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黄色空间

研究结论与成果 矿产资源的开发,创造了巨大的经济效益和社会效益。对于矿业城市来说,矿山开采引起的土地破坏已经成为影响区域土地安全格局的制约因素。因此,探索丘陵矿区土地利用演变机理和

研究结论与成果

矿产资源的开发,创造了巨大的经济效益和社会效益。对于矿业城市来说,矿山开采引起的土地破坏已经成为影响区域土地安全格局的制约因素。因此,探索丘陵矿区土地利用演变机理和驱动机制,构建土地利用安全综合评价指标体系,研究矿区土地利用安全格局模式,对指导今后矿区土地利用意义重大。本书综合运用系统论、生态学、景观分析、规划设计、管理科学的研究成果,对矿业用地土地生态安全格局理论与方法深入研究。主要结论如下:(1)研究不同尺度的矿业城市土地利用格局特征与演变。与矿山的生命周期一样,矿区用地也经历了楔入、扩张、稳定、转用或恢复、荒芜等阶段,相应矿区周围土地也由辅助转为他用;传统矿区土地利用是松散型向外扩散,废弃地多,土地利用外部负效应严重。生态矿业节约用地,矿业用地走向内涵式发展,内部开放与对外共生相协调,紧凑度明显上升。首先,对矿业城市河北省武安市用地情况分析,表明十年间耕地、未利用地、河流用地总体呈减少趋势,城市及农村居民点用地、独立工矿用地、林地呈增加趋势,土地利用变化率最大的是独立工矿用地。1996年、2006年各景观要素的百分比表明,耕地、林地、未利用地及居住用地景观要素优势度比较明显,独立工矿斑块优势度增加变化率最大,说明独立工矿景观要素在研究区中所起的作用在增加。其次,从土地利用景观特征看,武安市景观的破碎程度与异质性提高,斑块边界总长度增加;从斑块规模上看,耕地、未利用地、林地占景观百分比大,是市域内优势景观;景观集聚程度低,受采矿等人为干扰,使景观斑块分解、离散,斑块形状规则化;景观多样性增加,斑块分散程度增加,斑块规模减少;原有的优势景观类型发生变化,最显著的是林地与居住用地增加、耕地减少;原有斑块被分割,斑块形状趋于规则;原有各类景观斑块仅被廊道及新的斑块分割,新楔入的景观斑块规模较小,总体景观格局离散程度与变化幅度有限。再次,通过分析矿业用地变化趋势,十年间总量趋于减少。从2000年以后矿业发展高峰期已过,通过土地复垦恢复了大量被破坏的土地,矿山用地以小型为主。丘陵矿区的矿业用地斑块形状复杂,采矿边界不规则;矿业用地虽然近年来略有分离,但总体上集聚性较强,与矿产资源的集中分布相一致,小矿山逐渐被大矿山所替代。通过典型矿区西石门矿区土地利用变化表明,经过20年的开采,矿区未利用地较多,主要是采矿产生废弃地,其次是居住用地和工矿用地,没有林业用地。土地复垦以增加耕地为主要目的。根据矿区内地貌形态、土壤条件和原生植被类型等,矿区土地利用格局调整后,工矿用地将减少52.2%,转为其他居住用地;工矿废弃地(未利用地)则转为耕地或林地,保留利用重要的矿业遗迹。经分析认为,矿区土地利用受多种驱动力影响,矿业用地空间进化的过程是内部、外部各种驱动力相互作用在物质空间的反映。(2)本书在对生态安全、土地利用安全内涵分析的基础上,分别对矿区生态安全、矿区土地利用安全的内涵进行了界定,对矿区土地利用安全思想演变进行分析,认为矿区土地利用安全应以人与自然相平等的可持续发展观为指导,以自然演进的需求为基线,以自然演进过程为发展依据,建立人与自然和谐的共生格局。矿区土地利用安全格局是建立在区域安全格局基础上,包含矿业用地内部安全和对外共生协调安全,表现为矿业用地土地利用与区域的协调。