利用生态位适宜度模型评价土地利用环境脆弱性效应

土地利用对环境脆弱性具有重要影响,土地利用与生境条件匹配越好,土地利用的环境脆弱性效应值会越低。该文通过生态位适宜度模型将土地利用对环境脆弱性的影响定量化。选择典型生态环境脆弱区黄河三角洲垦利县的农用地,通过野外调查选择样地,构建各土地利用方式的生态位适宜度模型,在此基础上,对各土地利用生态单元的生态环境现实条件与现状土地利用方式所要求的最佳生态环境进行比较计算生态位适宜度,获得土地利用环境脆弱性效应分布图。研究结果表明,垦利县土地利用的环境脆弱性效应整体良好,棉田是决定整个垦利县环境脆弱性发展的土地利用方式;土地利用强度与土地利用环境脆弱性效应之间呈现为正相关趋势;灌溉条件和土壤盐分是决定土地利用环境脆弱效应值高低的主导环境因子。该研究结果对指导土地的合理利用与管理,防止土地退化和促进生态环境改善具有一定意义。     

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。     

基于生态位适宜度的土地生态经济适宜性评价

针对传统的土地适宜性评价缺乏从自然、社会和经济综合的角度考虑土地利用问题的缺陷,建立了基于生态位适宜度的土地生态经济适宜性评价模型.以武汉市黄陂区为试验区,试验结果表明该模型综合考虑的土地利用的经济和生态需求,克服了传统评价方法仅注重土地自然条件的不足,为土地适宜性评价提供了新途径.     

生态位适宜度评价模型在退耕还林决策中的应用

退耕还林是山地丘陵区治理生态环境恶化的一项重要措施。该文以济南市域内的现状耕地为研究对象,在耕地适宜性评价中引入生态位理论,根据土地利用的现实生态位与需求生态位的匹配关系,从地形因素、土壤条件、生态因素、水利条件四方面选取了7个评价指标,建立耕地生态位适宜度评价模型,并借助GIS技术将属性数据计算与图形数据有机地结合起来,计算各评价单元的生态位适宜度指数,界定区域内需退耕还林的地块。结果显示,济南市80%以上的现状耕地总体质量较好,不适宜作耕地的面积占耕地总面积的6.88％,根据济南市的实际情况,应对这部分地块逐步实行退耕还林。     

基于GIS和生态位适宜度模型的耕地多适宜性评价

以江西省鄱阳湖及周边经济区耕地为研究对象,将生态位适宜度方法以及克里格插值法引入到多宜性评价研究中,采用加权平均模型和限制因子模型对各评价单元水稻、油菜、棉花和甘薯4种作物的生态适宜度值及限制性生态因子进行了定量分析,结果表明：研究区生态位适宜度值整体较高,最大值达到0.9824,生境条件基本能满足作物的需求;评价结果水稻、油菜和棉花以1、2级为主,所占面积均达到67%以上,甘薯1、2级地占56.9%;综合评价中水稻的适宜性面积最大,达56.1%,棉花次之;限制该地区耕地生产潜力的生态因子主要为:土壤全磷含量、有机质含量、耕作层厚度。该研究结果能直接指导农业生产实践,促进耕地的合理利用与管理。     

生态位适宜度方法在基于GIS的耕地多宜性评价中的应用

以江汉平原后湖地区耕地为研究对象，将生态位适宜度方法引入到多宜性评价研究中，采用加权平均和限制因子模型对各评价单元水稻、小麦、棉花和油菜4种作物的生态位适宜度值及限制因子进行了定量分析。结果表明：研究区生态位适宜度值整体较高，最大值达0．958，生境条件基本能满足作物的需求；评价结果以1、2级为主，所占面积达75％；水稻的适宜性面积在该区最大，达65．54％，小麦次之；限制该地区耕地生产潜力的生态因子主要为：速效磷、CEC和道路通达度。该研究结果能直接指导农业生产实践，促进耕地的合理利用与管理。     

基于生态位模型的高标准基本农田建设适宜性评价

该研究以生态位理论为基础,以河南省新郑市为研究区域,结合高标准基本农田的建设目标,提出了高标准基本农田生态位的概念,构建了高标准基本农田生态位适宜度评价模型,并在基本农田现实生态位空间与最适宜生态位空间匹配度评判的基础上,将新郑市高标准基本农田划分为4个建设适宜性等级,明确了不同区域高标准基本农田建设的适宜度。同时以区域高标准基本农田生态位最适值作为评判标准,构建了障碍因子诊断模型,分析了各障碍因子的限制程度。研究结果表明:1)新郑市基本具备高标准基本农田建设条件的面积为14 017.72 hm2,占全市耕地面积的25.88%。需稍加整治即可达到基本农田建设条件的区域面积为21 121.15 hm2,占全市耕地面积的38.99%;需全面整治才可达到基本农田建设条件的区域面积为4 559.37 hm2,占全市耕地面积的8.42%;暂不适宜建设的区域面积为14 469.70 hm2,占全市耕地面积的26.71%。2)新郑市耕地整体自然禀赋较好,制约新郑市高标准基本农田建设的主要障碍因子是灌溉保障率和土壤污染指数。3)利用生态位模型进行高标准基本农田建设适宜性评价,丰富了生态位理论在不同领域中的应用,同时也为高标准基本农田建设项目选址及规划方案设计提供了依据。     

