毕业论文：聊城市的土地利用变化及其生态环境效应

1、.聊城大学本科毕业论文（设计） 本科生毕业论文（设计） 题 目： 聊城市土地利用变化 及其生态环境效应 专业代码： 070701 作者姓名： 王丽娜 学 号： 2009300148 单 位： 环境与规划学院 指导教师： 董 杰 2011年5月31日:10目录前言11研究区概况12聊城市土地利用特征22.1聊城市土地利用现状22.2聊城市土地利用结构变化22.3聊城市土地利用存在的问题33聊城市土地利用的生态环境效应33.1聊城市土地利用变化对区域气候的影响43.2土地利用变化对水环境的影响53.2.1土地利用变化对水分循环的影响53.2.2土地利用变化对水质的影响53.3土地利用变化对生物多样

2、性的影响63.4土地利用变化对土壤肥力的影响64土地利用变化的景观生态效应75结论与建议75.1结论75.2建议8参考文献9致谢10摘要总结近年来聊城市土地利用变化并探讨其产生的生态环境效应和土地利用变化的主要原因。聊城市的土地利用变化主要为水域、耕地、林地、交通用地、居民及工矿用地的增加，园地及未利用土地的减少，这种变化引发了生态环境的变化，对区域的水环境、气候、大气质量等方面产生了影响。通过对土地利用变化数据的调查、搜集，分析土地利用变化对生态环境各方面的影响，在实践上为区域土地利用、城市发展和生态环境建设提供有效的决策支持。关键字：聊城市，土地利用变化，生态环境效应AbstractSum

3、mary of land use change in recent years, Liaocheng City and explore the ecological environment and land use change effects of the main reasons. Liaocheng City's land use change are mainly water, arable land, forest land, land transportation, the increase in population and industrial land, garden

4、 plot and unused land decreased, this change led to changes in environment, water environment of the region, climate, Terms of air quality impact. Through a survey of land use change data to collect, analyze land use change on the impact of various aspects of the ecological environment, in practice,

5、 the regional land use, urban development and ecological environment to provide effective decision support.Key words：Liaocheng City; land use change; Ecological and Environmental Effects.聊城市土地利用变化及其生态环境效应前言土地作为一种生态系统，人类对土地的利用，必然会在不同方面对其产生影响，进而对依附于土地的生物生态系统及其环境产生作用。随着全球变化研究的深入开展，土地利用/土地覆被变化成为目前全球环境变化

6、的热点和前沿问题。作为全球变化的主要原因之一，土地利用/土地覆被变化及其环境影响引起了国际有关研究机构的广泛关注，并提出了一系列的研究计划。但由于土地利用变化研究的复杂性，全球土地利用变化研究一般以区域案例为基础进行，因此，对区域土地利用变化及其环境影响进行研究，不仅有助于阐明区域土地利用变化过程及其对环境产生的影响，也为区域土地持续利用和生态环境改善提供了有价值的科学依据，而且对更大尺度或全球环境变化研究提供基础。土地利用变化可引起许多自然现象和生态过程的变化，研究土地利用变化及其对生态环境的影响，对于了解区域生态环境乃至全球环境变化具有重要的意义。1研究区概况聊城市位于山东省西部，处于35

7、º47N37º02N和115º16E116º32E间，土地总面积8.72×103km2。地势西南高、东北低，地貌主要为河滩高地、决口扇形地、浅平洼地、缓平坡地、背河槽状洼地、沙质河槽地等6类。该区为黄河冲积平原，历史上黄河的6次大改道其主流曾长期流经该区，面积达8467km2，占全市面积的98.6%，黄河故道面积900km2，占全市面积的10.3%。位于研究区内的 位山引黄灌区建于1958年，多年引黄工程清淤累积形成沙质高地面积达1487hm2，淤积泥沙粒径主要在0.0750.1mm间，主要为细沙、粉沙和粉土，粘性颗粒很少，具备风沙和土壤沙化的

8、先导因素。聊城市属暖温带季风气候区。全年光照时数为2463.02741.8h，平均气温12.813.4，年降水量为567.7637.3mm，多年平均蒸发量为1817.6mm。境内主要河流为黄河、金堤河、徒骇河、马颊河、卫运河及小运河。可以利用的地表水资源多年平均总量为4.55×1010m3，过境黄河水资源4.20×1010m3，地下水资源可利用量9.50×l08m3。按质地划分，土壤分为沙土、沙壤土、轻壤土、中壤土、重壤土和粘土。沙土类面积2.9×l04hm2，占全区土壤面积的4.1%，质地松散，结构性差，抗侵蚀力差，保水保肥性能差，土壤肥力低。沙壤土类

