基于改进粒子群算法的低碳型土地利用结构优化——以重庆市为例

探讨了如何在低碳经济背景下进行区域土地利用结构优化,并以规划区域土地利用经济效益目标和各类土地碳排放总量作为环境效益目标建立了相应的优化数学模型;采用针对多目标优化的改进粒子群算法进行土地利用结构优化多目标求解,以重庆市土地利用结构优化为例进行了实证研究。结果表明:基于向量评价的改进粒子群优化算法对土地利用结构多目标优化是适用有效的,优化结果兼顾了经济效益和生态环境效益,为土地利用结构优化提供一种良好的思路和方法。     

松嫩平原肇源县土地利用结构低碳优化研究

土地利用结构调整是实现低碳经济型发展模式的关键途径之一,以松嫩平原区肇源县为研究对象,从经济效益最大化和土地碳排放量最小化两方面出发,基于多目标规划方法,得到了2020年肇源县土地利用结构低碳优化方案并进行对比分析。结果显示:低碳优化方案中,农用地、建设用地和未利用土地相对面积比例依次为65.60%,7.24%和27.16%,与规划方案相比,碳排放量共减少2.62万t,对应经济效益增加量2.45亿元,与2005年相比,单位GDP碳排放强度下降46%,有效实现了碳减排目标。优化方案中,建设用地是最主要的碳源,其碳排放量占总量的98%以上;最主要的碳汇是林地和水域,二者碳吸收量之和为89%以上。以上结果表明以经济效益最大化和土地利用碳排放最小化为目标的土地利用结构低碳优化方案可以较好地兼顾经济效益和生态效益,并有效减少城市碳排放量。研究为该地区未来低碳经济发展提供指导意义。     

基于生态足迹定量分析的土地利用结构优化研究——以江苏省徐州市为例

生态足迹是定量研究区域可持续发展的一种重要方法。运用生态足迹方法分析了徐州市1989—2008年生态足迹和生态承载力的动态变化,并利用生态足迹和生态承载力等指标对江苏省徐州市土地利用可持续性进行了评估。结果表明,徐州市人均生态足迹由1989年的1.13hm2上升到2008年的2.57hm2;人均生物承载力由1989年的0.580hm2下降到2008年的0.450hm2;人均生态赤字由1989年的0.550hm2上升到2008年的2.100hm2,表明徐州市土地集约化程度低。采用线性回归模型对该区人口进行预测,采用灰色预测模型对2010—2015年的生态足迹变化情况进行了预测,在此基础上,构建了基于生态足迹方法的多目标线性规划模型,以生态赤字最小化和经济效益最大化为目标函数,设置了7个变量,制定了9个约束条件。根据模型求解优化方案,对徐州市土地利用结构进行了优化调整。     

晋西黄土丘陵沟壑区土地利用结构优化研究——以方山县为例

以晋西黄土丘陵沟壑区的方山县为例,提出了该区的土地利用结构优化模式。根据方山县的土地利用和社会经济发展现状,运用线性规划模型对土地利用结构进行优化调整,获得规划目标年(2010年)的土地利用结构优化方案。结果表明:农、林、草面积比例由基准年(2005年)的7.2∶31.6∶1调整为规划年(2010年)的6.3∶32∶1,农村居民用地有所减少,其他建设用地面积增加。调整后的土地利用结构既有利于生态效益的发挥,又可提高土地利用的经济效益,符合生态经济可持续发展的需要。     

低碳背景下农业经济结构优化建议

农业经济是国民经济的基础。但近年来,由于受环境及人为因素的影响,农业经济发展速度迟缓。而解决这一问题的关键就是对农业经济结构进行优化调整。基于低碳理念,对如何进行农业经济结构的优化调整探讨。     

土地利用的生态-经济全息协调优化研究——以宁夏固原县为例

运用全息协调的理论和方法, 以黄土丘陵区宁夏固原县为例, 选择粮食总产、输沙模数为目标因子, 土地利用结构、降水量、积温为结构因子, 利用1949～2003年的生态经济数据, 对土地利用系统进行了生态-经济优化.结果表明:牧草地对粮食产量和水保效益起显著作用, 土地利用系统优化可实现粮食总产增加和输沙模数下降的"双赢".全息协调分析表明, 粮食总产的最大值为18.92万t·a-1, 最小输沙模数为1 052.9 t·km-2·a-1;目标因子相等权重条件下的土地优化利用调整方案是:在2003年基础上, 将>25°全部和10°～ 25°部分坡耕地共计3.07万hm2退耕还林(草), 输沙模数将由6 000 t·km-2·a-1降至2 000 t·km-2·a-1, 粮食自给率能维持在70%左右.     

土地利用的生态-经济全息协调优化研究——以宁夏固原县为例

运用全息协调的理论和方法, 以黄土丘陵区宁夏固原县为例, 选择粮食总产、输沙模数为目标因子, 土地利用结构、降水量、积温为结构因子, 利用1949-2003年的生态经济数据, 对土地利用系统进行了生态-经济优化。结果表明：牧草地对粮食产量和水保效益起显著作用, 土地利用系统优化可实现粮食总产增加和输沙模数下降的“双赢”。全息协调分析表明, 粮食总产的最大值为18.92万t·a^-1, 最小输沙模数为1 052.9 t·km^-2·a^-1;目标因子相等权重条件下的土地优化利用调整方案是：在2003年基础上, 将〉25°全部和10°- 25°部分坡耕地共计3.07万hm^2退耕还林（草）, 输沙模数将由6 000 t·km^-2·a^-1降至2 000 t·km^-2·a^-1, 粮食自给率能维持在70%左右     