基于生态适宜度模型的城乡土地利用分区与优化布局——以鄱阳湖生态经济区为例

开展城乡土地利用功能分区和空间布局优化,是促进城乡一体化发展的有效途径。以鄱阳湖生态经济区为例,通过构建城乡土地利用生态位适宜度模型,对鄱阳湖生态经济区土地利用生态位适宜度进行了分区,并在此基础上提出了优化布局策略。结果表明:(1)鄱阳湖生态经济区布局优化为商业发展主导区、工业发展主导区和农业发展主导区以及环境保护主导区;(2)鄱阳湖生态经济区城乡土地利用空间布局可划分为核心增长极、区域中心城市、一级扩散圈、二级扩散圈和二级扩散带;(3)应从发展高新技术产业、提升都市圈核心竞争力、保障城乡用地需求、加快农田水利建设和优化生态开发利用模式等方面优化城乡土地利用空间布局。基于生态适宜度模型探讨城乡土地利用布局,为实现区域城乡均衡发展提供了新视角。     

基于生态位适宜度的农村居民点布局研究——以武汉市新洲区为例

农村居民点是农村人口生产、生活等综合功能的承载体,研究其内部结构、空间布局对改善农村生产生活水平、保护耕地、缓解建设用地压力,推进社会主义新农村建设进程具有重要作用.首先,在MapGIS的支持下,利用数理统计法探究了新洲区农村居民点布局结构、特征规律以及存在的问题;其次,依据生态位理论,构建了新洲区农村居民点生态位适宜度模型,将新洲区划分为高度适宜区、中度适宜区、低度适宜区和不适宜区4个等级.最后,在分区布局的基础上,采用以点带面,整体推进的方式,形成了“一轴、两核、三级、四带、中心村”的居民点布局格局,对新洲区农村居民点布局进行了优化.结果表明:农村居民点优化布局可采取先分区后布局的规划思路;生态位适宜度模型能很好地实现农村居民点的分区,结合规划思想和工具,可以作为农村居民点规划布局的有效手段.     

佛山市土地利用的生态安全评价

以佛山市为例,从土地可持续利用的角度出发,采用PSR模型,从生态环境系统状态、生态环境系统压力、生态环境系统响应3方面建立了佛山市生态安全评价指标体系,运用层次分析法和综合评分法对2004年佛山市生态安全进行了评价。评价结果表明:2004年佛山市生态安全综合值为0.508 4,属于"较差"安全等级;佛山市生态环境的状态子系统较好,但面临的压力较大,并且响应较弱。针对评价结果,提出了区域土地可持续利用的生态安全对策。     

城市郊区耕地入选基本菜田的综合质量评价

合理划定基本菜田是提升蔬菜生产能力、保障城市蔬菜均衡供应的基础.该研究在界定基本菜田内涵的基础上,构建平谷区耕地入选基本菜田的综合质量评价模型,以期为大城市郊区基本菜田布局提供科学依据.结果表明:1)从田块质量、生态适宜性、空间稳定性、交通区位与蔬菜种植习惯等4方面构建耕地入选基本菜田的综合质量评价指标体系,充分考虑了蔬菜生产对耕地质量的基本需求以及国家和农业部对基本菜田的政策要求,包含了水资源供需状况和重要水源保护区等指标,使得该研究的评价方法更合理;2)平谷区耕地的田块质量、生态适宜性、空间稳定性、交通区位与蔬菜种植习惯等评价结果呈现差异性分布.基于综合质量评价结果,将平谷区耕地图斑划分为最适宜区、较适宜区、一般适宜区和不适宜区.其中,最适宜区是基本菜田的首选区域,主要分布在平谷新城周边的东高村镇、夏各庄镇、山东庄镇和大兴庄镇,面积为3472.33hm2,占平谷区耕地总面积的28.25%;其次是较适宜区,面积为5186.28hm2;一般适宜区的面积为2860.86hm2,可作为基本菜田储备区域;不适宜区的土壤表土质地差、有机质含量低,加之远离平谷新城、交通不便等因素,不适宜划为基本菜田.3)建议围绕首都"菜篮子工程"建设,强化基本菜田的分级建设与保护,形成露地蔬菜、设施蔬菜和蔬菜园区相互补充的蔬菜生产格局.     