根据矿区PSR指标体系,构建了矿区土地利用安全格局综合评价指标体系和安全分级标准,对武安市、西石门矿区土地利用安全格局进行了评价。结果表明,土地利用格局总体安全状态处于下降趋势,矿业用地整体处于临界安全状态。分析PSR指标说明,矿业用地总体“压力”下降,“状态”趋于向好的方向转变,通过矿山环境治理、矿区土地复垦使“响应”机制对土地安全格局贡献程度增加。但“响应”程度尚不足以使矿业用地达到安全状态,局部得到改进但总体趋势恶化的状态没有从根本上改变。必须从根本上采取措施构建矿业用地安全格局,加大投入,修复被破坏的环境,使矿区土地利用处于安全“状态”。(3)将生态伦理思想、土地自然演进、“反规划”思想体系运用于土地利用中,构建武安市域“红绿黄蓝灰和谐,建田网矿集约”土地利用安全格局。根据土地利用安全格局理想状态的要求,对处于临界安全武安市矿业用地格局进行修复和整合。按照景观生态学原理的要求,针对安全性能不佳的矿区,提出废弃地农田生态元修复、废弃地林牧生态元修复方法,村落、矿山生产区、矿山生活区等建设用地生态单元利用方式,以及矿山景观恢复与利用措施和矿山公园景观规划方案。以恢复生态学为依据,在对武安市的山、水、路、林、城、镇、村、矿、园等调查的基础上,提出武安市生态网络修复建设方案:即河流蓝线、山脊灰线、道路棕线、生态绿线修复及整合形成一个多层次的、连续完整的网络,保持城乡的整体性。按照土地利用安全格局标准,提出土地利用空间结构与耦合方案。将生态系统服务价值引入矿区土地利用安全格局,建立矿区生态系统服务价值评估标准,并对西石门矿区生态服务价值、矿山公园建设后的生态服务价值、居住用地生态服务价值进行评估。说明传统采矿用地对区域生态服务价值产生巨大的负面影响,而经过环境治理、土地复垦与生态重建后矿业用地对区域生态服务价值有正的影响。以建立的生态系统服务价值对矿区土地利用格局进行结构与生态网络优化和用地整合,形成以林业、河流用地为核心区,耕地为缓冲区,向矿业用地、居住用地过渡的格局;生态网络优化包括外部生态网络连接和内部生态网络融通、内部绿地斑块镶嵌。(4)矿区土地利用安全格局的实现,需要通过调控与管制手段,达到排除人类这一强烈干扰源影响。调控行为主体为政府、企业、社会公众,政府通过各相关部门组织协调,矿山企业通过自控与负责,公众通过参与和监督实现。政府通过在土地利用总体规划中划出独立工矿区,在矿业用地区内通过“五线”(建设用地红线、林地绿线、河流蓝线、矿业用地灰线、耕地黄线)管控;运用产业结构调整与优化、环境治理、开采规划分区方式达到矿业用地集约化、规模化利用的目的。矿山企业基于生态重构规则约束,通过矿山勘探、矿山生态规划与设计、生态开发、闭矿、后续土地利用与监测、采矿废弃地可持续利用、矿业遗迹保护等矿山生命周期的全程自控为矿区土地利用安全格局的实现负责。当地居民、科技人员、专业公司的参与和监督矿区土地利用安全格局调控的实现。综上所述,本书的主要创新点包括以下几个方面:(1)通过1996年、2006年全市与典型矿区西石门矿的工矿用地利用格局分析,揭示了丘陵地区矿业用地的时空特征及演变机理。(2)构建了矿区土地利用安全综合评价指标体系和安全分级标准,并对武安市、西石门矿区进行了实证分析,指出矿区土地利用安全存在的不足。(3)按照土地利用安全框架,建立起丘陵矿区的“五色空间和谐,建田网矿集约”的土地安全格局模式;对矿区生态系统服务价值进行了显化,并以生态系统服务价值测度为依据,对矿区土地利用格局进行结构优化和生态网络优化。(4)基于人地和谐的整体性修复整合方略,提出废弃地农林牧生态元修复、村落与矿山生产生活区生态单元再利用、矿业遗迹保护与再利用等修复工艺及土地利用安全格局整合技术。