9、面积1.73×l05hm2，占全区土壤面积的24.8%，土壤透水性强，肥力偏低。经济水平长期处于山东省落后状态，农业效益和农民收入持续处于较低水平1。2聊城市土地利用特征2.1聊城市土地利用现状根据2009年度聊城市土地利用变更调查资料，2009年末聊城市的土地利用变化为：耕地574095hm2，从2003年开始，总的耕地变化趋势是逐渐增加的。园地10920hm2、林地62034hm2；居民点及工矿用地133435hm2、交通运输用地32737hm2；水利设施用地48796hm2；未利用地8188hm2。农用地、建设用地占土地总面积的比例有所增加；未利用土地的比例明显减少。据调查，该

10、市土地资源总量小，人均占有低，低于全省平均水平；土地垦殖率高，土地利用率高2。2.2聊城市土地利用结构变化从资源配置的角度分析，土地利用数量结构主要指不同用途的土地数量构成及其比例。城市化进程中土地利用数量结构的变化不仅表现为总体用地结构的变化耕地减少、城镇及工矿用地增加、交通用地增加，而且表现为二级地类中农业用地内部结构变化、城镇内部用地结构变化等其他形式。1998年以前的城区未进行过系统的城市用地规划，各种用地功能不明确，建筑物也大多是土地利用效率较低的低层建筑。为了改变这种状况，聊城市开始注重城区建设，至2009建成区环境已有了很大改观。聊城市用地结构发生了以下变化：（1）商业用地明显增

11、加，城市化水平提高；（2）工业用地面积减少，工业用地面积所占比例减少，减少的工业用地大部分转化为居住用地或交通用地；（3）居住及公建用地有所增加；（4）交通用地逐渐增加，新增用地是耕地及未利用土地转化而来；（5）水域面积更加宽广，增加的水域面积主要来自东昌湖边的滩涂和水系贯通后河流清淤水面扩展；（6）绿地依然缺乏，虽然绿地面积相比以前已有增加，但绿地仍然缺乏；（7）耕地面积相比以前有所增加，但幅度不大，所减少的面积大部分被居住用地和交通用地所占用，有部分转化为居住用地，部分转化为交通用地3。2.3聊城市的土地利用存在的问题聊城市土地利用存在的问题主要有以下几个方面：（1）土地利用深度不够，产出

12、率低，闲置、浪费现象严重。从农业用地看，耕地的集约化水平有待提高，且存在大面积的中、低产田，土地产出率低；从农村居民点用地看，存在着乱占滥用现象，人均居民点用地指标严重超过国家规定的标准。村庄建设无限制向村外蔓延，造成村内闲置大量空闲地；从城镇用地看，用地容积率较小，布局不够合理，影响功能的发挥。（2）用地结构不尽合理。全市土地利用率已达到97.38%，从现有土地利用结构看，林地比重偏低，直接影响全市生态环境，园地面积过大，且园地类型单一，从而直接影响经济效益；居民点及工矿用地中，农村居民点占地太多，并缺乏统一规划，导致土地利用效益低下，应通过土地整理缩并规模。 （3）聊城市土地利用存在的最严

13、重的问题是农用地中林地面积比例小，土地产出率较低，农村人口密度过高.比较严重的问题是复种指数不高，城市扩张的规模效益低下；机耕面积比例小，农用地产出效率低；城市规模偏小，森林覆盖率低；土地利用重生产，轻保护和投入，产出效益低。在今后的发展中，应改变这种发展模式，最终实现土地的可持续4。.3聊城市土地利用的生态环境效应利用土地往往会直接或间接地产生各种各样的环境问题，这些问题有的是呈正效应的，即能改善生态环境，有利于人类健康及自身的发展；而绝大多数是呈负效应的，会恶化环境，不利于人类的生活，甚至会危及人类生命及财产的安全。土地是一个生态系统，在土地利用活动中，占用和耗费一定量的劳动不仅要生产出一

14、定量的符合社会需要的产品，即产生一定的经济效益，同时，人类为了生存和发展，必须从土地生态系统中取走和输入一些物质和能量，在这种“取”和“还”的过程中，土地生态系统受其影响总会发生变化，从而产生一定的生态环境效应为了能更清楚地说明土地利用变化与生态环境演化之间的关系，文中绘制了土地利用变化影响生态环境的演化机制示意图，见图1。自然、社会驱动力土地利用变化土地利用变化生态环境演化土地资源生态环境图1 土地利用变化影响生态环境的演化机制示意图由图1可见，土地生态系统中的土地资源首先受到各种驱动力的作用，驱动土地的利用变化，土地利用的变化又会作用于生态与环境，导致生态环境的演化。生态环境演化又会对土地

