基于CLUE-S模型的京津冀城市群土地利用变化时空模拟

针对京津冀城市群协同发展对土地利用的需求, 制定现状延续、粮食安全、保护自然和城市扩展4种土地利用策略。使用改进的柯布?道格拉斯效用函数, 量化土地利用策略对各土地利用类型需求的影响, 并利用CLUE-S模型模拟不同策略下京津冀城市群土地利用的时空特征。结果表明, 在不同土地利用策略下, 2020年各类土地利用类型的面积和空间格局与2010年有较大不同。现状延续策略以城镇持续扩张为特征, 建设用地增加2280 km²; 粮食安全策略下耕地面积显著增加, 共增加 3611.4 km², 但林地和草地等生态用地面积减少; 保护自然策略以耕地大量减少为代价, 共减少耕地3082.13 km², 但林地、草地和水域增加3726.4 km²; 在城市扩展策略下, 除建设用地大幅增加(增加3375 km²)外, 其他各类用地都呈现减少态势。在空间格局上, 各策略下土地利用类型的转化有显著的区域特征: 建设用地的增加和耕地的减少高度契合, 往往发生在原有城镇的周边地区; 生态用地的增加多出现在坝上高原以及燕山与太行山山地。在京津冀协同发展战略逐步实施的背景下, 研究结果可以为制定不同偏好的土地利用政策提供参考。     

基于PLUS-InVEST的池州市土地利用及碳储量时空演变分析

探究池州市土地利用及碳储量时空变化,对合理利用土地、土地规划与开发及减少碳排放提升生态环境质量具有重要意义。以2000—2020年池州市土地利用类型为数据源,基于PLUS模型预测2030年土地利用分布数据,分析30年间池州市各土地利用类型变化趋势,并运用In VEST模型计算不同时期碳储值,分析池州市碳储量的时空变化。结果表明：2000—2030年池州市的土地利用变化显著,耕地、水域、人造地表面积总体呈增加趋势,林地、草地、未利用地呈减少趋势,其中人造地表面积增加最多,增加了154.02 km²,林地面积减少最多,减少了200.35 km²;池州市碳储量呈先下降后升高趋势,总体为减少趋势,共减少了4.85×10⁶t;4个时期林地和耕地的碳储量占比最高,林地转出使得碳储量减少1.46×10⁷t,耕地转出增加了4.67×10⁶t。2000—2030年池州市土地利用类型发生显著变化,各地类之间的相互变化影响着碳储量的变化,应加强生态环境保护提高生态系统的固碳能力。     

安徽省土地利用/覆被时空变化及其驱动因素分析

【目的】研究安徽省土地利用/覆被变化(LUCC)及其驱动因素,为安徽省国土资源利用与管理提供理论参考。【方法】基于安徽省1995—2020年6期30 m分辨率的Landsat系列遥感影像土地利用/覆被分类数据,利用土地利用/覆被类型结构与空间分布、转移矩阵、动态变化及土地利用程度综合指数和其聚类,分析安徽省土地利用/覆被类型时空变化特征;选取13个影响LUCC的驱动因子,采用主成分分析法(PCA)进行定量分析。【结果】1995—2020年安徽省土地利用/覆被类型面积耕地排首位,其次是林地、建设用地;25年间耕地、林地、草地分别减少了3 826.6、164.7和78.5 km²,建设用地、水域、未利用地分别增加了3 895.9、160.9、16.2 km²,耕地与建设用地相互转移面积最大。2005—2015年耕地、林地、草地减少与建设用地增加的趋势最明显,2015—2020年建设用地转移为耕地的面积大增。从土地利用程度综合指数变化率可知,25年间经济发展较快的合肥市土地利用综合指数变化率(2.18%)、芜湖市(1.60%)及矿业城市铜陵市(3....     

