【摘要】：城鎮(zhèn)化影響下的耕地資源非農(nóng)化利用是城市發(fā)展與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)爭(zhēng)奪土地空間的主要表現(xiàn)。在土地城鎮(zhèn)化進(jìn)程中,耕地資源除在數(shù)量上表現(xiàn)出快速流失的趨勢(shì)外,由于內(nèi)部屬性與利用環(huán)境的改變,耕地質(zhì)量同時(shí)受到影響,成為阻礙近郊耕地利用與土地資源高效配置的一項(xiàng)重要因素。因此,掌握土地城鎮(zhèn)化進(jìn)程中近郊耕地的質(zhì)量變化規(guī)律以及依據(jù)耕地質(zhì)量與耕地環(huán)境適時(shí)視情地調(diào)整近郊耕地利用顯得尤為必要。本研究以典型黑土區(qū)城市近郊區(qū)(長(zhǎng)春市寬城區(qū)近郊)為研究區(qū),以耕地立地條件與土壤地球化學(xué)特征兩項(xiàng)受土地城鎮(zhèn)化影響的易變因素為主要研究對(duì)象。在掌握區(qū)域土地利用結(jié)構(gòu)演化與耕地自然質(zhì)量因素差異的基礎(chǔ)上,采用空間自回歸與空間關(guān)聯(lián)規(guī)則挖掘等分析方法,深入剖析了以立地條件與地化特征為代表的近郊耕地資源質(zhì)量在土地城鎮(zhèn)化影響下的變化規(guī)律及其成因;得出耕地資源穩(wěn)定性與質(zhì)量因素影響下近郊耕地利用風(fēng)險(xiǎn)的空間分布關(guān)系,并探討了耕地質(zhì)量與資源穩(wěn)定性下降對(duì)于黑土區(qū)近郊耕地資源利用的影響。旨在為快速城鎮(zhèn)化進(jìn)程中黑土區(qū)耕地資源的利用與保護(hù)提供理論依據(jù)。得出主要研究結(jié)論如下:(1)2004-2014年間研究區(qū)土地城鎮(zhèn)化直接侵占耕地資源4046.74ha,占期初耕地資源的26.82%,并且在存有閑置未利用土地的情況下,土地城鎮(zhèn)化規(guī)模持續(xù)增長(zhǎng)。耕地自然質(zhì)量評(píng)價(jià)結(jié)果顯示,2004-2014年間研究區(qū)耕地資源的自然質(zhì)量因素變化主要以部分城鎮(zhèn)化區(qū)域的土壤酸化與表層土壤有機(jī)質(zhì)含量下降為主,其余自然質(zhì)量因素變化相對(duì)較不明顯。2004年研究區(qū)以IV級(jí)耕地分布為主,占研究區(qū)耕地總量的66.33%;至2014年,研究區(qū)IV級(jí)耕地面積占研究區(qū)耕地總量的68.6%,且V級(jí)耕地面積占比增長(zhǎng)至10.21%。在土地城鎮(zhèn)化影響下,耕地自然質(zhì)量整體呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。(2)基于LESA體系中對(duì)于城郊優(yōu)質(zhì)農(nóng)田的立地條件評(píng)價(jià)方法,結(jié)合研究區(qū)實(shí)際土地利用類型劃分標(biāo)準(zhǔn),選擇耕地形狀指數(shù)、面積指數(shù)、連片指數(shù)與交通便捷度、灌溉保證度、耕作距離、城鎮(zhèn)化風(fēng)險(xiǎn)、生態(tài)環(huán)境指數(shù)構(gòu)建近郊耕地立地條件評(píng)價(jià)模型。評(píng)價(jià)結(jié)果顯示在2004-2014年研究區(qū)土地城鎮(zhèn)化進(jìn)程中耕地資源立地條件等級(jí)整體呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。土地城鎮(zhèn)化占用了大量的具備優(yōu)質(zhì)立地條件的耕地資源,而新增耕地的立地條件普遍較差;不同時(shí)段均有超過(guò)25%的未轉(zhuǎn)換耕地資源顯示出立地條件評(píng)價(jià)等級(jí)下降,且其空間分布更加不均衡。(3)在土地城鎮(zhèn)化影響下,研究區(qū)耕地表層土壤地化特征于2004-2014年期間發(fā)生明顯的改變。其中以土地城鎮(zhèn)化程度較高區(qū)域耕地土壤N、P、Ca、Se、S等元素濃度的明顯降低,以及研究區(qū)各個(gè)工業(yè)商業(yè)發(fā)展區(qū)域附近的耕地資源出現(xiàn)以Cr、Ni為代表的表層元素富集現(xiàn)象為主要變化趨勢(shì)�？臻g自回歸分析結(jié)果顯示,耕地表層土壤元素除受到自然環(huán)境和農(nóng)業(yè)活動(dòng)的作用外,土地利用及其時(shí)空轉(zhuǎn)換因素對(duì)區(qū)域土壤元素地化特征存在一定影響。局部耕地資源肥力元素流失、土地城鎮(zhèn)化與潛在污染地表水源灌溉造成的土壤污染現(xiàn)象是近郊耕地資源利用的主要地球化學(xué)限制因素。(4)2004-2014年間自然質(zhì)量評(píng)價(jià)、立地條件評(píng)價(jià)、土壤肥力地化評(píng)估與土壤環(huán)境地化評(píng)估等級(jí)下降耕地面積分別為3388.69ha、4035.58ha、365.19ha與233.63ha,與期間耕地資源的直接流失量相比,占比分別達(dá)到83.74%,99.72%,9.02%與5.77%,由近郊耕地質(zhì)量下降導(dǎo)致耕地資源間接損失不容忽視。另一方面,基于約束性Logistic-CA模型估算城鎮(zhèn)化影響下5年與10年內(nèi)研究區(qū)潛在流失耕地資源分別達(dá)到1632.88ha與3611.99ha,近郊區(qū)耕地資源穩(wěn)定性持續(xù)下降;同時(shí)基于Apriori算法對(duì)于未來(lái)城市擴(kuò)張發(fā)展情景中潛在流失的耕地資源與存在產(chǎn)能降低風(fēng)險(xiǎn)(耕地自然質(zhì)量評(píng)價(jià)與耕地土壤肥力地化評(píng)估)、農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全風(fēng)險(xiǎn)(耕地土壤環(huán)境地化評(píng)估)和低效利用風(fēng)險(xiǎn)(耕地立地條件評(píng)價(jià))的耕地資源進(jìn)行空間關(guān)聯(lián)規(guī)則挖掘,結(jié)果表明,城鎮(zhèn)化影響下的穩(wěn)定性較低的近郊耕地資源通常伴隨產(chǎn)能下降與低效利用的風(fēng)險(xiǎn)。(5)耕地立地條件的改變是土地城鎮(zhèn)化影響耕地質(zhì)量的顯性變化,表征近郊耕地形態(tài)特征的破碎化與各種土地要素空間配置關(guān)系的改變,其對(duì)于近郊耕地資源利用存在間接影響,即可能導(dǎo)致近郊耕地資源的低效利用;土壤地球化學(xué)特征的重分布是在土地城鎮(zhèn)化影響耕地質(zhì)量的隱性變化,但其對(duì)于近郊耕地資源利用的影響較為直接明顯:如城鎮(zhèn)化影響下的土壤酸化、表層有機(jī)質(zhì)含量下降與土壤肥力元素水平降低會(huì)導(dǎo)致近郊耕地資源的產(chǎn)能降低風(fēng)險(xiǎn);而土壤重金屬潛在污染現(xiàn)象則會(huì)導(dǎo)致農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全風(fēng)險(xiǎn)。與此同時(shí),近郊耕地資源面臨較大的城鎮(zhèn)化侵占?jí)毫?穩(wěn)定性不斷下降,并且在立地條件惡化的雙重影響下,耕地重用輕養(yǎng)的現(xiàn)象將進(jìn)一步加大其產(chǎn)能降低風(fēng)險(xiǎn)。
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：P618.51;P618.41
【圖文】：

