基于情景模拟的上海土地利用变化预测及其水文效应

Abstract

城市化是中国现代化实现的必由之路，也是实现社会经济可持续发展的长期国策 [1] 。 城市化过程中最显著的特征就是土地利用结构发生巨大变化、城市建设用地激增；例 如，长江三角洲地区 1989 年城市建成区面积仅为 600 km 2 ，至 2002 年城市建成区面积已 接近 2 100 km 2 ，13 a 间净增 1 500 km 2 [2] 。但是，城市土地利用结构的巨大变化带来的水 文效应却在反过来影响甚至阻碍中国社会经济的可持续发展。城市化过程中土地利用/覆 被变化在改善人类生活条件的同时，也极大改变了城市洪涝灾害的孕灾环境和原有水循 环的过程与模式，而这种变化导致洪涝灾害的强度与频率发生较大变化 [3-6] 。有研究表 明，城市化水平的提高导致沙伦河流域集水区的洪峰流量由最初的 180×0.31 -3 m 3 /s 增加 到 250×0.31 -3 m 3 /s [7] 。近年来的国际防灾减灾经验表明，人类很难通过改变自然灾害的发 生概率或者强度来降低灾害风险，但是通过城市规划等手段减少城市系统的暴露性和脆 弱性来达到降低灾害风险的途径却是切实可行的 [8] 。而通过城市规划降低灾害风险的前提 是必须预测并分析区域未来土地利用结构及其水文效应。城市土地利用预测及其水文效 应已成为当前城市灾害风险管理以及城市综合规划领域的重大热点问题之一。本文以上 海市为研究对象，借助 Terrset CA-Markov 模型模拟预测 2030 年上海的土地利用结构，利 用情景模拟手段探究土地利用结构变化的水文效应，以期为上海城市规划以及城市风险 管理提供参考。