河南省沿黄区域土地利用变化多情景模拟及生态系统服务价值评估

以河南省沿黄区域为研究对象,运用FLUS模型模拟多情景下的土地利用变化,并基于单位面积价值当量因子方法评估研究区的生态系统服务价值.结果表明:①河南省沿黄区域2010、2015年和未来的2035年土地利用格局整体基本一致,以耕地、林地为主.②预计到2035年,河南省沿黄耕地面积减量最少、耕地面积最大,且建设用地面积增量最少、建设用地面积最少的情形出现在耕地保护情景下,所以耕地保护情景是河南省沿黄区域最适宜的土地利用格局.③相比2015年,2035年耕地面积、林地面积和建设用地面积中ESV将呈现以下特点:食物生产价值在耕地保护情景下表现最好,且耕地保护情景下的单项ESV变化有所改善;生态系统服务总价值在耕地保护情景下最高,经济优先情景下次之,自然发展情景下最少,分别为138.699、136.209、130.639亿元.④耕地保护情景、经济优先情景和自然发展情景下,未来生态系统服务总价值都有所下降,表明土地利用变化是造成生态系统服务价值下降的主要因素;耕地保护情景下的生态系统服务价值高于经济优先情景和自然发展情景,表明耕地保护情景能够缓解未来生态系统服务价值下降的趋势.     

青藏高原生态屏障区近10 年生态系统结构变化研究

以2000, 2005和2010年3期生态系统类型数据为基础, 采用生态系统转移矩阵、动态度等统计分析方法, 研究青藏高原生态屏障区近10年的生态系统结构变化及驱动因素分析。研究结果表明: 1) 近10年屏障区内生态系统结构较为稳定, 以草地生态系统为主, 约占研究区总面积的69%; 2) 生态用地与非生态用地均有增加或减少, 其中湿地增加2660.9 km², 草地减少1377.5 km², 城镇面积增加224.6 km², 农田面积减少163.4 km², 荒漠减少1388.5 km²; 3) 受人类活动影响较大的城镇、农田类型变化速率明显高于湿地等生态用地, 2000-2010年城镇面积以2.88% 的年平均增长率迅速增加, 农田面积以0.64%的年均速率持续减少, 而湿地年均增长率仅为0.44%; 4) 生态系统类型整体转移量较小, 仅为整个研究区的0.5%, 其中草地→湿地、荒漠→湿地的转移量最大, 两个转移方向的总转移比例达到69%; 5) 自然因素和人为因素是生态系统结构变化的共同驱动因素, 其中气候变化是引起湿地面积增加的主要自然因素, 人口与GDP的急速增长导致城镇不断扩张, 其深层次原因是工矿业的发展, 载畜量增加是引起草地退化的主要原因, 但生态保护工程对草地生态系统恢复具有积极作用。     

江西省土地利用空间格局重建研究——基于1820年和1980年数据的对比分析

在查阅历史文献基础上,采取治所邻近度分析、适宜性评价等方法重建江西省1820年1 km×1 km空间格网下的主要地类空间分布,并将重建后的1820年土地利用数据和1980年土地利用现状数据进行比较分析.研究结果表明:重建结果通过了显著性检验,这表明重建结果较为合理; 1820年江西省耕地、城镇用地、农村居民点用地、水域及其他土地面积分别为29 228、105、1 648、3 730、134 227 km²,其中耕地主要分布在吉安、建昌以北的鄱阳湖平原区,城镇用地及农村居民点用地分布则较为零散,主要分布于河流两岸及河流交汇处; 从1820—1980年,江西省土地利用空间格局未发生大的改变,但受人口增长的影响,全省城镇用地、农村居民点和耕地的面积分别增加了364、462、16 276 km².     