圖 1.1 耕地占卜平衡機(jī)制示意圖（Wu et al., 2017）為遏制城市的無(wú)序擴(kuò)張和進(jìn)一步維護(hù)耕地的數(shù)量安全，我國(guó)雖已陸續(xù)實(shí)行基本農(nóng)田保護(hù)區(qū)劃定與耕地占卜平衡機(jī)制（圖 1.1），但多數(shù)研究表明其未能有效地保護(hù)耕地資源（Wu et al., 2017; Liu et al., 2015; Song and Pijanowski, 2014）。因?yàn)楹髠滟Y源補(bǔ)充耕地的質(zhì)量與城市發(fā)展侵占耕地資源的質(zhì)量相差巨大，耕地?cái)?shù)量的相對(duì)平衡掩蓋了整體耕地質(zhì)量下降的事實(shí)�？紫楸蠼淌谠凇禢ature》期刊呼吁中國(guó)亟待加強(qiáng)對(duì)于優(yōu)質(zhì)耕地特別是城郊區(qū)域優(yōu)質(zhì)耕地的保護(hù)措施。盡管全國(guó)糧食年產(chǎn)量持續(xù)增長(zhǎng)，但其仍表示對(duì)優(yōu)質(zhì)耕地資源不斷流失、而適宜開(kāi)發(fā)的后備耕地資源殆盡現(xiàn)象的擔(dān)憂（Kong, 2014）。優(yōu)劣耕地的置換導(dǎo)致的整體耕地質(zhì)量下降成為城鎮(zhèn)化影響耕地資源的一項(xiàng)重要表現(xiàn)。1.2.2 耕地質(zhì)量?jī)?nèi)涵及其動(dòng)態(tài)變化研究

第 1 章 緒論真正地對(duì)于城市發(fā)展起到很好的支撐作用，而對(duì)于黑土區(qū)耕地資源來(lái)講，則是一種不可逆的破壞與資源滅失。雖然一些地區(qū)已開(kāi)展對(duì)于城市建設(shè)區(qū)域占用黑土資源的表土剝離工作，但有研究指出其收效甚微，并不能有效地遏制城鎮(zhèn)化背景下的黑土資源直接流失現(xiàn)象（韓廷耕, 2016; 牛光輝等, 2014）。與此同時(shí)，參照城鎮(zhèn)化背景下城鄉(xiāng)交錯(cuò)帶土地要素空間重構(gòu)過(guò)程對(duì)于耕地資源質(zhì)量的影響，東北地區(qū)的城市建成區(qū)面向近郊地區(qū)的超需、低密度擴(kuò)張對(duì)于近郊農(nóng)業(yè)發(fā)展與耕地資源利用將形成巨大阻礙。

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2725255