关键词:
生态资产
定量模型
成都市中心城区
驱动力
CLUE-S模型
RS
GIS
摘要:
生态资产评估是当前生态学和环境经济学的研究热点和焦点。本论文在对国内外生态资产评估理论和方法梳理总结的基础上,对生态资产概念界定,生态资产是在一定的时间和空间内,能够为人类提供自然资源与生态系统服务的生态系统,其生态系统涵盖了自然生态系统和人工生态系统,其价值包括自然资源价值和生态系统服务价值。基于RS和GIS技术,综合生态系统类型、质量状况的时空差异分析,利用Landsat RS影像区分地表覆盖类型,采用植被净第一性生产力和植被覆盖度表征生态系统质量状况的生态调整系数,结合经济学相关理论,选取营养物质循环价值、水文调节价值、土壤保持价值、固碳释氧价值、大气净化价值和精神文化价值作为城市生态资产定量评估指标,建立城市生态资产定量评估模型,以成都市中心城区为研究对象,对成都市中心城区2000年、2004年、2008年、2012年和2016年的生态资产进行了定量计算,测算成都市中心城区5个年份的生态资产总价值,并据此分析成都市中心城区2000~2016年生态资产时空动态变化及驱动力,同时通过建立CLUE-S预测模型对成都市中心城区生态资产动态变化趋势进行了模拟分析,以期为成都市中心城区可持续发展提供有力的保障,为城市生态资产管理提供科学依据。以成都市中心城区为研究区域,基于RS和GIS技术,通过图像预处理和人工交互式解译方法,利用Landsat RS影像获得成都市中心城区2000年、2004年、2008年、2012年和2016年5个时相的土地利用分类图,获得了成都市中心城区2000~2016年土地利用的变化数据,进而分析了成都市中心城区2000~2016年的土地利用/覆被变化特征。在此基础上,选取单一土地利用类型动态度、土地利用综合指数等数理模型,从结构、类型、系统空间等多角度系统分析成都市中心城区2000~2016年的土地利用动态变化信息。基于国内外现有的生态资产研究理论与特点,选择适合于成都市中心城区生态资产评估指标并构建模型。采用植被净第一性生产力和植被覆盖度作为表征生态系统质量状况的生态调整系数,来反映不同像元价值量的动态变化,通过评估分析城市生态环境,优化和完善目前的城市生态资产价值评价体系,选取成都市中心城区生态资产定量评估指标,确定生态资产定量评估模型的技术流程,对于各项生态服务价值,采用适合于成都市中心城区实际的数学方法和过程模拟方法,建立逐像元计算的生态资产定量评估模型。根据建立的城市生态资产定量评估模型,对成都市中心城区2000年、2004年、2008年、2012年和2016年的生态资产进行了定量计算,生态资产依次为14771.04×10元、10921.62×10元、10696.88×10元、10047.41×10元和9800.36×10元。成都市中心城区生态资产变化特征主要有3个方面:一是从时间上分析,2000~2016年期间,建设用地急剧增加,占用了高生态价值的绿地植被、水域和耕地面积,成都市中心城区生态资产总体呈下降趋势,降幅达33.65%,变异系数为15.02%;二是从组成要素上分析,水域、绿地植被及耕地面积的变化对成都市中心城区生态资产的影响较为显著,绿地植被、水域和耕地这3种用地类型提供了成都市中心城区90%以上的生态资产,各项生态资产评估指标中,水文调节价值和土壤保持价值所占比重较大,均占生态资产总价值的20%以上,是成都市中心城区生态系统服务价值最重要的组成部分;三是从空间上分析,成都市中心城区生态资产的空间分布呈现圈层式分布特征,随着与城市中心的直线距离增加而增加,生态资产高值主要集中在三环路和四环路之间的区域,低值主要集中在三环路以内,且随着年份的增长,低值部分不断向外散射,有扩张的趋势。成都市中心城区生态资产发生变化的驱动力众多,气候、人为、政策、土地利用类型变化都是其影响因素,人为因素起主导作用。通过土地利用转移矩阵分析研究土地利用结构的变化,建设用地转入的面积最多,造成高生态价值的土地利用类型面积大量减少,导致成都市中心城区生态资产的急剧下降。通过主成分分析,人口、城市化水平和GDP是成都市中心城区生态资产变化的最主要驱动因子。以CLUE-S模型为基本框架,基于RS和GIS分析及统计分析,通过运用成都市中心城区2000年、2004年、2008年、2012年和2016年土地利用现状图,检验CLUE-S模型在城市土地利用情景模拟中的准确性,模拟结果的Kappa值为0.781,表明采用CLUE-S模型能较好地模拟成都市中心城区土地利用的动态变化,总体上能满足对未来城市土地利用空间分布预测研究的要求。在CLUE-S模型基础上,设置自然情景、生态保护情景和综合发展情景3种情景下成都市中心城区2020年和2024年2个年份的土地利用变化空间分布的模拟结果,结合货币价值修订,得到在不同情景下2020