定量描述不同土地利用下的土壤退化程度。陡坡开荒和耕种会引起严重的土壤退化;尽管种植板栗可以得到更多的经济利益,但是如果单纯发展板栗,而不注意采取合理的水土保持措施,板栗的土壤也会发生严重退化?。刘世梁等研究选取了四川卧龙自然保护区作为研究地点,阐述湿润高山区的二地利用方式与土壤性质之间的关系。选择了六种典型的土地利用方式加以比较,方差分析结果表明,不同土地利用之间土壤容重、

35、全氮、有机碳、速效磷、速效钾的含量差异显著“?。城市化对土壤资源的数量和质量产生深刻的影响,包括土壤地表封闭引起的土壤生态功能彻底消失,土壤物理性质恶化,土壤形态学特征和演变过程深受人为作用的影响,短程变异增加而总体多样性降低,土壤污染加剧,土壤养分富集等多方面。城市化过程中土地利用变化对土壤产生一系列生态环境效应,如养分径流输出增加,热缓中山大学硕士学位论文:深圳市土地利用变化对生态环境的影响研究冲能力下降,污染转移危险性上升等?。土地利用的方式、数量、质量和空间结构等方面的变化,都会对土壤侵蚀的方式和强度产生不同的影响。不合理的土地利用,改变了地形条件,恶化了土壤特性,破坏了植被资源,从而

36、加剧了土壤侵蚀,是土壤侵蚀的主要原因之一;反之,有限土地资源的优化配置,可有效控制土壤侵蚀,实现区域可持续发展。朱连奇等以福建省山区为例,探讨了土地利用变化对土壤侵蚀的规律,分析结果表明:土地利用变化对径流的产生和土壤侵蚀有重要影响,植被的覆盖度的变化直接影响着径流系数和土壤侵蚀模数”“。.土地利用变化对生态系统与生态环境安全的影响研究高琼等运用改进了的区域植被动态模型研究了中国东部南北样带植被和净第一性生产力对未来气候变化的效应,模拟显示,土地利用格局对未来气候条件下植被分布的变迁和生产力形成过程有非常显著的影响”“。方精云等运用改进了的森林生物量评估方法,研究了我国森林生物量碳储存的变化状

37、况?,结果表明:年间,中国森林释放了大约.哪单位的碳,年释放率为.单位的碳;年代后期以来,由于森林面积增加,碳储存增加显著。吴建国等在分析了六盘山林区典型生态系统碳循环规律的基础上,结合碳汇/源的概念,综合评价了土地利用变化对生态系统碳汇功能的影响。分析得出陆地生态系统碳汇/源功能体现在碳库的贮量、稳定性和碳库的输入与输出强度方面;天然次生林和人工林生态系统的碳贮量汇功能较强,农田和草地较弱:土壤有机碳过程源/汇方面,天然次生林生态系统是强汇,人工林生态系统是弱汇,草地和农田生态系统是源”“。史培军等以深圳为例,对深圳市土地利用/土地覆盖变化与生态环境安全进行了研究,并认为:加大城区或居民集中

38、住宅区植被盖度,将对提高城市生态环境安全水平有举足轻重的作用“。太湖流域年间土地利用变化使流域产水量增加,洪涝过程缩短,增加的产水分布在流域的上游,加重了流域的洪涝灾害”。史培军等以内蒙古鸟兰察布盟、洞庭湖区常德市鼎城区为案例,深入研究了土地利用变化对农业自然灾害的影响机理,结果表明:调整土地利用结构是一种有效的减灾措施“。.土地利用变化生态环境影响评价由于土地利用环境影响评价问题的复杂性,我国学者在这方面的研究较少,仅少数学者做了理论研究。贾克敬等、赖力等分别提出了土地利用规划环境影响评价的内涵、基本工作程序、指标体系与评价方法”。.国内外相关研究述评.研究中存在的问题总体上说,目前注重于研

39、究二匕地利用和土地覆被变化对全球变化的影响和响中山大学硕士学位论文:深圳市土地利用变化对生态环境的影响研究应,而对区域土地利用变化对生态环境的影响研究偏少,存在许多不足:土地利用变化对区域生态环境影响的研究体系还不够全面与系统,对区域“土地利用一环境效应一体制响应”全面系统研究成功的案例尚不多见。目前的研究集中于流域或农业区域土地利用变化对土壤养分迁移的影响及其土壤侵蚀方面,而由人为活动导致的剧烈的环境变化驱动城市土壤质量的演变以及这种演变所带来的生态和环境效应城市化对土壤资源数量和质量的影响,养分径流输出增加,热缓冲能力下降,污染转移危险性上升,目前还尚未得到系统的回答。国内专门分析土地利用

40、变化对生态系统结构、功能、健康与安全影响的文献严重偏少,在生物群落水平上,仅少数学者做了有关区域土地利用变化对生物多样性影响方面的研究;虽有学者如史培军等研究了土地利用变化的生态环境安全方面的影响,但对土地利用变化对生态系统服务功能、生态系统健康、生态环境承载力的影响研究还尚未涉足;在景观尺度上的生态环境影响研究的文献也尚少。在研究方法上,虽然对区域土地利用变化的系统模型研究已趋于成熟和完善,但有关土地利用变化的区域生态环境效应的研究仍以定性描述为主,而且大部分模型如、区域植被动态模型等都是从国外引入,国内在这方面建树不大,土地利用变化与环境影响之间的数学关系还没有很好地体现出来。在土地利用变

