基于Markov-FLUS模型的广西土地利用变化模拟预测

耕地保护是确保粮食安全和社会经济稳定的头等大事,土地利用变化预测分析则是调整耕地保护政策的重要依据。为了探究广西耕地保护工作成效、促进土地资源合理配置,围绕耕地保护,运用Markov-FLUS模型,分别基于非限制性与耕地保护两类情景,预测2025年广西土地利用数量及空间变化状况,对比了两类情景下耕地变化差异。结果表明:(1)广西城市建设效果明显,2005—2015年,城镇用地、交通基础设施用地等其他建设用地面积增长了893 km²,增长率达77.25%。两类不同土地利用情景模拟预测下,至2025年,城镇用地面积均保持增长趋势,但耕地保护情景下,其扩张速度受到限制;(2)广西生态保护成效良好,两类不同土地利用情景模拟预测下,至2025年,林地、草地、水域等生态用地面积均保持增长趋势;(3)广西耕地保护任重道远,2005—2015年,耕地面积减少626 km²,两类不同土地利用情景模拟预测下,至2025年,耕地面积均延续减少趋势。但耕地保护情景下,耕地面积减少态势得到一定程度遏止;(4)不同发展阶段,影响广西耕地保护的主导因素各异:2005—2015年,交通道路等基础设施建设是影响广西耕地保护的主要因素; 2015—2025年,随着社会经济加速发展,南宁市、桂林市、柳州市以及“钦北防”沿海城市建设用地的扩张和桂西北、桂南地区林业用地的增长,将成为广西耕地减少的主要原因。     

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。     

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。     

2000—2020年南昌市土地利用时空变化及其生态环境效应

[目的] 分析南昌市因土地利用变化引起的区域生态环境效应,定量研究该区域国土资源开发与生态环境的关系,为区域生态环境保护、生态文明建设和绿色发展提供科学支持。[方法] 运用土地利用转移矩阵和核密度分析模型演算土地利用变化时空变动轨迹,用生态环境质量指数和生态贡献率推理出土地利用变化对生态系统的影响。[结果] ①2000—2020年,南昌市土地利用变化主要以草地、耕地转为建设用地,林地、水域转为耕地,耕地转为水域为主; ②2000—2020年,南昌市土地利用变化空间集聚演变主要集中在西北方向,其中耕地转水域是研究区生态环境改善的主要原因,水域转耕地和耕地转建设用地是区域生态环境退化的主要原因。[结论] 南昌市2000,2010,2020年的生态环境质量指数为0.354,0.351和0.352,生态环境质量相对稳定,但区内质量指数呈现下降趋势,有必要及时严格控制城镇开发边界和落实生态红线保护政策。     

基于土地利用情景的福建省生态经济系统协调度时空演变模拟

模拟分析不同土地利用情景下生态经济系统协调度(EEH)时空演变特征对福建省持续深入实施生态省战略与实现可持续发展有重要意义.回顾分析福建省2000—2018年EEH变化特征,并运用FLUS模型模拟在一般情景和耕地保护情景下2026年福建省土地利用变化情况,测算生态系统服务价值(ESV)的时空变化,分析未来生态经济系统协...     

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。     

黄河三角洲自然保护区土地利用格局空间优化模拟

空间优化模型能够实现多管理目标下的土地利用格局空间优化,为管理者制定保护政策提供参考。该文以黄河三角洲自然保护区为研究区域,基于保护区的多目标管理需求,设计了3种用于协调丹顶鹤生境保护和社区可持续发展的情景模式,并采用土地利用空间优化(land use pattern optimization,LUPO)模型,模拟实现了不同情景模式下的保护区土地利用格局空间优化配置。模拟结果表明:情景A通过将光滩和芦苇滩等转为丹顶鹤喜好的翅碱蓬滩涂和柽柳-翅碱蓬滩涂,实现使丹顶鹤适宜生境面积增加30%的生态效益目标,但年经济收益增幅仅为11%;情景B通过将农田、芦苇滩和光滩等转为年经济效益更高的虾池,使区域年经济效益增长54%,但丹顶鹤适宜生境面积变化较小,生境更为破碎化;情景C通过将光滩等转为翅碱蓬滩涂,将农田等转为虾池,分别使丹顶鹤适宜生境面积增加24%和区域年经济效益增长41.3%,是一种双赢方案。研究结果表明,该模型可用于保护区土地利用格局空间优化,协调物种保护和经济发展之间的平衡关系,但需对模型结构和参数进一步优化设计。     

