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。     

基于CLUE-S模型的南四湖流域土地利用变化模拟

南四湖流域涉及四省多市,具有较高的经济产值与生态环境保护地位,文章构建经济效益和生态效益为主的多目标模型,结合引入空间权重因子的CLUE-S模型,模拟现状增长、生态保护、耕地保护3种情景下流域内2050年土地利用情况.结果表明:(1)1990-2005年,建设用地大幅增长伴随着耕地及生态用地的快速减少,2005-201...     

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.     

近30a城市土地利用变化模拟研究进展

城市土地利用变化模拟研究是当前土地科学领域的热点,基于文献综合法、归纳总结法和逻辑推理法,梳理国内外城市土地利用变化模拟的理论研究与实践进展方面的文献,论述研究中取得的成果、不足及未来研究趋势,以期为城市土地利用变化研究及城市土地管理制度的制定和科学决策提供参考.结果表明,城市土地利用变化模拟研究已从单一的数量或空间预测,向多情景、多模型的耦合方式发展;城市土地利用变化模拟的理论体系和模拟方式逐步完善,利益相关者在情景设置、情景模拟和结果验证等过程中的参与度逐步提升;城市土地利用变化模拟研究仍存在局限性,即缺乏全球和局地尺度方面的研究,模拟方式相对单一,模拟结果验证方法尚未成熟,存在过度依赖历史验证的问题.城市土地利用变化研究应聚焦增强模拟模型的可扩展性和可靠性,从而进一步预测和解释土地利用变化的格局和过程,推进情景模拟在决策支持系统中的应用.     

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。     

基于历史的情景模拟修正模型

文中基于情景模拟方法，提出了一种参考历史数据的修正模型。通过构成历史情景，在最大似然原则下确定情景集合的关键参数Θ。通过一个利率产品的数值实验，对原模型、修正模型与传统蒙特卡罗模型的在值风险估计值的精度进行比较，得到了理想的结果。     

基于情景演算多流程交互软件模型的研究与实现

多流程系统表示及多流程交互模型的研究对于以业务流程为中心的复杂信息系统开发有重要意义.提出基于动作逻辑中的情景演算来描述流程的静态模型;将流程状态的变化定义为事件,作为流程间交互的中介,以描述流程的动态行为;并提出一个基于黑板的流程交互模型,实现异步数据交换,具有集中控制、共享数据结构等特点,适用于流程间事件消息的传递,模型具有松耦合、灵活、通用和高效等特点;此研究方法与模型在CTS系统设计开发中得到具体应用.     

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。     

基于CA-Markov模型的关中—天水经济区土地利用变化动态模拟

基于关中—天水经济区2000年、2005年和2010年三期TM遥感影像数据,利用CA-Markov模型对土地利用格局进行模拟验证并预测2015年土地利用格局.结果表明:关中—天水经济区土地利用变化模拟的Kappa系数为0.79,模型的模拟精度高;2005—2015年,关中—天水经济区耕地、林地将呈现减少趋势,建设用地显著增加,草地、水域略有变化,未利用地几乎没有变化;研究区生态环境总体上有恶化的趋势,需加强对耕地、林地的保护.     

基于元胞自动机模型的城市土地利用变化模拟

为了研究城市发展带来的城市土地利用空间格局变化,综合运用元胞自动机、多维驱动力分析和情景分析方法,构建了城市土地利用变化模拟系统。建立了宏观、中观和微观3个尺度上的驱动力量化和耦合作用函数。通过识别驱动力变化与城市空间发展特征的关联性,解决了元胞自动机模型参数的时间效应问题。结合情景分析方法,确定城市不同发展情景下的参数取值,进而对未来城市土地利用变化进行了系统模拟。4种预测情景的用地总量分别为220.32km2、253.28km2、231.52km2、310.52km2。研究结果表明:城市土地利用变化受经济增长、空间管制政策等驱动力影响明显,同心圆、组团式发展模式的用地集约水平较高,沿主要对外交通轴线带扩展模式的用地扩张问题较为突出。     

基于MCE-CA-Markov模型的佛山市土地利用景观格局演变及模拟预测

以佛山市2005,2010和2015年的Landsat遥感影像为数据源,从景观生态学的角度分析了2005―2015年佛山市各土地利用景观类型的分布格局、空间演变和景观格局变化特征,并结合自然和社会2大影响因素,基于MCE-CA-Markov模型,利用IDRISI软件实现了对佛山市未来土地利用景观格局的模拟和预测﹒在此基础上,结合城市未来的发展变化情况提出了相应的管控建议﹒     

基于GKSIM模型的土地利用动态变化控制性模拟与预测——以江苏省为例

基于主导驱动因子的动态变化及其对土地利用变化的贡献率,基于GKSIM模型对江苏省土地利用动态变化进行控制性模拟预测,探讨在主导驱动因子GDP、人口和产业结构的影响下,江苏省土地利用未来变化态势.结果表明,随着GDP与人口的增长,江苏耕地和建设用地变化最为显著,表现为耕地面积呈减少趋势且与其他地类相比减少值最大,建设用地...     

土地利用动态变化模型的研究综述

土地利用动态变化模型已成为土地利用变化研究中重要的系统方法.根据不同的研究目的,可以构建不同的土地利用动态模型.该文分析了模型构建的三个重要组成部分,并将当前使用广泛的模型根据其差异性分为土地利用程度变化模型、土地利用空间变化分析模型和土地利用变化及影响模型三大类,通过分析指出了这些建立在不同空间分析基础之上的动态模型在表现形式和分析能力上各有其不同的优缺点.     

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...     

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。     

基于空间信息平台的土地利用方式变化径流响应模拟

以淮河上游息县水文站以上为研究区域,基于研究区域3期(20世纪80年代、20世纪90年代、2000年以后)土地利用图模拟分析土地利用变化对流域产水的影响.利用流域附近8个气象站1980～2005年的资料,内插得到流域内的气象资料,应用P-M法耦合植物生长模型(EPIC)计算流域潜在蒸散发;利用息县以上集水区域1980～2005年63个雨量站资料及尺度为1:200 000土壤类型图,选用SWAT模型模拟流域的径流过程,并分析了产水特性参数时空变化.结果表明:降雨量的大小弱化了流域下垫面条件对产水的影响;在降雨和土壤质地相同的情况下,产水能力旱地大于水田大于草地大于林地;旱地增加后流域产水量也会增加,林地不易于流域的产流.     

多智能体模型用于土地利用演变模拟研究进展

在阅读了大量的多智能体模型用于土地利用演变模拟研究文章的基础上,简要介绍了多智能体系统(Muti-Agent System,简称MAS)模型的基本原理,分析了MAS模型的研究内容、模拟的公共平台和研究的主要热点等,整理并总结其在土地利用演变模拟研究的优势以及不足之处,以期为今后多智能体模型用于土地利用演变模拟研究提供一些有益的参考。