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。     

甘肃省土地利用变化的基本特征及其格局

在"3S"技术支持下,以人机交互图像处理方式获取甘肃省1990、2000、2005、2010年的土地利用数据,从土地转移方向、土地变化速度、信息熵以及土地利用程度方面,分析1990-201 0年人类不同活动强度下,甘肃省土地利用空间格局及其动态特征.结果表明:耕地与草地、未利用地之间的转换关系是甘肃省土地利用转换关系的关键,决定着甘肃省土地利用变化的特征;1990-2010年草地、林地以及水域以2000年为分界点呈现出先减后增的趋势,耕地则表现出相反趋势,建设用地呈持续增长趋势,未利用地表现为持续减少趋势;甘肃省土地利用变化对耕地扰动最大,其次为林地及水域,草地以及未利用地相对较小;甘肃省土地利用变化存在明显的阶段性,2000-2005年土地利用变化速度明显高于其他阶段;1990-2010年甘肃省土地综合开发水平总体处于下降趋势,主要表现为耕地与草地以及林地相互转换,影响区域主要分布在甘肃中东部地区.     

基于CLUE-S改进模型和Markov模型的区域土地利用变化多情景模拟

以江西省黎川县为例,通过利用2009年和2015年2期土地利用数据,运用改进的CLUE-S模型和Markov模型对该区2015年土地利用变化进行模拟。同时,设定自然发展、快速发展及生态保护3种情景方案对2025年黎川县土地利用格局进行模拟。结果表明:1)研究中各地类回归拟合度较高,7种地类中ROC最低值为0. 796,通过模拟对比验证,Kappa指数为0. 842 8,表明模拟效果较好; 2)在不同情景下,耕地、园地、林地和草地表现为减少。在自然发展情景下,耕地、园地和草地面积持续减少,林地减少率与水系增加率幅度不大,建设用地和其他土地增大幅度最大;在快速发展情景下,耕地、园地、林地、草地减少速度显著上升,其他土地增长明显下降,建设用地增长最大,将大量侵占周边农用地;在生态保护情景下,耕地、园地、林地和草地仍保持下降态势,但比按自然发展情景减少慢,建设用地的扩张趋势有所限制。     

基于CA-Markov模型的滇池流域土地利用变化动态模拟研究

以滇池流域为例,基于1990和1999年TM遥感影像解译数据,分析流域土地利用类型的动态变化程度,并基于马尔可夫模型定量分析土地利用转化的方向。采用GIS中多标准评价(MCE)方法,结合元胞自动机–马尔可夫(CA-Markov)模型,对2008年土地利用变化进行模拟和预测,预测结果与实际解译结果的Kappa系数达0.7338,表明预测结果可信。在此基础上,运用CA-Markov模型对2017和2026年的土地利用空间格局变化进行模拟,结果表明,该流域土地利用变化快,生态恢复和重建的压力很大。2008—2026年,耕地、林地、水域和未利用地面积将有所减少,草地和建设用地面积将迅速增加;与1990—2008年相比,草地、水域和未利用地的变化趋势相反,而耕地、林地和建设用地变化趋势相同。建设用地在原有基础上往外扩展,水域变化则较小。林地资源虽然有所减少,但仍然是流域主要的用地类型。建设用地扩张明显增加了滇池非点源污染的负荷。土地利用不合理是造成目前滇池水质退化的主要原因之一,并将加剧未来流域的水环境和水生态压力。因此,保有足够的人均耕地,降低施肥强度,提高土地利用水平,保留足够量的生态用地,节约集约利用建设用地,是降低该区域非点源污染潜力的重要措施。研究结果可为流域土地利用合理规划管理、生态恢复和经济发展政策的制定提供科学支持。     

