本文關(guān)鍵詞：海島城市化時(shí)空格局演變及其陸島聯(lián)動(dòng)的響應(yīng)研究

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【摘要】：在海洋經(jīng)濟(jì)大發(fā)展的背景下,海島成為對外開放的前沿地帶,陸島聯(lián)動(dòng)成為一種新的發(fā)展趨向。由于海島生態(tài)系統(tǒng)的脆弱性決定海島生態(tài)保護(hù)、特色開發(fā)和可持續(xù)發(fā)展的必要性和迫切性。長期以來海島重開發(fā)輕保護(hù),缺乏動(dòng)態(tài)監(jiān)測,規(guī)劃和管理明顯滯后。因此開展海島城市化演變及其驅(qū)動(dòng)力和效應(yīng)分析十分必要,將為海島可持續(xù)發(fā)展提供科學(xué)依據(jù)。本文以浙江省主要海島為研究對象,利用遙感、地理信息系統(tǒng)、景觀生態(tài)學(xué)和空間統(tǒng)計(jì)學(xué)等方法,對1980-2013年間海島土地利用變化和城市化時(shí)空格局演變展開研究;并以陸島聯(lián)動(dòng)為切入點(diǎn),比對陸島城市化水平差異,探索不同聯(lián)動(dòng)模式下陸島城市時(shí)空格局演變規(guī)律。借助空間回歸模型,深入挖掘城市化對海島景觀格局演變的影響機(jī)制;并以浙江省洞頭縣為典型案例,從生態(tài)保護(hù)和城市擴(kuò)張角度出發(fā),利用最小累積模型構(gòu)建海島生態(tài)適應(yīng)性分區(qū);最后提出海島合理開發(fā)利用的科學(xué)建議。主要研究內(nèi)容和結(jié)論如下:(1)基于長時(shí)間序列的遙感數(shù)據(jù)(1980-2013),對不同區(qū)位、不同功能類型的海島土地利用變化進(jìn)行分析,突出量化海島圍墾用地功能演變規(guī)律。隨著城市化進(jìn)程加快,浙江省海島城市發(fā)展與土地資源矛盾日益加劇,1980至2013年通過大量圍墾新增土地241.26 km~2,圍墾強(qiáng)度和圍墾速度持續(xù)增加,2000-2013期間圍墾面積是前二十年(1980-2000)的11倍,年均增長率遠(yuǎn)高于整個(gè)研究期水平(0.91 km~2/年v.s.0.43 km~2/年)。圍墾區(qū)域土地利用類型劇烈變化,建設(shè)占比不斷升高。33年間,49.52%的新增土地轉(zhuǎn)為建設(shè)用地,25.33%變成水體。圍墾為海島發(fā)展提供大量土地空間,也導(dǎo)致海島土地利用空間布局發(fā)生轉(zhuǎn)變。研究初期,土地利用變化主要集中在本島陸域范圍。隨著建設(shè)用地需求急劇增加,海島耕地、水體和林地被陸續(xù)開發(fā),至2013年建設(shè)用地面積趕超耕地,成為海島地區(qū)第二重要的土地類型,林地優(yōu)勢度持續(xù)降低,土地利用變化熱點(diǎn)區(qū)域不斷向沿海移動(dòng),圍墾區(qū)域建設(shè)占比高于整個(gè)海島水平(25.34%v.s.20.38%)。不同功能類型的海島在土地開發(fā)利用方面存在顯著差異,綜合型海島在城市化進(jìn)程中土地利用變化最為劇烈(變化總量為355.25 km~2),其中建設(shè)占用耕地是其首要變化方向。港口物流型和臨港工業(yè)型海島憑借其良好的區(qū)位條件和岸線資源優(yōu)勢,近年來迅速發(fā)展,土地利用變化程度遠(yuǎn)高于其他類型海島,向海要地是建設(shè)用地?cái)U(kuò)張和水體增加的主要來源。以嵊泗縣的洋山島為例,為了打造洋山島深水港區(qū),整個(gè)研究期間圍墾范圍超過本島面積三倍,超過70%的圍墾新增土地轉(zhuǎn)換成建設(shè)用地。隨著人類加大海島開發(fā)力度,區(qū)位條件等自然因素的影響逐漸弱化,政府決策和產(chǎn)業(yè)布局對海島土地利用方式及發(fā)展方向起到主導(dǎo)作用。