基于CLUE-S模型的矿业城市土地利用格局情景模拟

运用CLUE-S模型对典型矿业城市——双鸭山市辖区进行未来土地利用模拟,基于遥感和地理信息系统技术,通过设定趋势发展、耕地保护、经济建设和生态保护4种情景,模拟了2025年当地不同情景下土地利用变化情况,结果表明:各土地利用类型均通过ROC检验,回归方程拟合程度高。1995年和2005年模拟正确比例分别为88.15%和92.10%,Kappa系数均超过0.75,准确率达到可信的效果。各情景土地利用模拟结果差异明显,在趋势发展下,耕地和其他用地面积持续较少,建设用地增长幅度最大;耕地保护情景下,耕地仍保持下降态势,但速度明显下降,建设用地和工矿用地的扩张趋势有所抑制;经济发展情景下,建设用地面积增长速度显著上升,将大量侵占其周边的耕地和园林地,工矿用地面积增长幅度最大;生态保护情景下,耕地、其他用地和工矿用地面积以不同程度趋势下降,园林地和水域用地面积显著增加。研究结果为当地相关规划的合理编制及土地资源保护提供了参考依据。     

基于CLUE-S模型的矿业城市土地利用变化情景模拟

为了对矿业城市的土地利用情景进行预测,该文以典型矿业城市武安市为例,将 GIS 技术和 CLUE-S （conversion of land use and its effects at small regional extent）模型应用到武安市土地利用变化情景模拟研究中,通过土地利用结构变化、矿业城市土地利用空间分布和驱动因子的定量关系对武安市土地利用变化进行相应约束,设计了趋势发展情景、耕地保护情景、生态安全情景3种模式,生成2020年不同情景方案下土地利用预测图,并对预测结果进行比较分析。研究结果表明：在趋势发展情景下,林地、建筑用地呈现上升趋势,体现了经济发展和环境保护双管齐下的成效,这也与实际情况相吻合;耕地保护情景下,耕地分布制约了建设用地的适度扩张;生态安全情景下,受生态环境政策影响,林地增长趋势明显,工矿用地急剧减少。综合考虑到武安市社会、经济、生态以及耕地保护等多方面的协调发展,研究认为趋势发展情景更为合理,其他2种情景可为趋势发展情景进行适度的修正和补充。该研究为区域土地资源的优化配置提供决策依据,同时研究结果也进一步验证了CLUE-S模型能够较好地模拟预测不同约束条件下矿业城市土地利用空间变化。     

广州市土地利用多情景模拟及其生态风险时空响应

[目的]探讨景观生态风险对土地利用格局变化的响应规律,为促进土地资源可持续利用和维护区域生态安全提供科学支持。[方法]基于2001—2017年广州市土地利用演变情况,利用未来土地利用模拟(FLUS)模型模拟2025年自然发展情景与"三线"(生态保护红线、永久基本农田保护红线、城镇开发边界线)约束情景下的土地利用空间分布;构建景观生态风险评价模型,进而分析广州市景观生态风险状况及其对土地利用变化的时空响应。[结果] 2001—2017年,建设用地的面积大幅增加,其他用地类型面积均不断减少;建设用地、草地和未利用地的变化幅度较大。相较于2017年,广州市2025年自然发展情景下建设用地持续扩张;而"三线"约束情景下建设用地的扩张得到制约,林地、水域等用地面积减少幅度有所缓和,耕地反而略微增加。2001—2017年,广州市景观生态风险指数不断上升,风险等级空间分布呈现圈层状结构,由中心城区向外围递减,低、较低生态风险区规模总体缩小,而较高、高生态风险区规模逐渐增大。[结论]与2017年相比,2025年两种情景下的景观生态风险指数均有所提高,而"三线"约束情景下生态风险指数增幅较小,更符合广州市未来城市建设和生态保护的需要。     

商洛市土地利用结构优化的情景分析

以陕西省商洛市为例,借助灰色线性规划模型,对宏观的土地利用结构优化进行了情景设定与分析。研究结果表明,在未来10 a内,商洛市土地利用结构仍以农用地为主,适宜发展以林为主,林农结合的复合经营方式,建立立体复合生态系统,保护湿地,防止水土流失;在土地利用结构优化过程中,要充分考虑区域发展的整体效益和长远利益,注重经济效益、社会效益和生态效益的协调统一。研究表明,情景分析在土地利用结构优化中具有可行性,在宏观市域尺度上的土地利用结构优化配置中具有有效性。     