基于Logistic 回归模型的张家口市土地利用变化驱动力及建设用地增加空间模拟研究

利用张家口市1989, 2000 和2010 年土地利用数据、数字高程模型(DEM)以及社会经济统计数据, 分析张家口市土地利用变化的时空特征, 构建基于Logistic 回归模型的土地利用变化空间驱动力模型, 定量分析各土地利用类型变化的空间驱动因素, 进行未来建设用地空间格局模拟和预测, 为土地利用系统模拟与预测研究提供一种有效途径和工具。结果表明: 1989-2010 年研究区耕地大面积减少, 主要转为林地、草地和建设用地; 林地大面积增加, 主要来自于草地和耕地; 建设用地面积快速增加, 主要来自耕地、草地和未利用地; 草地、水域、未利用地面积持续减少。400 m 邻域范围内的地类邻域丰度自相关因子、坡度、坡向、距城镇、村庄、道路和自然保护区距离是影响土地利用变化的主要驱动因素。未来建设用地增加多发生在坝下中心城周围及河流谷地, 中心城区向南和向西扩展趋势明显, 万全县、怀来县、蔚县的建设用地增加较多, 且多围绕现有城镇中心进行扩张。     

伊犁河谷“三生”空间景观生态风险时空演变与多情景模拟

基于伊犁河谷1990-2020年土地利用数据,利用景观生态风险评价模型探析“生产-生活-生态”(“三生”)空间及景观生态风险格局时空演变特征,借助PLUS模型模拟伊犁河谷2030年生产空间优先、生活空间优先和生态空间优先3种情景下“三生”空间格局及景观生态风险分布特征。结果表明：1990-2020年,伊犁河谷“三生”空间以草地生态空间为主,草地生态空间和林地生态空间面积呈减少趋势,其余空间呈增加趋势;1990,2000,2010,2020年景观生态风险均值分别为0.035 5,0.033 1,0.034 8,0.034 6,伊犁河谷景观生态风险呈先下降后上升趋势,风险等级在空间分布上呈现梯度变化;2020-2030年3种情景的景观生态风险均呈上升趋势,景观生态风险均值从大到小为生活空间优先情景、生态空间优先情景、生产空间优先情景。     

耦合MOP-PLUS模型的库车市LUCC趋势与景观生态安全评价

探究干旱区典型绿洲城市景观生态安全时空演变,设置经济、生态、景观生态安全、可持续(MOP)4种情景,预测土地利用/覆被变化(LUCC)趋势,评价2030年景观生态安全,以期缓解城市建设开发与生态环境保护的矛盾。基于1990-2020年的土地利用数据,采用遥感、地理信息系统(GIS)网格等方法构建景观生态安全评价模型,以揭示库车市近30 a景观生态安全空间分布特征与变化趋势,并通过耦合MOP-PLUS模型预测库车市2030年景观生态安全时空演变规律。结果表明：1990-2020年,研究区耕地、林地、建设用地面积总体呈增加趋势,草地、水域面积总体呈现减少趋势,地类转换主要集中于耕地、草地与未利用地;景观生态安全值(ESI)空间集聚状态明显,但集聚程度有所下降,景观生态安全等级以中等、较高、高生态安全为主,占研究区总面积60.15%～64.87%;相较于2020年,2030年4种情景下的ESI变化幅度较大,主要集中于南部人口聚集地。     

石羊河流域土地利用变化对区域碳排放和碳吸收的影响

利用土地利用转移矩阵、RS、GIS技术,根据2006、2010、2015年3期遥感影像数据和统计年鉴数据,分析2006-2015年石羊河流域土地利用变化情况,借助碳存储和碳排放的估算方法对2006-2015年石羊河流域土地利用/土地覆盖变化的碳效应进行剖析,运用模糊线性规划法对研究区土地利用结构进行规划.结果表明:2006-2015年石羊河流域林地、建设用地和未利用地呈增加趋势,未利用地、建设用地增加明显,林地略有增加;草地、耕地和水域呈减少趋势,耕地和草地减少显著,大量转化为未利用地,弃耕和荒化现象明显;建设用地是最重要的碳源,林地、水域、耕地、草地是主要的碳汇,未利用地的碳收支密度较低,但面积较大,对区域净碳储量贡献较大;土地利用碳存储量大于碳排放量,存在碳吸收盈余现象,但是盈余的空间有缩小态势.在增汇减排目标的模糊线性规划情景下,石羊河流域林地、草地、耕地、水域面积增加,建设用地和未利用地减少.石羊河流域的碳存储增加了1.7331×10~9 kg,碳排放减少了4.898 4×10~9 kg,净碳存储量增加了6.631 5×10~9 kg,碳排放明显减少.规划方案增汇减排的效果明显,有效缓解陆地生态系统的碳排放,达到优化土地利用结构的目的.     

