【摘要】：當前,我國正在經歷快速城市化過程,農業(yè)人口不斷向城市轉移,城市的數量和規(guī)模都在不斷的增長及擴張,同時也出現了一系列城市生態(tài)環(huán)境問題,生態(tài)環(huán)境整體功能下降,生態(tài)不斷惡化,已成為阻礙人類生存和經濟社會可持續(xù)發(fā)展進程中的主要問題之一。景觀生態(tài)格局能夠反映區(qū)域景觀的生態(tài)過程,不同景觀生態(tài)格局具有改善生態(tài)環(huán)境或使生態(tài)環(huán)境退化的不確定性。不合理的景觀生態(tài)格局會引發(fā)如環(huán)境污染、氣候變暖、城市洪災等諸多問題�；诰坝^生態(tài)學“斑塊-廊道-基質”理論,科學識別研究區(qū)生態(tài)源、生態(tài)廊道、生態(tài)節(jié)點和生態(tài)基質,構建城市生態(tài)網絡空間,基于此,優(yōu)化城市景觀生態(tài)格局,實現調節(jié)和改善城市生態(tài)環(huán)境,提升生態(tài)環(huán)境功能的連續(xù)性和完整性,這是解決問題的有效途徑。從生態(tài)過程來研究景觀格局的優(yōu)化問題是一個新的、頗有前景的研究方向。然而,目前這方面的研究有一定難度并且研究缺少可靠的方法手段。面對城市建設用地布局的高連通性與生態(tài)網絡空間的低連接度的空間結構現狀,以增強城市生態(tài)用地網絡化為目標的城市景觀生態(tài)格局規(guī)劃是對傳統(tǒng)城市生態(tài)規(guī)劃的有效補充,本研究旨在完成城市生態(tài)網絡的分析與評價,構建生態(tài)功能完整、生態(tài)網絡連通的城市景觀生態(tài)格局。本文以哈爾濱市中心城區(qū)為研究區(qū),對城市生態(tài)網絡進行空間上的分析與評價,在此基礎上,對構成城市生態(tài)網絡的“生態(tài)源-生態(tài)廊道-生態(tài)節(jié)點-生態(tài)基質”各個組成要素的空間格局進行優(yōu)化。彌補以往學者多憑經驗分析哈爾濱市生態(tài)網絡現狀、定性提出規(guī)劃對策的不足之處,采用定量和定性分析方法,基于景觀生態(tài)學“斑塊-廊道-基質”理論,科學識別研究區(qū)生態(tài)源、生態(tài)廊道、生態(tài)節(jié)點和生態(tài)基質,構建城市生態(tài)網絡空間,分析城市生態(tài)網絡空間連接度強弱分布情況,進而找出優(yōu)化重點,對研究區(qū)生態(tài)源地-生態(tài)廊道-生態(tài)節(jié)點-生態(tài)基質構成的生態(tài)網絡的數量和空間格局進行優(yōu)化,應用GIS技術和CA-Marcov模型實現基于生態(tài)網絡要素的景觀生態(tài)格局優(yōu)化,構建生態(tài)網絡連通、生態(tài)功能完整的理想景觀生態(tài)格局,提高城市景觀生態(tài)系統(tǒng)的功能連接度和結構連接度,強化生態(tài)源地、生態(tài)廊道和生態(tài)節(jié)點間的空間聯系,進而維持景觀生態(tài)格局穩(wěn)定發(fā)展。研究成果為中小尺度的生態(tài)環(huán)境保護和城市規(guī)劃提供科學依據和理論指導。主要研究內容與成果如下:本文運用空間屬性指標——生態(tài)源地形狀指數、生態(tài)源度數或生態(tài)節(jié)點度數以及γ、β、α指數,在研究區(qū)范圍內,通過對生態(tài)源地、生態(tài)廊道和生態(tài)節(jié)點等生態(tài)網絡要素進行空間評價,實現了城市生態(tài)網絡空間可視性表達,解決了評價指標與城市生態(tài)網絡空間不匹配的問題,突破了已有研究僅用一個指標對城市進行整體評價無法進行可視化表達的弊端。本文以哈爾濱市城市總體規(guī)劃(2011-2020年)相關數據為數據源,運用累積耗費距離模型,科學識別研究區(qū)的生態(tài)源、生態(tài)廊道和生態(tài)節(jié)點等城市生態(tài)網絡構成要素,構建基于三者關系構成的城市生態(tài)用地空間連接度評價基礎模型,在此基礎上,通過計算各個生態(tài)源形狀指數、生態(tài)源度數或生態(tài)節(jié)點度數以及各類生態(tài)廊道的γ、β、α指數,對研究區(qū)生態(tài)網絡空間連接度進行評價,利用自然裂點法對研究區(qū)生態(tài)源、生態(tài)廊道與生態(tài)節(jié)點進行分級,系統(tǒng)的分析其空間上連接度的強弱分布情況及作用。