西安-咸阳城市化对都市农业功能时空演变的影响研究

Urban agro-ecosystems are the most of profoundly impacted ecosystem by urban development. Currently the urbanization, which result in the great changes of urban agricultural landscape and the deterioration of agricultural resources and ecological environment, significantly impact on urban agricultural multifunctionality, and cause function disorders between the urban and the rural, which even weakening the ecological capacity of urban sustainable development .The researches on how urbanization affect the changes on urban agricultural multifunctionality and what the influence mechanism of urbanization on urban agricultural functions is are crucial to the urban environmental conservation, the coordination and optimizing of the urban functions and the urban agricultural functions in domestic or on abroad. By putting forward the conception of agricultural functional spectrum and building spatial evaluation methods of agricultural function spectrum values which will be developed by integrating the evaluation methods of ecosystem services in present based on employing the remote sensing(RS) and geographic information system(GIS) technology, the proposal is planed to study the process of urbanization in late 20 years, evaluate the temporal-spatial changes on urban agricultural multifunctionality and analyze the impact of urbanization on urban agricultural functions in Xi'an-Xianyang city ,aimed to reveal the influence mechanism of urbanization on urban agriculture functions. These studies will expand the field from economic spatial characteristic research to functional spatial characteristic research, begin to analyze the functional spatial characteristic and its allocation optimization between the urban and the rural, and offer the advancing theories and technologies in science of economic geography, urban geography and regional sustainable development, and also will provide the practical guidance on adjusting relationships between the urban and rural in the rapid urbanizing region.

都市农业生态系统是受城市影响最深刻的生态系统。当前城市化导致都市农业景观过程变化、农业资源与生态环境破坏及恶化，严重冲击都市农业的多种功能，导致城乡功能失调，削弱了城市可持续发展的生态基础。研究城市化如何影响都市农业功能？城市化对都市农业功能演变过程存在怎样的作用机制？这是国内外保育城市生态基础、协调及优化城市功能与都市农业功能亟需解决的迫切问题。本项目拟构建"农业功能谱"概念及方法，采用遥感和地理信息系统技术，构建集成生态系统服务功能测评方法的农业功能谱值空间测评模型，弥补当前研究方法的不足，深入研究西咸城市化过程、测评都市农业功能谱值及其演变过程、分析城市化对都市农业功能影响时空演变动态，揭示城市化对都市农业功能演变的作用机理。可为地理学开展农业多功能空间特征研究及功能优化配置、开展农业景观功能的动态研究等新领域的研究提供理论与技术方法，为快速城市化地区协调城乡关系提供借鉴。

城市化正强烈冲击着都市农业生态系统结构、过程与格局，严重削弱了农业生态系统服务功能，危及城市化地区可持续发展的生态基础。生态系统服务、景观生态和农业多功能性等研究已成为国际研究热点，但当前还没有涉及城市化对农业景观格局及农业生态系统多种服务的影响研究；目前采用的多维度模型，因其对不同功能采用的测评方法、测评的空间尺度等均不同，导致测评结果在量纲、空间和时间上都不具可比性、很难进行多种功能值的汇总与从高分辨率空间（栅格）尺度来描述和分析（农业）生态系统多种功能的变化特征。项目以西咸城市化地区为例，主要研究了城市化对都市农业景观、农业生态系统服务功能的影响及其作用机制，集成和构建了农业生态系统主要服务功能的空间测评方法，构建了农业功能谱概念及方法。项目研究：1）揭示了城市化对农业生态系统服务影响的机制，一方面，在城市化地区随着人口聚集、工商经济发展和建设用地扩展，推动农业类型转变，引起农业景观及农业生态系统结构、过程与格局及生境等变化，导致农业生态系统服务功能变化；另一方面，城市化对能源资源的大量消耗、废弃物的大量排放，污染和破坏水土资源及生态环境，严重影响了农业生态系统多种功能的变化。2）厘清了农业生态系统的主要服务与功能内涵，集成与构建了主要正向服务功能如生产功能、净化环境、就业功能等的空间测评方法。3）构建了农业功能谱概念，构建了农业功能谱值、农业功能谱结构、农业功能多样性指数、农业生态服务与功能结构变化指数、农业生态服务与功能权衡关系分析等模型方法。4）提出了城市生态系统负向生态服务的概念，构建了主要负向服务如花粉过敏、城市热岛效等的测算方法。本研究成果为（农业）生态系统服务测评以及动态研究提供了方法，揭示了城市化对生态系统服务的影响机制，丰富了生态系统服务与区域可持续发展研究领域的理论与方法，在促进地理学对经济活动功能空间特征的研究的拓展具有重要科学意义。