基于Markov-PLUS模型的延安市土地利用多情景模拟研究

为探究延安市未来土地利用发展趋势,促进土地资源合理利用,基于延安市2010和2020年土地利用数据,运用Markov-PLUS模型,分别从自然发展、生态保护、经济增长三种情境,预测2030年延安市土地利用情况及其发展变化。结果表明：（1）2010-2020年,延安市全市范围内的耕地、林地面积减少,草地面积增长缓慢,水域、建设用地以及未利用地面积大幅度增长,但随着时间发展,建设用地不断扩张会破坏生态的稳定性,因此需要关注各类用地发展占比,合理分配用地;（2）PLUS模型模拟精度较高,Kappa系数为0.94;(3)基于2030年三种情景模拟情况比较,自然发展情景中仅有建设用地面积有所增加,在生态保护情景下,生态环境面积减少低于其他两种发展情景,且有效遏制了用地扩张,经济增长情景中,耕地及建设用地面积增幅明显。     

沙溪干流区土地利用变化模拟及景观生态效应分析——基于CLUE-S模型

在分析1992-2013年沙溪干流区土地利用变化基础上,运用CLUE-S模型模拟了历史年份2001年和2013年土地利用,通过Kappa检验,预测了2025年不同情景下土地利用状况,利用景观格局指数揭示其景观生态效应.结果表明:21 a间居住地和工矿交通用地增幅高达86.21%和396.92%;100 m×100m为最佳模拟栅格尺度,CLUE-S模型模拟具有时间尺度效应;与2013年相比,2025年林地在综合发展情景下减少最多,耕地在经济发展情景下减少最多而在耕地保护情景下保持稳定,居住地和工矿交通用地在经济发展情景下扩张最多,园地在自然增长情景下增加最多;1992-2025年区内景观破碎度加剧、景观形状复杂度增加、景观异质性和多样性提高,使得景观稳定性下降,区域生态风险增加,整体生态环境质量下降.     

基于水资源承载力的黑河中游生态建设空间格局优化

以黑河中游为研究区, 基于系统动力学模型、灰色线性规划模型和Dyna-CLUES模型, 在揭示区域水资源承载力的基础上进行景观结构优化, 并通过耕地、林地和草地分布概率的博弈, 进行退耕还林区、退耕还草区和人工造林区的空间位置识别, 得到如下结果。到2020年, 在水资源满足生产发展、生活保障和生态优化的情景下, 黑河中游水资源可承载人口为144.16 万, 可承载工业增加值为79.73 亿元, 可承载耕地、林地和草地面积分别为3027.88, 953.535和3947.115 km²。以水资源承载能力为基本约束, 黑河中游景观最优结构为耕地2742.49 km², 林地 846.456 km², 草地2184.57 km², 水域170.671 km², 建设用地364.509 km², 未利用地13289.23 km²。生态建设空间分布格局较分散, 退耕还林区集中在高台、临泽和甘州绿洲边缘, 以期增强绿洲抵御风沙功能; 退耕还草区集中在山丹和肃南的海拔较高、坡度较大、水资源和耕作条件均较差的区域, 以期减轻区域水资源压力; 人工造林区集中在民乐和山丹两县的耕地外围, 以地势平坦、水资源条件相对较好的未利用地为主, 以期增强区域水源涵养、水土保持和防风固沙等功能。     

杭州市土地利用与景观格局变化分析

大规模的城市化对土地利用带来了深远的影响,也给景观格局带来了深刻改变﹒本文利用2010年和2017年土地利用数据分析杭州市的土地利用变化空间特征与景观破碎度、集聚度和异质性﹒在综合评价和比较后发现:耕地、草地、未利用地面积减少,林地、水域、城乡建设用地面积增加,耕地与林地、城乡建设用地之间的互动作用十分强烈,城市扩张效应显著,土地利用方式较为粗放;土地利用变化和空间分布受到多方面因素的影响,空间性规划对于土地利用变化起决定性作用;景观破碎化程度和异质性增加,景观优势度有所降低,各类用地比例更为平衡,但生态用地优势度较低、破碎化程度较高,存在生态安全风险﹒     

