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。     

陕西省县域土地利用协调发展度评价

土地利用协调发展度评价对区域土地资源的利用具有重要指导意义。基于土地利用的生态服务价值指数,以陕西省101个县区为例,从土地利用的社会经济发展水平和生态环境质量两个方面建立了土地利用协调发展度评价模型,对陕西省各县区的土地利用协调发展度进行综合评价。研究结果表明,基于生态系统服务价值(ESV)核算的土地利用效益评价可在一定程度上反映土地利用潜力,为全面分析土地利用协调发展度提供了较好的视角同时,陕西省各县市土地利用的地均经济效益和社会效益协调度明显高于二者与生态效益之间的协调度榆林、延安市及周边县市的土地利用协调发展度较高,总体协调发展度呈北高,南低,关中塌陷的状态。因此,经济发展过程中应更加注重生态环境的保护,以增强土地承载能力。     

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。     

基于生态位适宜度模型的土地利用功能分区

土地利用功能分区是土地利用总体规划中的重要内容。该研究以生态位理论为基础,从生态角度进行土地利用功能分区定量研究。该研究提出了土地利用生态位的概念,并从土地利用需求生态位和现实生态位的耦合关系,构建土地利用生态位适宜度模型,建立土地利用生态位适宜度评价因子体系,并以土地利用生态位适宜度评价结果为表征量,借助GIS技术对土地利用功能进行分区。通过对山东省济南市的案例研究,运用该技术方法进行的土地利用功能分区,结果更加优化和合理,验证了该模型的实用性。该研究从生态适宜角度为土地利用分区的定量化研究提供了新的技术方法。     

甘州区土地利用格局变化及生态服务价值变化评价

生态系统服务功能价值评估研究是可持续发展评估研究的关键内容和焦点,通过分析甘州区土地利用及其变化,并在此基础上,对甘州区生态服务功能价值评价进行研究。通过研究分析,结果表明:2005~2020年间,甘州区土地利用格局变化总体趋势为少数几种土地利用类型占主导地位的情况得到缓解;土地利用均匀度指数略微有所升高,说明社会经济的发展较2005年相比更为平衡;土地利用多样化程度也稍有增加。而这一变化直接影响到生态服务功能价值的变化。甘州区生态用地的结构和布局规划合理,能够满足社会经济发展和生态建设对生态用地的需求。期望通过建立环境友好型土地利用模式,优化生态用地结构与强化土地生态功能,以确保生态安全目标的实现。     

曹妃甸新区土地资源优化配置与模拟

采用线性规划模型,设定生态效益和经济效益作为目标函数,在土地面积、社会经济、生态环境等方面设置约束条件,对曹妃甸新区目标年土地利用结构进行优化配置研究,并将其结果作为CA-ANN模型约束条件,模拟曹妃甸新区土地利用空间布局。研究结果:(1)曹妃甸新区优化后,沿海滩涂和盐田减少较为明显,耕地略有所减,建设用地、港口码头和林地呈现增加趋势;优化后经济效益和生态效益均有所增加。(2)运用CA-ANN模型进行空间结构优化。模拟结果在空间布局以及其他规划的衔接上较为合理,为土地资源可持续利用提供借鉴。基于线性规划的CA-ANN模型能够实现土地资源的优化配置,研究方法较为合理,拓展了土地资源优化配置研究思路。     

基于系统动力学的土地利用结构多目标优化

土地利用结构优化是编制土地利用总体规划的基础和核心。该文以吉林省西部为例,利用2000年和2010年2期TM遥感影像数据,结合野外调查及社会经济统计年鉴数据,基于经济-生态双重目标,利用SD-MOP（system dynamics-multi-objective programming）整合模型,对2020年吉林省西部土地利用结构进行了仿真与优化。结果显示,到2020年,在经济效益、生态效益分别增长7.43%、3.09%条件下,建设用地和耕地分别增加了349.89和2 705.74 km2,而林地、草地、水域、未利用地分别减少了12.75、11.51、270.43和2 772.56 km2;与利用单目标SD（system dynamics）模型优化方案相比,建设用地、耕地增幅分别下降了31.55%、14.97%,而林地、草地、水域和未利用地减幅分别下降了42.70%、20.99%、42.68%、29.34%。研究表明,SD-MOP优化方案优于单目标的SD优化方案。     