(2)從經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)、人口城市化與空間城市化角度剖析1980-2013年間浙江省海島城市化時(shí)空格局,量化區(qū)位條件、社會經(jīng)濟(jì)和地形因素的影響機(jī)制。結(jié)果表明:1980-2013期間浙江省海島經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展,產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)由傳統(tǒng)農(nóng)漁業(yè)為主轉(zhuǎn)向綜合開發(fā)利用。33年間建設(shè)用地增加394.85 km~2,2000-2013年擴(kuò)張面積約為前20年的三倍(206.46km~2 v.s.73.31km~2)。新增建設(shè)用地大量集聚于海拔高度低于50米、坡度小于5度的近岸海島。隨著城市化進(jìn)程全面推進(jìn),海島建設(shè)用地向高海拔、高坡度地區(qū)蔓延,遠(yuǎn)岸海島也加入到開發(fā)建設(shè)中。不同于沿�？焖俪鞘谢瘏^(qū)域,海島的自然條件和經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)限制了人口增長和集聚,人口因子對浙江省海島建設(shè)用地?cái)U(kuò)張并無顯著影響。通過多元逐步回歸分析,第二產(chǎn)業(yè)和第三產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展是其首要驅(qū)動(dòng)因素。產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和產(chǎn)業(yè)布局調(diào)整導(dǎo)致建設(shè)用地需求急劇增加,新增建設(shè)用地由城市中心向海島四周沿岸快速蔓延,主要用于港口、物流基地、臨海產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)和濱海旅游設(shè)施等建設(shè)。綜合運(yùn)用景觀格局指數(shù)和空隙度分維數(shù)方法,提取基于斑塊信息和空間信息的海島建設(shè)用地空間分布特征,結(jié)果顯示:海島建設(shè)用地連片擴(kuò)張顯著,但斑塊形狀更加復(fù)雜,城市空間的優(yōu)勢地位逐漸提高。從土地集約利用角度出發(fā),利用城市擴(kuò)張模型分析海島建設(shè)用地?cái)U(kuò)張模式及其對政府發(fā)展戰(zhàn)略的響應(yīng)。玉環(huán)縣城市擴(kuò)張強(qiáng)度最高且擴(kuò)張模式最為緊湊,建設(shè)用地填充式擴(kuò)張比例逐年上升,政府通過調(diào)整空間布局,引導(dǎo)城市朝著更加有序、集約的方向發(fā)展。近十年,定海區(qū)和普陀區(qū)在政府的引導(dǎo)下城市發(fā)展也逐步集聚。洞頭縣、岱山縣和嵊泗縣的建設(shè)用地飛地式擴(kuò)張占比較高,土地利用相對粗放�？傮w而言,政府在城市發(fā)展和土地征用方面起到一定監(jiān)管作用,但發(fā)展戰(zhàn)略對建設(shè)用地的布局具有很強(qiáng)的導(dǎo)向性,一些大型開發(fā)項(xiàng)目和互聯(lián)互通工程的實(shí)施導(dǎo)致建設(shè)用地不斷向外蔓延。提高土地利用效率、優(yōu)化空間布局仍是未來海島發(fā)展的關(guān)鍵。針對不同海島的發(fā)展階段和功能布局,要因島制宜,合理分配建設(shè)用地指標(biāo)。(3)首次以陸島聯(lián)動(dòng)為切入點(diǎn),以浙江省寧波-舟山陸島一體化為典型案例,探索陸島城市發(fā)展的聯(lián)動(dòng)格局和內(nèi)在差異。從經(jīng)濟(jì)水平、建設(shè)強(qiáng)度以及城市空間重心轉(zhuǎn)移的角度揭示陸島兩地城市化水平。