基于区间优化模型的土地利用结构弹性区间测算

土地利用规划忽视未来不确定性,而令规划束缚过紧,导致规划失效。虽然目前规划编制规程与规划理论界较重视规划弹性研究,而对弹性空间大小一直未有科学测算,于是该文基于区间优化模型计量土地利用结构弹性区间,以为土地规划中弹性空间大小划定提供参考借鉴。该文首先介绍区间优化模型的一般概况与用到的标准形式,以及模型中区间数大小确定的根据;其次以江苏扬州为例计算最好最优值与最差最优值对应的土地利用结构区间,以该区间为基础用计算机程序求取当区间中有效向量的密度达一定要求时的土地利用结构弹性区间。结果表明,2020年扬州土地利用最好最优值是1.72×108万元,最差最优值是6.77×107万元。不同土地类型中,对不确定性承纳贡献最大的是水域、林地、交通水利用地,而最小是未利用地。不同用地中对不确定因素变化敏感性最大的是林地、交通水利用地,而敏感性最小是耕地。该研究成果为土地利用规划中不同用地弹性空间大小划定提供了理论支撑与科学方法。     

不确定条件下土地资源空间优化的弹性空间划定

不确定条件下的资源环境管理可减少未来风险,提高政策有效性;土地资源具有空间特性,其优化过程中的不确定性最终会传递到空间上形成弹性空间,因此,探索不确定条件下土地资源优化的弹性空间划定具有重要理论与现实意义。该文首先分析了土地资源优化面临的不确定因素,并用区间数表示不确定指标,以区间优化模型测算了不同用地数量的弹性区间,再根据适宜度标准与空间扩张连续性要求设计了一种空间优化方法,用该方法把土地利用结构弹性区间表达在空间上形成其弹性空间,并以扬州为例做了实证研究。研究表明弹性空间是土地资源优化配置不确定性在空间上的表现;弹性空间划定可提前感知并应对不确定性的影响,有利于提高土地政策有效性;该研究为现行规划中弹性空间划定提供了理论依据与技术支持。     

土地利用的弹性规划研究

市场经济越发达，经济生活中的不确定因素就越多。经济的不可预见性和难以预测性导致土地利用的变异性增加，从而对土地利用规划的弹性提出了要求。该文首次明确地界定了土地利用弹性规划的涵义；探讨了土地利用弹性规划的内容和研究方法。通过弹性比计算和弹性区间确定、评价目标和评价体系设计、以及柔性决策模型等方法对土地利用规划中的弹性预测、弹性评价、弹性决策以及弹性用地分区进行了探讨，结果表明：土地利用的弹性规划能较好地适应经济生活中不确定因素导致的用地数量、用地结构、用地方式等方面的变化。     

土地利用区间数多目标规划模型及其应用

土地利用结构调整是土地利用规划的核心内容,对促进土地资源的集约、高效和持续利用具有重要意义.基于四川双流县土地资源开发利用的特征和土地利用结构调整的不确定性、复杂性等特点,该文提出采用区间数不确定性多目标规划模型对双流县进行土地利用结构调整.通过设计区间数单目标规划模型来确定每个目标的希望水平及容忍限,建立辅助模型平衡各个目标的规划值,计算得到各类用地调整后的优化面积,以及土地利用效益、生态环境效益和合理用水量,为决策者在土里利用规划中提供参考依据.通过实例研究,表明了土地利用区间数多目标规划模型方法的有效性.     

北京市顺义区土地资源竞争与土地利用变化分析

社会对有限土地资源的多样需求导致土地利用竞争的发生，其实质是一种利益竞争，结果是土地利用类型的转换。该文在界定利益相关者和土地利用竞争概念的基础上，结合土地利用变化的热点区域——北京市顺义区，诊断确定了该区土地利用的利益相关者及其土地资源利用目标，系统分析了多种土地资源利用方式对土地资源的竞争及其导所致的土地利用变化。由于对土地利用经济效益的追求，顺义区耕地不断转换为建设用地和园地，其中水田的转移速率大于旱地；农业系统内部经济效益的差异使得粮食作物的种植面积逐渐减少，而经济作物的种植面积扩大。另外，随着人们对居住环境的要求逐步提高，顺义区生态用地的扩大也侵占了耕地。     

汕头经济特区近10年土地利用类型动态变化研究

该文以汕头经济特区内六区一县为研究区域,以2000年区域变更调整数据至2007年现状土地利用数据作为数据源,研究了汕头市近10年间土地利用类型特征及动态变化情况,并分析了土地利用动态变化的驱动力因素.结果表明:耕地、林地、草地、未利用地的土地面积一直呈下降趋势,其中耕地面积减少最明显;园地、居民点及工矿用地、交通运输和水利设施用地的土地面积则逐年上升,尤其以园地、居民点及工矿用地面积增加幅度最大;引起土地利用类型变化的驱动力因素主要有人口增加、经济发展以及政策因素等.     

