黄土高原典型流域用地格局演变与人地协调路径
文献类型:学位论文
作者 | 周雪 |
答辩日期 | 2023-06 |
文献子类 | 学术型学位 |
授予单位 | 中国科学院大学 |
授予地点 | 中国科学院地理科学与资源研究所 |
导师 | 刘彦随 ; 曹智 |
关键词 | 黄土高原 人地系统 土地利用格局 人地系统科学 人地协调路径 |
学位名称 | 博士 |
学位专业 | 人文地理学 |
英文摘要 | 黄土高原作为我国生态脆弱、人地矛盾最为突出的地区之一。在快速工业化、城镇化、全球化的影响及小流域综合治理、退耕还林(草)、治沟造地等生态治理工程实施背景下,黄土高原人地系统内部构成要素和外部环境均发生较大变化,驱动着人地系统结构和功能的不断转型和发展,新时期研究解决区域社会经济高质量发展与生态保护面临的难题势在必行。本文基于黄土高原典型流域“峁、梁、坡、沟”等不同地段部位用地格局演化特征与功能耦合规律,以探求区域人地协调路径,为丰富新时期黄土高原人地系统科学理论方法,实现黄河流域生态保护与高质量发展战略提供科学依据。本文从“要素—结构—功能”的视角,构建了基于用地格局演变的黄土高原人地系统的理论认知框架,区分了不同黄土立地构型下的人地协调路径理论框架。采用定量分析方法揭示了延河流域用地格局时空演变轨迹和人地系统功能演化自然经济梯度分异特征,最后选取分别代表黄土“梁峁-坡-沟”型、“峁-坡-沟”两种立地构型的纸坊沟和羊圈沟为典型案例研究区,深入剖析其用地数量结构、空间结构和质量结构的动态变化特征,并对典型沟域人地系统耦合协调度进行测度,最后基于流域功能提升存在的问题提出黄土高原人地系统协调发展的路径。本文的主要研究结果如下: (1)黄土高原是在长期的地质历史演变中形成的完整地貌构质单元,自然地貌环境奠定了区域农业生产基本和社会经发展的基本格局。本研究基于黄土高原自然地貌形态演化过程,将黄土高原立地构型划分为“塬-坡-沟”型、“塬-梁-坡沟”型、“梁峁-坡-沟”型、“峁-坡-沟”、“峁-坡-川”五种类型,以代表具有黄土高原“塬、梁、峁”等典型自然地貌特性的相对稳定的地域空间。从时间的演化过程来看,黄土高原人地系统演化可分为自然主导型阶段、人类活动诱导型阶段、人类活动主导型阶段和人地耦合型阶段,黄土立地构型在不同的演化阶段具有差异化人地耦合特征。土地利用是自然—经济—技术的综合体,用地格局特征是人地系统演化过程的重要表征。从空间层级结构来看,黄土高原用地格局在空间尺度上呈现区、带、类、级4个序列的分异格局,形成不同立地构型区、垂直带层及其地段内机理有别、属性各异和彼此联系的用地格局综合体,分别形成用地类型结构、用地空间结构、用地质量结构和用地效益结构的空间层级结构特征。 (2)流域是反映环境变化背景下黄土高原人地系统演化特征的完整自然地理单元。研究选取延河流域作为案例研究区,以反映区域层面人地系统演化的总体特征。研究结果显示,延河流域土地利用类型以耕地、林地和草地为主,1980-2020年间总体呈现耕地面积下降,但林地、草地、建设用地面积上升。延河流域整体呈现明显的“由黄变绿”特征,生态环境明显改善,经济发展程度明显提升。但是面临年均降水量明显降低、农业人口流失严重、人口老龄化程度明显上升等困境。从延河流域人地系统功能演化过程来看,2000-2020年间延河流域三生空间功能值呈现生活和生态功能值上升趋势,而生产功能值下降的局面,且自然梯度和经济梯度分异特征明显。 (3)通过建立黄土高原“梁、峁、坡、沟”等自然地貌部位的识别方法,研究分别对代表黄土“梁峁-坡-沟”和黄土“峁-坡-沟”两种黄土立地构型特征的纸坊沟和羊圈沟用地格局进行深入分析。在纸坊沟,研究结果发现,1987-2022年间其耕地、未利用地和草地面积呈现明显下降趋势,而林地、建设用地面积呈现明显上升趋势,且呈现园地、耕地和建设用地均向沟域中部河流交汇处集中。沟域整体用地质量水平明显提升,其中宜农一等地主要分布在沟口川坝地、沟域中部沟谷缓坡区,而适宜林牧利用的土地主要集中在冲沟、切沟和干沟陡坡区。在羊圈沟,其坡耕地、未利用地和水域面积呈现明显下降,而林地、草地和建设用地面积呈现明显上升趋势,梯田、园地和建设用地向西南部干沟和沟口附近集中。同时,羊圈沟整体农用地适宜性水平大幅度上升,尤其流域西北部和中南部区梯田、沟谷缓坡、黄土峁缓坡区的规模逐渐扩大且集聚程度明显提升。 (4)通过构建土地适宜度模型和人地系统功能耦合协同度模型,以定量研究纸坊沟和羊圈沟的人地系统协调水平。在纸坊沟,1987-2022年间其土地适宜度指数从66.07%上升到99.49%,三生空间功能值均呈现上升趋势,尤其在台地、沟谷缓坡等地貌部位增幅最为明显。1987年-2022年纸坊沟三生空间功能值耦合协调度均呈现上升趋势,尤其坝地、台地、梯田和沟谷缓坡的耦合协调度增加较快且相对较高。在羊圈沟,其土地适宜度指数从1984年66.07%上升到2022年100%。从三生空间功能值的总体变化来看,1984年-2022年羊圈沟三生空间功能值均呈现上升趋势,主要在坝地、沟谷缓坡等地貌部位上升较为明显。其中生活和生活功能向南部沟口区域集聚,生态功能高值在东北部区域集聚。羊圈沟三生空间功能的耦合协调度水平提升较为明显,但是耦合度水平长期保持在磨合阶段。沟谷缓坡的三生空间功能耦合度和耦合协调度均维持在最高水平,坝地、梯田的耦合度和协调耦合度水平在2015年后逐渐提升,成为羊圈沟三生功能协调耦合的集中区域。 (5)在确定黄土高原人地协调总体目标的基础上,进一步提出黄土高原人地协调发展的路径与对策措施。遵循“要素-结构-功能”的逻辑关系,剖析区域用地格局演变、要素结构变化和功能耦合的规律性特征。通过“自上而下”的规划控制和“自下而上”模式探索两种路径方式,基于区域-沟域-地段多个尺度,从统筹战略规划体系、提炼典型地域模式、促进生态产业化发展和建立保障支持体系等方面提出黄土高原人地协调的对策措施,以实现人地系统“人—地—业”协调发展以促进系统的良性循环,为实现黄土高原人地协调提供实践支撑。 |
语种 | 中文 |
页码 | 196 |
源URL | [http://ir.igsnrr.ac.cn/handle/311030/199779] ![]() |
专题 | 地理科学与资源研究所_研究生部 |
推荐引用方式 GB/T 7714 | 周雪. 黄土高原典型流域用地格局演变与人地协调路径[D]. 中国科学院地理科学与资源研究所. 中国科学院大学. 2023. |
入库方式: OAI收割
来源:地理科学与资源研究所
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