基于模糊证据权模型的青藏高原区土地适宜性评价

在中国耕地保护形势日益严峻的情况下,如何在青藏高原区有效地开发耕地后备资源备受关注,开展自然质量适宜性评价研究是进行耕地后备资源开发利用的重要前提。该文以西藏一江两河流域为典型研究区,选取地形地貌、气候、土壤和水资源状况等4个方面的8个因子,引入知识与数据驱动一体化的模糊证据权模型,得出全域耕地后备资源自然质量适宜性等级,并与综合指数模型评价结果进行对比分析。结果表明：1）模糊证据权模型的评价结果显示, 99.38%的耕地"参照物"处于适宜性三等以上,说明该模型能有效评价耕地后备资源自然质量适宜性;2）对比综合指数模型评价结果中90.83%的耕地"参照物"处于三等以上,说明模糊证据权模型较综合指数模型在某种程度上能够更好地克服评价因子权重确定的主观性和自然条件多样化所带来的计算复杂性等问题;3）研究区11 434.1 km2耕地后备资源在自然质量上具有不同程度的适宜性,其中一等占9.6%,二等占5.5%,三等占38.6%,四等占22.8%,五等占23.4%;耕地后备资源开发可以重点关注日喀则市、贡嘎、扎囊、拉孜、乃东、拉萨市和白朗等县市。该文可为耕地后备资源适宜性评价提供方法借鉴,并为西藏一江两河流域耕地后备资源的合理开发提供依据。     

基于适宜性与发展水平评价的村庄用地类型划分

科学划分村庄用地类型并提出差异化的整治策略,是编制村庄发展规划和建设用地减量规划的基础。该文以北京市密云区为例,基于土地利用、兴趣点和社会统计等数据,从自然条件和用地形态2方面构建村庄用地适宜性评价模型,从区位条件、基础设施、生态条件和资源产业4方面构建村庄发展状况评价模型,系统分析村庄用地适宜性与村庄发展状况及其二者的组合状态,进而划分村庄用地类型。结果表明:1)密云区村庄用地适宜性呈现明显的从西南到东北降低的分布趋势;2)村庄发展指数较高的村庄主要分布在西南区域的环密云城区一带,其次是中部围绕密云水库区域,北部区域村庄发展水平较低;3)基于二者的评价结果将全区村庄用地划分为9种组合,进而合并为4种村庄用地类型。该研究可为村庄用地的高效、有序整治利用提供依据。     

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。     

基于粒子群优化投影寻踪模型的区域土地资源承载力综合评价

为了解决土地资源承载力评价中指标权重赋值客观性差的问题,提出了基于粒子群优化投影寻踪模型的土地资源承载力评价方法,并将其应用于2008年三江平原土地资源承载力综合评价中,结果表明,该方法不仅可有效避免指标赋权时的主观任意性,而且评价结果与实际相符,方法可行有效。评价结果显示,2008年三江平原区域整体土地资源承载力综合评价值为2.621,土地资源的利用对社会的发展和生态环境的保护支撑能力较强,但其对经济技术发展的保障程度较差;三江平原区域内各市县土地资源承载力差异较为显著,应结合区域资源特点,制定科学合理的土地开发利用方案和社会经济发展战略。     

基于熵权TOPSIS模型的区域土地利用绩效评价及障碍因子诊断

定量评估土地利用绩效并诊断其障碍因子,是提高区域土地利用绩效水平的有效途径。该文综合考虑土地利用经济绩效、社会绩效、生态绩效和管理绩效4个子系统,建立区域土地利用绩效评价指标体系,结合熵权TOPSIS模型和障碍度模型,对安徽省近15 a(2000—2014年)的土地利用情况进行绩效评价和障碍因子诊断,并基于评价结果,运用GM(1,1)模型对安徽省未来5 a(2015—2019年)土地利用子系统绩效变化态势进行预测和分析。结果表明:安徽省土地利用综合绩效经历了较差—中级—良好—优质的发展过程,结合土地利用绩效的年均增长速度,可以分为绩效较差但高速增长(2000—2004年)、绩效中级但较快增长(2005—2009年)、绩效良好但低速增长(2010—2011年)和绩效优质且快速增长(2008—2014年)4个发展阶段。4个子系统绩效水平基本逐年提升,但变化趋势存在差异,经济绩效和管理绩效呈线性增长态势,社会绩效和生态绩效呈波动起伏变化的上升趋势;未来5 a,经济绩效子系统年均增长速度最快,社会绩效和管理绩效子系统次之,生态绩效子系统增速最慢。经济绩效子系统障碍度最大,其后依次是社会、生态和管理绩效子系统;2000—2008年,建成区工业增加值等3个指标一直稳居前3位,人民生活水平和地均就业人数轮流出现在第4或第5位;2009—2012年,前3位障碍因子发生较大变化,地均财政收入和人民生活水平成为阻碍土地利用绩效的主要因子;2013—2014年,前5位障碍因子变化较大,社会绩效成为制约土地利用绩效的主要子系统,改善人民生活水平、加强公共基础设施建设,探索节约化、集约化、高效化的土地利用方式和模式是提升安徽省土地利用绩效的重要出路;根据GM(1,1)模型预测结果,社会绩效、生态绩效和管理绩效在未来具有广阔的提升空间,安徽省在提高土地利用经济绩效的同时,应关注经济—社会—生态环境友好和谐发展,更加注重土地利用社会绩效、管理绩效特别是生态绩效的提升。该文的研究思路与方法可以为促进区域土地利用绩效提升提供现实依据。     