快速城镇化地区的土地利用模拟——以德阳市为例

土地利用变化是自然、社会和政策综合作用的结果,伴随城镇化的快速发展,深入研究土地利用演变规律并预测未来变化趋势是非常重要的.本研究以德阳市2005,2010,2015年Landsat影像为数据源,运用土地利用变化图谱、标准差椭圆等方法研究德阳市土地利用变化,利用CA-Markov模型预测研究区2025年的土地利用格局.研究结果表明:①2005-2015年,全市土地利用变化表现为建设用地、水域面积增加,耕地、林地、草地及未利用地面积减少;②土地利用变化图谱面积由大到小排序为稳定变化型、前期变化型、后期变化型、反复变化型、持续变化型;③模拟得到的2015年土地利用结构与解译结果基本一致, Kappa系数达0.9166.预测到2025年,耕地和林地依然是研究区主要的土地利用类型.耕地、建设用地、水域和未利用地面积增加,林地和草地面积减少.预测结果表明,德阳市未来城镇化发展中,生态压力将进一步增大.因此,提出通过加强空间统筹、坚持生态优先和绿色发展的理念、建立健全节约集约用地制度等方式,不断缓解用地矛盾和生态压力,统筹推进新型城镇化建设,研究结果以期为德阳市可持续发展和国土空间规划提供理论支撑和依据.     

基于CLUE-S模型的土地利用空间布局多情景模拟研究——以甘肃省榆中县为例

利用CLUE-S模型,以甘肃省榆中县为案例区,基于1996年土地利用现状,对2008年土地利用进行模拟,在200 m×200 m模拟尺度下,Kappa指数为0.82.在此基础上,设置耕地保护、建设发展和生态保护3种土地利用空间布局情景,模拟2020年不同情景下榆中县土地利用空间布局.结果表明:耕地保护情景下,耕地稳定性较高,分布集中连片,主要集中在榆中盆地,耕地转出主要集中在北部地区,主要转变为草地和林地;建设发展情景下,建设用地围绕榆中县城关镇扩展,主要由耕地和草地转入,耕地的稳定性较差;生态保护情景下,林地和草地得到较好保护,呈现集中连片特征,地势较高处的耕地转变为林地和草地.生态保护情景下,土地利用空间格局的聚集性最高,连通性最好.CLUE-S模型是模拟榆中县土地利用空间布局的有力工具,模拟结果可为该区土地利用规划修编和未来城市规划布局提供科学依据.     

基于CLUE-S模型的土地利用空间布局多情景模拟研究——以甘肃省榆中县为例

利用CLUE-S模型,以甘肃省榆中县为案例区,基于1996年土地利用现状,对2008年土地利用进行模拟,在200 m×200 m模拟尺度下,Kappa指数为0.82。在此基础上,设置耕地保护、建设发展和生态保护3种土地利用空间布局情景,模拟2020年不同情景下榆中县土地利用空间布局。结果表明:耕地保护情景下,耕地稳定性较高,分布集中连片,主要集中在榆中盆地,耕地转出主要集中在北部地区,主要转变为草地和林地;建设发展情景下,建设用地围绕榆中县城关镇扩展,主要由耕地和草地转入,耕地的稳定性较差;生态保护情景下,林地和草地得到较好保护,呈现集中连片特征,地势较高处的耕地转变为林地和草地。生态保护情景下,土地利用空间格局的聚集性最高,连通性最好。CLUE-S模型是模拟榆中县土地利用空间布局的有力工具,模拟结果可为该区土地利用规划修编和未来城市规划布局提供科学依据。     

