资源科学 ›› 2018, Vol. 40 ›› Issue (1): 32-43.doi: 10.18402/resci.2018.01.04
李建国1,2(), 王欢1, 王净1, 李强1, 张忠启1, 刘丽丽1, 濮励杰3,4(
)
收稿日期:
2017-06-09
修回日期:
2017-10-09
出版日期:
2018-01-20
发布日期:
2018-01-20
作者简介:
作者简介: 李建国,男,江苏泗阳人,博士,讲师,主要研究滩涂开发及其生态环境效应。E-mail:
基金资助:
Jianguo LI1,2(), Huan WANG1, Jing WANG1, Qiang LI1, Zhongqi ZHANG1, Lili LIU1, Lijie PU3,4(
)
Received:
2017-06-09
Revised:
2017-10-09
Online:
2018-01-20
Published:
2018-01-20
摘要:
陆地生态系统生产能力是区域生态系统服务的基础。城市化过程已经成为区域陆地生态系统生产能力损失的重要影响因素。借助遥感与地理信息技术估算区域的净初级生产力(NPP)、分析城市化过程对于定量评估城市化过程造成的区域陆地生态系统生产能力损失具有重要意义。本研究以城市化进程较快的江苏省为例,通过1985—2015年间5期江苏土地利用与覆被(LUCC)数据,分析近30年来江苏省城市化过程。同时,利用改进的CASA模型估算对应年份的NPP,引入分段线性回归拟合的方法精确评估城市化过程对NPP演变的影响。结果表明:借助线性拟合方法可以有效提高NPP损失评估的精度;江苏省1985—2015年间城市建设用地扩张呈缓慢的上升趋势,累计扩张10 452.74 km2,2005—2010年间扩张最快,苏南快于苏北;江苏省陆地生态系统生产能力(NPP)为(33.3~40.23) Tg C/a,呈缓慢上升的趋势,中南部的盐城与南通最高;近30年来江苏省城市建设用地扩张累计造成的陆地生态系统生产力损失约为4.43 Tg C~5.99 Tg C,其中,耕地被占用损失最大,湿地次之。研究预示,苏北未来陆地生态系统生产能力损失将大于苏南。提高未来城市化的质量,特别是绿地率,可以缓解城市化带来的未来陆地生态系统生产能力的损失。
李建国, 王欢, 王净, 李强, 张忠启, 刘丽丽, 濮励杰. 基于线性拟合的城市化过程对陆地生态系统生产能力的影响——以江苏省为例[J]. 资源科学, 2018, 40(1): 32-43.
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表1
江苏省不同时段建设用地扩张规模和速度"
1985—1995年 | 年均 | 1995—2005年 | 年均 | 2005—2010年 | 年均 | 2010—2015年 | 年均 | 合计 | |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
耕地→建设用地 | 2 190.92 | 219.09 | 908.59 | 90.86 | 5 443.48 | 1 088.70 | 1 148.95 | 229.79 | 9 691.94 |
林地→建设用地 | 2.60 | 0.26 | 43.59 | 4.36 | 111.93 | 22.39 | 16.67 | 3.33 | 174.80 |
草地→建设用地 | 0.86 | 0.09 | 76.88 | 7.69 | 103.49 | 20.70 | 8.21 | 1.64 | 189.43 |
湿地→建设用地 | 13.40 | 1.34 | 14.96 | 1.50 | 248.97 | 49.79 | 103.81 | 20.76 | 381.14 |
未利用地→建设用地 | - | - | - | - | 1.66 | 0.33 | 13.77 | 2.75 | 15.43 |
合计 | 2 207.78 | 220.80 | 1 044.02 | 104.40 | 5 909.53 | 1 181.00 | 1 291.42 | 258.20 | 10 452.74 |
表2
江苏省不同时段不同地类向建设用地转换导致的NPP损失"
1985—1995年变化量 | 1995—2005年变化量 | 2005—2010年变化量 | 2010—2015年变化量 | 累计变化量 | |
---|---|---|---|---|---|
耕地→建设用地 | -0.102 340 | -0.203 170 | -0.013 480 | -0.359 080 | -3.690 000 |
线性拉伸 | Y=-0.010 234x | Y=-0.010 080x-0.102 300 | Y=0.037 940x-0.203 200 | Y=-0.069 120x-0.013 500 | |
林地→建设用地 | -0.000 021 | -0.014 170 | -0.002 436 | -0.013 400 | -0.140 000 |
线性拉伸 | Y=-0.000 002x | Y=-0.001 415x-0.000 020 | Y=0.002 347x-0.014 200 | Y=-0.002 192x-0.002 400 | |