基于同类城市建设目标的北京市土地利用结构优化

基于北京与东京土地利用的对比分析,对北京市土地利用结构进行优化,更好地发挥城市土地的宏观调控功能。根据北京市1992-2012年和东京1982-2011年多期土地利用现状数据,集成多目标优化模型的目标决策功能和元胞自动机-马尔可夫链(CA-Markov)模型的空间布局特点,对北京市2020、2030年的土地利用进行数量结构优化和空间布局模拟。通过对北京与东京在土地利用演变过程的深入分析,归纳总结出北京土地利用的发展定位以及2020、2030年的定量目标,然后对土地利用经济、社会和生态3方面构建多目标模型,最后对模型进行求解,同时应用CA-Markov模型对北京市2020、2030年优化后的土地利用结构进行空间布局模拟,通过运算,北京市农用地、生态用地、建设用地、交通用地、水域、其他土地在2020年、2030年的比例分别为21.00%、50.50%、19.00%、3.00%、4.50%、2.00%和20.00%、50.00%、20.00%、3.50%、4.50%、2.00%。优化后的土地利用结构改变以往剧烈变化的现象,更趋向于稳定状态,优化后的土地利用布局更为集约并兼顾生态保护功能。     

基于Logistic回归模型的土地利用格局模拟分析——以新疆吐鲁番市为例

土地利用/土地覆被变化(LUCC)是当前研究全球变化的重要内容,而区域土地利用格局模型模拟是LUCC研究的核心内容之一.本文采用2005年吐鲁番市土地利用现状图,将其转化为grid格式,将土地利用类型分为:耕地、园地、林地、草地、城镇用地、农村居民点用地、独立工矿用地、未利用地、其他用地.运用Logistic回归分析的方法,选择了对该地区土地利用/覆盖变化有重要贡献的12种驱动因子,在ArcView中进行空间分析,生成驱动力文件,利用SPSS 13.0的Logistic regression功能分析每种驱动力的权重(β值),建立logistic回归模型,并使用ROC方法对所有回归模型的拟合优度进行了检验,采用GIS软件绘制研究区土地利用格局卒间分布的经验统计概率图.ROC检验结果显示,各种土地类型的拟合度分别为:耕地0.934,园地0.915,林地0.858,草地0.793,城镇用地0.999,农村居民点用地0.929,独立工矿用地0.874,未利用地0.816,其他用地0.762.拟和度均大于0.75,拟和度较好.研究结果揭示了居民点、道路、渠系和地形分布等因素对研究地区土地利用格局形成与演变的重要决定作用,这为进一步研究吐鲁番市未来的土地利用动态变化情景奠定了基础,同时也可为该市的土地利用管理提供科学依据.     

区域土地利用结构的碳效应评估及低碳优化

区域土地利用是引起碳排放的重要因素,土地利用结构优化能在一定程度改变土地利用的碳源/汇格局,并引导区域经济社会的低碳发展。基于线性规划方法,该文建立了区域土地利用碳效应综合评估及优化调控的方法,并以南京市为例,提出了3种土地利用低碳优化方案,并对其碳减排潜力进行了对比分析及蒙特卡洛模拟,最后提出了低碳土地利用优化的政策建议。结果发现,2020年南京市土地利用总体规划方案使区域的总碳蓄积量有所提升,但预期碳排放远远大于碳蓄积的增加值,同时也将会导致生态系统碳汇能力的降低;在3种优化方案中,基于碳排放最小化的土地利用结构优化方案比2020年规划方案的碳排放减少了73.75万 t,碳减排潜力为8.50%,表明该方案起到了较好的预期减排效果;因此,该文建议将基于碳排放最小化的土地利用结构优化方案作为南京市未来土地结构调整和产业规划的参考,该方案不仅有助于实现碳减排的目标,而且对于控制建设用地的过快增长、增加生产性土地面积、引导农地整理和居民点用地整理等土地利用规划和开发活动都具有重要的现实意义。     