黑河生态调水前后中游 土地利用变化分析

水资源对干旱区土地的开发利用起着决定性作用,基于GIS的空间数据处理功能及数学统计分析功能,分析生态调水前后1986—2000年和2000—2005年2个时期黑河中游土地利用的动态变化.结果表明:调水前,耕地和城乡建设用地处于增加状态,调水后增速加快;调水前,林地、草地和未利用土地均处于减少状态,调水后,林地和草地减速有所缓解,未利用土地的减速增加;调水政策的实施使水域面积从减小趋势转变为增加趋势.实施黑河生态调水后,中游土地利用整体变化速度加快.调水前,土地利用变化的主导类型是耕地、草地和水域;调水后,土地利用变化的主导类型为耕地、未利用土地和草地.黑河中游土地资源的开发程度呈增加趋势,调水后比调水前发展速度快.     

南昌市土地利用景观格局动态演变与模拟研究

为了区域土地利用的合理规划,进而推动土地利用和生态环境的协调。对南昌市2000年、2010年、2020年3期Landsat遥感影像进行目视解译,采用土地利用转移矩阵和景观格局指数分析土地利用与景观格局的动态变化特征,构建MCE-CA-Markov模型模拟2030年土地利用景观格局情景。结果表明:1) 2000—2020年,耕地面积大幅度减少,主要转出为建设用地,建设用地面积大幅度增加,林地和其他地类面积呈下降趋势,而水域面积缓慢增加;景观破碎化程度增强,景观异质性增多,连通性变弱; 2) 2020年模拟所得土地利用数据与实际解译的土地利用数据基本一致,Kappa系数为0.874 5,模拟精度较高; 3)模拟数据显示,2030年耕地和林地面积持续减少,水域和建设用地面积将继续增加;景观破碎化程度进一步加重,斑块形状趋向规则化,景观类型更加多样。因此,通过MCE-CA-Markov模型模拟研究区未来土地利用景观格局,有助于协调土地利用结构,使研究区在发展经济的同时,注重对生态环境的保护。     

山东省土地利用动态演变及生态环境研究

响应中国土地精细化转型，提高土地利用演化探测方面的时空精度，厘清土地利用时空异质性，对于区域协调可持续发展有着重要意义．采用土地转移矩阵、生态质量模型对1990～2020年间山东省土地利用空间演化与生态质量进行探讨．结果表明:(1)土地利用结构改变较为明显，以耕地、建设用地、水域及林地为主．面积净增长的主要有建设用地及水域，面积净减少的主要有草地、土地、未利用地及林地;(2)土地利用生态质量高值区域面积比值持续上升，然后下降，而低值区域面积比重持续下降，然后上升．生态高值区由聚集状态逐渐转变为分离状态，生态质量低值区由分离状态逐渐转变为聚集状态．     

基于CA-Markov模型的天津滨海新区土地利用变化模拟

本文基于天津滨海新区2005、2010和2015年3期土地利用数据,运用动态度等模型定量化分析了研究区内土地利用的变化情况。通过CA-Markov模型合理预测了研究区未来的土地利用格局,并将2015年模拟数据与2015年实际解译数据进行精度检验,根据扩展的kappa指数可知2个图层间的一致性程度较高,说明模拟的精度较好。进而对2025年的土地利用格局进行了模拟预测,结果表明:与2005—2015年相比,2015—2025年研究区内的土地利用类型主要以水域、城乡工矿居民用地和耕地为主;其中城乡工矿居民用地在原来的基础上将继续向外扩展,水域的面积将持续增加,林地、草地和未利用地的面积将持续减少,耕地面积将持续大幅度减少;土地利用的变化幅度较大。这表明研究区未来的土地利用压力将进一步加大,应提前做好相关应对措施。本文研究可为天津滨海新区未来的土地利用规划提供相关参考。     

河北太行山区不同坡度土地利用类型格局的动态变化分析

运用景观格局指数方法,分析河北太行山区1987～2000年13年间不同坡度各景观类型(耕地、林地、草地、建设用地、水域及未利用土地)的变化特征,并简要分析造成变化的驱动因素.研究结果发现研究区域的耕地面积总体呈下降趋势;林地和草地在坡度较大的范围内急剧减少;建设用地因经济发展的制约,呈下降趋势,但土地利用总体面积较小,变化情况不明显.     