41、化的生态环境影响评价方面,即对生态环境效应的综合定量分析和评价方面,我国学者的研究仍处于探索阶段,因此而明显地落后于国际的研究。这主要表现在以下几个方面:目前,国内还没有开展有关土地利用环境影响生命周期评价的研究;少数学者运用景观生态学方法对研究区过去的和现状的环境影响进行了评价,但并没有预测和评价未来的土地利用变化对生态环境的影响;有关土地利用规划的环境影响评价的研究才刚刚起步。.研究展望鉴于我国区域关土地利用与土地覆盖变化对生态环境的影响研究的现状,今后应从以下儿个方面进行深入探讨:要从区域尺度入手,结合遥感、技术与数理手段深入分析研究区域土地利用变化状况及其驱动力机制,建立土地利用变化综

42、合评价模型,然后对有关土地利用与土地覆盖变化对生态环境的影响进行全面的了解,包括土地利用变化对大气环境、土壤环境、水环境、生态系统的影响及其定量评价,在此基础上,提出土地利用变化的生态环境调控对策,再全面、系统研究区域的“土地利用一环境效应一体制响应一土地利用”反馈环,形成完整的对生态环境影响的研究体系如图卜。中山大学硕士学位论文:深圳市土地利用变化对生态环境的影响研究图?区域土地利用变化对生态环境的影响研究系统图不仅需要综合研究基础上的理论突破,也需要方法突破。建立区域对生态环境影响研究模型,实现对土地利用变化与生态环境效应的准确预测,并定量地确定出由此所造成的对生态系统结构生物多样性、组织

43、结构、功能净初级生产力、保持水土、维护生物多样性功能等与过程生态系统恢复力、抵抗力以及生态环境安全的影响,才应该是我们今后努力的主要方向。构建土地利用变化规划的生态环境影响评价体系,全面深入了解过去、现在、未来土地利用变化对生态环境影响的程度,便于管理者做出合理的生态调控决策。同时,为了适应“从全球到区域,从自然到人文”新的研究动向,在今后的研究中,应该将人文的因素土地政策、土地利用生态伦理加入到相关的研究之中,并在区域的尺度上进行综合集成,以期使区域土地利用变化对生态环境的影响研究得以更深入地开展。中山大学硕士学位论文:深圳市土地利用变化对生态环境的影响研究第章研究区概况.自然环境概况深圳市

44、位于广东省东南部沿海,陆地范围为东经。”一。”。深圳市东临大亚湾,西濒珠江口,”,北纬。”一。北与东莞市和惠州市接壤,南与香港特别行政区仅一河之隔如图。根据年深圳市土地利用现状变更调查,深圳市陆地总面积为.平方公里,其中特区为.平方公里,宝安区为.平方公里,龙岗区为.平方公里。深圳市地貌呈东西宽,南北窄的狭长形状,地势东南高,西北低,主要山脉走向由东向西贯穿中部,形成天然屏障,成为主要河流发源地和分水岭。依顺这种地势分布着三个地貌带:东南为半岛海湾地貌带,中部为海岸山脉地貌带,西北部为丘陵谷地地貌带。全市低占.%,丘陵占.%,台地占.%,阶地及平原占.%。最高峰梧桐山海拔.。深圳海岸线全长多,

45、有优良的海湾港口,通海条件优越。深圳市位于北回归线以南的南亚热带地区,属南亚热带海洋性季风气候。日照充足,热量资源丰富,雨量充沛而季节分配不均,干湿季分明,季风影响显著,气候具冬暖而有阵寒、夏长而不酷热的特点。多年统计年平均温度.。,年降水量.毫米。夏季常有台风出现。深圳市是气象灾害多发地区,其灾害性天气有台风、寒潮、寒露、干旱等。其中以暴雨、台风的影响最为显著。深圳市位于珠江口台风登陆频繁地段,平均每年.次,最多年份曾达次。每年台风活动时间为.月,月为其盛期,台风侵袭时最大风速可达/级以上。由台风带来的降水年均值为,有%的台风会带来暴雨或大暴雨。市内共有大小河流多条,多数河流长度短,集水面积

46、小,集水面积超过公顷的河流仅有条。地表水源相对短缺。人均水资源拥有量仅多立方米,约为全国平均拥有量的三分之一,是我国严重缺水的城市之一。深圳市的现状植被可分为常绿针叶林、常绿阔叶林、常绿季雨林、红树林、山顶矮林、灌丛、经济林和果树等植被型,其代表性植被类型为南皿热带常绿季雨林。主要由樟科、大戟科、桃金娘科、山龙眼科、杜英科等种类所组成,但由于长期人为干扰破坏,原生生森林已不复存在。动物资源主要分布在海岸山脉和大鹏半岛,国家保护动物有种。深圳市的自然土壤有山地黄壤、山地红壤、赤红壤、滨海砂土、滨海盐渍沼泽土,其中以赤红壤分布最广;耕作土壤主要有水稻土、菜园土、早作土、果园土等。中山太学硕士学住论