郑州市土地可持续利用的模拟与评价

土地持续利用是区域可持续发展的核心内容与重要基础,是推动区域经济可持续发展的重要保障。利用GIS和CLUE-S模型,以郑州市为研究区,以郑州市2000年土地利用现状数据为基础,模拟研究区在可持续利用情景下的未来土地利用变化情景,并运用层次分析法对研究区土地承载力和环境敏感性进行分析评价,在此基础上对郑州市土地可持续利用发展模式进行了探讨。研究表明:郑州市土地承载力水平偏低,土壤环境敏感性较高。在未来情景建设用地面积将明显增加的情况下,郑州市应优化土地利用结构,加大环境治理力度,改善生态环境,以促进土地资源的可持续利用,保障社会经济稳定快速发展。本研究可为理解土地利用系统的复杂性和动态性提供帮助,并为研究区今后的土地利用总体规划编制和土地可持续性管理具有指导作用。     

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。     

基于低碳经济导向的土地利用结构优化研究——以福建省福州市为例

[目的]研究基于低碳经济导向的福州市土地利用结构优化方案,为相关部门进行土地利用规划及其调整提供参考。[方法]采用灰色多目标线性规划法,建立目标函数,获得土地利用结构优化方案。[结果]通过与土地规划方案对比发现,中碳排放型的的优化方案最佳。在该方案下,预计到2020年福州市土地碳排放量达1.30×107 t,土地经济效益为7 701.24亿元,土地生态效益为785.33亿元。[结论]低碳经济导向的土地利用结构优化方案有利于该区域经济效益的发挥和生态环境的改善,实现碳减排目标。     

2000—2020年南昌市南昌县“三生”空间演变与土地利用相对冲突

[目的] 探讨江西省南昌市南昌县2000—2020年的“三生”空间演变与土地利用相对冲突识别和测度,为优化国土空间发展格局和实现社会经济可持续发展提供理论和实践参考。 [方法] 基于2000,2010和2020年3期遥感影像和土地利用覆被数据,以“三生”空间为研究基础,运用遥感生态指数(RSEI)和景观格局指数构建土地利用相对冲突识别测度模型,通过转移矩阵和ArcGIS可视化分析土地利用相对冲突的时空演变格局。 [结果] ①2000—2020年,由于城市的扩张和人类活动的影响,南昌县生活—生产空间对外急剧扩张,生产—生态空间和生态空间面积逐年下降。 ②南昌县2000—2020年遥感生态指数均值下降,生态环境质量状况整体缓慢下降,生态环境恶化区域不断扩大。 ③2000—2020年,研究区土地利用绝对冲突总面积持续增加,2000—2010年至2010—2020年,土地利用相对冲突总面积整体略有减少。 ④2000—2020年,研究区土地利用绝对冲突失控区域,主要位于中心城区,并随着城市化的发展不断向外扩张。2000—2010年至2010—2020年,土地利用相对冲突的中高冲突区由中心城区向外围转移,后10 a主要位于城市扩张区。 [结论] 南昌县“三生”空间演变剧烈,生态环境质量下降,土地利用绝对冲突和相对冲突水平不断上升。因此,应落实严守耕地保护红线、改善生态环境和优化国土空间布局等策略以实现土地利用冲突的优化。     

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。     

基于PLUS与InVEST模型的昆明市土地利用变化动态模拟与碳储量评估

[目的]评估不同情景下的土地利用变化与碳储量变化,为优化生态服务与可持续性发展提供科学依据。[方法]基于PLUS模型与InVEST模型,模拟和预测不同情景下的土地利用变化与碳储量。[结果](1)在自然发展与生态保护情景下,土地利用变化相似,耕地、草地、水域减少,建设用地急剧扩张,其中建设用地在自然发展情景下扩张更快,变化率达27.70%;在耕地保护情景下,土地利用变化与其他两种情景不同,这是由于林地面积的减少与建设用地的迅速扩张造成的;(2)昆明市2000,2010,2020年的碳储量分别为3.37×10⁸,3.34×10⁸,3.28×10⁸ t,呈现逐年下降的趋势。到2030年,耕地保护与生态保护相较于自然发展情景碳储量较高,说明采取保护措施,能有效控制碳储量的减少;(3)土地利用变化导致碳储量减少9.15×10⁶ t,土地利用变化与碳储量变化呈现高度一致性。[结论]落实耕地保护、生态保护政策,控制建设用地向耕地、林地的扩张,优化土地利用结构,有利于减缓区域碳储量损失。     

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。