寧波市區(qū)經(jīng)濟(jì)水平、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和建設(shè)強(qiáng)度遠(yuǎn)高于舟山市區(qū)。2000年后,舟山市區(qū)加快發(fā)展速度,不斷向其靠攏。兩個(gè)城市建設(shè)用地均表現(xiàn)出早期向市中心集中后向四周擴(kuò)張的趨勢。利用梯度分析結(jié)合景觀指數(shù)探究了陸島一體化的聯(lián)動(dòng)格局演變規(guī)律。隨著沿海發(fā)展戰(zhàn)略調(diào)整,寧波、舟山兩地由獨(dú)立發(fā)展逐漸升級為互聯(lián)互動(dòng)發(fā)展模式,形成"沿海城市-島均"聯(lián)動(dòng)、"島嶼-島嶼"聯(lián)動(dòng)和"港口-島嶼"聯(lián)動(dòng)三種主要模式�？绾４髽�、連島工程等重大基礎(chǔ)設(shè)施的完工,徹底打破了行政界線和自然阻隔,帶動(dòng)寧波市區(qū)東部沿岸及大榭島的迅速擴(kuò)張,土地利用更為集聚,也使得舟山西部海島及北部港口煥發(fā)生機(jī)。"沿海城市-島嶼"聯(lián)動(dòng)模式初顯成效;與此同時(shí),舟山連島工程極大增強(qiáng)了舟山本島的輻射效應(yīng),周圍海島主動(dòng)向其靠攏,"島嶼-島嶼"聯(lián)動(dòng)模式進(jìn)一步提升舟山市整體城市化水平。不同戰(zhàn)略導(dǎo)向使得陸島聯(lián)動(dòng)模式呈現(xiàn)多元化。寧波南部的梅山保稅港和舟山市的六橫島臨港產(chǎn)業(yè)區(qū)互動(dòng)發(fā)展已逐步顯現(xiàn),"以港興市"、"港口-島嶼"聯(lián)動(dòng)的實(shí)施,促使跨區(qū)域合作進(jìn)入新的發(fā)展階段。未來寧波舟山一體化發(fā)展要繼續(xù)強(qiáng)化寧波市區(qū)的核心集聚效應(yīng),加強(qiáng)舟山地區(qū)的推動(dòng)作用。本文揭示了突破行政區(qū)劃界限、互聯(lián)互通工程為支撐、多種聯(lián)動(dòng)方式互補(bǔ)共存的陸島一體化格局,為進(jìn)一步深化陸島聯(lián)動(dòng)研究和國家沿海區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供重要借鑒。(4)海島快速城市化對其景觀格局產(chǎn)生深遠(yuǎn)而復(fù)雜的影響,本文從岸線景觀和整體景觀兩個(gè)方面分析浙江省海島景觀格局的時(shí)空演變特征。利用分形維數(shù)定量描述人為活動(dòng)對海島岸線形態(tài)的影響程度,結(jié)果表明:1980-2013年,大量圍墾導(dǎo)致岸線長度縮減2577.85 km,分形維數(shù)下降,形態(tài)趨于平直,蜿蜒曲折的自然岸線被人工表面所替代,其景觀價(jià)值銳減。應(yīng)用景觀指數(shù),從破碎度、優(yōu)勢度、聚集度和多樣性等方面對海島縣域范圍和網(wǎng)格尺度上的景觀格局展開探究�？h域尺度上,強(qiáng)烈的人為干擾導(dǎo)致海島不同景觀類型之間迅速轉(zhuǎn)換,生態(tài)景觀優(yōu)勢度和連通度持續(xù)下降。海島整體景觀趨向于破碎化、散布化和無序化。網(wǎng)格尺度分析進(jìn)一步揭示了海島景觀格局變化的熱點(diǎn)區(qū)域,城市中心斑塊趨于緊湊,隨著建設(shè)用地蔓延和圍墾活動(dòng),近年來沿海地帶和圍墾新區(qū)景觀格局更加復(fù)雜。以玉環(huán)縣為例,利用空間回歸模型,定量分析城市化因子對景觀格局的影響機(jī)制。結(jié)果顯示:玉環(huán)縣景觀指數(shù)變化呈現(xiàn)顯著空間自相關(guān),且Moran's Ⅰ數(shù)值持續(xù)增加,說明其景觀指數(shù)的空間依賴性不斷增強(qiáng)。城市化強(qiáng)度是造成玉環(huán)縣景觀格局破碎的主要原因,道路因子、城市中心并未對海島景觀格局變化產(chǎn)生顯著影響。隨著城市中心開發(fā)接近飽和,中心輻射效應(yīng)逐步削弱,交通體系不完善成為限制玉環(huán)城市發(fā)展的重要原因�？