基于灰色模型-元胞自动机模型的佛山市土地利用情景模拟分析

通过模拟土地利用变化情景,了解土地利用变化趋势,可为制定科学的土地利用管理策略提供支持,根据近年来建设用地扩张在佛山市土地利用类型变化中占主导地位的特点,选择灰色模型作为数量模型,元胞自动机模型作为空间模型,设定3种建设用地扩张情景:适度约束、中度约束和强力约束,结合数量模型和空间模型的优点,模拟2015年土地利用空间布局。研究结果表明:在设定的3种建设用地扩张情景下,建设用地增加的面积分别为278.3、216.5和154.6km2,相应来源于耕地的比率分别为42.28%、48.38%和55.96%,说明耕地仍然是建设用地增加的主要来源,也即耕地保护和经济发展的矛盾将会进一步增大,可为政府和土地管理部门制定政策提供一定的参考,从而采取更有针对性的措施。     

基于系统动力学的广东省循环经济发展的情景分析

利用系统动力学方法的反馈作用机制, 对广东省人口、经济、环境和资源之间相互影响与制约关系进行了系统分析, 并建立了广东省循环经济的系统动力学模型.在此基础上, 对循环经济发展的3种不同情景下经济、资源、环境污染的模拟结果进行了比较.结果表明, 在废弃物的综合利用率、废气处理率、节能节水率和可再生能源利用率等参数均不断提升的情景下, 污染物的排放及能源消耗对经济所产生的不利影响均将逐渐减弱, 绿色GDP总值将会持续稳定增长.反之, 如果继续以过去"三废"处理率不高、可再生能源所占比例几乎为0, 且不采取任何节水措施的方式下发展经济, 广东省绿色GDP总值只能保持较为缓慢的增长, 并在2014年前后达到最大值, 此后随着资源消耗和环境污染, 绿色GDP总值开始下降.这一研究结果可为在资源环境约束制约条件下实现经济的可持续发展提供决策依据.     

基于系统动力学的广东省循环经济发展的情景分析

利用系统动力学方法的反馈作用机制, 对广东省人口、经济、环境和资源之间相互影响与制约关系进行了系统分析, 并建立了广东省循环经济的系统动力学模型。在此基础上, 对循环经济发展的3种不同情景下经济、资源、环境污染的模拟结果进行了比较。结果表明, 在废弃物的综合利用率、废气处理率、节能节水率和可再生能源利用率等参数均不断提升的情景下, 污染物的排放及能源消耗对经济所产生的不利影响均将逐渐减弱, 绿色GDP总值将会持续稳定增长。反之, 如果继续以过去“三废”处理率不高、可再生能源所占比例几乎为0, 且不采取任何节水措施的方式下发展经济, 广东省绿色GDP总值只能保持较为缓慢的增长, 并在2014年前后达到最大值, 此后随着资源消耗和环境污染, 绿色GDP总值开始下降。这一研究结果可为在资源环境约束制约条件下实现经济的可持续发展提供决策依据。     

扬州市土地利用系统协调性评价

运用以信息熵理论为基础的协调性计算模型对扬州市土地利用系统协调性进行了评价。研究结果表明,1996-2010年扬州市土地利用系统及经济、社会和环境子系统发展水平逐步提高,且3个子系统发展水平之间的差距逐步缩小,到2010年发展水平均达到0.5以上,处于中等发展水平;同时土地利用系统协调性也不断提高,由1996年的濒临失调水平发展到2010年的中级协调水平,但总体上还处在较低的协调水平。针对影响土地利用系统协调发展的限制性因素,扬州市新一轮土地利用总体规划应该采取相应措施促进土地利用系统的协调性进一步提高。     

景区扩容影响下的桂林市土地利用情景模拟与预测

[目的] 研究广西壮族自治区桂林市景区扩容对土地利用格局的影响,为应对旅游需求激增带来的风险,整治优化国土空间以及科学引导旅游业发展提供理论参考。[方法] 通过设置常规情景与景区扩容情景,运用核密度分析法以及未来土地利用模拟(FLUS)模型模拟与预测桂林市2025年不同情景下的土地利用格局,并根据逐像元对比及景观指数分析不同情景下的土地利用格局差异。[结果] ①对景区的扩容能够在一定程度上减少桂林市旅游热点区域的游客接待压力,但并不利于旅游热点区域周边区县城镇化的推进。②对景区的扩容有利于阳朔县、兴安县等“增长极”旅游业的发展,并辐射与带动周边的大多区县。建设用地扩张加剧,耕地扩张减缓。而桂林市北部由于建设用地分布较为分散,各区县间的辐射与带动作用相对局限,景区扩容情景下兴安县、全州县、龙胜各族自治县旅游业更迅猛的发展对于资源县与灌阳县的辐射与带动作用并不显著,反而使资源县与灌阳县对建设用地资源的竞争力相对更低。③景观指数表明,对景区的扩容会导致耕地、林地、草地与灌木等农业与生态空间遭到更严重的干扰与侵占,但对于水体与湿地的保护更有利,建设用地的扩张也更具整体性。[结论] 桂林市对景区扩容工作的推进会降低旅游热点区域的游客接待压力,促进“增长极”及周边大多区县旅游业的发展,但并不利于热点区域周边以及较为偏远、不在各区县相互辐射范围内区域的发展。     

