上海土地利用覆被變化過程、機制與環(huán)境效應(yīng).pdf

1、土地利用/覆被變化(LUCC)是當前全球環(huán)境變化研究領(lǐng)域的前沿課題，而開展典型區(qū)LUCC案例研究是認識全球變化的重要途徑之一。選擇不同尺度的典型區(qū)，系統(tǒng)開展土地利用覆被變化過程、格局、強度、機制和效應(yīng)的研究，具有重要現(xiàn)實意義和科學價值。鑒于此，基于遙感、GIS技術(shù)，選取長江三角洲改革開放開發(fā)的前沿陣地上海為例，利用航空與航天遙感影像解譯數(shù)據(jù)、重金屬和營養(yǎng)鹽等環(huán)境指標，圍繞“上海土地利用/覆被變化過程、機制與環(huán)境效應(yīng)”這一科學問題，開展了

2、一系列的研究工作，取得了以下主要研究成果： (1)根據(jù)地物光譜特征，引入LandsatETM圖像熱紅外波段并結(jié)合NDBI指數(shù)法，構(gòu)建了基于地物光譜特征的城鎮(zhèn)覆被提取模型，同時利用多步驟分類方案進行遙感信息的提取。 (2)從土地利用/覆被變化的宏觀格局和過程來看，1985～2000年期間，上海表現(xiàn)為城市化過程明顯、LUCC區(qū)域差異顯著的基本特征。 (3)基于統(tǒng)計數(shù)據(jù)的研究發(fā)現(xiàn)，近50年來，耕地資源的流失存在明顯的區(qū)

3、域差異，1954～2003年，流失較嚴重的區(qū)域為閔行、浦東、寶山等，這些行政區(qū)經(jīng)濟發(fā)展較快，是上海市的“形成層”，城鎮(zhèn)擴展迅速；耕地資源流失相對較輕的區(qū)域有崇明、金山、南匯等，這些區(qū)域的經(jīng)濟發(fā)展速度相對較慢，遠離上海中心城區(qū)。 (4)上海城鎮(zhèn)建設(shè)用地的擴展在不同時期存在較大差異。1985～1995年，城鎮(zhèn)用地擴展主要集中于老城區(qū)外圍的城市邊緣區(qū)；1995～2000年，城市擴展地區(qū)差異更為明顯。 (5)從LUCC的微觀格局

4、、過程與規(guī)律來看：浦東新區(qū)快速城市化特征顯著，在2000～2003年3年間，居民工礦用地遞增速率4.2％/a，交通用地年平均增長率高達14.1％；城鎮(zhèn)建設(shè)用地迅速增加的同時，農(nóng)田、水域、濕地在迅速的縮減，農(nóng)田成為其他土地利用類型新增面積主要來源；農(nóng)田相對變化率較大的區(qū)域集中于上海城市邊緣區(qū)的鄉(xiāng)鎮(zhèn)中，與居民工礦用地相對變化率較大的行政區(qū)基本吻合；土地利用變化區(qū)域差異顯著且道路指向性明顯；城鄉(xiāng)結(jié)合部土地利用受到人類活動強烈擾動，農(nóng)用地所占比

5、重迅速下降，斑塊變的更為破碎；工業(yè)用地、公共建筑、住宅用地、道路廣場快速擴張并成為主導類型。 (6)城市化進程中，河網(wǎng)水系主要表現(xiàn)為水域面積減少和河網(wǎng)密度的快速降低，縱橫交錯干支流組成的“網(wǎng)”狀水系變成了僅由干流組成的“口”狀水系，河網(wǎng)水系的生態(tài)功能受到破壞；河網(wǎng)縮減具有顯著的區(qū)域差異特征，河網(wǎng)流失的主體部分集中在城鄉(xiāng)交替地帶，河網(wǎng)密度年均縮減率自中心城區(qū)由近至遠形成“慢—較快—快—較慢—慢”的變化態(tài)勢。 (7)土地利用

6、/覆被變化受自然和人文因子共同驅(qū)動。主要交通線對土地利用格局的形成，尤其是城鎮(zhèn)用地擴展的速度和方向有著重要的影響，存在強烈的導向作用，各主要干道成為建成區(qū)空間擴展的走廊，而交通干道之間的區(qū)域則發(fā)展相對緩慢，緩沖區(qū)分析表明，主要干道兩側(cè)土地利用發(fā)生變化的概率一般隨著距干道距離的增大而減??；國家和地方政策的調(diào)控、經(jīng)濟發(fā)展、人口的增長等導致了地區(qū)土地利用/覆被變化顯著的區(qū)域差異性；主成分分析表明，經(jīng)濟因素是影響上海耕地變化最為關(guān)鍵的因素，耕地

7、數(shù)量隨著GDP、全社會固定資產(chǎn)投資、農(nóng)林牧副漁總產(chǎn)值的增加而呈對數(shù)型減少。 (8)在城市化的進程中，城市土壤、灰塵和降雨徑流中營養(yǎng)鹽、重金屬出現(xiàn)了不同程度的富集，從而產(chǎn)生了自然生態(tài)過程破壞、環(huán)境污染等一系列環(huán)境問題；而由于人類活動強度與方式存在差異，城市不同土地利用方式的土壤、地表灰塵、降雨徑流中的污染指標也存在差異。 (9)不同土地利用方式重金屬污染現(xiàn)狀研究中，著重研究了Cu、Zn、Pb、Cr在不同土地利用方式土壤中的

8、污染現(xiàn)狀與累積特征，發(fā)現(xiàn)建設(shè)用地各項指標明顯偏高，已經(jīng)受到污染，農(nóng)田、林地、草地超標率較低，與其土壤背景值沒有顯著差異，土壤環(huán)境質(zhì)量整體尚好。 .(10)上海地區(qū)重金屬污染評價分級結(jié)果表明，農(nóng)業(yè)用地質(zhì)量整體尚好，土壤優(yōu)良率為71.4％，合格率為94.9％，不合格率為5.1％。1級土壤主要分布在崇明大部、奉賢和南匯的南部、金山、青浦的部分地區(qū)；2級土壤分布于青浦、松江、金山、奉賢、南匯、崇明；3級土壤分布于嘉定、閔行、寶山、浦東新