| 题名 | 国家重点生态功能区“三生”空间优化方法研究——以普格县为例 |
| 作者 | 陈田田 |
| 答辩日期 | 2019-07-01 |
| 授予单位 | 中国科学院大学 |
| 授予地点 | 成都 |
| 导师 | 刘邵权 |
| 关键词 | 生产-生活-生态（“三生”）空间 优化 数量模拟 格局配置 国家重点生态功能区 |
| 其他题名 | Study on the optimization method of production-living-ecological spaces in the national key ecological function zones — A case study of Puge County |
| 学位专业 | 人文地理学 |
| 英文摘要 | 城镇化和工业化的快速发展，使我国资源、环境压力不断加大，生产-生活-生态空间相互侵占、挤压现象突出，人地矛盾日益加剧，国土空间开发与保护面临着严峻挑战。为此，中国政府明确指出实现国家的可持续发展要统筹生产、生活、生态三大空间布局，实现生产空间集约高效、生活空间宜居适度、生态空间山清水秀。合理确定生产-生活-生态（“三生”）空间比例、完善“三生”空间布局上升到了关乎国家可持续发展的战略高度。国家重点生态功能区是我国优化国土资源空间格局、坚定不移地实施主体功能区制度、推进生态文明制度建设所提划定的重点区域。其功能定位是维持内部和外界区域生态环境稳定。因此，这类区域应尽量减少和限制进行大规模高强度的工业化、城镇化开发；同时，这类区域也存在着发展经济、加快城镇化的内在需求，而在经济发展和城镇化过程中势必会出现项目建设和资源开发问题。一方面要保护，另一方面要发展，发展和保护之间如何进行权衡，如何在保障经济、社会发展需求的条件下，实现生态效益的最大化是国家重点生态功能区迫切需要解决的问题。因此，本文以国家重点生态功能区为研究对象，按照“三生”空间辨识-特征分析-问题诊断-数量结构模拟-格局配置-效果评价的逻辑，构建了其“三生”空间优化技术框架。该框架可以实现多尺度、多情境“三生”空间分析与模拟，为实现国家重点生态功能区的落地提供了技术和方法支持。然后，以国家重点生态功能区-普格县为例，通过上述“三生”空间优化技术框架对其“三生”空间进行了分析与优化研究。具体研究内容与结论如下：（1）本文从土地功能角度对“三生”空间进行识别，实现了土地利用功能与“三生”空间分类的结合，为“三生”空间研究提供了数据支撑；同时，提出从多尺度进行“三生”空间特征分析，有利于实现“三生”空间特征的全面“摸底”。以普格县为例的研究发现，其以生态空间为主，生产空间为辅，生活空间最少。随着时间的推移，河流、道路两边的“三生”空间转移特征较明显。（2）优化的前提是问题的准确识别。本文从“三生”空间分布适宜性、空间相互关系和生态敏感性三方面出发，建立了国家重点生态功能区“三生”空间问题诊断方法。该方法除了考虑斑块位置和与周围斑块关系外，还加入了生态敏感性评价的内容，突出了国家重点生态功能区特征和发展需求。通过该方法对普格县“三生”空间进行诊断后发现，其“三生”空间分布适宜性不强，空间相互关系较弱，并且生态敏感性较高。为保证内部和外界生态环境安全，急需开展“三生”空间优化研究。（3）考虑到研究需要和区域功能定位，本文构建了多情境国家重点生态功能区“三生”空间数量结构模拟情境，分别为自然发展情境和优化情境。其中，自然发展情境下“三生”空间数量是以往期“三生”空间数量为基础，通过GM（1,1）和线性回归方法求解所得；优化情境下“三生”空间数量是以生态系统服务价值最大为目标，从经济社会现状、区域规划、相关政策等方面确定各空间的面积约束范围，以此构建了灰色线性规划模型，然后对该模型进行规划求解所得。以普格县为例的研究表明，优化情境下的“三生”空间结构在保障经济、粮食等需求的同时，能提高生态系统的生态效益。（4）作为国家重点生态功能区，要使其生态系统提供的服务功能最大，除了要保证生态系统服务价值最大，还应该使其生态系统的结构与功能最佳。在前面已经实现了生态系统服务价值最大，为了实现生态系统的结构与功能最佳，本文将多层神经网络与元胞自动机结合，自主编程开发了MLP-CA模型。在该模型的训练模块，通过加入多层隐含层，提高了模型计算与模拟精度。同时，在模拟模块添加了限制范围、生态敏感性评价等外部转换规则，确保了空间配置过程中生态系统的稳定性；为避免规则冲突的问题，加入了生态优先和概率最大原则，保证了“三生”空间格局配置的唯一性。以普格县为例的研究发现，优化情境下的普格县“三生”空间格局更加有利于不同景观斑块的集聚和蔓延，分布更趋合理。整体而言，以国家重点生态功能区为研究对象的“三生”空间优化技术框架符合地理学“格局-过程-优化-服务-决策”的研究思路，逻辑清晰，方法恰当，实用性强；该框架拓展了国土空间结构优化与生态系统服务的研究范围，对落实国家国土规划改革、实现国土资源管理起到了综合性、基础性作用。通过借助机器学习、人工智能等先进技术而自主编程开发的MLP-CA模型，具有很高的模拟与计算精度，能很好的实现“三生”空间格局配置；并且，以普格县为例而开展的实证分析为普格县未来土地规划提供了一种备选方案，该方案对于缓解“三生”空间冲突、协调“三生”关系、加强生态城镇建设具有重要的参考意义；对保障县域生态功能定位、构建长江上游生态屏障、落实山水林田湖生命共同体理念起了很好的示范作用。 |
| 语种 | 中文 |
| 页码 | 195 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://ir.imde.ac.cn/handle/131551/33975]  |
| 专题 | 成都山地灾害与环境研究所_山区发展研究中心 |
| 作者单位 | 中国科学院成都山地灾害与环境研究所 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 陈田田. 国家重点生态功能区“三生”空间优化方法研究——以普格县为例[D]. 成都. 中国科学院大学. 2019. |
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