基于SWAT模型的长江源土地利用/土地覆被情景变化对径流影响研究

土地利用/土地覆被变化对流域水资源循环过程及配置影响显著。为了研究土地利用/土地覆被情景变化对径流影响情况,以长江源流域为例,构建了适合该流域的分布式水文模型(SWAT),并模拟了不同土地利用/土地覆被情景下的流域年均径流量和径流深。模拟结果如下:当流域林地和草地面积增加到最大,径流量减少了16.7%,达到304.12m3/s,径流深减少14.02mm;当林地和草地面积减少,并逐步变为沙地、裸地,流域径流量增加16.1%,达到424.32m3/s,径流深也增加了13.49mm;当林地和草地面积减少到无植被覆盖,将使流域径流量增加28.4%,达到469.67m3/s,径流深增加23.88mm;在草地覆被最佳状况下,径流量有所增加,但增加幅度不大,只有5.6%,达到385.98m3/s,径流深增加4.72mm。综上所述,长江源流域林地和草地面积增加,导致径流减少,而沙地和裸地面积增加导致径流量增加。     

基于Logistic-CA-Markov模型的青岛市土地利用变化动态模拟

研究经济快速发展的沿海地区土地利用结构的变化并预测其未来发展趋势,可以为区域土地合理利用与配置提供参考。以青岛市为研究区,采用Logistic-CA-Markov耦合模型,基于2000年、2011年土地利用解译数据,结合DEM、人口、GDP、距离等因素模拟出2011年土地利用数据,与2011年解译数据对比,得到模拟精度为94.27%,说明模型拟合精度较高,接着对2022年、2033年土地利用空间格局进行了预测。Logistic-CA-Markov模型模拟的2011—2022年土地利用类型将保持2000—2011年的变化趋势,表现在耕地、水域、未利用土地面积减少,林地、草地以及城乡、工矿、居民用地面积增加,2022—2033年城乡、工矿、居民用地面积仍然增加,但是增加速率明显小于2011—2022年。研究结果表明,Logistic-CA-Markov耦合模型具有较高的模拟精度,可以应用于模拟多类土地利用类型之间的演变。该研究可为青岛市的土地规划、管理和决策提供依据,同时对保护和改善生态环境具有现实的指导意义。     

约束性条件下的喀什市土地利用空间格局分析

基于高分辨率遥感影像解译得到新疆喀什市2002年与2013年两期土地利用历史数据,通过对两期影像进行处理、分类、精度验证以及对CLUE-S模型和Markov模型进行精度验证,利用CLUE-S模型和Markov模型相结合的方法对研究区喀什市未来土地利用变化进行两种不同情景的模拟预测,系统分析了两种不同情景下土地利用变化的时空特征。结果表明:CLUE-S模型和Markov模型的相互结合使用成功克服了单一模型的不足,能够对喀什市未来土地利用情况进行良好的模拟。因此,在设计的两种情景模拟预案下,喀什市未来的建设用地均将持续增加,并以消耗大量的耕地资源为代价,并且约束情景模型Ⅱ城镇规划节约集约用地和基本农田保护预案是喀什市未来土地利用变化的推荐预案。     

扬州市土地利用总体规划环境影响评价

运用生态系统服务价值法的最新研究成果和GIS叠图法对江苏省扬州市新一轮土地利用总体规划进行了环境影响评价。研究结果表明,扬州市的生态服务价值在规划期内呈现先下降后上升的趋势,其中市辖区和宝应县生态服务价值呈现下降趋势,仪征市、高邮市和江都市生态服务价值在规划期内不断上升绝大多数规划建设用地分布在非敏感区和低度敏感区,3.62%的建设用地分布在中度敏感区,0.36%的建设用地分布在高度敏感区,说明规划方案中建设用地布局具有较好的生态适宜性。针对规划实施可能产生的不良环境影响,提出切实可行的预防或减缓措施。在严格实施规划,并确保相关的环境影响减缓措施得以落实的前提下,该规划从环境保护和可持续发展的角度分析是可行的。研究表明,利用生态系统服务价值法和GIS叠图法对土地利用总体规划进行环境影响评价具有一定的科学性与可行性。     

