基于耕地保护的典型黑土区生态用地增量配置研究

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1、基于耕地保护的典型黑土区生态用地增量配置研究ResearchontheAllocationofEcologicalLandIncrementinaTypicalBlackSoilAreaBasedonCultivatedLandProtection作者姓名：刘蜀涵专业名称：土地资源管理指导教师：王冬艳教授学位类别：管理学博士论文答辩日期：2018年6月1日授予学位日期：答辩委员会组成：姓名职称工作单位主席雷国平教授东北大学委员张平宇研究员中科院东北地理与农业生态研究所张树文研究员中科院东北地理与农业生态研究所王士君教授东北师范大学李红副教授吉林大学中文摘要基于耕地保护的典型黑土区生态用地

2、增量配置研究作者姓名：刘蜀涵专业名称：土地资源管理指导教师：王冬艳教授中文摘要生态良田建设是新时期耕地保护的重要目标，其关键是耕地与生态用地具有科学合理的数量及空间结构。快速城镇化背景下，中国正面临着社会经济发展、粮食安全以及生态保护三者之间的争地困境。生态用地作为具有重要生态价值的土地利用类型，其数量合理、质量稳定、空间布局适宜对维护区域生态安全、促进自然与社会系统的协调发展具有重要意义。在以追求经济增长为主导的城市快速发展阶段，对土地利用的关注通常集中在建设用地需求和耕地数量保障等方面，忽视了生态用地数量减少带来的耕地生态安全下降等问题。以区域土地生态安全为研究视角，通过对土地资源的

3、优化配置，实现生态用地数量增加的同时保护耕地数量、质量及生态安全，是提高区域土地生态安全水平、解决社会发展矛盾冲突和促进可持续发展的重要途径和有效手段。东北黑土区是重要的商品粮基地，在我国粮食生产中占有举足轻重的地位，其耕地保护具有重要的战略意义。辨析生态用地与耕地空间协调关系及耕地生态安全特征，是实现黑土区生态良田建设和生态环境保护的重要基础。本研究以中国东北典型黑土区（长春市）为研究区，在剖析快速经济发展对黑土区带来的土地利用和生态安全问题的基础上，通过多种土地利用动态变化分析方法探究研究区土地利用时空演变特征，并以协调度及匹配度指标测算生态用地与耕地空间协调关系，在此基础上，构建了

4、土地景观生态风险评价模型，评价研究区生态用地及耕地景观生态安全水平，明确耕地生态安全状况。利用地理加权回归模型分析不同条件要素对生态用地及耕地景观生态风险的影响，了解其作I吉林大学博士学位论文用方向及作用程度。最后，通过模拟多种情景下的生态用地增量配置格局，实现对生态用地的空间布局优化，得到以下主要结论：（1）1996-2015年间研究区土地利用变化较为剧烈，主要表现为建设用地的快速扩张和生态用地的显著缩减，其中1996-2009年较2009-2015年间土地利用变化更为频繁。受耕地保护政策等因素的影响，研究区耕地在研究期内流失与补充交替进行，但整体波动不大。人类活动为影响研究区土地转换

5、的首要因素，受此影响，研究期内土地利用转换类型主要包括耕地和生态用地向建设用地的转换，以及生态用地向耕地的转换。在人为因素和自然条件的综合作用下，生态用地转换频繁且破碎化程度加剧。（2）生态用地与耕地空间协调性分析结果表明，1996-2009年生态用地与耕地协调度空间分布差异不明显，严重失调区主要集中于主城区部分地区，2009-2015年间严重失调区有所缩减，且协调度空间分异特征明显增强，以主城区为高值集聚区呈向外扩张态势；匹配度结果表明，主城区为生态用地与耕地匹配程度变化最剧烈区域，表现为匹配度数值的显著下降。综合协调度与匹配度测算结果，城市扩张对生态用地与耕地间协调关系影响非常显著，

6、区域土地生态安全水平趋向空间不协调态势发展。（3）基于景观破碎度指数及脆弱度指数构建景观生态风险评价模型，探讨区域土地景观生态风险变化趋势及空间分异特征。结果显示，1996-2015年研究区大部分土地利用类型景观生态风险水平均呈显著上升趋势，且1996-2009年变化幅度明显高于2009-2015年。基于空间网格单元的生态用地与耕地景观生态风险评价结果表明，东部林地区生态用地及耕地景观生态风险等级较高，中部、西部及东北部耕地集中区域景观生态风险等级相对较低，但在研究期内呈显著增加态势。生态用地景观生态风险等级分布相对平缓，主要集中在二、三级风险区，一级和四级生态风险等级网格单元数量均高于

7、耕地；耕地景观生态风险等级分布相对集中，且在研究期内呈等级增加态势，主要表现为二级生态风险区向三级生II中文摘要态风险区的转变。（4）利用地理加权回归模型对生态用地与耕地景观生态风险影响因素进行局部回归分析，结果表明，不同影响因素对生态用地与耕地景观生态风险的影响均具有一定的方向异质性和空间差异性。从统计结果来看，高程、坡度、居民点比重及耕聚比对生态用地景观生态风险指数解释能力更强，回归系数变化幅度最大的影响因素为居民点比重，最小为