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。     

基于Multi-Agent系统的土地利用情景模拟

以常州市新北区为研究区,运用多智能体空间建模方法,利用Eclipse和Swarm平台,对研究区不同情景下2006—2020年的土地利用情况进行了模拟,为区域规划决策和土地利用调控提供辅助技术支持。研究结果表明:经济社会快速发展情景中城镇化速度较快,城乡用地转换明显,农村居民点整治力度较大;经济社会中速发展情景中城镇用地空间扩张和人口增长都减缓速度,耕地资源的流失得到一定程度的控制;经济社会慢速发展情景中城乡用地变化速度明显放缓,耕地资源流失得到有效控制。多智能体模型突出考虑了土地利用过程中相关主体行为对土地利用变化的影响,并在建模过程中融合了土地利用情景分析,模型构建适用性强,可以较好地模拟不同情景下的土地利用变化情况。     

豫南丘陵山区土地利用变化及其生态安全评估研究

基于2004年、2008年和2015年3个时期的Landsat遥感影像,对豫南丘陵山区的土地利/土地覆盖变化信息进行提取,并分析其土地利用动态变化规律;在此基础上,利用多源数据构建了"隐患―状态―免疫"区域土地生态安全评价指标体系,应用综合指数法对研究区的土地生态安全进行评价.研究结果表明:1由于社会经济的快速发展和人类活动影响的加剧,研究区土地利用变化剧烈,未利用地、水域面积明显减少,建设用地、耕地面积持续增加;2研究区内各个区、县的土地生态安全存在明显的时空差异,呈现出总体好转和局部恶化的不平衡趋势.     

基于RS和GIS的县域土地利用变化及生态安全研究——以荥阳市为例

基于RS和GIS技术手段,以1990、2001、2011年三期遥感影像和统计数据为数据源,在数理分析的基础上,选择了17个自然、社会及经济指标,对中原经济区核心城市郑州市所辖的县级市——荥阳市进行土地利用变化及生态安全评价.结果表明:(1)荥阳市在1990-2011年间,耕地面积减少最多,林地次之;建筑用地面积增加最多,水域面积增加次之;未利用地面积变化不大.(2)在土地利用综合动态度方面,1990-2001年,荥阳市年际间土地利用程度变化较大,处于1~3之间,说明该时段人类活动对土地利用的强度在增加,土地利用集约度进一步提高;2001-2011年,土地利用强度变化值大于0,说明该研究时段内土地利用综合水平增大,但与1990-2001年相比,增幅有所下降.(3)1990、2001、2011年的土地生态安全状况比较乐观,符合土地生态安全综合评价基本标准,处于较佳水平,呈现出幅度明显的上升趋势.     

区域土地利用变化的水分生态安全响应研究——以晋西陕北黄土高原为例

目的探讨晋西陕北黄土高原土地利用变化的水分生态安全响应。方法采用定量方法，借助于GIS空间分析技术，结合研究区1989和1999两年的土地利用分类图，定量评价晋西陕北黄土高原不同土地利用类型水分的生态安全状况。结果利用构建的土地利用水分生态安全指数。确定区域土地利用变化的水分生态安全响应。结论①从研究区整体来看，不论是水分状况差的1989年，还是水分状况较好的1999年，土地利用类型水分生态安全指数逐渐降低的顺序均为林地、耕地、草地；②依据各分区不同土地利用类型的水分生态安全指数排序，确定各分区的农业发展方向。     

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。     

基于PSR模型的包头市生态安全评价分析

根据压力-状态-响应概念模型(PSR模型),构建包头市生态安全评价指标体系,并对因素层进行相关性分析,结果表明,包头市生态安全指数逐年增长,从2001年的0.4732增长到2005年的0.6169.安全级别从中警(较差状态)转到较安全(良好状态).     

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PSR模型的杭州市生态安全评价

随着经济的发展,生态安全问题日益突出.城市作为人口高度集聚的生态系统,其生态系统的安全性更加脆弱,因此,探讨城市生态安全问题也尤为重要.运用PSR(压力-状态-响应)模型建立了城市生态安全评价指标体系,并运用熵值法确定指标权重.以杭州市为例,分析了2001年至2012年杭州市的生态安全状况,指出影响杭州市生态安全水平的主要因素.评价结果表明,杭州市的生态安全状况总体呈安全状态,但仍然面临较严峻的挑战.     