臻g誤差模型在驅(qū)動(dòng)機(jī)制研究中顯示出更好效果,表明影響海島景觀格局變化的因子更加復(fù)雜。海島景觀格局變化對城市化的響應(yīng)機(jī)制表現(xiàn)出明顯的時(shí)間和空間特征,所以在研究中要強(qiáng)調(diào)時(shí)空尺度的選擇。認(rèn)清二者交互影響的規(guī)律,為引導(dǎo)海島城市合理擴(kuò)張和可持續(xù)發(fā)展提供支撐。從生態(tài)保護(hù)和城市擴(kuò)張出發(fā),本文以洞頭縣為例,利用最小累積模型劃分海島生態(tài)適應(yīng)性分區(qū),結(jié)果顯示海島地區(qū)適宜開發(fā)建設(shè)的土地占比較低(小于20%),重點(diǎn)開發(fā)區(qū)主要集中在個(gè)別海島,優(yōu)化開發(fā)區(qū)分布較為分散,不同海島之間發(fā)展條件相差較大。在未來城市發(fā)展中應(yīng)將新增建設(shè)用地優(yōu)先布局在重點(diǎn)開發(fā)區(qū)內(nèi),減少對生態(tài)環(huán)境的破壞。優(yōu)化開發(fā)區(qū)和限制開發(fā)區(qū)的劃定也有利于城市開發(fā)邊界的確定,控制城市擴(kuò)張強(qiáng)度。本節(jié)研究方法可為其他海島地區(qū)的城市發(fā)展、土地利用規(guī)劃提供借鑒,對海島開發(fā)與保護(hù)、區(qū)域社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展、環(huán)境變化研究具有一定參考價(jià)值。(5)在我國海洋發(fā)展戰(zhàn)略的推動(dòng)下,浙江省海島城市化進(jìn)程將會持續(xù)。當(dāng)前海島開發(fā)利用面臨著重開發(fā)輕保護(hù),規(guī)劃管理滯后的嚴(yán)峻局面,建設(shè)占用耕地突出、景觀格局破碎化顯著、圍墾強(qiáng)度劇烈、空間布局粗放。在未來海島發(fā)展中,首先要科學(xué)評估海島價(jià)值,做到合理規(guī)劃、特色開發(fā)和分類保護(hù)。綜合型、港口物流型和臨港工業(yè)型海島因其發(fā)展需求,建設(shè)擴(kuò)張和岸線開發(fā)必然繼續(xù)增加,因此在發(fā)展過程必須升級產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、合理配置建設(shè)用地指標(biāo)、優(yōu)化區(qū)域空間布局、提高土地集約利用,遵循"宜港則港、宜養(yǎng)則養(yǎng)、宜農(nóng)則農(nóng)、宜圍則圍,圍促結(jié)合"的圍墾原則。旅游型海島應(yīng)以保護(hù)自然資源為基礎(chǔ),禁止過度開發(fā)和無序圍墾,深入探索"一島一特色"生態(tài)友好型開發(fā)模式。其次,近岸大型海島或組團(tuán)海島要加強(qiáng)陸島聯(lián)動(dòng)發(fā)展,深化產(chǎn)業(yè)聯(lián)動(dòng)內(nèi)容,實(shí)施差異化發(fā)展,尤其提升海島對陸域城市發(fā)展的推動(dòng)作用,并積極探索聯(lián)動(dòng)模式多元化,實(shí)現(xiàn)國內(nèi)國際聯(lián)動(dòng)合作機(jī)制。最后,要加強(qiáng)科學(xué)監(jiān)管和立法執(zhí)法制度,實(shí)施"數(shù)字海洋"平臺,對海島開發(fā)利用做到動(dòng)態(tài)監(jiān)測,優(yōu)化管理機(jī)制,打破行政界線和部門界線,協(xié)調(diào)促進(jìn)我國海島可持續(xù)發(fā)展,助力海洋強(qiáng)國夢。
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：F299.2
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本文編號：1278672