城市扩张对区域生态安全格局影响研究——以合肥市为例

城市用地空间扩张对生态环境的影响映射出人类社会活动和生态环境保护之间的交互作用，系统地研究城市空间无序蔓延所诱发的城市土地利用方式变化对城市生态环境的影响程度，对助推我国生态文明建设目标具有重要现实意义。为探究合肥市城市扩张对生态安全格局的影响程度，综合运用生态遥感指数、最小累积阻力模型、电路理论和斑块生成土地利用模拟模型，构建合肥市生态安全格局，识别生态夹点和生态障碍点，再从模拟验证的基础上（总体精度为94.71%，Kappa系数为90.04%，Fom值为0.102），预测了2030—2040年的城市扩张，并根据预测结果探讨城市扩张对区域生态安全格局影响程度。研究发现：合肥市生态环境质量整体呈现南高中低的分布格局，识别出合肥市生态源地共计35处，源地间活跃生态廊道70条，非活跃廊道共17条，生态夹点290个，生态障碍点112个。2020—2040年合肥市城乡、工矿居民用地、林地、水域和未利用土地面积将不断增加,而耕地以及草地面积将持续减少。2020—2040年期间城镇建成区分别侵占了生态廊道、源地、夹点、障碍点面积为55.95km2、10.51km2、1.04 km2、1.35 km2。研究结果可为今后快速发展城市的生态环境治理和国土空间生态保护修复工作提供理论依据和技术参考。     

经济发展预期下的粮食产量与生态效益权衡

研究了在一定经济发展预期下的粮食产量与生态效益的权衡问题．以黑龙江省为试点,对黑龙江省的土地利用进行了优化配置,得到不同发展模拟情景下的2035年土地利用状况预测．研究结果以期对黑龙江省的国土空间规划编制提供科学参考．同时,研究方法也可应用于其他省、自治区、直辖市的土地利用决策支持．      

甘肃省2000—2020年土地利用变化分析及基于PLUS的生态空间多情景模拟

在甘肃省经济快速发展的背景下，通过分析甘肃省土地利用时空演变特征与预测“三生”空间变化趋势，能为甘肃省推动区域高质量发展提供决策辅助。本文先分析20年间甘肃省土地利用变化特征并挖掘诱因，再模拟甘肃省的“三生空间”在四种情景下的变化趋势。由结果可知：在2000~2020年期间，甘肃省草地和耕地的面积持续缩小，主要集中在酒泉市、张掖市；建设用地面积持续扩大，定西、甘南、临夏交界处的水域、林地面积小幅增加；未利用土地面积增加；草地与建设用地转换程度最剧烈。由多情景模拟结果可知：除了强调发展生产情景外，生产空间均呈萎缩趋势；林地、水域持续扩张，草地大面积缩小，导致生态空间在各情景模拟中呈缩小趋势；生活空间则均呈扩张趋势。“三生空间”在发展综合优化情景中的预测变化趋势与生活条件提高情景的模拟结果相似，但前者更平缓。甘肃省应该抓住发展机遇，推动产业转型并促进土地高效利用，重视酒泉生态恶化问题并及时提出应对措施，积极改善北山山地区荒漠环境，走上可持续发展道路。     

城乡一体化视角下县域土地多用途适宜性评价方法研究

针对城乡一体化视角下县域全域范围内土地多用途的复杂性,构建了基于GIS和模糊综合评价法的土地生态适宜性评价模型,并以嘉禾县城乡一体化规划为例,从城乡空间一体化和生态安全格局出发,评价出嘉禾县县域最适宜的城镇建设发展用地、生态林业用地、生态农业用地、农林复合用地和农城复合用地,评价结果为嘉禾县城乡一体化用地布局提供了科学依据.     