黄石市土地利用变化的生态安全评价

湖北省黄石市是典型的资源型城市,多年粗放开采,致使区域生态环境恶化．从系统论思想出发,运用生态学的理论,建立起黄石市土地资源生态安全评价的代表性指标体系,运用层次分析法确定其指标权重,利用1996年和2004年的土地利用相关数据,对该市进行土地生态安全评价．结果表明黄石的土地生态安全状况2004年较1996年稍有改善．主要影响因素是区域土地利用／覆被的空间格局及其变化．     

榆阳区土地利用和生态效应变化分析

以榆阳区1988—2003年土地数据为依据，在分析研究土地利用的数量和结构变化特点的基础上，运用国内外学者在生态价值估算的方法与模式，结合该区的实际情况对估算方法进行修正，并对所研究时段内各年度的生态系统服务功能的经济价值进行了估算；以1988年土地数据为基准，测算了土地利用类型数量和结构变化所引起的生态系统服务功能的经济价值变化情况，分析了其变化的时段特点及变化原因，定量地揭示了在生态脆弱区环境与经济发展的关系．研究表明，1988-2003年，榆阳区土地利用变化所产生的环境响应总体来说是积极的，生态系统服务功能的经济价值年度总量在波动中提高；营造防护林、退耕还林及农用地内部结构调整政策的实施实现了经济和环境双赢的预期效果．     

贵阳市土地利用变化及驱动因素分析

以贵阳市2000年、2005年、2010年土地利用数据为基础,依托Arc GIS、IDRISI等软件平台,分析2000—2010年间贵阳市土地利用变化。从自然、社会经济、可达性等方面选取6个驱动因子,运用Logistic模型,分析贵阳市各土地利用变化驱动因素。研究结果表明:1)10年间,贵阳市土地利用变化显著,建设用地、林地大幅增加,耕地大幅度下降,且耕地是建设用地、林地的主要转入来源;2)2000—2010年,各地类平面重心均发生迁移,建设用地平面重心变化幅度最大,耕地平面重心迁移方向与建设用地相反;3)各地类与驱动因子的Logistic回归模型的ROC值均大于0.75,能很好地模拟土地利用变化与驱动因子之间的关系;4)在喀斯特山区,坡度、高程、距居民点距离对贵阳市土地利用格局的形成及演变有重要作用。     

生态安全与生态安全研究

生态安全研究是近年发展起来的研究领域 ,本文分析总结了生态安全的概念 ,提出了生态安全研究内容基本框架 ,并对国内外生态安全研究趋势进行了初步介绍。认为生态安全是指一个国家或地区生态环境的状况能持续满足社会经济发展需要 ,社会经济发展不受或少受来自于生态环境的制约与威胁的状态。生态安全包括资源安全和环境安全两方面含义。生态安全研究内容应该包括生态 (资源环境 ,下同 )安全评估、生态安全监测、生态安全趋势预测、生态安全政策、生态安全恢复方法对策等主要方面。生态安全研究开展的时间较短 ,目前 ,主要集中在生态安全认识、生态环境治理与恢复方面 ,生态安全评估研究已经起步 ,生态安全监测、预测等研究则有待进一步深入。     

丹江口核心水源区土地利用变化研究

南水北调工程是缓解北方缺水问题的重大战略工程与基础设施,中线工程已向北方输水,研究丹江口核心水源区土地利用变化特征,对水源区生态环境的保护有重要意义.论文确定了丹江口核心水源区的范围,基于1990年、2000年和2013年3期的Landsat遥感影像,提取了其土地利用信息;采用土地利用类型面积变化模型、土地利用动态度模型、土地利用程度变化等模型,分析了核心水源区土地利用变化特征：林地、城镇用地面积呈持续增加,耕地、草地面积呈持续减少,其它变化较小;土地利用变化速度逐渐加快,土地利用程度呈持续下降趋势.     

