连云港海岸带城市蔓延过程中景观安全阈值研究

我国东部海岸带地区近年来经济高速发展和城市人口不断增加，由此带来城市的迅速蔓延。在此过程中，城市及周边地区景观生态和环境的负面效应持续累积，严重制约着区域发展的可持续性。本项目立足国际城市化和景观生态学前沿领域，以江苏省连云港市海岸带地区开发、城市蔓延过程为例，紧扣变异过程监测和安全阈值算法这两个关键问题，重点开展以下研究：(1)城市蔓延中典型景观变异过程的监测与实验(区域的不透水面ISA、资源性景观和湿地－城市界面)；(2)景观变异区非点源(NPS)污染指标的响应研究(各样带景观变异指数与对应水体NPS污染指标的相关性)；(3)基于NPS污染响应指标约束的城市蔓延景观安全阈值研究，建立阈值指标及标准体系。通过上述研究，为城市蔓延负面影响的研究和调控提供算法过程和预警信息。

摘要：本项目以江苏省连云港市海岸带地区开发、城市蔓延过程为例，紧扣变异过程监测和安全阈值算法这两个关键问题，完成了以下研究任务：(1)城市蔓延中典型景观变异过程的监测与实验：研究区东部滨海地区开发战略的实施以及大规模的盐田平整与开发背景下，城市扩张高强度区、盐田退化高强度区与城市扩展高强度区有较好的吻合关系，城市扩张对区域湿地环境的改造和扰动导致的景观变异过程正在逐渐增强。(2)景观变异区非点源污染指标的响应研究：以城区为中心及主要河流监测断面分割为中心城区、近城区内圈层、城区外圈层三个区域，重点分析各样带景观变异指数与对应水质污染指标的相关性。研究结果显示：景观尺度上相关性的变化与快速城市化与景观破碎化之间有着较好的响应关系，是适合做研究区域分析的尺度；伴随着快速城市蔓延，中心区景观破碎化先变大后变小，导致相关性结果先变小后变大，而内圈层和外圈层均受快速城市化影响导致景观破碎化增大，进而影响相关性也有所下降。(3)在景观格局与水质相关关系分析的基础上，提出基于水污染响应指标约束的城市蔓延景观安全阈值算法：改变最显著的水质指标主要是pH, BOD, NH3-N等；基于水污染响应指标约束的城市蔓延景观安全阈值算法分成两部分，第一部分为景观指数数值，第二部分为水质变量数值，存在1 种无拐点曲线和2种抛物线曲线阈值。(4)增加厦门市海岸地区案例比较研究，通过建立压力-状态-响应指标体系，提出基于知识工程师的预警算法并应用于研究案例中，得出景观生态安全预警算法和结果，并发现城市发展规划中快速改造生态用地为城市用地部分以及城市-湿地交互作用地带是高预警部分，为城市蔓延负面影响的研究和调控提供算法过程和预警信息。