評價結果顯示:各類生態(tài)源地形狀簡單化,生態(tài)廊道連接度強弱呈現不均衡空間分布;綠地生態(tài)源與外界聯系密切,風景名勝區(qū)生態(tài)源與外界聯系缺乏;部分林地生態(tài)源與草地生態(tài)源被生態(tài)廊道穿過數量較多,風景名勝生態(tài)源被生態(tài)廊道穿過數量較少;各類生態(tài)源中均存在沒有生態(tài)廊道穿過的現象,周邊地區(qū)穿過生態(tài)源或生態(tài)節(jié)點的生態(tài)廊道數目稀少;生態(tài)空間結構中北部與西南部生態(tài)廊道連接度較差,東部生態(tài)廊道連接度處于中等水平,中部個別生態(tài)廊道連接度較好。本文對運用ArcGIS技術分別提取出發(fā)生轉出用地類型空間分布情況和發(fā)生轉入用地類型空間分布情況,進而分析生態(tài)用地空間變化情況。結果顯示:1995-2014年研究區(qū)生態(tài)用地數量總體呈下降趨勢,交通用地是侵占生態(tài)用地的主要用地類型,表明20年間哈爾濱市城市交通發(fā)展較為迅速,生態(tài)用地向各類用地轉出面積大小依次是交通用地、生活用地、農業(yè)用地、生產用地。在此基礎上,運用CA-Marcov模型對2030年各類用地進行空間模擬,結果顯示:2030年研究區(qū)生態(tài)基質中生產用地、生活用地、農業(yè)用地和交通用地面積與2014年相比,除農業(yè)用地面積減少外,其它用地面積呈現不同程度的增加,可見在轉移趨勢不變的背景下,未來生態(tài)用地面積將不斷增加,生態(tài)建設不斷加強。本文從改變以往側重宏觀大區(qū)域的研究尺度,以中小尺度的哈爾濱市中心城區(qū)為例,基于生態(tài)源地形狀指數、生態(tài)源度數或生態(tài)節(jié)點度數以及Y、B、α空間屬性因子,利用CA-Marcov模型,運用GIS技術平臺,對研究區(qū)范圍內的生態(tài)源地、生態(tài)廊道、生態(tài)節(jié)點所構成的生態(tài)網絡以及由其他各頭景觀要素組成的生態(tài)基質在數量和空間上進行模擬,實現研究區(qū)景觀生態(tài)網絡的功能連接度優(yōu)化和結構連接度優(yōu)化。結果顯示:優(yōu)化后的生態(tài)源地在東西方向與南北方向形成集中連片態(tài)勢,大型生態(tài)源地間彼此連接程度較高;大型生態(tài)源之間,以及大型生態(tài)源與小型生態(tài)源之間構成大型生態(tài)廊道,是研究區(qū)內主要生態(tài)廊道網絡;研究區(qū)小型生態(tài)源之間構成小型生態(tài)廊道,是研究區(qū)內次要生態(tài)廊道網絡;研究區(qū)周邊及研究區(qū)中心處60%的區(qū)域為生態(tài)節(jié)點盲區(qū),應加強生態(tài)節(jié)點盲區(qū)生態(tài)建設;新增加的大部分生態(tài)用地,主要集中分布在水域生態(tài)源地周邊,還有部分分布在綠地生態(tài)源地和風景區(qū)生態(tài)源地周邊,其余少量新增加的生態(tài)用地零星分布在林地生態(tài)源地周邊。本文在構建景觀生態(tài)格局中鑲嵌城市建設用地,改變傳統(tǒng)在城市開發(fā)中保留一定生態(tài)用地的布局,從系統(tǒng)角度,構建了城市生態(tài)—鑲嵌空間布局模式。這種模式改進了傳統(tǒng)城市規(guī)劃理念中過于追求空間形態(tài)而忽視生態(tài)流動、過于追求土地經濟價值而忽視生態(tài)價值,尤其對城市建成區(qū)的生態(tài)要素的水平流動和垂直流動考慮不足,常常以幾何構圖阻斷自然過程的弊端,改變了城市建設用地布局的高連通性與生態(tài)網絡空間的低連接度的空間結構現狀。城市生態(tài)—鑲嵌空間布局模式豐富了景觀生態(tài)學和城市規(guī)劃學交叉性內容,也是對城市規(guī)劃學科一定程度上在理論和實踐上的補充,為編制城市總體規(guī)劃和改善區(qū)域生態(tài)環(huán)境提供科學依據和實踐參考。本文基于研究區(qū)的景觀生態(tài)格局的優(yōu)化結果,構建哈爾濱市中心城區(qū)理想的景觀生態(tài)格局,并從總體層面和控制性層面兩個層面初步架構了景觀生態(tài)格局規(guī)劃體系,在此基礎上,對哈爾濱市中心城區(qū)景觀生態(tài)格局提出相應的規(guī)劃管控策略,為哈爾濱市編制城市總體規(guī)劃和控制性詳細規(guī)劃提供科學依據。
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【學位授予單位】：東北農業(yè)大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TU984.115

【參考文獻】

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本文編號：2313633