基于改进径流曲线数模型的北京密云坡地径流估算

密云区是北京重要的地表饮用水源地,准确模拟地表径流量,对于分析泥沙和污染物的运移十分重要。近年来,学者们运用径流曲线数(soil conservation service curve number,SCS-CN)模型计算本区地表径流量,但预报精度不理想;未考虑降雨过程和雨强对于产流过程的影响,可能是造成预报误差的重要原因。该文利用密云石匣小流域5个坡面径流小区共201场降雨产流资料,提出次产流径流曲线数计算方法,以改进SCS-CN模型并分析改进后模型模拟效果。结果表明,次产流径流曲线数与多年平均径流曲线数的比值和最大30 min降雨量与次雨量的比值之间呈显著幂函数递增关系,据此提出计算次产流径流曲线数的幂函数方程,以改进SCS-CN模型。当曲线数为0.02时,改进后模型模拟效果最好,效率系数为0.693,明显高于未改进的SCS-CN模型。改进后模型对裸地和耕地的产流模拟效果较好,但对林地的产流模拟效果不理想。今后需在深入分析产流机理的基础上,进一步提出与土壤特性有关的模型参数优化方法。     

基于正态云模型的三峡库区土地利用生态风险评价

为有效解决三峡库区土地利用生态风险评价中因某些基础数据不能被准确获取或量化而造成的评价指标和评价结果中存在的模糊性和不确定性问题,引入了正态云综合评价模型。正态云模型既能直观地看出各评价指标的状态,也能客观地反映出各评价指标对整个三峡库区土地利用生态风险的影响。该文采用三峡库区2000年和2012年遥感数据、社会数据、经济数据以及环境监测数据,基于压力-状态-响应(pressure-state-response,PSR)模型构建评价指标体系,利用正态云模型对三峡库区土地利用生态风险进行评价。结果表明:三峡库区2000-2012年各区县平均土地利用生态风险等级均隶属于较低等风险级;其隶属度值由0.4233下降到0.4013,库区总体土地利用生态风险等级有逐年上升的趋势,并在空间上由东北到西南逐渐增加;库区6区县,含库腹4区县和库尾2区县,土地利用生态恶化突出,特别是重庆长寿区,值得重点关注。正态云模型实现了各评价因子向生态风险等级的不确定性映射,兼顾了评价因子量化与等级划分的随机性和模糊性,使评价结果更具客观性。该研究结果为三峡库区合理土地利用与生态保护政策的制定提供一定的借鉴参考。     

基于多层级指标的省域耕地质量评价体系构建

为了更好表征耕地质量的空间差异,服务耕地的保护与管理,合理的耕地质量评价体系更为重要。省域尺度耕地质量评价现有思路与方法的改进,能够科学量化省域内耕地质量的分布,实现耕地质量省级统筹可比。该研究试图建立以表征气候影响的熟制为控制轴,以土地条件和工程条件为评价轴的评价体系,并且构建级别评价三维魔方,创新评价结果查询模式。选择河北省内丘县为研究区进行试点评价,评价结果显示,1级地9 681.30 hm~2,占全县耕地总面积的31.88%;2级地11 708.28 hm~2,占38.56%;3级地6 739.46 hm~2,占22.19%;4级地2 112.59 hm~2,占6.96%;5级地123.55 hm~2,占0.41%,多层级指标方法评价结果对内丘县域内耕地质量的分布规律有较好的表达,与县域自然地貌条件分布趋势基本一致。评价结果与农用地分等定级成果对比分析表明,多层级指标方法技术操作简捷,显化了整治工程因素,实现了省域耕地质量可比,可为土地整治、耕地占补平衡、基本农田保护及其他有关土地管理工作提供依据。