极化区生态安全格局演化与调控研究
A Study of the Evolution and Adjustment of the Ecological Security Pattern of the Polarized Areas

极化区作为我国国土空间开发中的重要战略区,承担着促进区域发展的重任.我国先后建成近20个极化区,它们为经济发展和区域振兴起到了关键性的支撑作用.但是随着要素集聚和经济发展,这些区域的生态安全态势与安全格局出现了不断恶化的现象,引起了学界和政府部门的关注,成为研究的热点问题.皖江城市带是一个发育中的极化区,具有政策支持、交通区位、资源禀赋优良等优势,在产业经济发展、城市体系建设以及基础设施提升等方面都取得了长足进步.但同时引发了农用地向建设用地快速转变、景观格局中的关键生态涵养源萎缩、区域生态服务功能弱化等方面的快速变化,区域生态安全格局面临新的挑战.研究收集了皖江城市带多期、长时段的土地利用影像解译数据,获取DEM、降水、地形地貌、植被覆盖等自然生态属性数据以及该区域的社会经济发展数据,采用理论归纳与推理、实证与比较、定性与定量相结合,基于GIS平台,综合集成应用MCR、DPSIR模型、空间自相关、热点分析以及数理统计等方法开展极化区生态安全格局演化与效应研究.在借鉴国内外已有的研究成果,结合国内极化区发展的过程与特征,首先提出极化区生态安全格局演化的概念模型,认为极化区发展集聚各种要素和经济活动,它们集中于特定的地域空间上,成为引发生态安全格局演化的干扰源,并依次引发直接响应、间接响应和系统响应(土地利用变化、景观格局演化、生态风险升高与服务价值降低等),这些响应发生还遵循了距离衰减、时效滞后等规律,引发的各种生态响应既存在时间演化特征,也存在空间分异规律.土地利用变化是极化区发展引发的直接和最早的响应.皖江城市带极化区近20年发展引发的土地利用变化主要特征是绝对量大、但比重不高,平原区水田旱地减少最多、城镇用地增加最多,海拔200米以下、坡度15度以下是土地利用变化最集中的地理空间,建设用地扩张最强和发生热点主要是在合肥、芜湖、马鞍山、铜陵经济发展较快的城市区域.景观格局演化也是极化区直接生态安全格局响应的内容之一,更是土地利用变化的结果和直接反映.皖江城市带极化发展引发大小和形状各异的景观要素在空间上重新排列和组合,景观格局呈现出复杂化、团聚化的特征,自然景观趋于脆弱化和破碎化,部分原生态系统逐渐失去原貌;景观斑块呈现以合肥城区、芜湖城区和安庆宜秀区为中心的三个明显区块,景观多样性呈现出南北高、中间低的分布格局,景观均匀度指数则显示明显的带状分布的特点;景观生态质量逐年下降,但景观生态质量整体上仍然处于安全水平.极化区发展引发的间接响应主要为生态风险与生态服务价值的变化.皖江城市带近20年的生态风险整体不断上升,且存在明显的空间分异,生态风险明显增强的区域主要是合肥以及芜马铜沿江城市,西南大别山区与南部皖南山区没有大的变化,生态风险增加的区域主要在低海拔和低坡度的平原、丘陵地带,区域内生态风险分布的两极分化特征明显;区域的系统生态服务价值总量呈现-倒V‖形的波动变化,自1995年后生态服务价值总量不断升高,2005年达到最高值,随后开始下降,到2015年又重新回到接近1995年水平.极化区引发的生态风险上升与系统服务价值变化并未在时空上保持同步.极化区系统响应表现为社会-经济-自然生态全体系的反馈、演化.选择-驱动力-压力-状态-影响-响应‖模型、建立多层次的极化区生态系统安全指标体系进行生态安全评价,发现近十几年皖江城市带-驱动力-压力-状态-影响-响应‖各子系统平均发展程度较为平稳,其中合肥、铜陵、马鞍山、池州、六安在部分子系统内有剧烈起伏变化;多数地级市-驱动力‖与-压力‖子系统的占比不同程度的趋于下降、生态安全系统处于预警状态,其中经济发展较快的合肥以及沿江生态驱动、压力较高,是需要重点关注和协调的地域空间.针对极化区发生的多层次生态安全响应变化,应用MCR模型和GIS空间分析模块,确立皖江城市带生态源、战略点和生态廊道,识别了生态安全区的空间分异,构建了皖江城市带生态安全格局主体框架,划定三大主要生态源区和7条主要生态廊道;结合生态安全区评价、识别,在乡镇街道单元尺度下,进行未来空间管制分区,划定重点开发、优化开发、限制开发和禁止开发四类乡镇.最后针对性提出未来区域生态保护与开发的相关对策措施.本研究一方面提出了极化区生态安全格局演化的概念模型,有利于推动有关极化区和生态安全的理论研究;另一方面对皖江城市带进行了较为深入和全面的实证研究,对安徽参与长江经济带建设、保护长江具有一定的现实和理论指导意义.