铜仁市土地利用变化对生态服务价值的影响分析

基于铜仁市2007年、2012年和2017年的土地利用变更调查数据和主要粮食作物的统计数据,利用生态服务价值理论分析铜仁市土地利用变化及其带来的生态服务价值的变化。研究结果表明:①铜仁市10年间耕地、草地和未利用地面积减少,林地、建设用地和水域面积增加,草地和未利用地因大力实施土地开发项目面积变化较快,和草地、未利用地相比,建设用地增长的速度较快,耕地变化速度较慢;②生态系统服务总价值(ESV)增长了17. 08亿元,林地占总变化绝对值的比例达43. 5%;③在单项生态服务价值中,研究时段内水源涵养的ESV变化最大,食物生产的ESV变化最小,主要原因是水域、耕地面积变化的影响,水域是水源涵养生态服务价值最高的土地类型,而耕地是提供食物生产生态服务价值最高的土地类型;④研究区敏感性指数小于1,ESV对VC是缺乏弹性的,其中林地的敏感性系数最大。     

宁波市土地利用变化对生态系统服务价值的影响

应用Costanza生态系统服务价值计算公式,采用谢高地等人的中国陆地生态系统单位面积生态服务价值表分析了1991年、1996年和2003年宁波市土地利用／土地覆盖变化及其生态系统服务价值．结果发现：由于宁波市城市化和工业化发展迅速,1991年～2003年宁波市居民点及工矿用地扩大,耕地和牧草地面积呈减少趋势,引起了生态服务功能价值的下降．宁波市1991年总生态服务价值为1272482万元,1996年为1263708万元,2003年为1267332万元,从1991年至2003年13年时间共减少了5151万元．就生态系统单项服务功能价值（ESVf）分析,气体调节、侵蚀控制、生物多样性、原材料和娱乐文化在增加,而气候调节、水分调节、土壤形成、废物处理和食物生产在减少．敏感性分析表明,宁波市ESV相对于生态价值系数来说是缺乏弹性的,说明研究可信。     

山区县域土地利用变化及其生态系统服务价值响应——以嵩县为例

随着人口持续增长及土地利用行为的不断变化,生态环境遭受不断干扰和破坏,生态系统承载力逐渐减弱。山区是生态系统最为脆弱的地理类型之一,对其因土地利用变化所引起的生态系统价值响应研究显得尤为迫切。本研究基于遥感卫星影像解译获得山区县域土地利用分类数据,利用生态系统因子权重赋值和空间自相关分析等方法,深入探讨了豫西嵩县1990至2019年间生态系统服务价值的时空演化及其空间自相关特征。研究结论表明：（1）嵩县草地面积变化幅度最高,耕地面积增幅最高,未利用地变化率最高,建设用地和水域增幅明显。（2）生态系统服务价值整体呈现出先快速增加后缓慢减少的趋势。其中,林地、水域、县域生态系统服务价值（Ecosystem Service Value,简称ESV）变化过程整体相似,均在1990至2000年间出现小幅增长趋势,随后持续缓慢下降。水文调节、气候调节、土壤保持、气体调节、净化环境和维持生物多样性等功能占生态系统服务价值总价值超过87%,对嵩县土地生态系统产生决定性作用。（3）ESV整体呈现出以下特征：陆浑水库及伊河流域为高生态系统服务价值片区,南部片区的ESV值稍高于北部片区,区域差异显著。在县域内,ESV在空间分布上具有很强的自相关性,且在2010年以后出现持续增强的趋势。随着城镇建设用地扩张、农田耕地持续开垦,ESV损失片区开始在各乡镇蔓延,其主要原因是嵩县城乡规划政策、产业定位等。     

基于生态足迹的区域生态安全评价

在生态足迹原理的基础上提出区域生态安全指数的概念,将其作为生态安全评价的指标,利用该方法对大连市1996-2007年的生态足迹与生态安全进行了定量研究．研究表明：大连市人均能源生态足迹由1996年的1．421hm^2增加到2007年的2．711hm^2,可更新资源生态足迹由1．481hm^2增加到1．796hm^2,人均总生态足迹由2．700hm^2增加到4．507hm^2,生态压力指数由1996年的2．15增加到2007年的2．71hm^2;区域生态安全指数在近11年内,变化幅度在-1．71～-1．12之间,表明大连市的生态安全始终处于一个极不安全状态,并且有恶化的趋势．