利用CLUE-S模型对四川省未来10年土地利用变化的预测与分析

土地利用配置对生态环境和经济发展有着重要影响,通过研究土地利用配置对人类可持续发展具有重要意义。以我国四川省为研究区,设定了生态效益型、经济效益型和综合效益型3种发展情景,通过CLUE-S模型模拟研究区2030年的土地利用数据,计算了各情景下相应的生态服务价值量和经济效益,分析了3种情景下模拟结果各土地利用类型分布的相同和差异。研究结果表明,生态服务价值量在情景1下达到最大值,为108 405.5亿元;经济效益则在情景2下最大,为78 346.3亿元。从土地利用空间分布上来看,3种情景的变化趋势基本一致:生态用地中林地和水域的增加主要分布在攀西地区;建设用地的增加主要分布在攀西地区和四川盆地。研究结果可对四川省未来的土地规划管理提供参考。     

生态安全视角下的水网小城镇空间格局初探

随着水网地区经济的快速发展,城镇空间增长迅速,城镇建设用地和非建设用地之间的矛盾日益凸显,生态安全受到威胁。本文结合图底理论、城镇非建设用地,研究城镇空间结构及其演化与城镇生态安全的关系,提出城镇空间格局的概念,探索适合不断变化的城镇空间形态的分析理论及方法,为城镇空间结构的解析提供新的视点。     

基于PSR框架的甘肃省环县耕地生态安全评价

以生态退化区甘肃环县为研究区,通过构建"压力-状态-响应"(PSR)模型,从自然、经济和社会3个方面选取20个评价指标,建立耕地生态安全评价指标体系,计算耕地生态安全指数并划分安全等级,对2005-2016年环县耕地生态安全变化状况进行定量分析.结果表明:①基于PSR模型的评价指标体系能够较好地反映耕地生态系统各个要素之间的关联,适用于区域耕地生态安全的综合评价.②2005-2016年期间,环县耕地生态安全水平逐渐提高,生态功能有所改善,耕地生态安全经历了"恶化-敏感-安全"的演变过程.③单项指标的变化表明环县2005-2016年间人口密度、人均耕地面积、土地垦殖率、单位面积耕地化肥施用量、年降水量以及工业废水排放达标率变化明显,是影响区域耕地生态安全状况的关键因素.今后在加强对耕地数量保护的同时,应采取休耕等耕地休养方式加强耕地质量和耕地生态建设与维护,致力于耕地生态系统的恢复和重建,促进区域耕地可持续利用.     

基于CLUE-S模型的拉萨市土地利用情景分析

选取拉萨市城区作为研究对象,结合拉萨市相应的城市规划政策与土地利用变化趋势,制定了自然增长、经济发展和生态保护三种土地利用需求情景策略.结果表明:2001年和2008年两期的模拟总体精度分别为83.27%和79.26%,且Kappa指数均大于0.75,证明CLUE-S模型针对拉萨市的土地利用情况具有较好的拟合程度;到2022年拉萨市耕地面积持续下降,建设用地逐年增长,且林地和草地面积在不同的情景中均有微弱的增加,水体与未利用地相对变化较小,三种模拟情景中,研究区西部及东部变化较为明显;拉萨市建设用地扩张是景观破坏的主要原因,倡导"低碳、环保、绿色"的旅游生态旅游模式才是未来实施可持续发展的主旋律.今后政府相关决策部门可利用研究结果为拉萨市的土地可持续性发展管理提供有力的决策支持.     

基于东北地区耕地增减变化的资源环境保护策略

 耕地和生态用地是维持生态安全和可持续发展的重要屏障,研究其动态变化特征及转化关系,将为生态环境保护决策提供依据。以东北地区为实证区,采用1990、1995、2000、2005、2010、2015年6期Landsat遥感影像为数据源,利用耕地动态度和土地利用转变矩阵量化数量变化。研究结果表明：东北地区生态用地转化为耕地是耕地转化为生态用地的3.11倍,生态用地中主要是林地和草地与耕地转化相对活跃,水域与耕地间的转化面积相对较小;黑龙江省和吉林省耕地面积的增减变化均使得生态用地逐期减少,仍需加强未利用地的合理开发;建设用地通过占用耕地扩张迅速,耕地流向生态用地变少;生态用地流向耕地和耕地流向建设用地的土地流动格局使东北地区生态用地面临巨大的压力;严格控制草地开垦和建设用地的无序扩张、严禁毁林开荒是未来东北地区加强土地资源保护、促进经济与生态协调发展的有效途径。