喀斯特石漠化及土地利用变化的地貌分异特征——以贵州省关岭贞丰花江石漠化综合示范区为例

[目的]探讨石漠化地区土地利用变化的地貌分异特征,揭示不同地貌条件下的土地利用时空变化的特征和规律,为石漠化地区土地的合理利用提供科学参照。[方法]以贵州省关岭贞丰花江石漠化综合示范区为例,运用GIS和RS技术,基于2005,2010和2013年3个时期的土地利用数据、石漠化数据和地貌数据,运用地形分布指数、土地利用程度综合指数,对研究区土地利用变化的地貌分异进行研究。[结果]①在2005—2013年间,喀斯特地区草地、建设用地、林地、未利用地和水域的面积有所增加,耕地、园地的面积在减少;石漠化的面积有所减少,石漠化程度正在逐渐减轻。②不同地貌条件下,每一个土地利用类型都有其存在的优势分布区;各土地利用类型的地貌分异基本稳定。③土地利用程度的地貌分异特征趋于稳定;2005—2013年,土地利用程度大小表现为:侵蚀台地峰丛洼地丘峰台地Ⅴ型峡谷溶蚀—侵蚀陡坡。④不同地貌条件下不同石漠化等级在各土地类型中的分布方面,由侵蚀台地、峰丛洼地、丘峰台地、Ⅴ型峡谷、溶蚀—侵蚀陡坡地貌的石漠化土地类型分布来看,石漠化主要发生在耕地、林地、园地和未利用地4种土地利用上,水域不存在石漠化现象;2005—2013年,石漠化在不同地貌条件的地类中总体呈较好转变。[结论]每一土地利用类型都有其分布的优势地貌区;不同地貌条件下,石漠化在不同土地利用类型上的分布存在差异,主要发生在耕地、林地、园地和未利用地4种土地利用类型区域。     

耦合MOP与FLUS模型的杭州市土地利用格局优化及权衡分析

调整优化城市土地利用结构与布局,实现社会经济发展和生态保护的协同优化是城市土地利用规划管理和决策的关键。该研究使用多目标规划(multiple objective planning,MOP)模型和未来土地利用模拟(future land use simulation model,FLUS)模型相结合的方法,运用权衡分析制定多目标权衡下的土地利用优化配置情景方案,以期为杭州市土地利用优化配置规划和管理提供科学参考。结果表明:1)通过耦合MOP模型和FLUS模型,从土地利用生态-经济转化效率视角可以有效实现土地利用结构和布局的优化配置情景模拟。2)通过比较单位经济效益的减少比例可产生的生态效益增加比例,确定土地利用经济与生态效益权重比例为4:6的发展情景是权衡土地利用社会、经济和生态效益下的杭州市土地利用结构最优方案。3)最优土地利用结构方案的建设用地扩张规模介于经济发展优化和生态保护优先情景方案间,耕地规模较其他情景方案减少幅度放缓,在空间上减少对生态用地的侵占,土地利用景观格局破碎度和复杂性降低。该研究的方法和结果可为区域土地利用规划决策和可持续发展提供理论与应用参考。     

基于土地生态安全的黔江区土地利用结构优化

通过构建黔江区土地生态安全评价指标体系,对黔江区2005—2012年土地生态安全状况进行了动态分析,在此基础上,采用灰色多目标规划模型,以综合效益最大化为目标,对黔江区土地利用结构进行优化。结果表明:(1)黔江区土地生态安全水平由2005年的0.426 9上升到2012年的0.586 2,土地生态安全级由"较不安全"上升到"临界安全",土地生态安全水平还有待改善,需要对土地利用结构进行优化;(2)黔江区土地利用结构优化后,土地生态安全等级由"临界安全"级上升到"较安全"级,土地生态安全水平达到0.748 9;(3)从优化结果看,农用地中耕地面积有所减少,园地、林地、其他农用地都有所增加,建设用地中交通水利用地和其他建设用地增幅较大,其他土地中自然保留地面积有所减少。研究结果对黔江区提高土地利用综合效益,维持土地生态系统的相对平衡和持续利用以及经济社会的可持续发展具有重要的现实意义。     

基于改进CoMOLA模型的镇域土地利用优化

全域土地综合整治是实施乡村振兴战略的重要抓手,也是提升农村土地整治效果的有效途径。为探索服务全域整治目标的土地利用优化配置方法,借助非优势排序遗传算法在进化模拟、全局搜索等多目标决策优化中的优势,从转型条件、面积约束、效益测算等方面构建约束多目标土地利用优化配置模型(Constrained Multi-objective Optimization of Land-use Allocation,CoMOLA),同时借鉴首位度理论改进模型并选取典型研究区进行案例分析。通过设置经济优先、生态优先及生产优先3种不同发展情景优化土地利用土地管理配置,利用中间结果识别未来发展可能的冲突,为规划制定提供依据。研究结果表明:1)经济优先情景下,研究区2030年经济效益较基期年(2018年)增长了12.33%,生态效益和生产产量分别减少了11.41%和3.73%;生态优先和生产优先情景下,生态效益和生产产量分别提高了51.68%、11.63%;2)土地利用数量结构与空间结构在3种情景中均存在一定的极化趋势,绝对冲突地块面积分别为1.98%、3.12%和1.71%。需结合发展目标等多重因素,参考冲突识别结果,因地制宜制定发展方案。综合而言,运用改进约束多目标土地利用优化配置模型进行研究,能同时满足土地利用的时空特征,得到较为客观的土地利用土地管理优化方案,且其中间结果可作为地类发展冲突识别依据,可为多目标优化问题提供新的方法借鉴。     

