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編輯推薦: |
对煤炭资源型城市进行景观生态重建,激活城市空间是资源型城市转型的重要课题之一。本书对煤炭资源型城市景观类型、要素及重建目标进行了系统分析,并对相关实践的成效进行了总结。
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內容簡介: |
本书作为煤炭资源型城市湿地景观生态安全研究方面的专著,在综合国内外采煤沉陷区湿地景观格局变化研究的基础上建立了湿地景观生态安全预警评估机制。本书着眼于我国采煤沉陷积水*严重的黄淮东部地区,以淮北为案例城市分析了湿地景观演化的规律和驱动机制。从而利用情景模拟方法预测了不同空间规划策略下的湿地景观演化趋势,并综合评价了湿地景观生态安全变化,从而实现对未来湿地生态风险的预警。*后提出了煤炭资源型城市湿地生态修复的空间策略。
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關於作者: |
周士园,河北石家庄人,中国矿业大学建筑与设计学院讲师,2020年获中国矿业大学工学博士学位。主要从事景观规划与设计、城市更新、矿区生态修复等领域的研究工作。主持国家自然科学基金青年科学基金项目“采煤沉陷扰动下黄淮东部煤炭资源型城市湿地生境质量演变及网络优化(52208091)”、中国矿业大学启航计划项目“黄淮东部煤炭资源型城市湿地生态安全预警研究”。此外,参加3项国家自然科学基金面上项目、2项市级科技计划项目。先后参与完成淮北、徐州、济宁、颍上、塔城等多个资源型城市的生态修复规划项目。发表8篇学术论文和学术报告,参编学术专著1部。常江,山西太原人,中国矿业大学建筑与设计学院教授、博士生导师,建筑与城市规划研究所所长。2002年获德国波恩大学城市规划博士学位,柏林工业大学访问学者,与德国莱布尼茨生态空间规划研究院和柏林工业大学景观与环境规划研究所有着长期的合作关系。主要研究方向为矿业城市更新、矿区生态重建、采矿迹地再利用和工业遗产保护与开发等。主持国家自然科学基金3项、中德合作项目3项、中法合作项目1项,主持和参与其他纵横向项目80余项,在《中国园林》《中国煤炭》《现代城市研究》等学术期刊发表学术论文80余篇,出版专著10部。
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目錄:
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1 绪论
1.1 研究背景与意义 002
1.2 湿地景观演化及景观生态安全研究概况 006
1.3 研究内容与方法 019
2 黄淮东部地区煤炭资源型城市湿地景观特征
2.1 黄淮东部地区煤炭资源型城市湿地资源概况 026
2.2 黄淮东部地区煤炭资源型城市湿地的特征 038
2.3 黄淮东部地区煤炭资源型城市湿地景观演化的影响 042
3 淮北市湿地景观时空动态演化过程
3.1 淮北市概况 048
3.2 土地利用信息的提取 055
3.3 湿地时空动态转化过程 066
3.4 湿地空间分布格局演化过程 082
4 淮北市湿地景观演化驱动力分析
4.1 湿地景观演化驱动因子的选取与处理 094
4.2 湿地景观演化驱动力Logistic回归模型的建立 112
4.3 湿地景观演化驱动力Logistic回归分析结果与检验 115
5 多情景下湿地景观演化的空间模拟
5.1 CA-Markov模型简述 122
5.2 趋势发展情景模拟 131
5.3 快速城镇化情景模拟 135
5.4 农田恢复情景模拟 138
5.5 湿地生态保护情景模拟 141
6 淮北市湿地景观生态安全动态评价
6.1 湿地景观生态安全评价的基本内容 148
6.2 湿地景观生态安全评价指标体系构建 149
6.3 湿地景观生态安全评价模型构建 155
6.4 淮北市湿地景观生态安全变化 157
6.5 淮北市湿地景观生态安全的地区差异 166
7 湿地景观生态安全预警与调控
7.1 湿地景观生态安全预警内涵 180
7.2 湿地景观生态安全预警机制构建 185