15、利用产生反作用，促使土地利用随时空而变化。这种驱动作用和反馈作用是同时存在的，因而土地利用变化和生态环境演化之间是互动的5。3.1聊城市土地利用变化对区域气候的影响城市化进程中土地利用/土地覆盖变化对区域气候的影响，主要通过改变下垫面的性质，即地表反射率、粗糙度、植被叶面积以及植被覆盖比例的变化引起温度、湿度、风速以及降水发生变化，由此引起局地与区域气候变化。因此，城市化中土地利用变化造成的陆地下垫面特征变化是影响区域气候的重要因子之一。以聊城市为例，由于开始的破坏植被，到人们的环保意识逐渐增强，开始退耕还林，其气候相应发生变化。3.2土地利用变化对水环境的影响3.2.1对水分循环的影响土地利

16、用变化对水循环的影响表现为水量空间分布的变化。由于不同的土地利用类型对降水的截留、阻挡、蒸腾及下渗作用不同，因而土地利用变化不但导致地表或地下水量的变化，而且会改变区域水循环的方式。不同的土地利用类型会产生不同的水分循环特征，城市用地的扩展会减少水分存留和下渗，加大了径流量，甚至增加洪灾的频率；农业用地的增加，会降低入渗和蒸发，从而增加年均流量；森林土地利用对水循环的影响已有大量研究，森林对截留、阻挡、下渗和土壤侵蚀的影响已有较一致的认识，但在对降水、径流及洪峰等要素的影响方面有较大分歧。土地利用变化对水循环的影响如下：（1）林地变化的影响树木的砍伐影响反射率，树冠的截留，地表的粗糙度，这些同

17、水分和能量平衡有重要联系。（2）草地变化的影响草地对水分变化的影响取决于对草地变化的管理，不适当的管理和过度放牧将引起植被的减少和土壤的板结，使得地下水供应减少，这会严重影响靠地下水补给的河流水量，从而对区域气候产生影响，增加地表反射率。减少对流，增加大气的沉降使区域气候变得干旱。例如聊城近几年的土地沙化现象与此有关。（3）耕种的影响大面积的灌溉对水分循环有重要的影响，灌溉的结果在一定水平上增加了低水平大气的水分，提高湿度，降低反射率，和气温，有助于降水的形成，但有研究表明，黄河流域灌溉并没有显著增加。（4）聚居地和其他非农业用地的影响人口和城市数量的增加，城市集中了居民，商业区，还伴随着工厂

18、等大量工业设施，这些要求更多的水分。城市化过程中树木和植被的减少降低了蒸发和节流，增加了河流的沉积量。3.2.2对水质的影响聊城市一方面属资源型缺水，另一方面因水污染严重而造成水质型缺水。2005年全市年污水排放量约1亿吨，大部分未经处理直接排入干支流河道。徒骇、马颊河及其支流水质均为类或劣类，属重污染和严重污染河段；东昌府区和莘县、阳谷、茌平、高唐、沿徒骇河及支流浅层地下水因地表污水侧渗形成二次污染，已经危及城乡居民生活及身体健康。市区西部地下水超采严重，2005年6月1日全市地下水埋深大于6m的漏斗面积已达4430km2，占全市总面积一半以上。漏斗中心最大埋深达2247m，水生态环境日趋恶

19、化6。土地利用/土地覆被的变化直接体现和反映了人类活动的影响水平，其对水文过程的影响主要表现为对水分循环过程及水量水质的改变作用方面，最终结果直接导致水资源供需关系发生变化，从而对流域生态和社会经济发展等多方面具有显著影响。影响水文过程的主要LUCC过程，在区域尺度上主要包括植被变化(如毁林和造林、草地开垦等)、农业开发活动(如农田开垦、作物耕种和管理方式等)、道路建设以及城镇化等。地利用方式及其程度的改变(如化学肥料、农药及杀虫剂的大量使用)和土地利用布局的变化(尤其是城镇用地的扩展)会增加营养元素及悬浮物的入河通量，造成水体富营养化和水污染。国外的许多研究表明：不同土地利用类型对水质变化的

