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1、南阳师范学院 环境科学与旅游学院 08级 阮得祥2019/11/12编号：08009110243南阳师范学院20届毕业生毕业论文（设计） 题 目：南水北调中线工程水源区土地利用生态安全 时空分析以河南省为例完 成 人： 班 级： 2008-2 学 制： 4年 专 业： 地理科学 指导教师： 完成日期： 2012-04-01 目 录摘要1引言11 研究区域概况22 土地利用生态安全评价32.1生态足迹模型及其计算方法32.2生态承载力数据处理42.3生态赤字/盈余的计算42.4生态安全评价即生态压力指数的计算43结果与分析53.1 数据来源53.2 生态足迹及生态承载力分析53.3 对结果的分析
2、9参考文献19Abstract11南水北调中线水源区土地利用生态安全时空分析以河南省为例摘要：南水北调工程是关系我国国计民生的大工程，其土地利用生态安全状况对保证工程质量和长期效益的发挥具有重大影响，所以，我们有必要对此状况进行时间及空间上的全面分析。本文在利用之前学者的研究思路及方法的基础上，结合指导教师的批阅及修改建议，本文运用生态压力指数对南水北调中线工程水源区河南省南阳市段近年来土地利用生态安全状况进行评价并对其结果进行分析，结果表明：该区域生态安全状况很不理想，生态环境正处于一种很不安全的状态，且有进一步恶化的危险。进而对该问题提出简单的对策建议.关键词：南水北调中线工程 生态安全
3、生态赤字/盈余 生态压力指数引言南水北调工程举世瞩目, 其中中线工程是解决华北水资源危机的最佳方案。近年来,随着我国经济社会的发展，人口的日益增长和对资源的需求日益加大，使之对环境的压力日益加大。生态问题日益成为我们生存和发展的严峻挑战，南水北调中线水源区生态安全问题事关中线区甚至全国未来的发展，所以对其进行相关研究已迫在眉睫。1989年，国际应用系统分析研究所从保障人类安康状态的角度提出了生态安全(ecological security)的含义，是指在人的生活、健康、安乐、基本权利、生活保障来源、必要资源、社会秩序和人类适应环境变化的能力等方面不受威胁的状态。我们认为生态安全是指在一定时间和
4、空间尺度内, 生态系统处于保持自身正常功能结构和满足人类社会经济可持续发展需要的状态。目前生态安全的研究主要集中在国家和区域尺度上，且集中于单一的地区生态安全现状的比较，国内对生态安全评价方面的研究目前还停留在探索阶段, 理论尚不够成熟,而且多为针对某一年或某一地区的静态研究, 有关时空动态变化研究则很少。现有生态安全的评价方法主要有综合指数法、景观生态学方法、生态系统安全的综合评价法等1。这些方法存在的主要问题是评价方法复杂, 涉及的评价因子繁多, 需要人为赋值, 主观因素影响大, 评价指标和划分等级的标准难统一, 因而评价结果在不同的时空条件下不能相互比较2。本文在生态足迹原理的基础上,
5、运用生态压力指数指标体系对中线工程水源区的生态安全进行了时空差异分析, 以期为该区经济社会发展政策的制定提供科学依据。1 研究区域概况南水北调中线工程水源区即汉江中上游地区,区域由秦岭山脉和大巴山脉夹峙, 包含汇入丹江口水库的汉江、丹江两大流域; 本文主要研究区域为中线水源区丹江口水库的河南省南阳市境内部分。南水北调中线工程的源头为丹江口水库, 渠首在南阳淅川县陶岔, 水源区涉及南阳的淅川、西峡、内乡、邓州4个县市,总面积超过6.36万hm2, 总干渠从陶岔闸引水,穿越南阳的淅川、邓州、镇平、卧龙、宛城、方城6个县市区和高新区的26个乡镇, 在南阳境内全长185km, 控制流域面积7.63万h
6、m2,约占南阳总面积的29%。丹江口水库面积为7万h，其中河南省南阳地区为4万h，因此, 该地区土地资源开发利用情况不仅对其经济社会发展产生重要作用, 而且对南水北调中线工程生态安全产生重大影响。南阳地区位于河南省西南部, 东邻桐柏山、北靠伏牛山、西接陕西秦岭余脉、南依鄂北岗地, 即南阳盆地。海拔77.32212.5。山地、丘陵、平原各占1/3。地理坐标为北纬32173348,东经1105811349。处于亚热带向暖温带的过渡地带，属典型的季风大陆半湿润气候，四季分明，阳光充足，雨量充沛。年平均气温14.415.7，年降雨量在3001100毫米之间，无霜期220240天，年平均日照时数2047
7、小时。南阳市下辖西峡县、镇平县、内乡县、淅川县、新野县、桐柏县、唐河县、方城县、南召县、社旗县、卧龙区、宛城区、南阳国家级高新技术开发区、南阳新区、鸭河工业管理区、官庄工业管理区、邓州市等县区，土地总面积2.66万h，截止2000年底，全区人口1050万，GDP总量519.66亿，人均GDP5000余元。2 土地利用生态安全评价2.1生态足迹模型及其计算方法某一地区生态足迹是在一定的经济规模条件下, 维持特定人口的资源消费和消纳废弃物所必需的生物生产土地面积3, 本文借助生态足迹分析法（由加拿大生态经济学家Rees 和Wackernagel 于1996 年提出的一种度量可持续发展程度的定量分析