7.3 湿地景观生态安全调控策略 190
7.4 湿地景观生态安全调控措施 199
8 结语
8.1 主要研究结论 210
8.2 相关研究展望 212
参考文献 214
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內容試閱:
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前言 湿地是地表水陆相互作用所形成的特殊生态系统,具有显著的景观异质性,是自然界生物多样性较高、生态服务功能较丰富的景观类型。湿地也是山水林田湖草沙生命共同体的重要组成部分。湿地生态系统的稳定性和可持续性直接关系着区域的生态安全。在国土空间治理和生态修复中,湿地是重要的生态资源,湿地的景观演化对生态网络格局的构建具有重要影响。然而,湿地又是一种脆弱的生态系统,它容易受到各类干扰因素的影响。相关研究表明,人为活动导致的土地利用变化和气候变化已经成为影响全球湿地景观演化的主要驱动力。保护及合理利用珍贵的湿地资源,并探索湿地生态修复的空间策略,已成为当前国土空间规划的重要内容。 在资源型城市中,矿产资源的开发对生态环境形成了强烈的扰动。在我国262座资源型城市中,煤炭资源型城市达84座,数量*多且分布*广。煤炭资源开发带来的环境问题十分严峻,其中尤为突出的是土地沉陷问题。据统计,我国90%以上的煤矿为井工开采,每万吨原煤的采出会引发0.2 hm2的土地沉陷,地表沉陷范围约为开采面积的1.2倍,由此导致的土地沉陷规模高达135万公顷。《中华人民共和国国民经济和社会发展第十三个五年规划纲要》和《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》中均重点提出了关于采煤沉陷区的转型和治理问题。黄淮东部地区煤炭资源型城市属典型的高潜水矿区,煤炭资源开采后地表沉陷规模大且积水比重高。采煤沉陷过程重塑了流域地貌并改变了原有的湿地水文过程,这对该地区湿地景观格局和生态过程的稳定性及完整性产生了威胁。但与此同时,采煤沉陷积水所形成的新生湿地有利于改善该地区的景观异质性,为生物多样性的提高提供契机。因此黄淮东部煤炭资源型城市湿地生态修复受到了湿地学、城市规划学、生态学、水文学和开采沉陷学等多学科学者的关注。 当前我国正处于国土空间规划体系改革的重要阶段,保护和修复生态环境成了国土空间规划的主要目标之一。为了衔接全国和省级生态保护格局、落实生态修复目标,各省、市、县正逐步建立分级分类国土空间生态修复规划。湿地生态系统修复成为黄淮东部煤炭资源型城市国土空间生态修复规划的重要内容。同时,《中共中央国务院关于建立国土空间规划体系并监督实施的若干意见》(中发〔2019〕18号)提出“依托国土空间基础信息平台,建立健全国土空间规划动态监测评估预警和实施监管机制”,本书有关研究正是在这一背景下展开的。通过长期的理论和实践研究可以发现,采煤沉陷地区湿地生态保护与修复有显著的特殊性。规划中面临的主要问题在于自然湿地减少和采煤沉陷湿地扩张导致景观格局不稳定。因此,仅依据现状调查的静态规划机制难以适应湿地的实际演化情况,造成规划的科学依据不充分和可行性不足。在探索湿地生态修复的空间策略时面临两个关键问题:①如何实现对黄淮东部地区煤炭资源型城市湿地景观动态演化过程的模拟和预测;②如何建立适合黄淮东部地区煤炭资源型城市湿地特征的景观生态安全评价方法和预警机制,从而为湿地生态规划的编制提供信息反馈。 本书从优化湿地生态规划的视角出发,针对黄淮东部地区煤炭资源型城市湿地的景观生态安全问题,在融合景观生态学、湿地学和生态规划学理论与方法的基础上,提出了“动态模拟―景观生态安全评价―预警反馈”的研究框架,并以淮北市为例进行了深入剖析。首先,利用1988年、2002年和2018年的遥感数据和地理信息系统(geographic information system,GIS)建立了湿地景观演化监测数据库,模拟了淮北市从成长期到成熟期再到衰退期湿地景观的动态变化过程。其次,综合经济、社会、自然、区位和政策的空间统计数据,定量分析了30年间湿地景观演化的驱动机理。