47、文:深蜊市土地利用变化对生态环境的影响研究.社会经济概况深圳于年建市,年设立经济特区,现辖六区,分别为特区内四区:罗湖、福田、南山、盐田区;特区外两区:宝安、龙岗区图。年,全市国内生产总值.亿元当年价居全国大中城市第四位,“九五”期间年均增长%;人均 .万元,居第一位,年均增长%;一般预算财政收入由.亿元增加到.亿元,居第三位,年均增长.%。外商投资企业超过家,世界强企业有家落户深圳,内地驻深机构近家,实际利用外资近五年累计亿美元。高新技术产品产值从年的.亿元增至年的.亿元,年均增长.%,高新技术产品产值占工业总产值的比重由年的.%提高到年的,%。以金融业、物流业为核心的现代服务业迅速发展,三

48、次产业结构由年的.:.:.调整为年的.:.:.,基本实现“以高新技术为先导,先进工业为基础,第三产业为支柱”的产业体系。年第四次人口普查到年第五次人口普查,深圳人口从.万人猛增至.万人,十年间增长了.万人,增幅高达%,年均增长率.%。其中户籍人口仅占总人口的.%,暂住人口占.%,深圳是一个人口流动性很大的城市。与国内其他城市相比,深圳市接受大学教育人口的比例明显偏低。.生态环境质量现状年,深圳市整体环境质量保持良好,部分指标有所改善。环境空气质量总体上处于良好水平;主要饮用水源水质有所下降;河流污染严重,大部分流经城区河流水质劣于国家地面水水质类标准:近岸海域东部海水水质良好,西部海水水质污染

49、严重;城市声环境质量略有改善;固体废弃物水处理水平有所提高。全市空气质量达到国家环境空气质量一级标准优和二级标准良的天数占%,建成烟尘控制区.平方公里,全市降水年均值为.;酸雨发生频率为.%;酸雨量占总雨量的比例为.%。二氧化硫、烟尘及工业粉尘排放量均达到国家下达的污染物排放总量控制指标。全市废水排放总量为.万吨,其中业废水排放量为万吨,工业废水处理率.;生活污水排放量为.万吨:城市污水处理率为.,污水处理的能力严重不足。全市工业企业固体废物产生量为.万吨;危险废物产生量为.万吨;城市生活垃圾产生量为.万吨,生活垃圾清运处理率为%。主要饮用水源水库水质达标率.%,区域环境噪声平均值分贝。年,特

50、区建城区绿化覆盖面积公顷,绿化覆盖率。%。全市的公共绿地面积公顷,占建成区总面积.%;人均公共绿地面积。特中山大学硕士学位论文:深圳市土地利用变化对生态环境的影响研究区内公共绿地面积公顷,占建成区面积的%,人均公共绿地面积。年以来,加强了水土流失治理力度,关停了一批严重影响城市景观和造成水土流失的采石场、取土场和砖厂,使全市水土环境有了显著改观,水土流失面积由年底的.平方公里减少到年的.平方公里。但是,深圳市水环境现状仍不容乐观。年,深圳水库、西丽水库、铁岗水库、石岩水库受到不同程度的污染,达不到国家地表水类标准:主要河流水质总体仍达不到类水质标准,与年相比,除西乡河综合污染指数持平外,深圳河

51、、布吉河、大沙河、茅洲河、观澜河、龙岗河和坪山河综合污染指数均有不同程度上升。深圳城市建设侵占水源保护区的现象相当普遍,比较严重的有深圳水库一东深供水渠流域、龙口水库、西沥水库和铁岗水库水源保护区,不仅使得水库蓄水减少,而且导致了水库水质下降。深圳水库主要污染物总磷呈显著上升趋势;氨氮、生化需氧量和高锰酸钾指数呈不显著下降趋势,综合污染指数呈缓慢上升趋势,总体上深圳水库水质在呈不明显下降趋势。河流污染物以氮、磷为主,石油类物质污染分布较普遍。河流枯水期的水质综合污染指数比丰水期高很多;河流水质多为上游较优,中、下游数水质较劣,特别是流经城镇河段、河口段的水质污染较严重。深圳河的总体水质有所改善,布吉河与大沙河总体水质呈下降趋势,布吉河污染最严重。茅洲河上游的主要污染物是总磷、石油类和非离子氨,其次是生化需氧量和高锰酸盐指数;下游的主要污染物是总磷,其次是生化需氧量、石油类和高锰酸盐指数;茅洲河水质劣于类,呈下降趋势。观澜河水质劣于类,主要污染物是总磷和石油类,观澜河的总体水质有所下降。西乡河的水质劣于类,主要污染物是总磷,总体水质变化幅度较小,基本稳定。龙岗河上游水质相对良好,没有污染物超标,达到类水质标准;中下游水质劣于类,主要污染物总磷,其次是石油类、生化需氧量、高锰酸盐指数和非离子氨;总体水质有所下降。坪山河上游水质达