8、方法）运用生态压力指数及其等级划分对区域的生态安全进行定量评价。将各种消费项目折算为两类账户, 一类是生物资源账户, 包括耕地、牧草地、林地和海洋(水域) 等4种生物生态面积类型; 另一类是化石能源账户, 包括建筑用地、化石能源土地。生态足迹的计算公式如下4： （1） (i=1,2,3,n，j=1,1,3,，6)式中: EF为总的生态足迹; ef 为人均生态足迹;N为人口数; ai 为i 种物质人均占用的生物生产面积; rj 为均衡因子; ci 为i 种物质的人均消费量;pi 为i 种物质的世界平均生产能力; i 为消费的物质种类; j 为生物生产面积类型。由于6类生物生产面积的生态生产力不同
9、, 在生态足迹计算中,不同地区的资源禀赋不同,单位面积耕地、草地、林地、建筑用地、水域等的生态生产能力差异很大,单位面积同类生物生产面积类型的生态生产力差异也很大。因此, 不同地区同类生物生产面积类型的实际面积是不能进行直接比较的, 需要进行标准化,计算得到的各类生物生产面积应乘以一个均衡因子。均衡因子为某类生物生产面积的平均潜在生产力与各类生物生产面积的平均潜在生产力的比值。本文采用知道教师进行相关研究所引用的均衡因子5: 建筑用地和耕地为2.19, 水面为0.36,草地为0.48,林地和化石能源用地为1.38。2.2生态承载力数据处理生态承载力是指在不损害有关生态系统的生产力和功能完整的前
10、提下, 一个地区能够拥有的生物生产土地的总面积,也可理解为是在一定自然、社会、经济及技术条件下某地区所能提供的生物生产土地的最大值。由于本文计算数据缺失，故采用之前学者的相关计算值6进行估算。2.3生态赤字/盈余的计算依据上述生态足迹和生态承载力模型计算的结果，可以计算该区人均生态赤字/盈余，从而可判定其生态系统的安全状态。其计算公式为：ED=EF-EC=N(ef-ec) （2）式中, ED为区域生态赤字/盈余，EF 为区域生态压力总量， EC 为区域生态承载力总量，ef 为区域人均生态足迹， ec为区域人均生态承载力，若区域生态足迹超过生态承载力，这表明该区生态负荷超过生态容量，则其发展处于
11、不可持续状态。则生态赤字；反之出现生态盈余，则该区的发展模式处于可持续的状态。2.4生态安全评价即生态压力指数的计算 同样，依据生态足迹及生态承载力模型计算的结果，可以提出生态压力指数的概念：生态压力指数=区域人均生态足迹/区域人均生态承载力。公式表示为： t=ef/ec (3) 式中：t为生态压力指数，ef为区域人均生态足迹，ec为区域人均生态承载力根据WWF2004中提供的生态足迹和生态承载力数据, 依据生态压力指数模型计算可得南阳市生态压力指数的变化范围为0. 044. 00。通过对数据进行扫描和聚类分析，并考虑到生态环境和社会经济发展状况，制订了生态安全评价指标及等级划分标准7 ，表1
12、 生态压力指数等级划分表安全等级 生态压力指数 t 安全等级表征状况1 2.00 极不安全3 结果与分析3.1 数据来源1995-2010年河南省统计年鉴8，1995-2010河南省农村统计年鉴9，2010南阳市统计年鉴10，相关网上公布的统计数据。3.2 生态足迹及生态承载力分析3.2.1 生态足迹相关计算结果：南阳市2009年人均生态足迹为0.015777201平方千米，其各类生物资源账户和部分化石能源账户见表2-表6，人均生态足迹较05年0.006939243平方千米,08年0.014369981平方千米连年增高，其变化趋势见表7，3.2.2 生态承载力相关计算结果：表8为1995、20
13、00、2005、2008、2009年人均生态承载力，结果显示人均生态承载力呈小幅增长，其增长率较生态足迹增长率较小，表9为1995、2000、2005、2008、2009年生态足迹及生态承载力变化趋势。表2：南阳市2009年草地类生物资源账户生物 南阳市产量全球平均产量 总的生态足迹 人均生态足迹类型 （吨） 千克/公顷 (平方千米） （平方千米）猪肉 413751 74 5591229.73 0.510046316牛肉 137482 33 4166121.2120.380044262羊肉 38222 33 1158242.424 0.105657845禽肉 57059 33 1729060.6060.157729343兔肉 6053 33 183424.24240.01673243禽蛋
