【摘要】： 科技進(jìn)步和社會(huì)生產(chǎn)力的提高在促進(jìn)社會(huì)高速發(fā)展的同時(shí),也帶來了人口劇增、資源短缺、環(huán)境污染、生態(tài)破壞等全球性生態(tài)問題威脅著人類未來生存與發(fā)展,生態(tài)環(huán)境安全作為國家安全的重要組成成分,已經(jīng)成為一個(gè)全球關(guān)注的問題,人類必須努力尋求一條人口、資源、環(huán)境和經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)的可持續(xù)發(fā)展道路。而生態(tài)控制是保證可持續(xù)發(fā)展的有效途徑,以往關(guān)于生態(tài)控制的研究僅僅出現(xiàn)在種群和群落的研究中利用它們的生活習(xí)性等特征進(jìn)行控制如對(duì)昆蟲、害蟲等的控制。生態(tài)環(huán)境規(guī)劃與建設(shè)中的生態(tài)控制目前還處于探索和嘗試階段,缺乏明確的概念界定,也沒有形成系統(tǒng)化的理論、方法和技術(shù)體系,因此,對(duì)生態(tài)環(huán)境規(guī)劃與建設(shè)的生態(tài)控制理論方法開展研究迫切而必要。 世界經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展和快速城市化使得人地矛盾日趨尖銳,資源已經(jīng)成為經(jīng)濟(jì)發(fā)展的制約。因此遠(yuǎn)離大陸的島嶼資源的開發(fā)利用受到各國政府廣泛的重視。與大陸相比,島嶼通常極易受到周圍水域的威脅,自然災(zāi)害頻繁,生態(tài)系統(tǒng)具有較高的脆弱性,對(duì)自然和人類干擾高度敏感;由于地理位置的孤立性和資源的有限性使得全球大部分島嶼都處于經(jīng)濟(jì)相對(duì)欠發(fā)達(dá)狀態(tài)。然而盲目的開發(fā)建設(shè)極易使本就脆弱的島嶼生態(tài)系統(tǒng)退化并威脅到生態(tài)環(huán)境安全,目前關(guān)于島嶼生態(tài)環(huán)境的研究,主要集中于島嶼資源的調(diào)查和分析方面,對(duì)開發(fā)建設(shè)中的人為干擾與島嶼生態(tài)環(huán)境安全的研究較少。對(duì)外聯(lián)系的交通廊道系統(tǒng)是島嶼經(jīng)濟(jì)發(fā)展的“瓶頸”。而交通廊道系統(tǒng)作為一種長距離、大范圍的人工景觀,在切割生態(tài)環(huán)境的同時(shí),也對(duì)系統(tǒng)周邊的生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生了不可逆的深遠(yuǎn)影響,嚴(yán)重威脅著生態(tài)環(huán)境的安全。高速公路作為一種強(qiáng)干擾型人工廊道系統(tǒng),是經(jīng)濟(jì)發(fā)展的最佳運(yùn)輸廊道,同時(shí)由于其速度快,距離長,流量大,強(qiáng)度高,輻射遠(yuǎn),因此對(duì)生態(tài)環(huán)境安全影響巨大。以往的研究大多關(guān)注廊道系統(tǒng)本身的物理構(gòu)成以及環(huán)境因子的監(jiān)測、影響和評(píng)價(jià),但常常是局部的不具有系統(tǒng)性,或者采取大宏觀的生態(tài)規(guī)劃但大多局限于理想狀態(tài),可操作性低。 對(duì)處于快速城市化過程中對(duì)資源需求巨大的我國而言,如何根據(jù)島嶼的區(qū)域生態(tài)環(huán)境安全特點(diǎn),研究強(qiáng)干擾型人工廊道建設(shè)的生態(tài)控制理論與方法顯得尤為迫切,對(duì)島嶼生態(tài)系統(tǒng)的開發(fā)建設(shè)、海岸帶的保護(hù)與利用以及豐富島嶼生態(tài)系統(tǒng)理論具有重要的理論與實(shí)踐意義。 本研究突出了“區(qū)域背景、戰(zhàn)略安全、生態(tài)控制”:即研究島嶼生態(tài)系統(tǒng)的區(qū)域背景中,強(qiáng)干擾人工廊道建設(shè)的生態(tài)環(huán)境安全戰(zhàn)略下的生態(tài)控制理論方法與技術(shù)工程。