草地→建设用地 | 0 | -0.004 220 | -0.000 223 | -0.001 430 | -0.030 000 |
线性拉伸 | 0 | Y=-0.000 420x | Y=0.000 800x-0.004 200 | Y=-0.000 24x-0.000 200 | |
湿地→建设用地 | -0.000 244 | -0.005 060 | -0.003 123 | -0.312 750 | -0.920 000 |
线性拉伸 | Y=-0.000 024x | Y-0.000 48x-0.000 240 | Y=0.000 390x-0.005 060 | Y=-0.061 920x-0.003 120 | |
未利用地→建设用地 | 0 | 0 | 0.000 091 | -0.001 150 | -0.010 000 |
线性拉伸 | 0 | 0 | Y=0.000 018x | Y=-0.000 250x-0.000 090 | |
累计变化量 | -0.560 | -1.590 | -0.330 | -1.950 | -4.430 |
表3
区域总NPP年际变化累积量与城市扩展致NPP累计变化量"
城市 | 1985—1995年 | 1995—2005年 | 2005—2010年 | 2010—2015年 | 城市扩展导致的NPP累计变化量 | 总NPP年际变化累积量 | |
---|---|---|---|---|---|---|---|
苏北 | 扬州 | -0.05 | -0.09 | -0.01 | -0.02 | -0.17 | 0.47 |
淮安 | -0.08 | -0.10 | 0.01 | 0.08 | -0.09 | 0.17 | |
连云港 | 0.00 | -0.03 | -0.03 | -0.60 | -0.67 | -0.31 | |
南通 | -0.04 | -0.23 | 0.00 | 0.26 | 0.00 | 0.19 | |
宿迁 | -0.04 | -0.12 | -0.04 | -0.35 | -0.55 | -0.49 | |
泰州 | -0.06 | -0.42 | -0.09 | -0.17 | -0.74 | 0.18 | |
徐州 | -0.01 | -0.02 | -0.02 | -0.27 | -0.32 | -1.31 | |
盐城 | -0.08 | -0.07 | -0.02 | -0.24 | -0.41 | 0.90 | |
苏南 | 常州 | -0.07 | -0.08 | -0.02 | -0.07 | -0.23 | -0.05 |
南京 | -0.01 | -0.15 | -0.04 | -0.08 | -0.27 | 0.21 | |
无锡 | -0.07 | -0.03 | -0.04 | -0.36 | -0.49 | -0.03 | |
苏州 | -0.05 | -0.23 | -0.04 | -0.10 | -0.42 | 0.08 | |
镇江 | 0.00 | -0.03 | 0.00 | -0.03 | -0.06 | 0.22 | |
NPP累计变化量 | -0.56 | -1.59 | -0.33 | -1.95 | -4.43 | 0.22 |
表4
1985—2015年江苏省建设用地扩张来源"
城市 | 耕地→建设用地 | 林地→建设用地 | 草地→建设用地 | 湿地→建设用地 | 未利用地→建设用地 | 总计 | |
---|---|---|---|---|---|---|---|
苏北 | 扬州 | 509.13 | 2.09 | 4.22 | 6.22 | - | 521.66 |
淮安 | 529.00 | 17.66 | 0.84 | 16.54 | - | 564.04 | |
连云港 | 355.02 | 15.83 | 8.66 | 34.08 | - | 413.59 | |
南通 | 844.81 | 1.03 | 46.81 | 79.61 | - | 972.26 | |
宿迁 | 552.15 | 5.75 | 0.72 | 11.85 | - | 570.47 | |
泰州 | 590.48 | 0.52 | - | 14.70 | - | 605.69 | |
徐州 | 697.13 | 32.44 | 8.48 | 26.85 | 0.44 | 765.33 | |
盐城 | 839.32 | 1.11 | 43.97 | 15.43 | 0.17 | 900.01 | |
苏南 | 常州 | 603.81 | 3.75 | 0.12 | 18.07 | - | 625.75 |
南京 | 926.75 | 55.88 | 6.07 | 30.44 | 0.52 | 1 019.65 | |
无锡 | 859.56 | 27.49 | 1.21 | 32.61 | - | 920.88 | |
苏州 | 1 931.28 | 22.28 | 3.63 | 114.70 | 1.07 | 2 072.97 | |
镇江 | 450.60 | 30.95 | 3.47 | 15.40 | - | 500.43 | |
总计 | 9 689.04 | 216.82 | 128.18 | 416.50 | 2.20 | 10 452.74 |
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