土地利用空间耦合

对于矿业城市来说,城乡土地利用安全格局空间耦合(五色空间)主要是绿色空间(绿地与植被、林地)、蓝色空间(水与湿地、水域用地)、红色空间(建设用地、人居环境和建筑物)、黄色空间(耕地、农用地)、灰色空间(矿山、废弃地以及交通廊道、独立工矿用地)的相互融合、协调统一。采矿形成的“灰色空间”[163],未治理时是污染源,反之当合理开采、进行土地复垦和生态重建使其对环境的影响在可接受范围内时,又是污染物净化、流通的场所。对于矿山开发用地人们往往要想办法把“灰色空间”的负面效应尽量地降低,把它的正面效应利用起来,通过土地复垦与生态重建、土地资源再利用,形成与自然和谐、融为一体的景观,发挥它的正面效应。矿山用地“灰色空间”与绿色空间、蓝色空间、红色空间、黄色空间等“五色空间”的互相镶嵌、耦合,是实现矿山与区域协调发展的途径。根据武安市景观资源特征,将武安市城市总体布局“一环(城市环路景观)、两带(两条绿化景观带)、两区(新城区和旧城区)、三轴(3条景观轴)、三场(3个广场)的市区绿色景观结构总框架延伸到市域范围,通过生态廊道网络将生态源地———国家地质公园、矿山公园、国家级森林公园、国家矿山公园、京娘湖国家水利风景区,城镇、村落、厂矿的绿地斑块等通过生态廊道网络连接起来,构筑武安市居住用地、生态用地、耕地和水系、矿山用地相和谐,中心城镇、村落、基本农田、基础设施用地、矿山用地集约发展(即“红黄绿蓝灰和谐,建田林网矿镇村集约”)的可持续的土地利用格局。着眼于协调发展和可持续发展,坚持以人为本,挖掘矿业城市发展潜能。构建矿业城市武安市建设用地的关键在于,一方面要本着节约集约用地的原则,高效率、高品质地集约发展新城区和旧城区及四大产业园(曹公泉工业园区、崇义铸造工业园区、长远农产品深加工园区和金鹏牧业生态农业综合示范园区)和工业集聚区及合理构筑公路网用地体系;另一方面要精心保护“太行独峙、洺水双环”的冀南自然景观,保护太行山余脉五大分支山系绿色生态屏障以及洺河支流的南洺河、北洺河、马项河、淤泥河4条水系生态廊道,结合南洺河、北洺河、马会河等主要河道综合开发治理工程及矿山环境治理,将境内主要河道及两侧建设成“防洪安全走廊、文明生态景观带和滨河工业集聚区”,保持绿色生态源地通道连通性,建设分布在22个乡(镇)内的集中连片的“九片楔型”基本农田重点保护区,构筑适应武安生态城市建设要求的绿色空间体系(图4.2)。图4.2 武安市土地利用空间耦合

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 做梦梦见一个黄色的空间,自己被关在里面,那个空间会突然变得很大,自己又会在一个很高的平

梦见一个黄色空间:情绪化的一天。这两天你的情绪很容易受到外物的影响,时喜时悲!建议你,与其被情绪拉着鼻子走,还不如自己好好去利用这个特点。看一场振奋人心的比赛,听一段舒缓心情的乐曲,就好像充电一样,干劲又来了!此外,恋人这两天需要多一些自我空间!梦见一个黄色空间-吉凶:基础坚实,境遇可稍得安定,而有一时之成功,但除非毅力坚强耐久,否则难于有很大之上伸发展,身心劳苦,故而易生脑、肺疾等病。【吉凶互抵】