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。     

基于碳平衡适宜性评价的城市圈土地利用结构优化

资源环境与经济发展的矛盾日益突出,基于碳平衡的土地资源节约集约利用是增强发展可持续性的根本途径之一。研究参考已有文献,将碳平衡引入土地适宜性评价研究中,分别从经济、生态、社会角度建立了基于碳平衡的城市圈土地适宜性评价指标体系,具体包括碳源适宜性评价和碳汇适宜性评价两个方面。运用全排列多边形图示指标法获得了研究对象的两类适宜性的综合评价值和多边形图示。碳平衡适宜性评价结果显示各城市适宜性差异显著,存在较大的区域内协调潜力。选取多目标规划在适宜性评价的基础上对城市圈的碳排放权进行优化配置研究,并将碳排放权优化限制结果引入各城市土地利用结构优化问题中。最后得出了各城市2020年土地利用结构优化结果,与土地利用总体规划对比,进一步强化低碳经济的发展目标。碳排放权配置研究可以有效实现低碳经济的发展目标,碳平衡作为生态文明建设的内容之一对土地生态文明建设和实现土地可持续利用具有重要的指导。     

土地利用与生态环境协调发展综合指标与实证分析—以福州市为例

本文通过构建土地利用与生态环境协调发展指标体系,运用协调发展度模型对福州市2001—2009年协调发展程度进行分析.研究结果表明,2001—2009年福州市土地利用与生态环境协调发展度均高于0.60(初级协调发展类).土地利用与生态环境协调发展度评价模型具有较高的可信度和可操作性.     

福建省土地利用结构合理性动态分析

利用福建省2002~2007年土地利用变更调查数据,采用改进的TOPSIS方法对福建省土地利用结构合理性、土地利用动态度以及土地利用结构合理性和土地利用类型相关性进行了分析,结果表明:①2002~2007年期间福建省土地利用结构合理度总体较高,在时间上的变化呈波动趋势,2003年土地利用合理性最高;②耕地面积减少量最大,居民点工矿面积增加量最大,年变化速率最快的是交通运输用地;③不同土地利用类型的变化对土地利用结构的合理性影响不同。     

宁镇扬丘陵区土地利用空间结构的动态演变——以江苏省镇江市为例

以镇江市为例,基于其1997-2009年的土地利用现状数据,采用Shannon信息熵和空间洛伦茨曲线,对宁镇扬丘陵区土地利用结构的动态演变及其区域分异规律进行了探讨。结果表明:(1) 1997-2009年镇江市各土地利用类型在空间分布上具有不均衡性,耕地和居民点及工矿用地的分布较为均衡,而牧草地和林地的分布则相对集中;(2) 土地利用结构演变具有阶段性特征,划分为"缓慢增长(1997-2000年)、快速上升(2001-2004年)、稳步发展(2005-2009年)"3阶段,耕地和城镇用地是影响土地利用结构演变的主要类型;(3) 该区土地利用结构演变存在区域分异规律,经济发达的市区及新区的信息熵整体上高于其它区县,且呈现不断下降的趋势,表明该区土地利用结构的有序性逐渐提高,而其它稍欠发达区县的信息熵却呈现出日益上升的态势,表明其土地利用结构的有序性不断降低。     

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。     

基于Markov链的吉林西部土地利用结构优化研究

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。以吉林省西部为例,在RS和GIS的支持下,运用Markov链对吉林西部土地利用结构进行优化研究。结果表明:到2020年,吉林西部的林地、建设用地、水田、旱地的面积持续增加,分别增加了153.44,227.05,1 479.79,80.29 km²;草地、水域、沙地、盐碱地、湿地有所减少,分别减少了1 569.44,493.35,60.07,1 029.82,389.71 km²。建设用地不断扩张,草地、湿地和水域面积不断退化是造成吉林省西部生态环境恶化的主要原因,建议今后要适当增加草地和林地比例,合理保护湿地和水域,限制建设用地盲目扩张,挖潜存量建设用地,提高建设用地的利用率,从而实现土地资源的可持续利用。     

郑州市低碳经济发展与土地集约利用之间的脱钩关系

[目的]分析低碳经济发展与土地集约利用的关系,为促进郑州市低碳经济发展及土地集约利用提供理论参考。[方法]基于郑州市2002—2011年的数据,采用Tapio弹性分析法,选取了Tapio脱钩指标,构建了脱钩评价指标体系。[结果]2002—2004年综合碳耗度与土地集约利用处于强脱钩状态,2004—2005年为扩张负脱钩状态,2005—2010年处于弱脱钩状态,2010—2011年处于强脱钩状态。整体来说,2002—2011年郑州市土地集约利用与综合碳耗度在强脱钩与弱脱钩之间波动。[结论]低碳经济和土地集约利用两者的发展存在着显著的正相关关系,低碳经济的增长有效地促进了土地集约利用水平的提高。     

土地利用转移次数与地类的时空变化研究——以湖南省长沙市为例

[目的]深入理解土地利用的变化模式和变化过程,充分利用多期时间序列土地利用数据来探究特征规律。[方法]以长沙市为例,借助地理信息系统(GIS)和IDRISI软件操作平台量化土地利用变化的转移次数和转移地类的时空变化。[结果](1)随着转移次数和地类数的增多,对应变化的像元数在减少,2个地类变化1次的新增变化比较突出。(2)主要表现为城市扩张占用外围耕地和林地明显,面积分别为202.86,169.96km~2,而在乡村地区通过建设用地转为耕地来补给耕地,面积分别为48.27,12.04km~2。(3)其他城镇和长沙市中心城区变化模式相似但辐射能力较弱。[结论]长沙市的城市扩张加速进行,土地整治等能补给少量的耕地和林地,但城市扩张占用外围耕地和林地仍是当地土地利用中主要的变化方式,且当地的土地利用模式和规模遵循一定的城市等级位序。     

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。