再次,采用情景模拟的方法预测了2034年湿地景观格局在趋势发展情景、快速城镇化情景、农田恢复情景和湿地生态保护情景下的动态变化。*后,在此基础上,综合评价了不同时期淮北市湿地的景观生态安全水平。本书能够为矿区生态修复、资源型城市国土空间规划以及湿地生态修复与保护等相关工作提供新的思路和方法。 全书共8章。第1章为绪论,对黄淮东部煤炭资源型城市湿地保护面临的问题和国内外相关研究进展进行了概述。第2章对黄淮东部煤炭资源型城市湿地的景观特征及景观演化的影响进行了总结。第3章至第5章是在提取淮北市近30年湿地景观格局信息的基础上,采用Logistic-CA-Markov模型对淮北市湿地景观的演化趋势进行了多情景模拟分析。第6章采用PSR模型对不同情景下淮北市湿地的景观生态安全进行了综合评估,识别*优发展情景。第7章结合我国当前湿地生态保护规划体系构建了湿地景观生态安全预警机制,制订了湿地景观生态安全调控策略。第8章对全书进行了总结,并指出未来研究的方向。 本书基于课题组长期的相关理论和实践研究成果而展开,受到了国家自然科学基金“采煤沉陷扰动下黄淮东部煤炭资源型城市湿地生境质量演变及网络优化(522080901)”、徐州市科技计划项目“徐州市采煤塌陷湿地生态修复及绿色开发利用技术研究与应用示范(KC21145)”和中国矿业大学启航计划项目“黄淮东部煤炭资源型城市湿地生态安全预警研究”的资助。 湿地是复杂的生态系统,黄淮东部煤炭资源型城市中湿地的景观演化更是受到了特殊的干扰,亟须进行多学科交叉的研究。鉴于作者水平的局限性,书中很多内容有待进一步完善,希望读者能够批评指正。 周士园 2022年10月
1 绪论
1.1 研究背景与意义
1.1.1 黄淮东部地区煤炭资源型城市
资源型城市是以当地自然资源的开采和加工为主导产业的城市。根据主导资源的类型不同,资源型城市可分为煤炭资源型城市、石油资源型城市等6种类型。资源种类及其开采、加工方式的差异对城市发展和环境产生的影响也不尽相同。其中,煤炭资源型城市是我国各类资源型城市中数量多、分布广的一类。由于矿产资源的有限性和不可再生性,资源产业和资源型城市的发展具有显著的周期性。在长期高强度的开采后,自然资源终将面临枯竭。受此影响,资源型城市也将步入发展周期的衰退阶段。依据《全国资源型城市可持续发展规划(2013―2020年)》中资源型城市的分类结果,在进入衰退期的资源型城市中煤炭资源型城市数量多,达到33座。此类城市中开采沉陷区引发的环境问题尤为突出,我国“十四五”规划中明确提出“推动资源型地区可持续发展示范区和转型创新试验区建设,实施采煤沉陷区综合治理和独立工矿区改造提升工程”。
黄淮地区地处我国华北平原腹地,是指黄河以南淮河以北所含的河南、安徽、江苏和山东四省地区,以东经116°经线为界可以分为东部地区和西部地区[1]。黄淮东部地区总面积达2.921×105 km2,包括徐州、连云港、亳州、宿州、商丘、开封等31个地级市。黄淮东部地区矿产资源储量丰富,历来是我国重点开发区域。依据国务院颁布的《全国主体功能区规划》,黄淮东部地区是我国“重点进行工业化、城镇化开发的城市化地区”。同时,黄淮东部地区也是我国煤炭资源的重要产区,资源开发的历史悠久。一大批早期投产的煤矿为我国工业化的起步和发展提供了重要的能源保障,如枣庄的中兴煤矿(1878年)、徐州的韩桥煤矿(1882年)、淄博的大成煤矿(1899年)等矿区,开采历史均在百年以上。时至今日,我国13个亿吨级煤炭能源基地中的两淮煤电基地、鲁西煤炭基地以及河南东部的永夏矿区都位于黄淮东部地区,因此,黄淮东部地区也是我国煤炭资源型城市较为密集的区域。
除此之外,江苏省徐州市和山东省淄博市原为以煤炭资源开发为主的城市,现由于煤炭资源的枯竭和城市产业结构的转型逐步发展为综合型城市。但长期的煤炭资源开发对城市的生态环境形成了强烈的扰动,矿区生态环境问题在一定时期内仍然存在,因此仍将徐州市和淄博市纳入统计范围。此外,由于龙口市煤矿为滨海煤矿,湿地及自然环境与其他城市有较大差异,龙口市不纳入研究范围。综上所述,本书所指的黄淮东部地区煤炭资源型城市共有11座(表1-1)。
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