阿克苏地区土地利用变化情景模拟及其生态安全水平评价

采用CA-MCE-Markov模型设计并模拟了阿克苏地区2030年自然发展、经济发展优先、内涵提升情景下的土地利用变化,运用PSR模型定量评价了3种情景的土地生态安全水平.结果表明：1)面积变化上,内涵提升情景耕地减少了774 km²,城乡建设用地增加了100 km²,实现了集约发展;自然发展情景与经济发展优先情景耕地增加了3 436 km²,城乡建设用地增加了386 km²,呈粗放式发展.2)空间变化上,自然发展情景耕地、林地、水域反演位置不符实际、经济发展优先情景城乡建设用地布局粗放、内涵提升情景用地布局具备合理性.3)顺延历年发展状态,生态安全水平将持续降低;若以经济发展优先为发展导向,安全压力及承载力响应两方面问题依然严峻;相比之下,内涵提升情景生态安全水平大幅提升,为最优模拟方案,生态高度安全.通过评测不同情景土地利用变化差异,为解决实际矛盾、改善生态环境、谋求永续发展提供措施与方法.     

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。     

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。     

2000-2010年甘肃省夏河县土地利用空间结构变化分析

用RS和GIS技术对甘肃省夏河县2000年、2005-2010年七期遥感影像数据统计分析,结合实地调研相关资料,利用GIS的空间分析功能,获取相应的空间信息,对夏河县的土地利用变化进行了分析研究。运用土地利用动态度模型对夏河县土地利用单一土地利用动态度和综合土地利用动态度变化进行分析得出:2000-2010年面积变化较大的土地类型为农村居民用地、城镇居民用地、、草地、其他建设用地,其中草地10年间减少了357.65km2;夏河县应做好水源涵养和草场生态恢复工作,合理开发土地资源,优化土地资源配置。     

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。     

银川市2000-2020年土地利用时空变化特征及预测

为探究银川市土地利用的时空变化特征,基于2000、2010、2020年3期土地利用数据,通过土地利用变化、景观生态学和元胞自动机(cellular automata, CA)-Markov模型,定量研究了20年间银川市土地利用景观格局变化特征,并对土地利用变化进行模拟预测。结果表明:耕地、林地、水域和未利用土地面积减小,草地和城乡工矿居民用地面积增加,各土地利用类型之间转换较为强烈,土地利用变化结构的主体为草地和城乡工矿居民用地,土地利用程度不断加深但具有区域差异性特征;土地利用景观形状的复杂程度增加,城市空间不断扩张,整体景观都趋于平均,景观异质程度增强,景观向多样化方向发展趋势;CA-Markov模型能有效模拟银川市土地利用变化情况且具有较高精度,Kappa系数为0.828 5;2030年耕地、林地和未利用土地面积减少,草地和城乡工矿居民用地面积增加。人口数量与结构、国内生产总值(gross domestic product, GDP)、经济增长以及区域宏观政策是研究区各类土地利用类型变化的主要驱动因素。     

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.     

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。     

1990—2020年黄河流域(陕西段)土地利用格局时空演变分析

黄河流域是我国最重要的生态屏障之一,承担着重要的生态调节功能,一直以来都是自然环境与人文活动交互作用强烈的地区。以黄河流域(陕西段)为研究区域,基于多源数据,对其土地利用格局时空演变、重心迁移情况进行分析,并采用PLUS模型对2030年土地利用进行模拟预测。结果表明：1)1990—2020年黄河流域(陕西段)土地利用类型变化主要是旱地、林地、草地之间的相互转化,也存在与其他地类间的相互流动。2)研究期内黄河流域(陕西段)各土地利用类型重心迁移轨迹具有明显的方向性,且过程中普遍存在往复和折返的运动轨迹。3)1990—2020年黄河流域(陕西段)不同功能土地利用类型间存在一定的分布和转化规律,关中地区生活建设用地扩张明显,陕北地区以生态保育用地和粮食生产用地相互转化为主。4)预测结果显示,未来10年黄河流域(陕西段)仍会以城镇化建设为重;林草地等生态价值明显的地类面积下降幅度不大。     

广西国土空间碳储量多情景模拟与区划管控对策研究

人类活动导致土地利用与覆被变化(land use and cover change, LUCC)从而影响陆地生态系统碳储能力。然而LUCC受政策的限制,从而影响碳储量的变化。本研究基于2000、2010、2020年土地利用数据,运用PLUS-InVEST模型对广西国土空间2020—2030年未来发展的3类情景的碳储情况进行预测,并通过标准椭圆差法、空间等级格局划分法、空间自相关模型分析碳储量空间分布特征,总结分区演变规律,基于此提出“分区-分级”管控和要素优化对策。结果表明：(1)2030年3种情景下,广西国土空间碳储量仅在基于生态可持续的发展情景稳定提升,其他2类情景都大幅下降。(2)2020、2030年3类情景碳储量空间分布特征具有相似性,格局呈高碳储围绕式多核联动、中碳储片状镶嵌于中部、低碳储点状分布;变化趋势呈东北—西南朝向;碳储量高值区聚集于广西北部与西部区域,低值区聚集于中部及南部沿海。(3)2020、2030年碳储分区变化分析中,基于生态可持续的发展情景碳储核心区保持完整碳密度提升,而基于高强度的发展情景碳储变化分区形态最为剧烈,碳密度下降,基于中等强度的发展情景变化则位...     