土地利用空间结构与耦合

4.3.1.1 土地利用空间构型对于矿业城市来说,区域土地利用空间结构由“绿色空间”、“蓝色空间”、“红色空间”、“黄色空间”和“灰色空间”构成,简称“五色空间”。其中,“绿色空间”指绿地与植被、林地,“蓝色空间”指水与湿地、水域用地,“红色空间”指建设用地、人居环境和建筑物用地,“黄色空间”指耕地,“灰色空间”指矿山、废弃地以及交通廊道、独立工矿用地。“五色空间”相互对峙、平衡与交流,在对峙流行之中,才生生不息,不断发展[168]。“五色空间”互相耦合组织是对物种多样性的尊重,减少对资源的剥夺,保持营养和水循环,维持植物生活环境和动物栖息地的质量,有助于改善人类及生态系统的健康,尽量使其对环境的破坏影响达到最小。在“五色空间”中,各色空间相互影响、相互依存,处于平衡状态。“五色空间”组织中的红色与蓝色、红色与黄色、绿色与灰色为直接互动关系,相互影响的景观;各色空间相互叠加,绿色空间、蓝色空间属于生态用地,黄色空间属于农业用地,红色空间属于建设用地,灰色空间介于生态用地与建设用地之间,生态用地与农业用地、建设用地、灰色空间的比例,直接关系到土地利用空间的质量。4.3.1.2 土地利用类型空间形态安全的土地利用格局应该呈现出农田集中连片,林地集聚分散结合,矿山用地连片式集约利用,城镇村用地呈星散式集约耦合,水域用地呈网络式耦合。在用地形状上,从经济上来说圆形的土地利用结构是有利的,其次是方形、长方形等规则图形经济上有利,和自然的接触面最少,但从生态上来说,正好相反,一定面积的几何图形,它的面积、接触面最短,也就是说人和自然的接触面最少,生态效益最差,所以正好是两个极端,经济效益最好,生态效益最差。因此,对于中小规模建设用地形态以规则形态为好,对于生态用地以不规则形状用地效果为佳。(1)“黄色空间”地类形态。耕地生产性占第一位,具有一定的生态功能。谢高地等通过实验证明了农田生态系统产生生态服务价值的过程,在生态服务总价值中,41.9%是由农田生态系统自然生态过程提供和产生的,58.1%是由人类种植业活动产生的[170]。由于耕地以植物性产品收获的方式取走粮食产品,春种秋收,冬季土地裸露,使耕地生态功能降低,有造成系统耦合不完善因素。耕地布局要集中连片,便于保护和发挥生态功能,起到生态缓冲区作用。(2)“绿色空间”地类形态。林地的边缘形状多为不规则形,结合道路建设,使各绿色斑块联结形成网络化“绿色空间”,提高三维空间绿视量。武安市在太行山绿化中,坚持“封、飞、造、管、防”五位一体,开展洺河两岸防护林绿化,交通廊道两侧绿化,以及乡镇和80%村落周围绿化,根据生态效益与经济效益并重的原则,搞好林种搭配,做到乔灌结合。树种选择毛白杨雄厚性系、泡桐、刺槐、火炬、紫穗槐和柽柳等乡土植物,苗木选用1~2年生健壮苗。(3)“灰色空间”地类形态。由于采矿对周围用地有不利影响,为避免其对周围用地不利影响,应减少其与周围土地接触面,因此从总用地形状来说应为规则形状。从提高矿产资源开发集中度来看,要求矿产资源进行规模开发,达到规模集约利用。(4)“红色空间”地类形态。城镇村用地与工业集聚区呈星散式集约耦合,通过交通廊道呈网络式耦合。(5)“蓝色空间”地类形态。河流水系呈网络式耦合,坑塘、水库水面呈星散式耦合。4.3.1.3 土地利用空间的系统耦合系统耦合是指两个或两个以上的具有耦合潜力的系统,在人为调控下,通过能流、物流和信息流在系统的输入和输出中形成新的、高一级的结构功能体,即耦合系统[171]。土地利用安全格局要求各类用地系统有机镶嵌,建立耦合系统,使系统组分之间的功能相互补充,形成一个有机整体。从景观生态学看来,系统耦合在本质上可以看做是尺度转换过程中景观组分的融合与性质转换的过程。矿业城市景观生态系统,由相互之间具有明显边界的耕地、林地、居民点、矿业用地、水域、道路、水系等景观组分组成,这些景观组分是相对匀质的生态系统。其中的道路在更小的尺度上可以划分为路面、路坡、防护林、水渠等景观组分;耕地在更小的尺度上由农田、田坎、防护林、水渠等景观组成。随着尺度的变大,路面、路坡、防护林、水渠等景观组分之间相互融合,边界消失,发生系统耦合,形成耕地。耕地、道路再与林地、草地、水域、水系等相对均质的景观组分发生耦合,区域生态系统产生。土地类型系统耦合的组织有连片式、星散式、分散(支)式等不同耦合形式[171],其中连片式适宜于区域之间的系统耦合,星散式适宜于城乡之间的系统耦合,分散(支)式适宜于流域之间的系统耦合。在武安市域内,以绿色、蓝色空间为中心,以景观边界为纽带,以连片式、星散式、分散(支)式格局为耦合键进行横向耦合,构建土地利用安全格局,以相互连通的生态网络廊道为条件进行系统耦合。即从水平耦合和垂直耦合出发,以“绿色空间”、“蓝色空间”系统为核心区,带动“黄色空间”缓冲区系统,向“灰色空间”、“红色空间”过渡,耦合成“红黄蓝绿灰”和谐的系统,引发系统耦合效应,使巨大的生态潜能解放。随着土地管理的数量型向土地管理的生态功能型转变,“五色空间”耦合实质是区域总体的生态服务价值得到优化,达到优美的环境,为区域人居环境的改善作出贡献。因此,为衡量“五色空间”各类用地生态价值,直观和科学性显化其价值,需要对各类用地生态服务价值进行评估。