基于改进白化权函数的资源型城市土地利用系统健康灰色聚类评价

[目的]对资源型城市土地利用系统进行健康评价,为资源型城市协调土地利用,推进社会经济稳定发展提供借鉴。[方法]运用的中心点混合白化权函数的灰色聚类模型,从系统的结构、功能、效益三方面构建评价指标体系,分析黑龙江省大庆市2005—2014年土地利用系统健康水平及趋势。[结果](1)大庆市土地利用系统健康水平逐步由"不健康"向"较健康"演变。(2)建设用地比例、人均水资源量、地均石油工业产值、土地市场化程度等成为制约大庆市土地利用系统健康水平提升的关键因素。[结论]混合中心点白化权函数的灰色聚类模型为土地利用系统健康评价提供新的评价标准,克服单指标评价与综合结果的不相容性,适用于土地利用系统健康评价。大庆市应进一步挖掘建设用地利用潜力,优化土地利用布局,积极涵养水源,深化土地市场改革,不断提升土地利用系统健康水平。     

基于土地利用结构变化的芜湖市碳排放及其影响因素研究

碳排放与土地利用密切相关,土地利用可以造成直接碳排放和间接碳排放。为了分析土地利用结构变化的碳排放效应,该文计算得出芜湖市2000-2010年主要土地利用方式的碳排放总量,并利用回归函数进行STIRPAT模型拟合,进一步研究了影响碳排放量的主要因素,最后提出低碳的土地利用对策。结果表明:（1）2000-2010年期间,芜湖市碳排放量呈现快速增长的趋势,年均增长率达到15.17%。其中,建设用地和林地分别为主要的碳源和碳汇。（2）碳排放量与人口、经济增长关系的相关性显著,其中人口对碳排放的解释作用最大,人口每增加1%,碳排放量相应的增加8.726%。     

基于低碳导向的南昌市土地利用模拟与优化调控研究

[目的] 对不同低碳情景下土地利用变化进行模拟,对比多情景下的碳储量和碳排放差异,为江西省南昌市的低碳发展提供相关建议。[方法] 基于碳储量最大情景和碳排放最小情景对2030年土地利用结构进行优化,并运用FLUS模型模拟南昌市多情景下土地利用的空间分布特征。[结果] ①根据数量结构优化结果,碳储量最大和碳排放最小情景下土地利用碳排放均小于自然发展情景,碳储量均大于自然发展情景。综合来看,碳汇最大化情景下土地利用数量结构优化效果更优。②根据空间结构模拟结果,低碳情景与自然发展情景相比建设用地在空间分布上相对集中,并且碳排放减少区域和碳储量增加区域主要分布于中部和南部区域。[结论] 为了早日实现南昌市碳达峰和碳中和的目标,建议优化土地利用结构,落实生态保护和耕地保护政策,控制建设用地过度扩张,加强对重点区域的调控。     

甘肃省庆阳市土地集约利用与土地利用结构的耦合协调关系

[目的]探究甘肃省庆阳市土地集约利用与土地利用结构之间的协调关系,为该市土地利用结构优化和社会经济的可持续发展提供理论依据。[方法]以庆阳市为例,采用多因素综合评价法计算2007—2016年土地集约利用、土地利用结构的综合指数,应用耦合协调模型,分析二者变化特征及耦合协调关系。[结果]①庆阳市土地集约利用综合指数呈上升趋势,达到了高度集约利用水平。②庆阳市土地利用结构信息熵总体呈下降趋势,均衡度逐渐降低,优势度逐渐增强。③土地集约利用与土地利用结构耦合度呈先上升后下降的趋势,耦合协调度都呈上升趋势,二者耦合性越来越强,相对呈现出协调、稳定的发展趋势。[结论] 2007—2016年庆阳市土地集约水平总体变化呈逐年上升状态,但信息熵呈下降趋势,是由于大力开发未利用地,植树造林使得土地利用结构调整。土地集约利用和土地利用结构两系统协调度都呈上升趋势,二者耦合性越来越强。说明庆阳市在大力推动经济发展的同时,也注重提高土地利用的效率,调整土地利用结构,优化布局。