绿洲城市化景观格局特征及可持续发展

前言/1

第一章 总论

1.1 研究依据/1

1.1.1 研究的意义/1

1.1.2 研究区域的典型性/5

1.2 国内外研究进展/8

1.2.1 绿洲城市国内外研究进展/8

1.2.2 绿洲相关领域国内外研究进展/14

1.2.3 有关城市扩展与生态环境研究进展/16

1.3 研究内容和技术路线/22

1.3.1 研究内容/22

1.3.2 技术路线/23

1.4 研究特色/24

第二章 城市化发展与土地利用景观空间格局变化

2.1 城市化过程中土地利用景观变化/27

2.1.1 数据来源及处理方法/27

2.1.2 土地利用景观指数选取/29

2.1.3 土地利用景观空间格局现状/30

2.1.4 土地利用景观变化及其生态环境效应分析/32

2.1.5 石羊河流域中下游地区绿洲土地利用类型变化比较/38

2.1.6 石羊河流域中下游绿洲耕地变化的空间特征及其关联分析/42

2.2 城市化过程土地利用空间扩展特征/46

2.2.1 城镇建设用地现状分析/46

2.2.2 建成区和农村居住用地空间扩展特征及其生态环境效应分析/48

2.2.3 城市化强度及其土地利用景观变化/52

2.2.4 建成区土地利用景观结构分析/70

第三章 城市化人居生态环境效应

3.1 人居生态环境内涵/74

3.2 数据来源/75

3.3 人居生态环境效应/76

3.3.1 自然生态环境/76

3.3.2 居住环境/81

3.3.3 基础设施建设/86

3.3.4 城市化的环境污染效应/91

第四章 城市化可持续发展评价

4.1 生态足迹评价/101

4.1.1 研究方法/101

4.1.2 结果与分析/111

4.2 水足迹分析/125

4.2.1 水足迹概念/125

4.2.2 计算方法/126

4.2.3 农业水足迹结构变化及其动力机制/127

4.2.4 农业水足迹利用率/130

4.2.5 农业水足迹的生态环境效应/132

4.2.6 城乡生活水足迹变化/134

4.2.7 城市化发展水资源供需及情景分析/135

第五章 主要结论和研究展望

5.1 主要结论/146

5.2 研究展望/151

参考文献/154

绿洲城市化及其生态环境效应是国内外绿洲研究热点问题之一，绿洲城市的发展是我国西北干旱地区最重要的城市类型之一。城市的扩展对脆弱的绿洲生态环境施加了巨大的正负效应。一方面，绿洲城市扩展的集聚效应对于生态环境的改善具有积极的作用。另一方面，由于自然、历史、经济和政治等方面的原因，绿洲城市扩展与生态环境之间形成了许多矛盾和危机，突出表现为水土资源的不合理利用开发对生态环境形成了巨大压力，生态环境急剧退化；绿洲城市快速扩展与资源和环境之间的矛盾日益尖锐，土地利用景观格局急剧变化，工业环境污染加大，严重制约着绿洲城市和区域社会经济的可持续发展。目前绿洲城市化过程中景观格局特征变化及可持续发展研究较为薄弱，尤其是我国绿洲典型区域石羊河流域近年来生态环境的急剧退化，已引起党和国家领导人的高度重视。石羊河中游武威绿洲是我国人口最多、密度最高的典型绿洲地区，也是我国灌溉农业最发达和水资源开发利用程度最高的绿洲之一。

李宇，男，1973年生，河北省保定市人，博士，中国科学院地理科学与资源研究所知识创新基地副研究员、硕士生导师，兼任中国生态经济学会区域生态经济专业委员会秘书长、中国自然资源学会资源经济研究专业委员会副秘书长、中国自然资源学会青年委员会委员、中国地理学会会员。主要从事区域生态经济、城市化与区域可持续发展研究。主持和参加完成国家级科研项目20多项。曾获国土资源部优秀成果二等奖1项、教育部科技进步三等奖、项、河北省农村新民居建设示范村规划优秀成果二等奖1项。在国内外学术刊物和国际会议发表论文30余篇。

本书针对全球变化背景下干旱区山地-绿洲-荒漠系统(MODS)格局及其时空特征，在系统介绍景观格局、景观动态及生态过程等研究背景的基础上，应用反馈机制原理、耦合关系原理、耗散机制原理等，重点从景观生态研究方法及景观生态制图、现代绿洲景观格局特征、景观格局与绿洲土壤理化性状空间变异规律、景观格局与绿洲区植被覆盖动态变化特征、景观格局与能值分析、绿洲景观格局的虚拟实现、景观规划及土地整理等方面，揭示了景观格局与生态过程的内在关系及其现实意义。