土地利用安全格局要素

基于对土地自然演变规律的认识,为确保矿区自然生态系统景观结构的有效性,在土地利用安全格局中,确定自然生态系统的景观格局是首位的,人工生态系统应该受到一定的引导和限制。景观生态中存在着某种潜在的空间格局,它们由一些关键性的局部、点及位置关系所构成,这种格局对于维护和控制某种生态过程具有关键性作用,称为安全格局(简称SP)。通过对景观中的这些关键性组分的设计和耦合,可以实现主动优势、空间联系优势、高效优势3个方面的战略优势。高效优势是SP的总体特征,也包含在主动优势和空间联系优势之中,SP组分的鉴别和耦合是土地安全格局构建的核心内容[155]。研究影响土地利用安全的要素及其原理,识别安全格局中关键性的部位,是构建合理的土地利用安全格局的基础。4.1.1.1 格局组分景观组成要素按其空间结构特征,可分为斑块、廊道和基质三类景观结构成分和景观边界(表4.1)。在区域景观模式中,分为自然性质和人工性质[155]。表4.1 区域景观体系分类另外,边界也是景观结构中重要的组成要素,是“景观的皮肤”,具有过渡性和阻滞功能[121]。现代景观生态学的发展,已经总结了许多关于斑块、廊道等景观模型的基本原理[156],为“斑块-廊道-基底”模式的建立提供操作依据。4.1.1.2 土地利用组织良好的生态环境质量不仅需要具有景观组成要素,还需要具备合理的土地利用结构和布局。由于其布局的合理性不同,同样组分可以加强或减少其生态功能的有效发挥。一般认为,合理的土地利用组织应当是自然斑块保持集中与分散相结合的空间格局,即包括几个大型的自然斑块和多个分散的小型自然斑块以及它们之间的联系组成的结构,可以最好地发挥生物多样性保护和维持生态环境质量的作用。考虑物种从源向外扩散过程中遇到的累积阻力,不同的土地覆盖类型会产生不同阻力。土地覆盖类型的生态阻力等级排序如下:湿地、水体生态服务价值最大,林地<灌木林、竹林<经济林、草地<水田<旱地<建成区<高速道路[140]。农田作为最大的区域景观基质,是建立生物缓冲区的主体。保护对生物过程具有战略意义的农田和经济林,避免被侵占,在破碎化景观中,可以作为跳板的栖息地斑块,要严格保护。土地利用安全格局要按照景观生态学原理,在宏观上设计出合理的景观格局,在微观上创造出合适的生态条件[157],把社会经济的持续发展建立在良好生态环境的基础上,实现人与自然的共生。

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