基于“多规合一”和生态足迹法的土地利用结构优化

多规合一背景下的土地利用结构优化对实现中国土地资源高效利用具有十分重要的推动作用。该文以山东省沂源县为例,以生态优先、生态经济协调发展为原则,借鉴生态足迹理论,依据国民经济核算规则,测算国民经济发展目标生态足迹需求,结合土地利用现状及"多规"土地利用计划,以生态平衡为底限,以竭力保障区域整体公共生态服务功能为要求,优化"多规合一"背景下的土地利用结构。该县"十三五"规划期末生态保护红线、耕地、园地、林地、草地、水域、建设用地合理规模为41 835.73、35 276.61、22 596.76、13 377.61、21 268.02、2 041.59、14 549.00 hm~2;合理规模在优先落实该县生态保护目标的情况下,保障了经济发展目标完成情况下的区域公共生态服务功能最大限度供给。     

土地利用的生态位及调控机制的研究

根据生态位态势理论，对土地利用生态位的理论与模型的建立进行了探讨。土地利用的生态位表征了不同土地利用类型占用新生境的能力，土地利用变化由土地利用的综合生态位驱动，但在市场经济条件下，土地利用变化实际上是由土地利用的经济效益决定的。为实现土地资源的合理利用，必须对土地利用的综合生态位进行调控，其调控的难点是土地利用生态效益和社会效益的经济量化。土地利用生态位的调控就是通过经济手段，制定相关政策和法规，调节土地利用的经济效益、生态效益和社会效益，从而促进土地利用结构的调整，达到土地利用的整体效果最佳。     

土地利用的生态位及调控机制的研究

根据生态位态势理论,对土地利用生态位的理论与模型的建立进行了探讨.土地利用的生态位表征了不同土地利用类型占用新生境的能力,土地利用变化由土地利用的综合生态位驱动,但在市场经济条件下,土地利用变化实际上是由土地利用的经济效益决定的.为实现土地资源的合理利用,必须对土地利用的综合生态位进行调控,其调控的难点是土地利用生态效益和社会效益的经济量化.土地利用生态位的调控就是通过经济手段,制定相关政策和法规,调节土地利用的经济效益、生态效益和社会效益,从而促进土地利用结构的调整,达到土地利用的整体效果最佳.     

土壤对养分离子吸附特性初步研究

针对土壤本身对养分离子具有吸附固定特性降低了养分的有效性,运用土壤养分状况系统研究法通过吸附试验研究新疆两种土壤对养分离子的吸附固定能力。研究结果表明:棕漠土对P、Zn、Cu的吸附固定能力比潮土强,两种土壤对K、B和Mn吸附固定差异不显著,棕漠土的养分限制因子是N>P>Mn>B,潮土的养分限制因子是N>Mn>P>K,因此施肥时考虑到土壤对养分离子的吸附固定能力确定合理的施肥量。     

基于ZigBee的精准农业模式研究

针对传统农业的局限性,探讨了传统农业生产模式转变为以信息网络为中心的精准农业的生产模式,阐述了ZigBee技术在精准农业中的应用,对系统的硬件进行了设计,并给出了软件流程。运用该系统可有效地降低成本,提高农作物产量。     

基于IHA-RVA法的生态治理对径流演变情势的影响评估

研究流域径流演变情势及其对生态治理的响应,可为流域水资源合理利用和水生态治理提供重要指导。该文依据北洛河上游1964—2014年逐日平均流量和年降水量资料,采用双累积曲线法、双滑动平均法(MASH)和Mann-Kendall趋势检验法对径流过程变化进行了分析研究,采用水文指标变化范围法(IHA-RVA)对5组30个径流指标及其改变度进行了评估,对径流演变成因做了初步分析。结果表明：研究期内年径流呈现减少趋势,且以1979年和2002年为界可划分为基准期、水土保持治理期和生态恢复影响期;汛期流量下降较非汛期明显,减少幅度为35.6%;生态治理影响下径流指标整体水文改变度为74.35%,属于高度改变;5组30个径流指标中发生高度改变的指标占比增加,其中年极端流量组变化度最大,为94.77%。人类活动使得流域河川径流显著减少且波动性减弱,而水土保持、退耕还林(草)措施是核心驱动力。     

