滨海新区湿地景观格局与生态系统服务价值变化及预测研究

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本论文利用3S技术手段,应用土地利用转移矩阵、Kappa指数系列和景观指数对天津市滨海新区1984到2008年的景观变化进行综合分析,同时应用CLUE-S模型在无湿地保护与湿地保护两个方案下对该区域2009至2020年的景观进行动态变化模拟。建立研究区生态服务价值体系并确定各生态服务类型价值当量与单位服务价值,依据两个预测方案结果对滨海新区进行生态服务价值评价与预测。文章主要得出以下结论:   1.1984至2008年期间,滨海新区土地利用/覆被变化较为显著。利用转移矩阵法对研究区土地变化研究发现,滨海新区土地变化以其他用地类型向建设用地转化为主,湿地面积呈现不断减少的发展趋势。利用Kappa指数对研究区土地利用变化进行分析,结果显示研究期内滨海新区Kappa指数值为44.57%,接近下限值40%,说明滨海新区土地利用类型变化比较明显。   2.应用景观指数对1984至2008年间滨海新区的景观格局变化研究表明,滨海新区景观利用过程中景观形状趋于多样化,景观破碎化程度日趋严重。各项景观指数的研究结果表明,滨海新区近年来的景观变化基本是在城市规划和土地规划下的有序变化,反映了人为干扰在滨海新区景观变化中的主导作用。   3.在无湿地保护方案与湿地保护两种方案的作用下,湿地面积呈现两种不同的发展趋势。在无湿地保护方案下,包括滩涂、盐田、水域和未利用地在内的湿地迅速减少,建设用地持续增加。在湿地保护方案下,未纳入保护范围的盐田仍将持续减少,但滩涂、水域和未利用地等其它湿地类型将保持相对稳定,总的湿地面积呈现缓慢减少的趋势。   4.从供给服务、调节服务、支持服务和文化服务四个服务类型选择食物生产、原材料生产、景观愉悦、空气净化、气候调节、水源涵养、抗御海岸侵蚀、土壤形成与保持、污水处理、生物多样性维持为滨海新区湿地生态服务功能。利用专家调查法确定10项生态服务功能的价值当量,确定了单位面积生态系统的生态服务价值单价。对滨海新区生态系统服务价值的计算结果表明,湿地生态系统服务价值占滨海新区生态系统服务价值比例超过90%。1984至2004年间,滨海新区的生态服务价值呈现下降趋势,其中湿地面积减少是最重要的影响因素。   5.利用生态系统服务功能评估体系对两种方案下滨海新区2009-2020年的生态系统服务价值进行评估。结果表明,湿地保护方案下,滨海新区生态系统服务价值由2008年的24.51×108元缓慢下降至2020年20.54×108元。无湿地保护方案下,则快速降至17.57×108元。湿地保护方案对缓解滨海新区的经济发展对环境的压力将起到重要作用。   6.无论采取何种方案,在经济发展的巨大压力下,滨海新区生态服务价值都将呈现下降的趋势。因此,要想实现滨海新区宜居生态型新城区的目标,在对现有湿地进行保护的基础上,还应积极开展生态建设,有条件的恢复历史湿地和新建人工湿地,提高滨海新区生态服务功能。
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