基于格網(wǎng)GIS的艾比湖流域城市化與生態(tài)環(huán)境效應(yīng)評價(jià)研究.pdf

1、人類社會(huì)的城市化過程不僅是一個(gè)人口遷移、景觀變化、產(chǎn)業(yè)集聚的過程，也是城市發(fā)展與周邊生態(tài)環(huán)境之間發(fā)生相互作用、相互影響的過程。隨著區(qū)域城市化進(jìn)程不斷加快，城市發(fā)展的溢出效應(yīng)不斷加大，對城市及其周邊地區(qū)的環(huán)境影響也向縱深拓展。生態(tài)環(huán)境的脆弱性不斷加強(qiáng)，很多快速城市化地區(qū)出現(xiàn)了不同程度的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)，在脆弱生態(tài)地區(qū)，城市化和城市發(fā)展已經(jīng)成為生態(tài)環(huán)境惡化的主要驅(qū)動(dòng)因素。作為西部干旱區(qū)的典型案例地區(qū)，艾比湖流域已成為新疆繼塔里木河流域之后的第二大生

2、態(tài)退化區(qū)，該流域生態(tài)問題已經(jīng)影響到天山北坡經(jīng)濟(jì)帶和亞歐大陸橋新疆段社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。
　　 本論文在國家“973”項(xiàng)目《中國西部干旱區(qū)生態(tài)環(huán)境演變與調(diào)控研究》的基礎(chǔ)上，選取位于新疆西部的艾比湖流域?yàn)檠芯繀^(qū)，在對該區(qū)域的城市化和生態(tài)環(huán)境發(fā)展現(xiàn)狀綜合分析的基礎(chǔ)上，從人口城市化、經(jīng)濟(jì)城市化、空間城市化和社會(huì)城市化四個(gè)方面構(gòu)建艾比湖流域城市化水平評價(jià)指標(biāo)體系，并以自然生態(tài)環(huán)境和人類活動(dòng)影響生態(tài)環(huán)境兩個(gè)方面構(gòu)建艾比湖流域生態(tài)環(huán)境評價(jià)指

3、標(biāo)體系，在此基礎(chǔ)上應(yīng)用格網(wǎng)GIS技術(shù)對各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行空間格網(wǎng)化表達(dá)，然后綜合運(yùn)用主觀AHP打分法和客觀修正熵權(quán)法相結(jié)合的賦權(quán)方法確定了各項(xiàng)指標(biāo)的權(quán)重，并在GIS的支持下進(jìn)行地圖代數(shù)運(yùn)算，獲得艾比湖流域城市化水平與生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評價(jià)的初步結(jié)果，最后運(yùn)用定量分析方法對艾比湖流域城市化和生態(tài)環(huán)境關(guān)系進(jìn)行了分析評價(jià)，并以元胞自動(dòng)機(jī)、BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和智能體相結(jié)合的混合模型對城市化與生態(tài)環(huán)境進(jìn)行了預(yù)測，得到2015年和2020年的艾比湖流域城市化水平和生

4、態(tài)環(huán)境質(zhì)量。在上述綜合分析評價(jià)的基礎(chǔ)上，針對性提出艾比湖流域的城市化和生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展多項(xiàng)對策，以期為艾比湖流域的城市化發(fā)展和生態(tài)環(huán)境的持續(xù)改善，促進(jìn)流域的可持續(xù)發(fā)展提供科學(xué)的依據(jù)。論文的主要結(jié)論如下：
　　 (1)艾比湖流域城市化與生態(tài)環(huán)境相互作用影響強(qiáng)烈，城市化的初期階段表現(xiàn)為生態(tài)環(huán)境的持續(xù)惡化，隨著城市化進(jìn)程的不斷推進(jìn)，生態(tài)環(huán)境持續(xù)改善；在生態(tài)環(huán)境的影響因素中，自然背景的生態(tài)環(huán)境因素高于人類社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)影響的生態(tài)因素，但流

5、域人地關(guān)系在進(jìn)一步加大，人類活動(dòng)對生態(tài)環(huán)境的影響趨強(qiáng)。
　　 (2)應(yīng)用格網(wǎng)化方法對影響城市化和生態(tài)環(huán)境的各個(gè)因素進(jìn)行分析研究，從方法上對包括人口數(shù)據(jù)等統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)在內(nèi)的全部數(shù)據(jù)進(jìn)行分析研究，拓展了格網(wǎng)化GIS的應(yīng)用范圍，取得了比較理想的效果。
　　 (3)通過分析評價(jià)艾比湖流域1990年、2000年、2008年三個(gè)年份的城市化水平和生態(tài)環(huán)境質(zhì)量發(fā)現(xiàn)，2000年以后，區(qū)域生態(tài)環(huán)境趨于好轉(zhuǎn)，流域城市化的進(jìn)程不斷加快，城市化水平

6、不斷提高，生態(tài)環(huán)境與城市化的協(xié)調(diào)呈良性發(fā)展。
　　 (4)從城市化綜合水平和生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評價(jià)結(jié)果的空間分布上來看，城市內(nèi)部和外部或非城市區(qū)域存在較大差異，即城市內(nèi)部的城市化與生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展的程度要明顯好于非城市區(qū)域。
　　 (5)建立基于元胞自動(dòng)機(jī)、BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和智能體相結(jié)合的模型，對艾比湖流域的城市化和生態(tài)環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展進(jìn)行預(yù)測分析，結(jié)果表明，未來艾比湖流域的城市化綜合水平將不斷提高，生態(tài)環(huán)境質(zhì)量總體將逐步好轉(zhuǎn)，但存

7、在明顯的空間分異特征。
　　 論文的創(chuàng)新之處如下：
　　 (1)嘗試運(yùn)用格網(wǎng)化方法對城市化水平進(jìn)行了綜合評價(jià)研究，對傳統(tǒng)的以行政單元為最小研究區(qū)域的方法進(jìn)行了更新，從而可有效揭示行政單元內(nèi)部的城市化綜合水平的空間差異，有助于更好地認(rèn)識和分析區(qū)域城市化發(fā)展?fàn)顩r。
　　 (2)對城市化與生態(tài)環(huán)境耦合關(guān)系實(shí)現(xiàn)了格網(wǎng)化分析研究，使得研究的尺度在空間上進(jìn)一步細(xì)化，得到的結(jié)果更符合實(shí)際，更具操作性。
　　 (3)在城