本书可作为生态学、地理学相关研究领域的科研、教学与工程技术人员的参考书，也可供资源科学、湿地科学、土地科学、遥感与GIS等学科本科生与研究生学习参考。

绪论/1

1干旱区景观格局及生态过程研究概况/5

1.1绿洲研究的一般情况/5

1.2景观格局与过程研究进展/7

1.2.1景观生态格局研究/9

1.2.2景观生态过程研究/9

1.2.3景观动态变化研究/11

1.2.4景观规划管理研究/12

1.3生态系统与人类活动互馈作用/13

1.3.1生态系统反馈机制/13

1.3.2反馈机制的形成原因/14

1.3.3反馈研究的主要内容和方法/15

1.3.4反馈机制研究的发展趋势/19

1.4研究区概况及研究目的和意义/20

1.4.1研究区自然地理概况/20

1.4.2研究目的及意义/222景观生态研究方法及景观生态制图/24

2.1研究总体思路与方法/24

2.1.1主要关注的科学问题/24

2.1.2研究方案及一般途径/29

2.2生态景观制图的趋势及特点/33

2.2.1生态景观制图的作用与意义/33

2.2.2专题制图学的发展趋势/342.2.3生态景观制图的主要特点/35

2.3生态景观制图的相关问题/37

2.3.1专题要素的表现方式与手法/37

2.3.2制图过程的数据采集与分析/38

2.3.3制图模式的设计与确定/38

2.3.4数字化技术的应用/39

2.3.5制图数据的分析/39绿洲景观格局及生态过程研究目录3现代绿洲景观格局特征/40

3.1现代绿洲与MODS耦合关系/40

3.1.1MODS耦合概念的理论价值/40

3.1.2MODS界面过程的研究重点/41

3.1.3MODS研究的发展趋势/45

3.2绿洲景观格局动态变化特征分析/45

3.2.1景观格局变化数据获取/46

3.2.2景观时空变化特征分析/47

3.2.3影响景观格局变化的主要因素/53

3.2.4景观格局变化过程的生态响应/54

3.3绿洲景观格局生态安全动态变化/56

3.3.1景观尺度生态安全研究方法/57

4 景观格局与绿洲土壤理化性状空间变异规律

4.1 北屯绿洲成土过程的地貌背景

4.2 北屯绿洲土壤类型及成土过程

4.3 北屯绿洲土壤盐分时空分异特征

4.4 北屯绿洲土壤养分空间变异规律

5 景观格局与绿洲区植被覆盖动态变化特征

5.1 景观水平植被动态研究方法

5.2 植被变化的特征分析

5.3 植被对人类活动的响应

6 景观格局与能值分析

6.1 能量分析和能值分析的区别

6.2 生态系统能值评价指标体系

6.3 绿洲生态系统能值评价结果

6.4 北屯绿洲生态系统耗散过程

7 绿洲景观格局的虚拟实现

7.1 3D地形可视化研究的意义

7.2 3D虚拟景观建模技术应用

7.3 3D地形的数字化实现

8 景观规划及土地整理

8.1 景观生态型土地整理的思考

8.2 绿洲景观的管理方式

8.3 景观生态型土地整理的案例

8.4 土地整理的景观生态影响评价

9 绿洲景观格局与生态过程研究的进展及创新

9.1 绿洲景观格局与生态过程研究主要进展

9.2 绿洲景观格局与生态过程研究展望

参考文献2100433B

生态水文是荒漠绿洲地区最重要的生态过程，与景观格局及其演变有着十分紧密的联系。探讨荒漠绿洲区景观格局与生态水文相互作用机制是进一步深化土地荒漠化等生态环境研究的基础。本项目以内蒙古巴彦淖尔市磴口县为研究区，通过样地调查、实验观测、遥感反演和模型模拟等手段，研究典型荒漠绿洲区景观格局与生态水文的相互关系和耦合方法，模拟景观格局对生态水文过程相互影响，揭示格局与过程耦合规律，进一步提出保障区域水资源可持续利用的生态景观优化配置模式。项目的研究成果有助于揭示景观格局对荒漠绿洲交错区生态水文过程调控的景观生态学意义，可为荒漠绿洲生态建设提供科学依据。