降雨对地表糙度影响的研究

通过野外模拟降雨实验,研究了降雨对地表糙度的影响规律,经过降雨作用后,随机糙度的地表,变化呈增加趋势,而有向糙度的地表,则呈减小趋势;随着降雨组合因子增加,随机糙度的变化量呈增加的趋势,而有向糙度则呈幂函数递减。     

GIS支持下的土壤侵蚀强度景观空间结构研究

从土壤侵蚀角度看,自然生态系统景观由微度土壤侵蚀和其它等级土壤侵蚀强度的地域组成 ,其景观基本元素有斑、廊、基.在GIS支持下研究了宜昌地区土壤侵蚀强度景观的面积对比、多样性指数、优势度指数和多度等参数.通过RS-GIS一体化的土壤侵蚀遥感调查,认为宜昌地区中观尺度的土壤侵蚀强度景观结构类型有散置斑块景观、指状交错景观、网络景观.     

黄土沟壑丘陵区退耕对土壤侵蚀影响的模拟研究

随着在黄土沟壑丘陵区退耕政策的实施,退耕必将对该地区的水土流失特征产生重大影响。对退耕的水土保持效益进行模拟研究,可为退耕政策的合理实施提供理论依据。选定位于黄土沟壑丘陵区的安塞研究区,在RS和GIS支持下,采用USLE,模拟研究了不同退耕方案对土壤侵蚀的影响。在2001年土地利用的遥感解译图和GIS计算分析基础上设计了8种不同的退耕方案,模拟结果显示,各种退耕方案对土壤侵蚀的减少主要发生在强度及强度以上侵蚀区,退耕后研究区已没有发生剧烈侵蚀的区域,强度和极强度侵蚀明显减少;土壤侵蚀量的减少主要发生在≥25°退耕和≥15°退耕,≥25°退耕还草和还林分别使土壤侵蚀总量减少了19.9%和23.2%,≥15°退耕还草和还林分别使土壤侵蚀总量减少了36.6%和42.6%。≥8°退耕方案和全部退耕方案与≥15°退耕方案相比,水保效益并没有显著差别。     

基于InVEST模型评估土地整治对生境质量的影响

土地整治通过对土地资源及其利用方式再组织和再优化影响生境斑块之间物质流、能量流的循环过程,从而改变区域生境质量和分布格局。该文以大安市土地整治重大项目为例,采用InVEST模型分析了土地整治对生境质量的影响。研究表明:1)土地整治前(2008年)、整治中(2011年)、整治后(2014年),耕地、草地和盐碱地均为项目区的主要土地利用类型;2)土地整治后,大量的盐碱地和草地转变为耕地,耕地面积由整治前的14.43%上升到71.19%;3)土地整治中,项目区的生境质量得分由整治前的0.194下降到0.189,整治后又上升到0.214;4)土地整治工程改善了项目区的生境质量,但整治完成后生境质量改善效果经历了先下降后上升的过程,在整治完成3~4 a时,生境质量仅比整治前提高了0.06左右,整治完成4 a之后,生境质量开始逐渐好转。研究结果可为土地整治工作中的生境及生物多样性保护工作提供科学依据。     

陆面过程中的水文模式研究

陆面水文过程模拟是解决全球环境恶化与气候异常的最好方法，是当前学术界关注的热点。对陆面过程的涵义、模式的发展、陆面过程中水文参数的描述进行了总结，提出了在陆面水文过程研究中存在的尺度匹配误差、数据共享矛盾、参数不确定性等不足及今后的研究方向。     

农膜污染的防治对策

论述了我国残膜污染的原因、现状及残膜给环境和农业带来的危害 ,并针对目前存在的问题提出了治理对策。     

不同基因型大豆氮效率的研究

通过对不同基因型大豆新大豆1号和黑农40的试验研究,结果表明,施氮对新大豆1号的增产作用不明显,但对黑农40有较好的增产作用;花期黑农40和新大豆1号上、中、下层叶片氮含量都随着施氮量的增加而增加,黑农40叶片氮含量与施氮量的相关系数都达到极显著相关,但新大豆1号没有达到显著水平;施氮对新大豆1号的生物固氮抑制程度高于黑农40,使新大豆1号生物固氮降低36. 3% ~85. 2%。