20、作用不同，总氮和总磷的比率在林地径流中最高，农田中次之，城市中最少，但二者的总量林地中最少。土地利用变化对土壤侵蚀有重要影响，进而影响水体中悬浮物和沉积物的含量7。3.3土地利用变化对生物多样性的影响土地利用通过改变地表覆被而影响全球环境变化，如全球气候变化、陆地生态系统的碳循环、土地质量、生物多样性。土地利用变化被认为是生物多样性下降的主要驱动因子，受到广大生态学家的高度关注。土地利用通过改变地表覆被将从正反两方面影响区域的生物多样性，如：生境恢复和自然保护区的建立，将有利于生物多样性的保护；而城市扩展和道路建设将会引起生境丧失或破碎化，其结果是导致生物多样性下降，同时土地利用变化诱发的环境

21、污染。3.4土地利用变化对土壤肥力的影响（1）土地利用方式对土壤养分有显著或极显著的影响，其影响程度由大到小依次为全氮有机质全磷，而对土壤pH的影响并不显著。（2）土壤有机质和全氮在不同土地利用方式之间存在着显著性差异，其含量由高到低的顺序是：农耕地林地荒地农林（果）间作地。（3）土壤全磷含量受土地利用方式的影响相对较小，相对而言，林地中的土壤全磷含量最高，农耕地和荒地次之，农林（果）间作地的土壤全磷含量最低。（4）土壤pH在不同土地利用方式下的变化不显著，基本都呈碱性或弱碱性，其中以农耕地的碱性最大8。4土地利用变化的景观生态效应地利用变化不仅能够改变自然景观的面貌，而且影响着景观中的物质循

22、环和能量流动，景观格局的变化又会影响生物物种的分布、动物的运动、径流和侵蚀等生态过程和边缘效应。建成区土地利用类型在近年来的变化，使区域的生态稳定性产生显著影响，主要的景观生态效应具体如下：（1）由于人口的快速增加，加上空间扩展受到地形的限制，结果是人均占有土地资源水平锐减，导致土地资源开发利用规模与强度的不断扩大，造成对土地资源的过度开发利用。（2）人文景观不断占据绝对优势，自然景观面积不断缩小，影响城市生态环境，由于人为扰动强度过大，城市人文景观已逐渐取代了原有的一些自然景观。景观内部的各种自然生境类型随之萎缩或消失，景观同化现象明显，致使整个区域的生境类型区域均匀化，生态系统自我更新能力

23、变弱，生态环境不断变化要避免上述景观生态负面影响进一步发展，显然需要决策者们对景观尺度上的土地利用政策做出必要的调整。在对景观整体结构、格局和动态变化特征进行系统分析的基础上，根据城市化的进程和土地利用目标，确定合理的景观组份构成及功能和空间分布的安全格局。利用生态规划将区域生态建设需求落实到具体的城市建设用地开发过程中，以确保未来的城市化过程沿着正确的道路发展5。5结论与建议5.1结论随着人口的增加及经济的发展，土地利用模式不断变化，而土地利用的变化又导致生态环境的恶化，使区域人类生存环境和经济可持续发展受到影响。土地利用结构的改变，使景观破碎化程度加大，分维数减少，生物多样性降低。不合理的

24、土地开发利用引起生态环境质量下降，而生态环境的恶化又制约着经济的进一步发展近几年，聊城市的经济建设发展较快，工农业、教育、城市建设等都取得了很大成就。但在发展过程中，土地利用仍属于粗放型利用，很多开发项目占地面积过大，导致耕地面积逐年衰减，生态环境也日益恶化。.5.2建议（1）加强生态环境保护.实现土地的可持续利用，加大投入对农用地的保护和改良，提高森林覆盖率，逐步控制和治理水土流失、盐碱化，因地制宜地对瘠薄、渍涝、盐碱等不同类型的中低产田采取不同措施，进一步减少各种自然灾害对农业生产的破坏.加强城市基础设施建设和生态环境治理，提高城市绿化水平，最终实现城乡土地的可持续利用。（2）要避免上述景观生态负面影响进一步发展，显然需要决策者们对景观尺度上的土地利用政策做出必要的调整。在对景观整体结构、格局和动态变化特征进行系统分析的基础上，根据城市化的进程和土地利用目标，确定合理的景观组份构成及功能和空间分布的安全格局。利用生态规划将区域生态建设需求落实到具体的城市建设用地开发过程中，以确保未来的城市化过程沿着正确的道路发展。（3）要树立人与自然和谐共处的思想，尊重自然，充分发挥生态的自我修复能力，实现资源的可持续利用。（4）建设自然生态与生态城市的和谐互动系统。自然生态系统对缓解城市污染、改善城市气候、净化有害物质、减少病虫害发生起着积极的作用。不仅要植树绿化，绿色植物是城市的“绿