城市扩张对森林碳储量影响研究——以茂名市电白区为例

文献综述

1. 研究目的和意义

随着社会经济发展，外部约束性因素和城市单元自身扩展能力作用带来了城市扩张。新兴城市是中国城市化进程发展的大向，引起了城市空间结构、人口与土地覆盖类型的巨大变化，对森林生物量和生产力产生重大影响。城市用地扩张会使地表吸收更多的热量，且很大程度上阻止了通过水汽蒸腾散热的途径，使得城市地表温度和气温升高。对城市进行建模实验，模拟森林动态演替过程；通过下载2005-2015年Landsat时间系列数据、2005-2015夜间灯光DMSP/OLS数据量化城市扩张动态，并建立城市扩张与森林碳储量变化的关系。此研究为科学研究森林碳储量变化与城市扩张的关系提供了可靠依据，研究结果可作为规划新兴城市绿化面积、造林面积的依据。

1. 国内外研究现状
2. 国内研究现状

刘小平、黎夏、陈逸敏等提出新型的景观扩张指数^[1]，相比传统的景观指数、新型指数可以更好的反映景观格局的过程信息和动态变化，例如植物空间群落分布情况、城市扩张空间格局分析，新型的景观扩张指数能够定量分析景观扩张类型、对传统指数做了很好的补充，同时新型扩张指数也可以很好的展示城市扩展的规律和趋势方向、为论文的研究提供了良好指导。

以景观动态模拟为基础^[2]，利用细胞自组织模型来对动态变化过程进行描述，考虑城市扩张的3个约束因素、选择动态模拟中的相关变量，对各参数进行权重分析，可以清晰地展示出城市在空间变化上的特征，有利于估测城市的空间扩展趋势、为城市扩张分析提供有力指导。

何剑锋、庄大方利用遥感影像图对土地利用与土地覆被变化进行分析^[3]，通过列举计算长江三角洲各城市近15年的城市扩展模式与扩展度，有力揭示城镇化与自然生态环境之间的相互关系与城市扩张与林用地面积减少之间的矛盾日益严重。表明城市与自然是一个共同体，只有处理好城市与自然的动态平衡问题，才能解决好城市的扩展趋势问题以及城市扩张带来的一系列附属问题。

彭晋福以最小累计阻力(MCR)模型为研究基础^[4]，借助GIS技术对土地利用格局进行分析，实现农业用地、城镇用地、生态保护用地三者保持一定比例，是实现区域可持续发展与碳平衡的重要保证与基础，单方面的用地扩张将导致土地利用受阻。利用模型合理有效分析城市扩展与森林生物量之间的关系，才能有效估测其对森林碳储量的影响。

大都市反映了我国近几十年来的城市发展，但大都市区的城市依然会受到不同尺度的社会、经济、自然因素的综合影响和制约，因此何春阳、陈晋、史培军等提出了大都市区城市扩展模型^[5]。利用City Expanding Model模型模拟，能准确反映城市发展以及演替规律。然而在我国，土地资源十分有限，城市扩张与林地之间的矛盾一直以来都是最大的问题点，City Expanding Model模型主张用地总量最优和位置最佳相统一，才能达到用地效益最优。同时引入城市活力值这一新型概念，将城市的演化周期模拟成人的生命周期、这样更有利于我们对城市平面扩展的判断，从而加强人们因城市扩张对森林变化的认识。

徐昔保、杨桂山、张建明等利用高分辨航片图、遥感影像、土地利用现状图来建立城市扩展数据库^[6]，改进Slope Landuse Exclude Urban Transportation Hillshade（SLEUTH）模型、模拟城市未来扩展趋势。通过计算临界阈值来对城市空间扩展进行预测，以不同年份城市遥感影像为基础、通过监督分类，判断出城市近年来土地利用的变化方向以及扩展趋势，有效说明SLEUTH模型具有较高的精度与适用性，有利于我们对城市未来扩张的估测与模拟。