土地利用变化下的生态敏感性研究——以甘肃省成县为例

土地利用变化是导致生态系统敏感性的重要因素之一，以甘肃省陇南地区成县为例，对近10年来土地利用变化下的生态敏感性进行了系统研究。分析了城市建设用地扩张、草地退化、农业用地的生产活动等对生态敏感性的影响机制，并分析了其变化过程。运用RS和GIS技术对成县2000—2010年十期遥感影像数据以及实地调研相关资料，进行了几何纠正和人机交互方式解译，产生各年分布矢量图，然后利用GIS的空间分析功能，对各种类型土地进行分析和统计，获取相应的空间信息。在此基础上对成县的土地利用变化进行了分析研究，然后，运用土地利用动态度模型对成县土地利用单一土地利用动态度和综合土地利用动态度变化进行了分析，对土地利用变化下的生态敏感性研究发现，近10年来成县生态系统对土地利用变化的敏感性灵敏响应程度不明显。     

生态环境保护约束下的土地利用变化模拟 ——以昆明市滇池流域为例

土地利用变化模拟是土地利用研究的重要方法,生态环境保护是土地利用的重要约束条件。笔者通过建立多因素综合判别模型,分析并量化土地利用变化的生态环境约束,以此作为SLEUTH模型的限制因素层控制城市扩展和土地利用变化,从而实现了土地利用变化模型与生态环境分析的松散耦合,有效模拟生态环境保护下的城市扩展和土地利用变化。将该模型应用于滇池流域,对比分析2005年土地利用模拟结果与实际情况,结果表明,现行土地利用规划体现了生态环境保护原则,但仍存在不合理的土地利用布局。     

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。     

土地利用变化的水文效应研究进展

通过梳理现阶段相关研究成果,分析土地利用对水资源影响研究在内容和方法层面的发展,并对研究中存在的不确定性来源进行分析.在内容方面,现有研究关注的用地类型更为全面,尺度更加多样,更加关注土地利用变化空间分布的影响,强调土地利用与气候变化对水资源影响的区别与联系.在技术方面,情景分析和分布式水文模型应用十分广泛,土地利用变化模型也逐步为更多的研究所采用.随着研究向复杂化和模型化发展,研究中存在的不确定性有所增加,不确定性的量化对于研究的深入发展十分必要.除此之外,分析土地利用规划与水资源管理目标之间的潜在冲突以及在情景构建中考虑水资源变化对土地利用的制约,也应当在未来研究中有所体现.     

土地利用变化的水文效应研究进展

通过梳理现阶段相关研究成果,分析土地利用对水资源影响研究在内容和方法层面的发展,并对研究中存在的不确定性来源进行分析.在内容方面,现有研究关注的用地类型更为全面,尺度更加多样,更加关注土地利用变化空间分布的影响,强调土地利用与气候变化对水资源影响的区别与联系.在技术方面,情景分析和分布式水文模型应用十分广泛,土地利用变...     

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.     

中国生态足迹的趋势预测及情景模拟分析

为改善生态足迹静态性和预测功能的不足,采用趋势预测法和多情景模拟分析方法对我国生态足迹做趋势分析和情景模拟.结果表明:我国生态足迹近期仍呈上升趋势;在协调情景下,我国经济发展的资源利用效率增长速度快于GDP增长速度,但近期的资源压力将处在较低的水平;而风险情形下,资源利用效率的改变滞后经济发展,资源压力逐渐加大,不仅对于中国,对全球自然生态系统也将造成巨大冲击和影响;减轻我国未来资源与生态压力的出路在于快速提高资源的利用效率.     

2000—2010年成都市土地利用空间格局变化分析

土地利用变化是全球环境变化的主要诱因之一,一直是国内外学者研究的热点.利用遥感和GIS技术,结合数理统计方法,以成都市为研究区,对2000年、2005年和2010年3期TM遥感影像采用面向对象分类方法进行土地利用分类,利用土地利用变化率、转移矩阵、重心等方法分析了成都市土地利用的结构和数量变化,以及空间格局变化特征,并对其驱动力进行分析.结果表明:1)成都市土地利用呈现明显的耕地面积减少、建设用地增加的势态,10年来耕地面积减少83 346.9 hm2;建设用地增加90 854.77 hm2;2)2000—2010年最主要的土地利用转移类型为耕地向建设用地转移,主要分布在成都市主城区与近郊区的交界处,以及各区县县城附近;3)2000—2010年间,各土地利用类型的重心发生了明显的偏移,其中偏移最明显的是建设用地;4)影响成都市土地利用变化的主要驱动力是人口因素和社会经济因素.