基于GEE的土地利用变化对生态系统服务价值的影响研究——以京津冀地区为例

基于Google Earth Engine(GEE)云平台提供的随机森林分类算法对京津冀地区2017年—2019年遥感影像进行分类,解译出林地、耕地、草地、建设用地,水域和未利用地等类型,由此发现三年内林地、耕地、草地面积变化幅度最大,其次为建设用地、水域和未利用地.土地利用类型主要由耕地转向林地、草地;土地利用面积的变化导致研究区生态系统服务价值(ESV)总值从2017年的3 914亿元增长到2019年的4 013.99亿元,其中林地面积的变化起主要作用,而未利用地贡献最低; ESV对三地的生态价值系数缺乏弹性,生态系统服务价值系数对ESV的影响较小,结果具有可靠性. 研究表明伴随京津冀协同发展战略的推进,生态服务有所提高,但应当根据各地区实际情况合理规划土地利用格局,加强对林地、草地、水域的保护,推进集约用地,合理开发未利用地.     

基于土地变化模型的中国北方喀斯特盆地国土空间预测

以位于山东省中部的肥城盆地为研究对象,利用1980、 2000、 2015年3期土地利用基础数据,结合土地利用变化影响因子,构建适用于肥城盆地的土地变化模型,模拟2015年国土空间分布,并与2015年实际情况对比;利用Kappa系数验证该模型精度,在此基础上预测2030年国土空间分布。结果表明,2015年土地利用模拟精度中表示随机、位置、标准和分层区位的4种Kappa系数分别为0.909 1、 0.907 2、 0.872 9、 0.907 2,验证了该模型模拟预测精度高,可靠性较强;预测2030年耕地、林地、草地等土地利用面积将持续减少,较1980年分别减少108.74、 8.32、 44.54 km~2,城乡居民用地和水域面积将有所增加,较1980年分别增加154.41、 5.04 km~2,未利用土地基本不变,居民用地空间趋于集中连片。     

多情景下浙中城市群建设用地空间扩张模拟

选取浙中城市群2005、2010、2015和2019年四期土地利用遥感影像,以高程、人口、经济、距城镇距离等9个影响因素作为驱动因子,基于地理模拟与优化系统(GeoSOS)模拟未来浙中城市群在惯性发展、经济优先和生态优先情景下建设用地空间扩张情况.结果 显示:(1)土地利用空间模拟结果较好,神经网络-元胞自动机模型(ANN-CA)适用于浙中城市群建设用地空间扩张模拟;(2)生态优先情景下的研究区土地利用空间格局较惯性发展情景和经济优先情景更适合研究区建设用地空间规划模拟;(3)生态优先情景下,婺城区、金东区、义乌市、永康市和东阳市作为主要扩张地区引导浙中城市群建设用地空间扩张,2015-2030年浙中城市群总体建设用地扩张面积处于增加状态,增长逐渐变缓.     

太湖流域土地利用方式演变及其对水体氮磷负荷的影响

为研究太湖流域的水环境现状和污染特征,通过分析研究区氮磷负荷变化对土地利用方式的响应,对太湖流域各土地利用方式与氮磷负荷特征的相关性及其影响因素进行研究.结果表明:1980年至2010年,太湖流域耕地面积占比由63.89%降到47.02%;而建设用地面积占比由9.70%增加到25.16%;林地面积微缩小;水域面积微提升;草地和未利用地面积不大且变化可忽略.各土地利用状态指数D_i大小依次为:建筑用地耕地未利用地水域林地草地.太湖流域由于土地利用方式的转变带来的氮和磷排放对水体总氮(TN)负荷和总磷(TP)负荷的贡献均呈逐年递增趋势. TN在1980年3.71万t的基础上,2010年排放量增加了67.51%. TP负荷从0.33万t增加到了2010年的0.85万t.