低碳生态城市视角下珠三角土地利用效益评价及障碍诊断

为了促进土地生态化利用、落实“生态文明”战略,以珠三角9市为例,构建基于低碳生态城市视角的土地利用效益评价指标体系,采用相对熵组合赋权法、综合评价法和障碍度模型,探究了9市2010年和2017年土地利用效益时空演变特征和障碍因子。结果表明:(1)各市土地利用效益水平在空间上呈现“核心-边缘”结构,位于广深科技创新走廊的广深莞要显著优于其他城市。整体效益水平稳步提升,惠州增幅最大,肇庆增幅最小;(2)各市土地利用经济效益、社会效益和生态环境效益呈现明显的等级层次性,经济、社会效益增速快且均为正增长,生态环境效益增速小,部分城市出现下降情况;(3)要素层面各市得分具有不平衡性,经济发达效益差异扩大最明显;(4)经济发达、经济持续与社会和谐障碍度呈下降态势,社会发展、环境友好和节能减排呈上升趋势。地均财政收入、地均社会消费品零售总额、地均固定资产投资额为主要障碍因子。     

考虑生态环境的灌区双水源区间两阶段模糊可信性约束模型

对水资源进行合理的优化配置是缓解水资源短缺问题和遏制生态环境持续恶化的重要途径之一。为了实现水资源的可持续利用和生态环境的良性循环,该研究针对灌区水资源配置系统中存在的复杂性和不确定性,以黑龙江省建三江垦区为研究区,将水质污染治理成本（生态补偿费用）与系统经济收益相结合作为目标函数,引入离散区间、概率分布函数及模糊数表示系统中的多重不确定性,通过设置不同的可信性置信水平解决带有违规风险概率的模糊风险问题,进而建立考虑生态环境的区间两阶段模糊可信性约束规划模型。通过对模型求解,实现地表地下水资源在典型作物间合理的优化配置,得到不同来水情境下生态补偿费用、不同水源不同作物的最优配水方案及不同可信性置信水平下系统最大经济效益,结果表明：模型能够反映系统中的不确定性,有效平衡系统收益与违规风险,并通过满足生态需水和农业排污约束以促进系统经济效益和生态环境的协调发展;当来水水平分别为低、中、高3种流量时,研究区地表水生态补偿费用和地下水生态补偿费用均呈现下降的趋势;当可信性置信水平为1.0时,系统经济收益为29.88×108～52.18×108元,当可信性置信水平为0.5时,系统经济收益为31....     

生态环境建设中延安市食用菌开发可行性研究

研究了福建省长汀县河田镇八十里河流域采用乔灌混交治理措施恢复的马尾松群落植物多样性研究。结果表明，严重侵蚀地经过整地、施肥、混交胡枝子等措施治理18a后，林下植物种类增加，计有22科30属33种。群落的地理成分以热带成分占优势，生活型以常绿灌木最多，多年生和一年生草本极少，高位芽植物在群落中占据主导地位。群落灌木中以胡枝子、黄瑞木、杉木、油茶和赤楠等树种的重要值较大，草本以芒其占绝对优势，Shannon-wiener等多样性指数以灌木层最大，草本层次之，藤本层最小，而Shannon-wiener均匀度指数藤本层的最大，草本层的最小。     

生态环境建设中延安市食用菌开发可行性研究

通过对中国食用菌生产现状与发展趋势、食用菌开发 3大效益的分析以及对延安市生态环境建设中食用菌开发的必要性和可行性的论证 ,提出了生态工业园和农户的食用菌开发模式 ,并对食用生态工业园进行了具体的设计和分析     

基于混合蛙跳算法的土地利用格局优化

针对传统的土地优化模型,如线性规划、非线性规划、灰色系统和景观生态学等不能实现土地数量结构和空间结构有效统一的问题,在研究现有智能优化模型,如粒子群算法、遗传算法的基础上,建立基于混合蛙跳算法的土地利用优化模型。该模型以30 m×30 m的地理栅格单元作为基本操作对象,实现土地利用的空间格局优化。以兰州市2014年土地利用格局为基础数据验证优化模型的有效性。在优化前各种地类所产生的生态系统服务价值为5.701×109元,优化后的生态系统服务价值为5.802×109元,优化前土地格局标准紧凑度为0.37,优化后为0.47。优化后牧草地面积增长了8 431 hm2,所提供的生态系统服务价值增长了1.71×108元,林地面积增加了1.453×105 hm2,提供的生态系统服务价值增加了2.49×108元。试验结果表明,该模型能利用青蛙的群体空间分布模拟土地利用空间格局,并能在多目标控制下找到问题的最优解,实现土地利用数量结构和空间结构的有效统一,模型具有较强的全局优化能力以及较快的收敛速度。