主要成果包括理論和案例研究兩個(gè)部分,具體如下: (1)界定了生態(tài)環(huán)境建設(shè)的生態(tài)控制的內(nèi)涵與特征屬性,建立生態(tài)控制的概念模型; (2)提出了島嶼生態(tài)系統(tǒng)中人工強(qiáng)干擾廊道建設(shè)的生態(tài)控制理論:即生態(tài)目標(biāo)控制、戰(zhàn)略背景控制、整體系統(tǒng)控制、規(guī)劃設(shè)計(jì)控制、內(nèi)容過程控制、技術(shù)與工程控制等理論,從生態(tài)環(huán)境建設(shè)的生命周期與工程技術(shù)構(gòu)建系統(tǒng)化的理論; (3)構(gòu)建了島嶼生態(tài)系統(tǒng)中人工強(qiáng)干擾廊道建設(shè)的生態(tài)控制技術(shù)與工程體系:信息疊加與緩沖分析的現(xiàn)代地理空間控制技術(shù);島嶼生態(tài)脆弱安全性評(píng)價(jià)的目標(biāo)與戰(zhàn)略控制技術(shù);生態(tài)節(jié)點(diǎn)識(shí)別與選擇的規(guī)劃與系統(tǒng)控制技術(shù);人工濕地與微生物系統(tǒng)污染與風(fēng)險(xiǎn)事故處理技術(shù)、島嶼生態(tài)安全背景下的景觀規(guī)劃技術(shù)、邊坡修復(fù)等綜合集成技術(shù)的內(nèi)容與過程控制;評(píng)價(jià)指標(biāo)體系與預(yù)警的管理與決策控制技術(shù);方案設(shè)計(jì)與實(shí)施的理論與實(shí)踐結(jié)合的控制技術(shù)。 (4)創(chuàng)造性地提出生態(tài)節(jié)點(diǎn)辨識(shí)選擇與控制的技術(shù):節(jié)點(diǎn)的界定、辨識(shí)、選擇、控制。 (5)提出了強(qiáng)干擾廊道系統(tǒng)邊界界定的方法;運(yùn)用“目標(biāo)因果控制”模型構(gòu)建了島嶼生態(tài)系統(tǒng)中廊道建設(shè)的生態(tài)安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系(DPSRC)。 (6)以穿越上海崇明島的崇啟高速公路廊道系統(tǒng)的建設(shè)為案例進(jìn)行研究,構(gòu)建島嶼生態(tài)環(huán)境脆弱性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系利用GIS軟件Arcmap9.1對(duì)廊道系統(tǒng)建設(shè)的區(qū)域背景——崇明島的環(huán)境安全進(jìn)行評(píng)價(jià),結(jié)果表明崇明島生態(tài)系統(tǒng)類型的生態(tài)環(huán)境脆弱度從高到低依次是林地＞灘涂濕地＞水體＞農(nóng)田＞城鎮(zhèn)建設(shè)區(qū)。 (7)在評(píng)價(jià)結(jié)果的基礎(chǔ)上對(duì)崇啟廊道的干擾機(jī)理進(jìn)行解析,界定了崇啟廊道路域生態(tài)系統(tǒng)的邊界,利用GIS的最小路徑成本分析技術(shù)對(duì)崇啟廊道的選線方案進(jìn)行評(píng)價(jià)選擇,確定廊道的路線方案。 (8)研究了崇啟廊道系統(tǒng)的壓力狀態(tài)響應(yīng)機(jī)理,運(yùn)用GIS緩沖分析和空間插值分析技術(shù)對(duì)崇啟高速廊道系統(tǒng)進(jìn)行緩沖分析,辨識(shí)與選擇出崇啟廊道系統(tǒng)的生態(tài)控制節(jié)點(diǎn)即k29兩側(cè)的原始灘涂濕地區(qū)、k29-k31之間的北湖濕地景區(qū),北橫引河的交匯處(k8)、向化與樞紐互通、陳家鎮(zhèn)居住區(qū)段(k0-k7)以及主要河流(堡鎮(zhèn)港、四、六、七、八、花漂港、匯中)交匯處等三個(gè)級(jí)別14個(gè)生態(tài)控制節(jié)點(diǎn),并提出節(jié)點(diǎn)控制工程技術(shù)。 (9)構(gòu)建崇啟廊道系統(tǒng)建設(shè)的綜合生態(tài)控制集成技術(shù)體系包括生態(tài)景觀規(guī)劃技術(shù)、人工濕地微生物地面徑流與風(fēng)險(xiǎn)事故處理技術(shù)、噪聲等環(huán)境污染處理技術(shù)、邊坡生態(tài)恢復(fù)技術(shù)以及相關(guān)路面橋梁工程等技術(shù)的綜合體系。 (10)基于島嶼與崇啟廊道兩種尺度,利用“目標(biāo)因果控制(DPSRC)”模型構(gòu)建廊道建設(shè)的生態(tài)安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系,并利用模型對(duì)崇啟廊道系統(tǒng)建設(shè)的生態(tài)環(huán)境安全進(jìn)行了評(píng)價(jià),結(jié)果表明崇明島嶼生態(tài)系統(tǒng)中崇啟強(qiáng)干擾廊道建設(shè)的生態(tài)安全指數(shù)為0.7809,達(dá)到預(yù)警標(biāo)準(zhǔn)中的第四安全級(jí)別(0.75-0.90)即淺藍(lán)色的預(yù)警狀態(tài),表示安全,但不是非常安全狀態(tài),如果在不進(jìn)行生態(tài)控制的條件下,其安全指數(shù)為0.5836,是預(yù)警標(biāo)準(zhǔn)中的黃色的中警狀態(tài)(0.45-0.60),即不安全,安全性降低25.27%,說明了生態(tài)控制的重要性。 (11)在綜合生態(tài)控制理論與方法以及相關(guān)評(píng)價(jià)與空間分析成果的基礎(chǔ)上,進(jìn)行了崇啟廊道系統(tǒng)建設(shè)的生態(tài)環(huán)境安全預(yù)警信息系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。
【圖文】：

和海洋生態(tài)系統(tǒng)輸入物質(zhì)與能量，生態(tài)流的通道是風(fēng)以及交通系統(tǒng)如航道、航空、橋梁、隧道等，而海洋和陸地生態(tài)系統(tǒng)就作為島嶼的生態(tài)源而參與整個(gè)區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)與能量流動(dòng)(圖2.1)。從垂直關(guān)系上，島嶼生態(tài)系統(tǒng)具有時(shí)間與空間上的發(fā)展變化歷程，這種變化T沐?、滋卜咯珊墨汗醚、一狙姜巍身黯接黯默黯糕器~丫腳娜二悶一止‘弓妞陸界血戈、夕孤~-一無耽毛硬島山與垂燕辣一溉一匯動(dòng)力學(xué)分析圖2.2島嶼源一流一匯垂直生態(tài)動(dòng)力學(xué)分析 Fig2.2Theanalysisofislandvertiealeeo一dyna而 esofsource一eorridor-sink是通過其構(gòu)成要素來表征的。島嶼生態(tài)安全格局由基質(zhì)一斑塊一廊道構(gòu)成，斑塊與基質(zhì)按照優(yōu)勢程度劃分，斑塊通常有農(nóng)田、森林、水體、灘涂濕地、人居等，廊道有河流水系、道路交通、防護(hù)林帶以及高壓走廊、候鳥遷徙通道等，.島嶼的

安全格局由生態(tài)源，，生態(tài)流、生態(tài)匯、緩沖區(qū)、通道、戰(zhàn)略點(diǎn)等組成。源、流、匯等的確定是相對(duì)的，與生態(tài)系統(tǒng)中構(gòu)成要素的生態(tài)位有關(guān)，而且同一種斑塊既可以是生態(tài)源又可以是生態(tài)匯。島嶼生態(tài)安全格局的源流匯關(guān)系具有水平生態(tài)位(更大尺度上與其他生態(tài)系統(tǒng)間關(guān)系)和垂直生態(tài)位(島嶼生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部要圖2.1島嶼源一流一匯水平生態(tài)動(dòng)力學(xué)分析Fig2.ITheanalysisofislandhorizontaleco-dynamicsofsouree一eorridor一sink索在時(shí)間}二的關(guān)系)。水平關(guān)系[，與島嶼的地理位置相對(duì)的其他生態(tài)系統(tǒng)卜要有陸地生態(tài)系統(tǒng)與海洋生態(tài)系統(tǒng)，此時(shí)島嶼作為研究對(duì)象是生態(tài)匯，需要從陸地和海洋生態(tài)系統(tǒng)輸入物質(zhì)與能量，生態(tài)流的通道是風(fēng)以及交通系統(tǒng)如航道、航空、橋梁、隧道等，而海洋和陸地生態(tài)系統(tǒng)就作為島嶼的生態(tài)源而參與整個(gè)區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)與能量流動(dòng)(圖2.1)。從垂直關(guān)系上，島嶼生態(tài)系統(tǒng)具有時(shí)間與空間上的發(fā)展變化歷程，這種變化
【學(xué)位授予單位】：復(fù)旦大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2008
【分類號(hào)】：X321

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1 黃磊昌;島嶼生態(tài)系統(tǒng)中強(qiáng)干擾廊道建設(shè)的生態(tài)控制理論與方法[D];復(fù)旦大學(xué);2008年

本文編號(hào)：2668330